[发明专利]基于背电极连接的CMOS图像传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于背电极连接的CMOS图像传感器制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在衬底上制备用于光电探测的第一层MOSFET；所述衬底为绝缘体上硅；

在所述第一层MOSFET的源极区域背面形成接触孔结构的背面电极；

在另一衬底上制备用于信号处理的第二层MOSFET；

在所述第二层MOSFET的源极区域形成正面电极；

将所述第一层MOSFET的源极区域的背面电极与所述第二层MOSFET源极区域的正面电极相互连接，实现垂直堆叠；

其中,在衬底上制备第一层MOSFET的步骤，具体过程包括：

形成晶体管；

将绝缘体上硅衬底的顶层硅层减薄至第一预设厚度；

对所述顶层硅层进行刻蚀形成晶体管的台面区域；

通过热氧化形成栅极氧化层；

化学气相沉积沉积多晶硅，并图案化形成栅极；

离子注入形成n型源极和漏极；

沉积SiO₂作为钝化层，形成n型FDSOI晶体管；

形成背面电极和正面电极；

利用化学机械抛光将绝缘体上硅衬底的支撑硅片层减薄至第二预设厚度；

以光刻胶作为掩膜，通过湿法蚀刻形成背面接触孔；

以光刻胶作为掩膜，干法刻蚀所述顶层的SiO₂钝化层，通过溅射第一导电金属在源极、漏极和栅极区域形成正面电极；

刻蚀背面接触孔的隐埋氧化物层，刻蚀终止界面为源极；

溅射第二导电金属形成背面电极。

2.根据权利要求1所述的基于背电极连接的CMOS图像传感器制备方法，其特征在于，将所述第一层MOSFET顶部与支撑晶圆结合，并利用化学机械抛光去除SOI衬底的支撑硅片层。

3.根据权利要求1所述的基于背电极连接的CMOS图像传感器制备方法，其特征在于，所述背面接触孔直径为50μm ~80μm。

4.根据权利要求1所述的基于背电极连接的CMOS图像传感器制备方法，其特征在于，所述背面电极材料为Au、Ag或Sn，正面电极材料为Al、Al-Si合金或Cu。

5.根据权利要求1所述的基于背电极连接的CMOS图像传感器制备方法，其特征在于，所述第一预设厚度为80nm~100nm，所述第二预设厚度为200μm。