[发明专利]一种背照式CMOS传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种背照式CMOS传感器及其制作方法。

背景技术

背照式CMOS传感器（BSI CMOS sensor）是通过将感光层的原件调转方向，使得光线从器件背面直射进去，从而有效的避免了传统CMOS传感器结构中，光线需经过位于微透镜和光电二极管之间的电路、晶体管等结构层才能到达感光层，进而显著的提高了光的效能，大大改善了低光照条件下的感光效果。

随着技术的发展，人们对用户体验的要求也越来越高，从而对背照式CMOS传感器的成像质量的要求也越来越高。但是如何在控制成本的前提下，有效的提高传感器的成像质量，成为了各大公司争先研究的课题。所以人们对如何提高背照式CMOS传感器成像质量的研究也从未停止。

其中，最为有效的方法就是扩大背照式CMOS传感器的面积尺寸，这样可以将更多的电路集成在传感器上，从而提高传感器的成像质量。但是这种方法无疑会提高背照式CMOS传感器的制作成本，且可能导致设备整体的体积增大，不利于当今的科技的要求。

中国专利（公布号：102800686A）记载了一种背照式CMOS图像传感器，包括：器件晶圆，所述器件晶圆具有正面及背面，所述器件晶圆中形成有光电二极管，所述光电二极管靠近所述器件晶圆的背面；及带正电荷膜层，所述带正电荷膜层覆盖所述器件晶圆的背面。通过带正电荷膜层提高了靠近器件晶圆背面的能带势垒，提高了电子从光电二极管中逃离的难度，从而降低了电子从光电二极管中逃离的概率，进而提高了光子转换效率，提高了背照式CMOS影像传感器的成像质量。该专利文献中并没有记载如何在不增加CMOS传感器面积的前提下，提高背照式CMOS传感器的有效面积。

中国专利（公布号：103094298A）记载了一种背照式CMOS图像传感器，包括：半导体基底，包括至少两个像素单元区域，所述半导体基底具有正面和与之相对的背面；所述半导体基底的正面形成有至少两个像素，每一所述像素单元区域内具有一个所述像素；所述半导体基底的背面形成有沟槽，所述沟槽位于相邻所述像素单元区域之间；所述半导体基底的背面形成有隔绝层，所述隔绝层与所述沟槽形成空气隙；所述隔绝层上依次形成有滤光片和微透镜。同时，本发明还提供一种背照式的CMOS图像传感器的制备方法，采用本发明的背照式的CMOS图像传感器，能够减少或避免光线进入相邻的像素单元区域，改善对相邻的像素单元区域造成光学串扰现象，提高背照式的CMOS图像传感器的成色质量。该专利文献中并没有记载如何在不增加CMOS传感器面积的前提下，提高背照式CMOS传感器的有效面积。

发明内容

本发明记载了一种背照式CMOS传感器，其中，所述传感器包括介质层和覆盖于该介质层上表面的器件层；所述介质层中还设置有金属层，所述器件层中设置有连接盘，该连接盘位于所述金属层的正上方；以及位于相邻的两连接盘之间的器件层中还设置有新增器件结构。

上述的背照式CMOS传感器，其中，所述介质层中对应所述新增器件结构位置处还设置有金属连接线，所述新增器件结构与所述金属连接线连接。

上述的背照式CMOS传感器，其中，所述连接盘的材质为铝。

上述的背照式CMOS传感器，其中，所述器件层内还设置有若干个光电二极管。

上述的背照式CMOS传感器，其中，所述介质层的材质为硅的氧化物。

上述的背照式CMOS传感器，其中，所述连接盘贯穿所述器件层，且所述连接盘与所述器件层之间还设置有隔离层。

上述的背照式CMOS传感器，其中，所述隔离层的材质为绝缘材料。

上述的背照式CMOS传感器，其中，所述器件层的材质为硅。

本发明还提供了一种背照式CMOS传感器的制造方法，其中，所述方法包括：

提供一具有器件层和介质层的半导体结构，所述器件层覆盖所述介质层上表面，所述器件层中预设有若干连接盘区，对应每个所述连接盘区下方的介质层中均设置有金属层，且位于相邻的两连接盘区之间的器件层中还设置有新增器件结构；

去除位于所述连接盘区内的器件层并停止在所述介质层的上表面，形成连接盘凹槽；

制备一隔离层，该隔离层覆盖所述连接盘凹槽的底部及其侧壁；

部分去除位于所述连接盘凹槽底部的隔离层以及位于其下方的介质层至所述金属层的上表面，于剩余的介质层中形成连接线沟槽；

继续进行金属填充工艺，形成充满所述连接线沟槽和所述连接盘凹槽的填充金属层；