影像传感器及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种影像传感器及其制造方法。影像传感器包括具有主动面与背面的基底、第一与第二隔离结构、光二极管、存储节点、晶体管、反光层以及微透镜。第一隔离结构设置于主动面处的基底中以界定出主动区。光二极管与存储节点设置于主动区中的基底中且彼此间隔开。晶体管设置于光二极管与存储节点之间且分别与两者电连接。第二隔离结构设置于背面处的基底中且与第一隔离结构连接。反光层具有位于主动面上的第一部分、位于第一与第二隔离结构中的第二部分以及位于背面上的第三部分，其中第二部分连接第一与第三部分，且第三部分不与光二极管的整体重叠。微透镜设置于反光层上。

【技术实现步骤摘要】
影像传感器及其制造方法
本专利技术涉及一种影像传感器及其制造方法。
技术介绍
随着数字相机、电子扫描机等产品不断地开发与成长，市场上对影像感测元件的需求持续增加。目前常用的影像感测元件包含有电荷耦合感测元件(chargecoupleddevice，CCD)以及互补式金属氧化物半导体影像传感器(complementarymetal-oxide-semiconductorimagesensor，CMOSimagesensor，CIS)两大类，其中CMOS影像传感器因具有低操作电压、低功率消耗与高操作效率、可根据需要而进行随机存取等优点，且同时具有可整合于目前的半导体技术以大量制造的优势，因此应用范围非常广泛。为了避免高速移动的物体的影像产生变形，目前发展出一种全域快门(globalshutter，GS)影像传感器，其主要包括晶体管、光二极管(photodiode，PD)以及用以存储电信号的存储节点(memorynode，MN)。然而，当来自于外部的光进入影像传感器时，部分的光会进入存储节点区域而使得存储节点具有寄生光敏度(parasiticlightsensitivity，PLS)。此外，相邻的光二极管之间也会容易因彼此之间的光干扰而导致电信号受到影响。如此一来，影响了影像传感器的效能。
技术实现思路
本专利技术提供一种影像传感器，其中光二极管与存储节点的周围被反光层围绕且上方与下方被反光层覆盖。本专利技术提供一种影像传感器的制造方法，其用以制造上述的影像传感器。本专利技术的影像传感器包括基底、第一与第二隔离结构、光二极管、存储节点、晶体管、反光层以及微透镜。所述基底具有彼此相对的主动面与背面。所述第一隔离结构设置于所述主动面处的所述基底中，以界定出主动区。所述光二极管与所述存储节点设置于所述主动区中的所述基底中，且彼此间隔开。所述晶体管设置于所述光二极管与所述存储节点之间，且分别与两者电连接。所述第二隔离结构设置于所述背面处的所述基底中，且与所述第一隔离结构连接。反光层具有位于所述主动面上的第一部分、位于所述第一隔离结构与所述第二隔离结构中的第二部分以及位于所述背面上的第三部分，其中所述第二部分连接所述第一部分与所述第三部分，且所述第三部分不与所述光二极管的整体重叠。所述微透镜设置于所述反光层上。在本专利技术的影像传感器的一实施例中，所述反光层例如为金属层。在本专利技术的影像传感器的一实施例中，还包括设置于所述反光层与所述背面之间的介电层。在本专利技术的影像传感器的一实施例中，还包括设置于所述反光层与所述微透镜之间的彩色滤光层以及设置于所述彩色滤光层与所述反光层之间的介电层。在本专利技术的影像传感器的一实施例中，还包括设置于所述主动面上的内连线结构。所述内连线结构包括覆盖所述晶体管与所述反光层的所述第一部分的介电层以及设置于所述介电层中且与所述晶体管电连接的线路结构。本专利技术的影像传感器的制造方法包括以下步骤：提供基底，所述基底具有彼此相对的主动面与背面，其中隔离结构形成于所述主动面处的所述基底中以界定出主动区，光二极管与存储节点形成于所述主动区中的所述基底中且彼此间隔开，晶体管形成于所述光二极管与所述存储节点之间且分别与所述光二极管以及所述存储节点电连接；在所述隔离结构中形成第一沟槽；形成第一反光材料层，以覆盖所述主动面与所述晶体管且填满所述第一沟槽；在所述背面处的所述基底中形成第二沟槽，其中所述第二沟槽至少暴露出所述隔离结构的底部；在所述第二沟槽中与所述背面上形成第二反光材料层，其中所述第二反光材料层不与所述光二极管的整体重叠；于所述背面上形成微透镜。在本专利技术的影像传感器的制造方法的一实施例中，所述第一沟槽的形成方法包括以下步骤：在所述主动面上形成图案化掩模层，其中所述图案化掩模层覆盖所述主动面与所述晶体管，且暴露出部分所述隔离结构的顶面；以所述图案化掩模层为掩模，进行蚀刻制作工艺，移除部分所述隔离结构；移除所述图案化掩模层。在本专利技术的影像传感器的制造方法的一实施例中，在形成所述第一反光材料层之后以及在形成所述第二沟槽之前，还包括于所述主动面上形成内连线结构。所述内连线结构包括覆盖所述晶体管与所述第一反光材料层的介电层以及形成于所述介电层中且与所述晶体管电连接的线路结构。在本专利技术的影像传感器的制造方法的一实施例中，在形成所述第一反光材料层之后以及在形成所述第二沟槽之前，还包括自所述背面处减小所述基板的厚度。在本专利技术的影像传感器的制造方法的一实施例中，自所述背面处减小所述基板的厚度的方法例如是对所述背面进行化学机械研磨制作工艺。在本专利技术的影像传感器的制造方法的一实施例中，所述第二沟槽的形成方法包括以下步骤：在所述背面上形成第一图案化掩模层，其中所述第一图案化掩模层的暴露区域对应所述隔离结构的位置；以所述第一图案化掩模层为掩模，进行蚀刻制作工艺，移除部分所述基底，以形成第三沟槽，其中所述第三沟槽至少暴露出所述隔离结构的底面；移除所述第一图案化掩模层；在所述背面上形成介电层，其中所述介电层填满所述第三沟槽；在所述介电层上形成第二图案化掩模层，其中所述第二图案化掩模层的暴露区域对应所述隔离结构中的所述第一反光材料层的位置，且所述第二图案化掩模层的暴露区域的面积小于所述第一图案化掩模层的暴露区域的面积；以所述第二图案化掩模层为掩模，进行蚀刻制作工艺，移除部分所述介电层与部分所述隔离结构，以至少暴露出所述隔离结构中的所述第一反光材料层的底面；移除所述第二图案化掩模层。在本专利技术的影像传感器的制造方法的一实施例中，所述第二反光材料层的形成方法包括以下步骤：在所述介电层上形成反光材料，其中所述反光材料填满所述第二沟槽；将所述反光材料图案化，以形成开口，其中所述开口对应所述光二极管的位置且不与所述光二极管的整体重叠。在本专利技术的影像传感器的制造方法的一实施例中，在形成所述第二反光材料层之后以及在形成所述微透镜之前，还包括以下步骤：在所述第二反光材料层上形成介电层；在所述介电层上形成彩色滤光层。在本专利技术的影像传感器的制造方法的一实施例中，所述第一反光材料层例如为金属层。在本专利技术的影像传感器的制造方法的一实施例中，所述第二反光材料层例如为金属层。基于上述，在本专利技术的影像传感器中，光二极管与存储节点的周围被反光层围绕且上方与下方被反光层覆盖而仅保留光二极管的入光区域。因此当影像传感器曝光时，可确保存储节点具有较佳的寄生光敏抵抗力(immunity)。此外，进入光二极管但未被吸收的杂散光(straylight)可通过光二极管周围的反光层反射并再次进入到光二极管内而被吸收，因此可有效地提高光二极管对于所吸收的入射光的量子效率(quantumefficiency)。另外，由于光二极管与存储节点的周围被反光层围绕且上方与下方被反光层覆盖，因此可有效降低邻近区域之间的光干扰(lightcrosstalk)效应，进而提高影像的品质。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种影像传感器，其特征在于，包括：/n基底，具有彼此相对的主动面与背面；/n第一隔离结构，设置于所述主动面处的所述基底中，以界定出主动区；/n光二极管，设置于所述主动区中的所述基底中；/n存储节点，设置于所述主动区中的所述基底中，且与所述光二极管间隔开；/n晶体管，设置于所述光二极管与所述存储节点之间，且分别与所述光二极管以及所述存储节点电连接；/n第二隔离结构，设置于所述背面处的所述基底中，且与所述第一隔离结构连接；/n反光层，具有位于所述主动面上的第一部分、位于所述第一隔离结构与所述第二隔离结构中的第二部分以及位于所述背面上的第三部分，其中所述第二部分连接所述第一部分与所述第三部分，且所述第三部分不与所述光二极管的整体重叠；以及/n微透镜，设置于所述反光层上。/n

【技术特征摘要】
20190308 TW 1081079191.一种影像传感器，其特征在于，包括：
基底，具有彼此相对的主动面与背面；
第一隔离结构，设置于所述主动面处的所述基底中，以界定出主动区；
光二极管，设置于所述主动区中的所述基底中；
存储节点，设置于所述主动区中的所述基底中，且与所述光二极管间隔开；
晶体管，设置于所述光二极管与所述存储节点之间，且分别与所述光二极管以及所述存储节点电连接；
第二隔离结构，设置于所述背面处的所述基底中，且与所述第一隔离结构连接；
反光层，具有位于所述主动面上的第一部分、位于所述第一隔离结构与所述第二隔离结构中的第二部分以及位于所述背面上的第三部分，其中所述第二部分连接所述第一部分与所述第三部分，且所述第三部分不与所述光二极管的整体重叠；以及
微透镜，设置于所述反光层上。


2.如权利要求1所述的影像传感器，其中所述反光层包括金属层。


3.如权利要求1所述的影像传感器，还包括介电层，设置于所述反光层与所述背面之间。


4.如权利要求1所述的影像传感器，还包括：
彩色滤光层，设置于所述反光层与所述微透镜之间；以及
介电层，设置于所述彩色滤光层与所述反光层之间。


5.如权利要求1所述的影像传感器，还包括内连线结构，设置于所述主动面上，其中所述内连线结构包括：
介电层，覆盖所述晶体管与所述反光层的所述第一部分；以及
线路结构，设置于所述介电层中，且与所述晶体管电连接。


6.一种影像传感器的制造方法，包括：
提供基底，所述基底具有彼此相对的主动面与背面，其中隔离结构形成于所述主动面处的所述基底中以界定出主动区，光二极管与存储节点形成于所述主动区中的所述基底中且彼此间隔开，晶体管形成于所述光二极管与所述存储节点之间且分别与所述光二极管以及所述存储节点电连接；
在所述隔离结构中形成第一沟槽；
形成第一反光材料层，以覆盖所述主动面与所述晶体管且填满所述第一沟槽；
在所述背面处的所述基底中形成第二沟槽，其中所述第二沟槽暴露出所述隔离结构中的所述第一反光材料层的底部；
在所述第二沟槽中与所述背面上形成第二反光材料层，其中所述第二反光材料层不与所述光二极管的整体重叠；以及
在所述背面上形成微透镜。


7.如权利要求6所述的影像传感器的制造方法，其中所述第一沟槽的形成方法包括：
在所述主动面上形成图案化掩模层，其中所述图案化掩模层覆盖所述主动面与所述晶体管，且暴露出部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟志平，黄文澔，何明祐，毕嘉慧，
申请(专利权)人：力晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71