[go: up one dir, main page]

CN106847847A - 前照式图像传感器的形成方法 - Google Patents

前照式图像传感器的形成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106847847A
CN106847847A CN201611240933.3A CN201611240933A CN106847847A CN 106847847 A CN106847847 A CN 106847847A CN 201611240933 A CN201611240933 A CN 201611240933A CN 106847847 A CN106847847 A CN 106847847A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
metal layer
auxiliary metal
image sensor
illuminated image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201611240933.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106847847B (zh
Inventor
徐泽
赵立新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xin Xin Finance Leasing Co ltd
Original Assignee
Galaxycore Shanghai Ltd Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Galaxycore Shanghai Ltd Corp filed Critical Galaxycore Shanghai Ltd Corp
Priority to CN201611240933.3A priority Critical patent/CN106847847B/zh
Publication of CN106847847A publication Critical patent/CN106847847A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106847847B publication Critical patent/CN106847847B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/011—Manufacture or treatment of image sensors covered by group H10F39/12
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/811—Interconnections

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

本发明提供前照式图像传感器的形成方法，形成位于器件层表面的金属层；对应于感光区域形成至少一辅助金属层；刻蚀介质层至暴露出辅助金属层，所述辅助金属层作为停止层；去除辅助金属层，所述辅助金属层下部的介质层作为停止层。

Description

前照式图像传感器的形成方法
技术领域
本发明涉及半导体领域，尤其是涉及一种前照式图像传感器的形成方法。
背景技术
图像传感器是将光信号转化为电信号的半导体器件，图像传感器具有光电转换元件，通常光电转换元件形成在衬底表面之下，逻辑电路形成在光电转换元件之上，光在穿过逻辑电路之后才到达光电转换元件，期间光经过了多层结构，导致光损失或光线通过串扰（crosstalk）至相邻的图像传感器单元芯片，影响每一图像传感器单元芯片的光电转换元件的光响应特性。
本专利主要针对FSI 产品， 这一段多余，删除图像传感器按又可分为互补金属氧化物（CMOS）图像传感器和电荷耦合器件（CCD）图像传感器。CCD图像传感器的优点是对图像敏感度较高且噪声小，但是CCD图像传感器与其他器件的集成比较困难，而且CCD图像传感器的功耗较高。相比之下，CMOS图像传感器具有工艺简单、易与其他器件集成、体积小、重量轻、功耗小、成本低等优点。因此，随着技术发展，CMOS图像传感器越来越多地取代CCD图像传感器应用于各类电子产品中。目前CMOS图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、照相手机、数码摄像机、医疗用摄像装置（例如胃镜）、车用摄像装置等。
互补金属氧化物图像传感器又分为前照式（Frontside Illumination）和背照式（Backside Illutimination）。请参见图1，图1为典型的前照式图像传感器
，其中器件层100的上部形成有金属层200：M1、M2、M3。器件层100中设置有感光区域110，也即光电二极管区域，对于前照式图像传感器，为了缩短光程，提高光电转换效率，提升灵敏度，通常需要在感光去上方，刻蚀去除多余的电介质层，降低介质层厚度，提升入光量，现有技术中采用图2的方式直接刻蚀，采用此方法刻蚀的深度需要通过刻蚀时间控制，刻蚀深度和刻蚀精度难以控制，开口精度不高。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种前照式图像传感器的形成方法，
形成位于器件层表面的金属层；对应于感光区域形成至少一辅助金属层；刻蚀介质层至暴露出辅助金属层，所述辅助金属层作为停止层；去除辅助金属层，所述辅助金属层下部的介质层作为停止层。
优选的，所述辅助金属层位于顶层金属层。
优选的，所述辅助金属层为一整体区域，对应覆盖于感光区域上部。
优选的，所述辅助金属层为多个间隔的区域，分别对应于像素单元的光电二极管区域。
优选的，刻蚀介质层暴露出辅助金属层的窗口大于辅助金属层的范围。
优选的，所述介质层的刻蚀精度误差为5纳米至200纳米。
优选的，所述介质层为二氧化硅层、氮化硅层。
优选的，所述金属层的材质为铝、铜。
本发明在金属层对应于感光区域的部分区域形成辅助金属层，通过对金属层介质材料的刻蚀首先停止在辅助金属层的表面，辅助金属层作为停止层，再去除辅助金属层，辅助金属层的底部作为第二次的停止层，并且针对多层金属层可对应于感光区域形成多层的辅助金属层，提高了刻蚀深度的均匀性和刻蚀精度，进而提高了前照式图像传感器的性能。
附图说明
图1至图2为现有技术中前照式图像传感器的形成方法的部分步骤示意图；
图3至图5为本发明第一实施例中前照式图像传感器的形成方法的部分步骤示意图。
图6为本发明第二实施例中前照式图像传感器的形成方法的部分步骤示意图。
图7至图10为本发明第三实施例中前照式图像传感器的形成方法的部分步骤示意图。
图11为本发明一种前照式图像传感器的形成方法。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明内容进行说明，本发明提供一种前照式图像传感器的形成方法，形成位于器件层表面的金属层；对应于感光区域形成至少一辅助金属层；刻蚀介质层至暴露出辅助金属层，所述辅助金属层作为停止层；去除辅助金属层，所述辅助金属层下部的介质层作为停止层。
请参考图3至图5，图3至图5为本发明第一实施例中前照式图像传感器的形成方法的部分步骤示意图。
形成位于器件层300表面的金属层400，本实施例中金属层400包括：M1、M2、M3三层，器件层300中形成有感光区域310，感光区域310也即图像传感器像素单元的光电二极管区域（Photodiode,PD）,对应于感光区域310形成位于顶层M3的辅助金属层410，辅助金属层410的范围较感光区域310的范围大些，请继续参考图4，覆盖光刻胶PR，通过图形化工艺刻蚀金属层400的部分介质层至暴露出辅助金属层410，所述辅助金属层410作为停止层，刻蚀介质层暴露出辅助金属层410的窗口420大于辅助金属层410的范围，介质层的刻蚀精度误差为5纳米至200纳米，请继续参考图5，去除辅助金属层410，辅助金属层410下部的介质层作为停止层，对去除部分介质层的窗口420和去除辅助金属层后的凹槽区域430进行填充，形成填充区域，该填充区域对应于感光区域310，该填充区域的折射率低于介质层的区域，这样在光线照射至前照式图像传感器时能提高光通量。介质层为二氧化硅层、或氮化硅层以及其他电介质材料及其混合结构；金属层的材质为铝、铜、钨或其他金属材料。
请继续参考图6，图6为本发明第二实施例中前照式图像传感器的形成方法的部分步骤示意图。本实施例中第一实施例的区别在于辅助金属层410为多个间隔的区域，分别对应于像素单元的感光区域310。
请继续参考图7至图10，图7至图10为本发明第三实施例中前照式图像传感器的形成方法的部分步骤示意图。
图7中形成位于器件层300表面的金属层400，本实施例中金属层400包括：M1、M2、M3三层，器件层300中形成有感光区域310，感光区域310也即图像传感器像素单元的光电二极管区域（Photodiode,PD）,对应于感光区域310形成位于顶层M3的辅助金属层410；位于M2的辅助金属层440，其中辅助金属层440，为多个间隔的区域，分别对应于像素单元的感光区域310。辅助金属层410的范围较感光区域310的范围大些，请继续参考图8，覆盖光刻胶PR，通过图形化工艺刻蚀金属层400的部分介质层至暴露出辅助金属层410，所述辅助金属层410作为停止层，刻蚀介质层暴露出辅助金属层410的窗口420大于辅助金属层410的范围，介质层的刻蚀精度误差为5纳米至200纳米。请继续参考图8，去除辅助金属层410，辅助金属层410下部的介质层作为停止层；继续参考图9在去除辅助金属层410后的凹槽区域430中继续刻蚀至辅助金属层440的表面，辅助金属层440的表面作为第二停止层。图10，进一步去除M2的辅助金属层440，形成第二凹槽区域460。对去除部分介质层的窗口420区域、除另一介质层450的区域凹槽区域430、第二凹槽区域460进行填充，形成填充区域，该填充区域对应于感光区域310，该填充区域的折射率低于介质层的区域，这样在光线照射至前照式图像传感器时能提高光通量。介质层为二氧化硅层、或氮化硅层以及其他电介质材料及其混合结构；金属层的材质为铝、铜、钨或其他金属材料。
请继续参考图11，图11为本发明一种前照式图像传感器的形成方法，包括：
S100：形成位于器件层表面的金属层；对应于感光区域形成至少一辅助金属层；
S200：刻蚀介质层至暴露出辅助金属层，所述辅助金属层作为停止层；
S300：去除辅助金属层，所述辅助金属层下部的介质层作为停止层。
本发明在金属层对应于感光区域的部分区域形成辅助金属层，通过对金属层介质材料的刻蚀首先停止在辅助金属层的表面，辅助金属层作为停止层，再去除辅助金属层，辅助金属层的底部作为第二次的停止层，并且针对多层金属层可对应于感光区域形成多层的辅助金属层，提高了刻蚀深度的均匀性和刻蚀精度，进而提高了前照式图像传感器的性能。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种前照式图像传感器的形成方法，其特征在于：
形成位于器件层表面的金属层；对应于感光区域形成至少一辅助金属层；
刻蚀介质层至暴露出辅助金属层，所述辅助金属层作为停止层；
去除辅助金属层，所述辅助金属层下部的介质层作为停止层。
2.根据权利要求1所述的前照式图像传感器的形成方法，其特征在于，所述辅助金属层位于顶层金属层。
3.根据权利要求1所述的前照式图像传感器的形成方法，其特征在于，所述辅助金属层为一整体区域，对应覆盖于感光区域上部。
4.根据权利要求1所述的前照式图像传感器的形成方法，其特征在于，所述辅助金属层为多个间隔的区域，分别对应于像素单元的光电二极管区域。
5.根据权利要求1所述的前照式图像传感器的形成方法，其特征在于，刻蚀介质层暴露出辅助金属层的窗口大于辅助金属层的范围。
6.根据权利要求1所述的前照式图像传感器的形成方法，其特征在于，所述介质层的刻蚀精度误差为5纳米至200纳米。
7.根据权利要求1所述的前照式图像传感器的形成方法，其特征在于，所述介质层为二氧化硅层、氮化硅层。
8.根据权利要求1所述的前照式图像传感器的形成方法，其特征在于，所述金属层的材质为铝、铜、钨。
CN201611240933.3A 2016-12-29 2016-12-29 前照式图像传感器的形成方法 Active CN106847847B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611240933.3A CN106847847B (zh) 2016-12-29 2016-12-29 前照式图像传感器的形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611240933.3A CN106847847B (zh) 2016-12-29 2016-12-29 前照式图像传感器的形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106847847A true CN106847847A (zh) 2017-06-13
CN106847847B CN106847847B (zh) 2021-07-27

Family

ID=59113090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611240933.3A Active CN106847847B (zh) 2016-12-29 2016-12-29 前照式图像传感器的形成方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106847847B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102142448A (zh) * 2009-12-30 2011-08-03 三星电子株式会社 图像传感器
CN102891156A (zh) * 2012-10-25 2013-01-23 上海集成电路研发中心有限公司 Cmos影像传感器的深沟槽图形化方法
CN104218044A (zh) * 2013-05-29 2014-12-17 联华电子股份有限公司 影像感测器及其制作工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102142448A (zh) * 2009-12-30 2011-08-03 三星电子株式会社 图像传感器
CN102891156A (zh) * 2012-10-25 2013-01-23 上海集成电路研发中心有限公司 Cmos影像传感器的深沟槽图形化方法
CN104218044A (zh) * 2013-05-29 2014-12-17 联华电子股份有限公司 影像感测器及其制作工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN106847847B (zh) 2021-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11121166B2 (en) Image sensor device
CN104051478B (zh) Bsi图像传感器件的新型背面结构
JP5504695B2 (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法および電子機器
US7615399B2 (en) Fabrication method of complementary metal oxide semiconductor image sensor
CN103227178B (zh) 用于改进图像传感器的反射率光学栅格的方法和装置
US20240047496A1 (en) Image sensor grid and method of fabrication of same
CN105428384B (zh) 一种图形传感器及其制造方法
CN102231384B (zh) 图像传感器及其形成方法
JP2009252949A (ja) 固体撮像装置及びその製造方法
TW201214687A (en) Solid-state imaging element, process for producing solid-state imaging element, and electronic device
CN108257998A (zh) Cmos图像传感器及其制造方法
CN103985725A (zh) 半导体结构及其制备方法
CN101404289A (zh) 图像传感器及其制造方法
CN105655361A (zh) 背照式cmos图像传感器及其形成方法
CN107221541B (zh) 图像传感器的制备方法
JP2011124454A (ja) 固体撮像装置の製造方法
CN106298829A (zh) 一种金属栅格的形成方法
CN109037256A (zh) 背照式图像传感器及其形成方法
JP2012186396A (ja) 固体撮像装置およびその製造方法
CN101447499B (zh) 图像传感器及其制造方法
JP5002906B2 (ja) 固体撮像装置及びその製造方法
CN102194836B (zh) 图像感测元件的制造方法及其重新制作方法
CN106847847A (zh) 前照式图像传感器的形成方法
CN108183114A (zh) 背照式图像传感器及其形成方法
JP2014207273A (ja) 固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20250827

Address after: 200127 room 3205F, building 707, Zhang Yang Road, Pudong New Area Free Trade Zone, Shanghai, China

Patentee after: Xin Xin Finance Leasing Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: 201203 Shanghai Pudong New Area Zhangjiang Shengxia Road No. 560 Building 2 11th Floor

Patentee before: GALAXYCORE SHANGHAI Ltd.,Corp.

Country or region before: China

TR01 Transfer of patent right
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20170613

Assignee: GALAXYCORE SHANGHAI Ltd.,Corp.

Assignor: Xin Xin Finance Leasing Co.,Ltd.

Contract record no.: X2025310000167

Denomination of invention: The method of forming a front-side illuminated image sensor

Granted publication date: 20210727

License type: Exclusive License

Record date: 20251020

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract