背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器制造技術

本實用新型專利技術提供一種背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器，在金屬層間介質層上形成有厚度為的絕緣介質層，可以使得載片與圖形晶片鍵合時的殘留氣體在退火后從絕緣介質層中釋放，有效防止圖形晶片與載片鍵合退火后的空隙產生，提高器件性能。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及影像傳感器
，尤其涉及一種背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器。
技術介紹
近年來，互補型金屬氧化物半導體影像傳感器發展迅速，并應用于大量方面。在傳統的互補式金屬氧化物半導體影像傳感器中，感光二極管、金屬連線、濾光片和微透鏡位于晶片的同一側，進光量會因金屬遮擋受到影響，量子效率相對較低，所以迫切需要提高量子效率來滿足更一步的要求。基于以上考慮，一種新型的互補式金屬氧化物半導體影像傳感器應運而生，被稱之為背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器。背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器是將光電二極管“放置”在了影像傳感器芯片的最上層，把金屬連線挪到了影像傳感器芯片的“背面”，這樣一來，通過微透鏡和色彩濾鏡進來的光線就可以最大限度地被光電二極管利用，開口率得以大幅度提高，即便是小尺寸的影像傳感器，也能獲得優良的高感光度能力。所以背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器有著特殊的要求，需要用一載片與圖形晶片鍵合后對圖形晶片背面進行處理。由于鍵合的基本條件是至少有一片晶片表面需要有氧化物層。圖I所示為現有技術中的背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器的截面結構示意圖，該背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器包括由上而下依次排列的芯片上片上鏡片105、顏色濾鏡104、具有光電二極管IOOa的圖形晶片100、設有金屬互連電路的金屬層間介質101、絕緣介質層102 (—般包括位于金屬層間介質101上的氮化層以及位于氮化層上的氧化層)以及載片103。其中設有金屬互連電路的金屬層間介質101、絕緣介質層102以及載片103位于圖形晶片100的正面，通過對圖形晶片100的正面進行工藝處理形成(如圖I中虛箭頭所示)，芯片上片上鏡片105、顏色濾鏡104位于圖形晶片100的背面，通過對圖形晶片100的背面進行工藝處理形成(如圖I中實箭頭所示)。在圖形晶片100的正面方向上進行圖形晶片100與載片103鍵合的工藝包括劃片、金屬互連電路的金屬層間介質101形成、絕緣介質層102淀積、絕緣介質層102化學機械研磨、鍵合和退火等工藝。其中，化學機械研磨后鈍化絕緣介質層102的厚度對隨后的鍵合工藝十分關鍵，主要有兩個方面的影響一是晶片表面整體平整度差異；另一個就是殘留的氣體在退火后從絕緣介質層中釋放。如果化學機械研磨后的絕緣介質層102厚度不合適(例如為15000A)，在隨后的鍵合退火后會產生空隙102a。
技術實現思路
本技術提出一種背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器，具有合理的絕緣介質層厚度，有效防止圖形晶片與載片鍵合退火后的空隙產生，提高器件性能。為了達到上述目的，本技術提出一種背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器，包括圖形晶片，具有正面；位于所述圖形晶片正面上的金屬層間介質層，其內部形成有金屬互連電路；位于所述金屬層間介質層上方的絕緣介質層，所述絕緣介質層的厚度為5000A-10000A;位于絕緣介質層上的載片，所述載片通過所述金屬互連電路與所述圖形晶片鍵入口 O進一步地，所述圖形晶片中形成有多個光電二極管。進一步地，所述絕緣介質層為氧化層、氮化層或由氧化層和氮化層構成的堆疊結構。進一步地，所述氧化層包括硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)層、磷硅酸鹽玻璃(PSG)層、硼硅玻璃(BSG)層、正硅酸四乙酯(TEOS)層、高密度等離子體(HDP)層和二氧化硅層中的至少一層。進一步地，所述氮化層包括氮化硅層和/或氮氧化硅層。進一步地，所述絕緣介質層的厚度通過化學機械研磨工藝控制。進一步地，所述絕緣介質層的厚度為7000 A。進一步地，所述圖形晶片還具有與其正面相背的背面。進一步地，所述背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器還包括位于所述圖形晶片背面上的顏色濾鏡以及位于所述顏色濾鏡上的片上鏡片。進一步地，所述片上鏡片為微透鏡。與現有技術相比，本技術提供的背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器，在金屬層間介質層上形成有厚度為5000A 10000人的絕緣介質層，可以使得載片與圖形晶片鍵合時的殘留氣體在退火后從絕緣介質層中釋放，有效防止圖形晶片與載片鍵合退火后的空隙產生，提高器件性能。附圖說明圖I所示為現有技術的背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器的截面結構示意圖；圖2所示為現有技術的圖形晶片和載片鍵合退火后的氧化層在超聲波掃描顯微鏡下的結構示意圖；圖3所示為本技術實施例一的背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器的截面結構示意圖；圖4所示為本技術實施例一的圖形晶片和載片鍵合退火后的氧化層在超聲波掃描顯微鏡下的結構示意圖；圖5所示為本技術實施例二的背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器的截面結構示意圖；圖6所示為本技術的背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器的制造方法流程圖。具體實施方式為了更了解本技術的
技術實現思路
，特舉具體實施例并配合所附圖示說明如下。實施例一如圖3所示，本實施例提出一種背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器，包括圖形晶片300，具有正面(虛線箭頭所示)和背面(實線箭頭所示)，所述圖形晶片300中形成有多個光電二極管300a ；位于所述圖形晶片300正面上的金屬層間介質層301，其內部形成有金屬互連電路(未圖不);位于所述金屬層間介質層301上的絕緣介質層302，所述絕緣介質層302為氧化層，厚度為5000A 10000A;位于絕緣介質層302上的載片303，所述載片303通過所述金屬互連電路與所述圖形晶片300鍵合。本實施例中，所述氧化層可以包括硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)層、磷硅酸鹽玻璃(PSG)層、硼硅玻璃(BSG)層、正硅酸四乙酯(TEOS)層、高密度等離子體(HDP)層和二氧化硅層中的至少一層。氧化層302在沉積工藝完成后的總厚度大于10000 A，然后再通過化學機械研磨工藝控制總厚度至合理數值，所述合理數值可以是5050A、51OOA , 5200A> 5260A、5300A、5320A> 5400A、5480A、5500A、5550A、6000A、6200A, 6550A, 6600A、6800人，7000A、7200A、7350.Λ, 7500人、7600人、7770人、8000A> 8100λ> 8240A, 8300A 8400A, 8550人、8660A、8800A, 9000A、9200A、9400A, %00A、9800A、9900ΑΛ: 。本實例中，所述圖形晶片300還具有與其正面相背的背面(如圖中實線箭頭所示)，所述背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器還包括位于所述圖形晶片300背面上的顏色濾鏡304以及位于所述顏色濾鏡304上的片上鏡片305，所述片上鏡片305可以為微透鏡。本實施例的背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器，光線通過微透鏡后就可以直接到達圖形晶片層的背面，其中的光電二極管完成光電反應。本實施例，在圖形晶片300和載片303的鍵合退火后，將器件置于超聲波掃描顯微鏡下觀測，發現絕緣介質層302中沒有空隙產生(如圖4所示)，有效防止了圖形晶片與載片鍵合退火后的空隙產生，提高器件性能。這是由于本實施例的絕緣介質層302的厚度為5000A 10000A，該厚度的絕緣介質層可以將圖形晶片300與載片3本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種背照式互補型金屬氧化物半導體影像傳感器，包括：圖形晶片，具有正面；位于所述圖形晶片正面上的金屬層間介質層，其內部形成有金屬互連電路；位于所述金屬層間介質層上方的絕緣介質層；位于絕緣介質層上的載片，所述載片通過所述金屬互連電路與所述圖形晶片鍵合；其特征在于，所述絕緣介質層的厚度為FDA00001792894900011.jpg

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：費孝愛，
申請(專利權)人：豪威科技上海有限公司，
類型：實用新型
國別省市：