[发明专利]高性能图像传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能图像传感器及其制备方法，像素结构使用沟槽式通孔连接上、下两层金属，该沟槽式通孔与上层金属形成与像素大小相同的网格，作为金属遮蔽结构。在下层金属制程之后，沉积一层SiN衬底，作为像素区的沟槽式通孔和逻辑区的金属孔的终止层；在孔刻蚀制程过程最后增加一步对SiN具有高选择比的蚀刻工艺，使沟槽式通孔和金属孔既与下层金属链接，又停留在介质氧化层上，形成金属遮蔽；之后，在沟槽式通孔上溅射上层金属，并通过光刻形成相同宽度的金属遮蔽结构。可以减小在进行光通道蚀刻过程中等离子体对硅表面的损伤，减小暗电流和噪声。同时，金属遮蔽结构可以将斜入射光折射到像素单元表面，减小串扰。

技术领域

本发明涉及一种图像传感器，尤其涉及一种高性能图像传感器及其制备方法。

背景技术

图像传感器是常用的半导体器件，为了减少像素堆叠高度和使微透镜更加贴近光电传感器，如图1a、图1b所示，目前普遍是将彩色滤光片阵列(color filter array CFA)和微透镜埋入内嵌区。

目前制程的缺点在于：

内嵌区(Trench Etch area)底部不平，图像传感器四周与中心厚度不同，光通路发生变化，造成色差(color shading)现象。

内嵌(trench etch)过程中所使用等离子体(plasma)的电荷(charging)累积会对硅衬底损伤，形成缺陷。而光电二极管(Photodiode PD)表面的区域的缺陷是暗电流和噪声的来源之一。所以，内嵌(trench etch)工艺导致图像传感器暗电流和噪声偏大，影响图像传感器性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种高性能图像传感器及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的高性能图像传感器，包括像素结构，所述像素结构使用沟槽式通孔连接上、下两层金属，该沟槽式通孔与上层金属形成与像素大小相同的网格，作为金属遮蔽结构。

上述的高性能图像传感器的制备方法，包括步骤：

在下层金属制程之后，沉积一层SiN衬底，作为像素区的沟槽式通孔和逻辑区的金属孔的终止层；

在孔刻蚀制程过程最后增加一步对SiN具有高选择比的蚀刻工艺，使沟槽式通孔和金属孔既与下层金属链接，又停留在介质氧化层上，形成金属遮蔽；

之后，在沟槽式通孔上溅射上层金属，并通过光刻形成相同宽度的金属遮蔽结构。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的高性能图像传感器及其制备方法，将金属遮蔽(metal shield)结构与衬底相连，可以减小在进行光通道蚀刻过程中等离子体(plasma)对硅表面的损伤，减小暗电流和噪声。同时，金属遮蔽(metalshield)结构可以将斜入射光折射到像素(pixel)单元表面，减小串扰。

附图说明

图1a为现有技术中具有光通道的图像传感器示意图；

图1b为现有技术中光通道结构蚀刻过程示意图；

图2a为本发明实施例提供的高性能图像传感器结构示意图；

图2b为本发明实施例光通道结构蚀刻过程示意图；

图3为本发明实施例沟槽式通孔(trench Via)与上层金属形成的金属遮蔽侧视图；

图4为本发明实施例沟槽式通孔(trench Via)与上层金属形成的金属遮蔽俯视图。

图中：