背照式图像传感器的制造方法及背照式图像传感器与流程

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种背照式图像传感器的制造方法及背照式图像传感器。

背景技术：

所谓图像传感器，是指将光信号转换为电信号的装置。按照其依据的原理不同，可以区分为ccd(chargecoupleddevice，电荷耦合元件)图像传感器以及cmos(complementarymetal-oxidesemiconductor，金属氧化物半导体元件)图像传感器。由于cmos图像传感器是采用传统的cmos电路工艺制作，因此可将图像传感器以及其所需要的外围电路加以整合，从而使得cmos图像传感器具有更广的应用前景。

按照接收光线的位置的不同，cmos图像传感器可以分为前照式图像传感器和背照式图像传感器。其中，与前照式图像传感器相比，背照式图像传感器最大的优化之处就是将元件内部的结构改变了，即将感光层的元件入射光路调转方向，让光线能从背面直射进去，避免了在前照式图像传感器中，光线会受到透镜和光电二极管之间的结构和厚度的影响，提高了光线接收的效能。

在现有的背照式图像传感器中，入射光线穿过彩色滤光片之后，部分角度的光线会到达相邻的感光区，从而在相邻感光区的感光器件中产生了额外的光电信号，即发生了光线的串扰。为了防止光线之间的相互串扰，需要采用金属隔离层将透过不同颜色滤光片的光线相互隔离开。但是，现有的金属隔离层在制作过程中，需要沉积金属钨并进行五道光罩工艺，这不仅导致了制造背照式图像传感器成本的增加，而且增加了工艺复杂度，降低了生成效率。

因此，如何降低背照式传感器的制造成本，简化工艺制造步骤，提高生成效率，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明提供一种背照式图像传感器的制造方法及背照式图像传感器，用以解决现有的背照式图像传感器制造成本高、制造工艺复杂的问题，以提高背照式图像传感器的生产效率。

为了解决上述问题，本发明提供了一种背照式图像传感器的制造方法，包括如下步骤：

提供一衬底，并采用光刻工艺在所述衬底表面定义像素区域以及围绕所述像素区域的周边区域；

在所述衬底表面沉积金属材料，以在所述像素区域形成金属层、并在所述周边区域形成焊垫；

对所述金属层进行光刻处理，以在所述像素区域形成包括多个开口的隔离层。

优选的，对所述金属层进行光刻处理，以在所述像素区域形成包括多个开口的隔离层的具体步骤包括：

在所述金属层与所述焊垫表面沉积绝缘层；

对所述金属层以及覆盖于所述金属层表面的绝缘层进行光刻处理，以在所述像素区域形成包括多个开口的隔离层。

优选的，所述衬底包括硅基底、以及覆盖于所述硅基底表面的二氧化硅介质层，采用光刻工艺在所述衬底表面定义像素区域以及围绕所述像素区域的周边区域的具体步骤包括：

采用光刻工艺对与像素区域对应的所述二氧化硅介质层进行减薄处理。

优选的，经减薄处理的二氧化硅介质层的剩余厚度为

优选的，在所述衬底表面沉积金属材料的具体步骤包括：

在所述底表面沉积厚度为的金属材料。

优选的，采用光刻工艺在所述衬底表面定义像素区域以及围绕所述像素区域的周边区域之前还包括如下步骤：

在所述衬底中形成硅通孔，使得所述硅通孔与周边区域对应。

优选的，对所述金属层以及覆盖于所述金属层表面的绝缘层进行光刻处理，以在所述像素区域形成包括多个开口的隔离层之后还包括如下步骤：

在所述绝缘层表面沉积钝化层；

对与所述周边区域对应的绝缘层和钝化层进行光刻处理，以暴露所述焊垫。

优选的，所述金属材料为铝。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种背照式图像传感器，包括衬底，所述衬底包括像素区域以及围绕所述像素区域的周边区域，所述周边区域设置有焊垫，所述像素区域设置有包括多个开口的隔离层，所述焊垫与所述隔离层是通过金属材料在所述衬底表面的一次沉积过程中同时形成的。

优选的，所述金属材料为铝。

本发明提供的背照式图像传感器的制造方法及背照式图像传感器，焊垫与隔离层采用相同的材料制造而成，并且在一次金属沉积过程中同时形成，减少了背照式图像传感器的光刻次数，降低了背照式图像传感器制造成及工艺复杂度，提高了背照式图像传感器的生产效率。

附图说明

附图1是本发明第一具体实施方式中背照式图像传感器的制造方法的流程框图；

附图2a-2e是本发明第一具体实施方式中背照式图像传感器的制造方法的主要工艺示意图；

附图3是本发明第二具体实施方式中背照式图像传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的背照式图像传感器的制造方法及背照式图像传感器的具体实施方式做详细说明。

第一具体实施方式

本具体实施方式提供了一种背照式图像传感器的制造方法，附图1是本发明第一具体实施方式中背照式图像传感器的制造方法的流程框图，附图2a-2e是本发明第一具体实施方式中背照式图像传感器的制造方法的主要工艺示意图。如图1、2a-2e所示，本具体实施方式提供的背照式图像传感器的制造方法，包括如下步骤：

步骤s11，提供一衬底，并采用光刻工艺在所述衬底表面定义像素区域aa以及围绕所述像素区域aa的周边区域ab。其中，所述像素区域aa用于光线通过以显示图像；所述周边区域ab环绕所述像素区域设置，以界定所述像素区域aa的边界并布置连接线路。优选的，如图2a所示，所述衬底包括硅基底21、以及覆盖于所述硅基底21表面的二氧化硅介质层22。优选的，在所述衬底表面定义像素区域aa以及围绕所述像素区域aa的周边区域ab之前还包括如下步骤：在所述衬底中形成硅通孔(throughsiliconvia，tsv)23，使得所述硅通孔23与所述周边区域ab对应。便于之后在所述硅通孔23中设置布线，并且不影响所述像素区域aa的开口率。

具体来说，采用光刻工艺在所述衬底表面定义像素区域aa以及围绕所述像素区域aa的周边区域ab的具体步骤包括：采用光刻工艺对与所述像素区域aa对应的所述二氧化硅介质层22进行减薄处理，得到的所述衬底的结构如图2b所示。在对与所述像素区域aa对应的所述二氧化硅介质层22进行减薄处理的过程中，需要控制像素区域aa中剩余二氧化硅介质层22的厚度，这是因为：若与所述像素区域aa对应的剩余二氧化硅介质层22的厚度太薄，后续形成的隔离层会受到滤光片中金属离子的污染，影响光线隔离效果；若与所述像素区域aa对应的剩余二氧化硅介质层22的厚度太厚，则不能很好的对光线进行分离，会产生光线串扰的问题。因此，优选的，在本具体实施方式中，与所述像素区域aa对应、且经减薄处理后的二氧化硅介质层的剩余厚度为

步骤s12，在所述衬底表面沉积金属材料24，以在所述像素区域aa形成金属层241、并在所述周边区域ab形成焊垫242，得到的结构如图2c所示。本步骤中，通过在所述像素区域aa与所述周边区域ab同时沉积同种金属材料，不仅在所述周边区域ab形成了用于进行电路连接的焊垫242，而且还在所述像素区域aa形成了后续用于制造隔离层的金属层241。相较于现有技术中采用两步金属沉积工艺以沉积两种不同的金属材料、来分别形成焊垫和金属层的技术相比，本具体实施方式中所述金属层241与所述焊垫242采用同种金属材料构成，而且在同一步沉积工艺中沉积，不仅减少了沉积、光刻的步骤，而且以作为焊垫的金属材料来制造后续的隔离层，不需要增加额外的金属种类，降低了背照式图像传感器的制造成本。其中，所述金属材料24的种类，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。沉积的金属材料24的厚度既要满足封装时线路键合的要求以防止打线失败，又要满足后续填充彩色滤光片的深度要求以避免影响光的吸收率，优选的，在所述衬底表面沉积金属材料24的具体步骤包括：在所述衬底表面沉积厚度为的金属材料。为了使得所述金属材料既具有较好的导电性能，又具备较佳的遮光性能，优选的，所述金属材料24为铝。

步骤s13，对所述金属层241进行光刻处理，以在所述像素区域aa形成包括多个开口27的隔离层26，以得到如图2e所示的结构。具体来说，对位于所述像素区域aa的金属层进行光刻处理，以形成网格状结构的隔离层26。所述隔离层26中的开口27用于放置彩色滤光片。相邻彩色滤光片通过所述隔离层26隔开，以避免光线的串扰。

为了对所述金属层以及所述焊垫进行保护，优选的，对所述金属层241进行光刻处理，以在所述像素区域aa形成包括多个开口27的隔离层26的具体步骤包括：

(s13-1)在所述金属层241与所述焊垫242表面沉积绝缘层25，如图2d所示；

(s13-2)对所述金属层241以及覆盖于所述金属层241表面的绝缘层25进行光刻处理，以在所述像素区域aa形成包括多个开口27的隔离层26。其中，所述绝缘层25的具体材质，可以是但不限于二氧化硅，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

为了便于封装，优选的，对与所述像素区域aa对应的金属层241和绝缘层25进行光刻处理，以形成包括多个开口27的隔离层26之后还包括如下步骤：

1)在所述绝缘层25表面沉积钝化层，以对所述隔离层26进行保护，防止所述隔离层26受到后续步骤的干扰；

2)对于所述周边区域ab对应的绝缘层25和钝化层进行光刻处理，以暴露所述焊垫，便于所述焊垫与电路引线连接，以实现后续电信号的传输。

本具体实施方式提供的背照式图像传感器的制造方法，焊垫与隔离层采用相同的材料制造而成，并且在一次金属沉积过程中同时形成，减少了背照式图像传感器的光刻次数，降低了背照式图像传感器制造成及工艺复杂度，提高了背照式图像传感器的生产效率。

第二具体实施方式

本具体实施方式提供了一种背照式图像传感器，附图3是本发明第二具体实施方式中背照式图像传感器的结构示意图。如图3所示，本具体实施方式提供的背照式图像传感器，包括衬底，所述衬底包括像素区域aa以及围绕所述像素区域aa的周边区域ab，所述周边区域ab设置有焊垫38，所述像素区域aa设置有包括多个开口37的隔离层36，所述焊垫38与所述隔离层36是通过金属材料在所述衬底表面的一次沉积过程中同时形成的。

为了使得所述金属材料既具有较好的导电性能，又具备较佳的遮光性能，优选的，所述金属材料为铝。

优选的，如图3所示，所述衬底包括硅基底31、以及覆盖于所述硅基底31表面的二氧化硅介质层32，且在所述衬底中形成硅通孔(throughsiliconvia，tsv)33，使得所述硅通孔33与所述周边区域ab对应。便于之后在所述硅通孔33中设置布线，并且不影响所述像素区域aa的开口率。

为了避免所述隔离层36受到滤光片中金属离子的污染，影响光线隔离效果，且使得所述隔离层36能够很好的对光线进行分离，避免产生光线串扰的问题，优选的，在本具体实施方式中，与所述像素区域aa对应的二氧化硅介质层32的厚度为

为了既满足封装时线路键合的要求以防止打线失败，又满足后续填充彩色滤光片的深度要求以避免影响光的吸收率，优选的，在所述衬底表面沉积的金属材料的厚度为

为了对所述隔离层36与所述焊垫38进行保护，优选的，所述隔离层36与所述焊垫38表面覆盖有绝缘层35。其中，所述绝缘层35的具体材质，可以是但不限于二氧化硅，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

为了对网格状的隔离层36进行保护，避免所述隔离层36在所述背照式图像传感器的制造过程中受到后续步骤的干扰，优选的，在所述绝缘35的表面还覆盖有钝化层。更优选的，在所述周边区域ab设置有连接孔，所述连接孔贯穿所述绝缘层35与所述钝化层，以暴露所述焊垫38，便于所述焊垫38在封装过程中与电路引线连接，以实现电信号的传输。

本具体实施方式提供的背照式图像传感器，焊垫与隔离层采用相同的材料制造而成，并且在一次金属沉积过程中同时形成，减少了背照式图像传感器的光刻次数，降低了背照式图像传感器制造成及工艺复杂度，提高了背照式图像传感器的生产效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。