[发明专利]防止划片损伤的CMOS图像传感器结构及其制作方法

权利要求书

1.一种防止划片损伤的CMOS图像传感器结构，其特征在于，至少包括一电路硅片；

所述电路硅片自上而下包括：硅衬底、第一介质层；

所述电路硅片设有多个芯片内部区域，各芯片内部区域之间围绕设有划片槽区域；所述划片槽区域与其两侧芯片内部区域之间的第一介质层中设有围绕每个芯片内部区域的保护环；

所述芯片内部区域包括：设于硅衬底下表面用于感光的像素单元阵列和设于第一介质层中的第一金属互连层；

所述划片槽区域包括：设于硅衬底上表面且延伸至划片槽区域两侧保护环上方位置的划片保护凹槽；所述划片保护凹槽内填充有第二介质层，所述划片保护凹槽底部通过设于硅衬底下表面的沟槽隔离结构连接保护环上端。

2.根据权利要求1所述的防止划片损伤的CMOS图像传感器结构，其特征在于，所述划片保护凹槽的内壁与第二介质层之间填充有阻挡层，用于阻挡划片产生的裂痕向芯片内部区域延伸。

3.根据权利要求1所述的防止划片损伤的CMOS图像传感器结构，其特征在于，所述保护环由设于划片槽区域与其两侧芯片内部区域之间的第一介质层中的第二金属互连层构成。

4.根据权利要求3所述的防止划片损伤的CMOS图像传感器结构，其特征在于，所述第一金属互连层、第二金属互连层包括多层金属互连线以及用于连接各层金属互连线的通孔。

5.根据权利要求4所述的防止划片损伤的CMOS图像传感器结构，其特征在于，所述保护环通过位于第二金属互连层中最上一层上的接触孔连接沟槽隔离结构。

6.根据权利要求1所述的防止划片损伤的CMOS图像传感器结构，其特征在于，所述电路硅片下方还堆叠设有载片硅片。

7.根据权利要求6所述的防止划片损伤的CMOS图像传感器结构，其特征在于，所述载片硅片通过设于其上表面的第三介质层与电路硅片下表面的第一介质层键合结合在一起。

8.一种如权利要求7所述的防止划片损伤的CMOS图像传感器结构的制作方法，其特征在于，包括：

在电路硅片的硅衬底上定义芯片内部区域、划片槽区域，然后，使用CMOS前道制造工艺，在位于各芯片内部区域的硅衬底正面表面形成用于感光的像素单元阵列，以及在划片槽区域与其两侧芯片内部区域之间的硅衬底正面表面形成沟槽隔离结构；

在硅衬底正面表面上形成第一介质层，然后，使用后道制造工艺，在位于各芯片内部区域的第一介质层中形成第一金属互连层结构，以及在对应沟槽隔离结构位置的第一介质层中形成保护环结构；

将电路硅片翻转后堆叠在具有第三介质层的载片硅片上，通过第一介质层、第三介质层之间的键合将电路硅片和载片硅片紧密结合在一起，然后，将电路硅片背面减薄；

在电路硅片的硅衬底背面表面形成围绕每个芯片内部区域的划片保护凹槽，并使划片保护凹槽的底部与沟槽隔离结构相连接，然后，在划片保护凹槽内填充第二介质层。

9.根据权利要求8所述的防止划片损伤的CMOS图像传感器结构的制作方法，其特征在于，还包括：在形成第一金属互连层结构的同时，在划片槽区域与其两侧芯片内部区域之间的第一介质层中同步形成构成保护环的第二金属互连层结构，使所述第一金属互连层、第二金属互连层包括多层金属互连线以及用于连接各层金属互连线的通孔，并使位于第二金属互连层中最下一层下的接触孔连接沟槽隔离结构。

10.根据权利要求8所述的防止划片损伤的CMOS图像传感器结构的制作方法，其特征在于，还包括：在向划片保护凹槽内填充第二介质层之前，先在划片保护凹槽的内壁表面形成阻挡层，以及在填充第二介质层之后，去除划片保护凹槽以外硅衬底背面表面多余的第二介质层、阻挡层材料。