[发明专利]背照式CMOS影像传感器的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及影像传感器技术领域，特别涉及一种背照式CMOS影像传感器的制造方法。

背景技术

影像传感器是在光电技术基础上发展起来的，所谓影像传感器，就是能够感受光学图像信息并将其转换成可用输出信号的传感器。影像传感器可以提高人眼的视觉范围，使人们看到肉眼无法看到的微观世界和宏观世界，看到人们暂时无法到达处发生的事情，看到超出肉眼视觉范围的各种物理、化学变化过程，生命、生理、病变的发生发展过程，等等。可见影像传感器在人们的文化、体育、生产、生活和科学研究中起到非常重要的作用。可以说，现代人类活动已经无法离开影像传感器了。

影像传感器可依据其采用的原理而区分为电荷耦合装置（Charge-Coupled Device）影像传感器（亦即俗称CCD影像传感器）以及CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）影像传感器，其中CMOS影像传感器即基于互补型金属氧化物半导体（CMOS）技术而制造。由于CMOS影像传感器是采用传统的CMOS电路工艺制作，因此可将影像传感器以及其所需要的外围电路加以整合，从而使得CMOS影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影像传感器可以分为前照式CMOS影像传感器及背照式CMOS影像传感器，其中，背照式CMOS影像传感器与前照式CMOS影像传感器相比，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CMOS影像传感器结构中，光线会受到微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。

在传统的背照式CMOS影像传感器的制造方法中，将逻辑区域（logic area）和像素区域（pixel area）集成在同一片晶圆上，形成器件晶圆（device wafer）；将所述器件晶圆与一载片（carrier wafer）键合，对所述器件晶圆执行背面处理，形成背照式CMOS影像传感器。在该传统的背照式CMOS影像传感器的制造方法中，由于逻辑区域和像素区域集成在同一片晶圆上，同时逻辑区域和像素区域诸多的工艺要求不一样（如STI的深度不同，所需要的STI工艺不同等等），因此会造成工艺复杂且不易控制的问题。

为此，现有技术又提出了一种背照式CMOS影像传感器的制造方法，在该方法中，将逻辑区域集成在一晶圆上，形成逻辑晶圆；将像素区域集成在另一晶圆上，形成像素晶圆；将逻辑晶圆与像素晶圆键合，并将所述逻辑晶圆及像素晶圆互连，形成背照式CMOS影像传感器。利用该后一种背照式CMOS影像传感器的制造方法形成背照式CMOS影像传感器，能够得到芯片小、成本低、传感器质量高等诸多优势。但是，在该后一种背照式CMOS影像传感器的制造方法中，将需要深宽比非常大的接触孔互连所述逻辑晶圆及像素晶圆，其中，后一种背照式CMOS影像传感器的制造方法所需的接触孔的深宽比（通常在几十比一的数量级）较前一种背照式CMOS影像传感器的制造方法所需的接触孔的深宽比（通常在几比一的数量级）大得多。

请参考图1，其为现有技术中第一种背照式CMOS影像传感器的制造方法所形成的背照式CMOS影像传感器的示意结构与第二种背照式CMOS影像传感器的制造方法所形成的背照式CMOS影像传感器的示意结构的对比图。如图1所示，其中，图1左侧部分的结构A为第一种背照式CMOS影像传感器的制造方法所形成的背照式CMOS影像传感器的示意结构；图1右侧部分的结构B为第二种背照式CMOS影像传感器的制造方法所形成的背照式CMOS影像传感器的示意结构。对于第二种背照式CMOS影像传感器的制造方法，所需的接触孔需要互连逻辑区域及像素区域，也即需要互连逻辑晶圆及像素晶圆，从图1可知，所需的接触孔的深宽比将非常大，比现有的接触孔的深宽比（第一种背照式CMOS影像传感器的制造方法所需的接触孔）将大得多。