[发明专利]背照式图像传感器及其制造方法

说明书

本发明提供一种背照式图像传感器及其制造方法，其中，在形成金属材料层之后，对金属材料层执行离子轰击工艺去除至少部分所述金属材料层顶表面凸起的金属晶粒，以使金属材料层顶表面光滑化，进而降低金属材料层表面的粗糙度。如此一来，使得后续刻蚀形成的金属栅格层顶表面光滑，粗糙度降低，进而提升背照式图像传感器光吸收的均匀性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种背照式图像传感器及其制造方法。

背景技术

背照式(BSI)传感器的光是从衬底的背面而不是正面进入衬底的，因为减少了光反射，BSI传感器能够比前照式传感器捕捉更多的图像信号。目前，三维堆叠背照式图像传感器(UTS)通过硅穿孔(TSV:through Si Via)将逻辑运算芯片与像素(光电二极管)阵列芯片进行三维集成，一方面在保持芯片体积的同时，提高了传感器阵列尺寸和面积，另一方面大幅度缩短功能芯片之间的金属互联，减小发热、功耗、延迟，提高了芯片性能。

在三维堆叠背照式图像传感器(UTS)中，设置金属栅格，并利用金属栅格(metalgrid)的不透光特性，防止不同像素(光电二极管)之间的光的串扰。因此，金属栅格的性能对背照式图像传感器的性能影响巨大。而目前通过刻蚀形成的金属栅格层顶表面比较粗糙，进而影响光吸收的均匀性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种背照式图像传感器及其制造方法，以改善背照式图像传感器中金属栅格层顶表面的粗糙度，进而提高背照式图像传感器光吸收的均匀性。

为解决上述问题，本发明提供一种背照式图像传感器的制造方法，所述方法包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成金属材料层；

对所述金属材料层执行离子轰击工艺去除至少部分所述金属材料层顶表面凸起的金属晶粒；

刻蚀所述金属材料层以形成金属栅格层。

可选的，所述离子轰击工艺中用于轰击所述金属材料层的离子为惰性元素离子和/或氮离子。

可选的，对所述金属材料层执行离子轰击工艺的方法包括：

将形成有所述金属材料层的衬底置于一工艺腔室中，并向所述工艺腔室内通入待解离气体，对位于所述工艺腔室内的解离电极通电，以使所述待解离气体解离以生成用于轰击所述金属材料层的离子；以及，

在使所述待解离气体解离的同时，对所述工艺腔室中的离子加速电极通电，以使所述离子朝向所述金属材料层加速运动，以轰击所述金属材料层。

可选的，对所述解离电极通电的第一供电器的功率为320W～540W，频率为1.5～2.5MHz。

可选的，对所述离子加速电极通电的第二供电器的功率为：180W～320W，频率为1.5～2.5MHz。

可选的，执行所述离子轰击工艺的时间为：20s～120s。

可选的，在所述衬底上形成所述金属材料层，以及对所述金属材料层执行离子轰击工艺在同一工艺腔室中进行。

可选的，执行所述离子轰击工艺之后的所述金属材料层表面的最高点和最低点的高度差小于等于100nm。

可选的，在所述衬底上形成金属材料层的方法为化学气相沉积法。

可选的，在对所述金属材料层执行离子轰击工艺之前，所述方法还包括：对所述背照式图像传感器加热，所述加热温度为：150℃-200℃，加热时间为30s～60s。

为解决上述方法，本发明还提供一种背照式图像传感器，所述背照式图像传感器根据如上述任意一项所述的背照式图像传感器的制造方法制备而成。