[发明专利]CMOS图像传感器及其形成方法

权利要求书

1.一种CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：

提供第一衬底，在所述第一衬底上形成第一介质层；

在所述第一介质层上形成若干分立的第一极板；

形成覆盖所述第一极板和第一介质层的第二介质层；

刻蚀所述第二介质层，在所述第二介质层中形成若干刻蚀槽，每个刻蚀槽暴露出相应的第一极板的表面；

在所述刻蚀槽的侧壁和底部表面形成第一电极材料层；

在所述第一电极材料层表面和第二介质层表面形成电介质材料层；

在刻蚀槽内的电介质材料层表面形成填充剩余刻蚀槽的第二电极材料层；

在所述电介质材料层上形成若干分立的第二极板，每个第二极板与相应的第二电极材料层电连接；

形成覆盖所述第二极板和电介质材料层的第三介质层，所述第三介质层中形成有若干第一金属互连结构，每个第一金属互连结构与相应的第二极板电连接；

提供第二衬底，所述第二衬底上形成有若干分立的信号处理电路；

形成覆盖所述第二衬底的第四介质层，所述第四介质层中形成有若干分立的第二金属互连结构，每个第二金属互连结构与相应的信号处理电路电连接；

将第三介质层与第四介质层键合，第三介质层中的第一金属互连结构和第四介质层中的第二金属互连结构键合，第一金属互连结构与第二金属互连结构电连接；

键合后，去除第一衬底，在第一介质层中形成第三金属互连结构，所述第三金属互连结构与第二极板电连接；

提供第三衬底，所述第三衬底上形成有若干分立的图像传感单元；

在所述第三衬底上形成第五介质层，所述第五介质层中形成有若干分立的第四金属互连结构，所述第四金属互连结构与图像传感单元电连接；

将第一介质层和第五介质层键合，第一介质层中的第三金属互连结构与第五介质层中的第四金属互连结构键合，第三金属互连结构与第四金属互连结构电连接；

其中，每个刻蚀槽中包括2个以上的子凹槽；每个子凹槽中形成一个第一子电极材料层；若干第一子电极材料层构成第一电极材料层。

2.如权利要求1所述的CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，相邻子凹槽是相互分立的，每个子凹槽的底部暴露出同一第二极板的表面。

3.如权利要求1所述的CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，刻蚀槽的每个子凹槽中还形成位于电介质材料层上对应的第二子电极材料层，若干第二子电极材料层构成第二电极材料层。

4.如权利要求1所述的CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，所述键合工艺包括融合键合和金属键合，在进行键合时先进行融合键合，再进行金属键合，金属键合的温度为350～450摄氏度。

5.如权利要求1所述的CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，所述第二电极材料层和第一电极材料层的为掺杂的多晶硅。

6.如权利要求5所述的CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，所述第一电极材料层的厚度为200～1000埃，所述第一电极材料层中杂质离子的浓度为1E17atom/cm³～1E21atom/cm³。

7.如权利要求1所述的CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，所述电介质材料层的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或高K介质材料的一种或几种。

8.如权利要求1所述的CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，所述电介质材料层的厚度为10～500埃。

9.如权利要求1所述的CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，第一金属互连结构、第二金属互连结构、第三金属互连结构、第四金属互连结构为双大马士革或者单大马士革互连结构。

10.如权利要求1所述的CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，每个第四金属互连结构与一个图像传感单元电连接。