[发明专利]背照式图像传感器像素及图像传感器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像传感器，尤其涉及一种背照式图像传感器像素及图像传感器及其制作方法。

背景技术

目前，图像传感器已经被广泛地应用于数码相机、移动手机、医疗器械、汽车和其他应用场合。特别是制造CMOS(互补型金属氧化物半导体)图像传感器和CCD(电荷耦合型器件)图像传感器技术的快速发展，使人们对图像传感器的输出图像品质有了更高的要求。

在现有技术中，从结构上来区分，图像传感器一般有两种：前照式结构和背照式结构，背照式结构更适用于小尺寸像素，例如1.4um像素。背照式像素中的感光器件厚度一般为2um～3um，短波长可见光，例如蓝光可以被感光器件完全吸收；然而长波长可见光红光，需要在感光器件更深处至6um才能够被大部分吸收。因此，在现有技术中的背照式像素中，至少有一半红光不能被感光器件吸收而损失掉。

如图1所示，即示出了现有技术中的一种背照式图像传感器像素示意图，包括三个相邻的感光器件101～103、背面的红色滤光片104、背面的微透镜105、正面的绝缘介质106、正面的金属互连线107；并且图1中，108为半导体基体，109和110为背面的平坦层绝缘介质。如图1所示，长波长光波从背面入射，经微透镜105汇聚后依次穿过110、104和109，到达感光器件101区；感光器件只能吸收一部分长波长光，而没被感光器件吸收的部分光穿出感光器件，从正面的绝缘介质106区穿出芯片。

上述现有技术中的背照式图像传感器像素，大约有一半的红光没有被感光器件吸收，而引起长波长可见光红光浪费的现象，因此红色像素的感光灵敏度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高长波长光波吸收效率的背照式图像传感器像素及图像传感器及其制作方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的背照式图像传感器像素，包括置于半导体基体中的感光器件、置于背面的彩色滤光片和微透镜、置于正面绝缘介质中的金属互连线，所述正面设有曲面型镜面反光涂层。

本发明的图像传感器，该图像传感器设有上述的背照式图像传感器像素。

本发明的上述的背照式图像传感器像素的制作方法，包括步骤：

a.芯片正面的后端金属工艺完成后，淀积氮化硅保护层，氮化硅厚度不小于200nm；

b.旋涂光刻胶；

c.曝光并显影，在预定区域光刻胶开口；

d.干法刻蚀，将光刻胶开口区域的氮化硅保护层去除；

e.清洗光刻胶，将所有光刻胶去除；

f.旋涂光刻胶，光刻胶厚度大于步骤a中氮化硅厚度200nm；

g.曝光并显影，仅在预定区域处留光刻胶；

h.加热，150摄氏度～250摄氏度，融化光刻胶至微透镜形状，之后，冷却使光刻胶变硬；

i.干法刻蚀，将微透镜状光刻胶刻蚀完毕后，继续刻蚀下面的绝缘介质，刻蚀的表面最低点距离感光器件不小于100nm；

j.曲面型镜面反光涂层材料淀积，使用的方法包括金属耙材溅射和金属蒸汽淀积，并且反光涂层的厚度不小于100nm；

k.旋涂光刻胶；

l.曝光并显影，在预定区域处留光刻胶；

m.干法刻蚀，将非光刻胶处的金属材料刻蚀完毕后，继续刻蚀掉保护层氮化硅；

n.清洗光刻胶，将所有光刻胶去除；

o.淀积绝缘介质硅磷玻璃，将反光涂层之上的孔填平；

p.化学机械研磨，将步骤o中的绝缘介质研磨至平整。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的背照式图像传感器像素及图像传感器及其制作方法，由于在像素的正面绝缘中置有曲面型镜面反光涂层，此反光涂层会将从感光器件透射出来的光全部反射回到感光器件，再此被感光器件吸收，从而提高了长波长光波红光的吸收效率，有效提高了背照式图像传感器红色像素的感光灵敏度。

附图说明

图1是现有技术中的背照式图像传感器像素的结构示意图。

图2是本发明实施例中的背照式图像传感器像素的结构示意图。

图3是本发明实施例中图像传感器正面后端金属工艺完成后的像素示意图。

图4是本发明实施例中的图像传感器像素淀积氮化硅保护层的工艺步骤示意图。

图5是本发明实施例中的图像传感器像素第一此旋涂光刻胶的工艺步骤示意图。

图6是本发明实施例中的图像传感器像素第一次曝光并显影的工艺步骤示意图。

图7是本发明实施例中的图像传感器像素第一次干法刻蚀的工艺步骤示意图。