CN105304664A - 一种cmos图像传感器的结构及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体良率提升领域，尤其涉及一种CMOS图像传感器的结构及其制备方法，利用光的干涉原理，通过在制作过程中控制薄膜厚度的方法，使得反射光的损失减少，进而使得透射光的强度增加，对提高产品良率会产生很大的帮助。

Description

一种CMOS图像传感器的结构及其制备方法
技术领域
本发明涉及半导体良率提升领域，尤其涉及一种CMOS图像传感器的结构及其制备方法。
背景技术
半导体行业制造日新月异，产品的制造工艺越来越精细化。各种缺陷对产品的良率会产生杀伤，而改善所造成缺陷的各种因素也越来越成为可以提升半导体良率的重要手段。
如图1所示，对于前照式CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconducto互补金属氧化物半导体，简称为CMOS)图像传感器，目前业界主流的方法是在钝化层结束后通过刻蚀的方法形成一个深槽1，然后在槽中填充树脂材料进行平坦化，再进行滤镜2和微透镜3的制造，形成完整结构的图像传感器。该技术虽然可以降低后段介电材料界面对光折射而导致的光源损耗，但由于生产工艺的要求，光电二极管4上必须保留一层薄膜5作为深槽刻蚀的停止层从而保护光电二极管4的表面，该薄膜5的厚度不当仍会导致光源损耗。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种CMOS图像传感器的结构，其特征在于，所述结构包括，
光电二极管区域；
接触刻蚀阻挡层，形成于所述光电二极管区域上方；
硅化物掩膜，形成于所述接触刻蚀阻挡层上方；
至少两个介质层，形成于所述硅化物掩膜上方；
至少一个介质隔层，形成于所述介质层之间；
光通道深槽，通过刻蚀所述介质层与所述介质隔层得到；
保护层薄膜，形成于深槽刻蚀后的整个产品上表面。
优选地，上述的CMOS图像传感器的结构，其中，所述光电二极管区域还包括三种像素单元，分别为红色像素单元、绿色像素单元和蓝色像素单元。
优选地，上述的CMOS图像传感器的结构，其中，不同颜色的所述光电二极管区域的深槽刻蚀后的所述保护层薄膜的厚度是相同的。
优选地，上述的CMOS图像传感器的结构，其中，不同颜色的所述光电二极管区域的深槽刻蚀前的所述接触刻蚀阻挡层的厚度是相同的。
一种CMOS图像传感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括，提供所述光电二极管区域，于所述光电二极管区域上设置所述接触刻蚀阻挡层；
于所述接触刻蚀阻挡层上端沉积一硅化物掩膜，其中，硅化物掩膜与所述接触刻蚀阻挡层的总厚度控制为大于入射光源的波长的1/4；
刻蚀部分所述硅化物掩膜层，其中刻蚀后的所述硅化物掩膜与所述接触刻蚀阻挡层的总厚度为小于入射光源的波长的1/4；
于经过刻蚀处理的所述硅化物掩膜层表面沉积所述介质层，并以所述硅化物掩膜为停止层刻蚀所述介质层形成所述光通道深槽；
于经过刻蚀处理后的整个产品表面沉积形成所述保护层薄膜，其中所述硅化物掩膜、所述接触刻蚀阻挡层与所述保护层薄膜的总厚度为入射光源的波长的1/4。
优选地，上述的方法，其中，所述硅化物掩膜的形成方式为钝化。
优选地，上述的方法，其中，所述接触刻蚀阻挡层的厚度的控制方式为光刻或刻蚀。
优选地，上述的方法，其中，所述光电二极管区域上的所述硅化物掩膜、所述接触刻蚀阻挡层与所述保护层薄膜的总厚度控制方式为气相沉积。
有益效果，本发明涉及一种CMOS图像传感器的结构及其制备方法，利用光的干涉原理，通过在制作过程中控制薄膜的厚度的方法，使得反射光的损失减少，进而透射光的强度增加，对提高产品良率会产生很大的帮助。
附图说明
图1是现有的前照式CMOS图像传感器的一张结构图。
图2是本发明前照式CMOS图像传感器的一个实施例的一张结构图。
图3是本发明前照式CMOS图像传感器的一个实施例的一张结构图。
图4-8是本发明前照式CMOS图像传感器的一个实施例的各流程的结构图。
图9是采用本发明CMOS图像传感器产品与现有技术相比绿光的灵敏度的对比图。
具体实施方式
针对透光薄膜厚度不当造成的光源损耗问题，本发明提供了一种CMOS图像传感器的结构，其特征在于，所述结构包括，
光电二极管区域；
接触刻蚀阻挡层，形成于所述光电二极管区域上方；
硅化物掩膜，形成于所述接触刻蚀阻挡层上方；
至少两个介质层，形成于硅化物掩膜上方；
至少一个介质隔层，形成于介质层之间；
光通道深槽，通过刻蚀介质层与介质隔层得到；
保护层薄膜，形成于深槽刻蚀后的整个产品上表面。
一种CMOS图像传感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括，提供所述光电二极管区域，于所述光电二极管区域上设置所述接触刻蚀阻挡层；
于所述接触刻蚀阻挡层上端沉积一硅化物掩膜层，其中，硅化物掩膜与所述接触刻蚀阻挡层的总厚度控制为大于入射光源的波长的1/4；
刻蚀部分所述硅化物掩膜层，其中刻蚀后的所述硅化物掩膜与所述接触刻蚀阻挡层的总厚度为小于入射光源的波长的1/4；
于经过刻蚀处理的所述硅化物掩膜层表面沉积所述介质层，并以所述硅化物掩膜为停止层刻蚀所述介质层形成所述光通道深槽；
于经过刻蚀处理后的整个产品表面沉积形成所述保护层薄膜，其中所述硅化物掩膜、所述接触刻蚀阻挡层与所述保护层薄膜的总厚度为入射光源的波长的1/4。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
如图2所示，本发明提供了一种CMOS图像传感器的结构，包括：
光电二极管区域6，处于最底部；
接触刻蚀阻挡层8，形成于光电二极管区域6上方；
硅化物掩膜7，形成于接触刻蚀阻挡层8上方；
至少两个介质层9，形成于硅化物掩膜7上方；
至少一个介质隔层10，形成于介质层9之间；
光通道深槽12，通过刻蚀介质层9与介质隔层10得到；
保护层薄膜11，形成于深槽刻蚀后的整个产品上表面。
如图3所示，一个优选的实施例，其中，光电二极管区域6还包括三种像素单元，为别为红色像素单元61、绿色像素单元62和蓝色像素单元63。
如图3所示，一个优选的实施例，其中，不同光电二极管区域6上方的硅化物掩膜7厚度不同。
一个优选的实施例，其中，不同颜色的光电二极管区域6上方的深槽刻蚀后的保护层薄膜11的厚度是相同的。
一个优选的实施例，其中，不同颜色的光电二极管区域6的深槽刻蚀前的接触刻蚀阻挡层的厚度是相同的。
如图3-8所示，一种CMOS图像传感器的制备方法，其特征在于，该方法包括：
如图4所示，提供光电二极管区域13，于光电二极管区域13上设置接触刻蚀阻挡层15；
如图5所示，于接触刻蚀阻挡层上端沉积一硅化物掩膜14，其中，硅化物掩膜14与接触刻蚀阻挡层15的总厚度控制为大于入射光源的波长的1/4；
如图6所示，刻蚀部分硅化物掩膜14，使得刻蚀后的硅化物掩膜16与接触刻蚀阻挡层15的总厚度为小于入射光源的波长的1/4；
如图7所示，于经过刻蚀处理的硅化物掩膜16表面沉积介质层17与介质间隔18，并以硅化物掩膜16为停止层刻蚀介质层17与介质间隔18形成光通道深槽19；
如图8所示，于经过刻蚀处理后的整个产品表面沉积形成保护层薄膜19，其中硅化物掩膜16、接触刻蚀阻挡层15与保护层薄膜20的总厚度为入射光源的波长的1/4。
优选地，硅化物掩膜16的形成方式为钝化。
优选地，接触刻蚀阻挡层15的厚度的控制方式为光刻或刻蚀。
优选地，光电二极管区域13上方的硅化物掩膜16、接触刻蚀阻挡层15与保护层薄膜20的总厚度控制方式为气相沉积。
优选地，入射光源波长取该光源颜色波长范围的平均值。
根据图9所示的采用本发明CMOS图像传感器产品与现有技术相比绿光的灵敏度的对比图可以看出，覆盖膜厚度为760A的CMOS图像传感器的绿光灵敏度和重复精度要好于260A的现有技术产品，其中，1/4绿光波长大约为1100A。
综上所述，本发明涉及半导体良率提升领域，尤其涉及一种CMOS图像传感器的结构及其制备方法，利用光的干涉原理，通过在制作过程中控制薄膜厚度的方法，使得反射光的损失减少，进而使得透射光的强度增加，对提高产品良率会产生很大的帮助。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (8)

1.一种CMOS图像传感器的结构，其特征在于，所述结构包括：
光电二极管区域；
接触刻蚀阻挡层，形成于所述光电二极管区域上方；
硅化物掩膜，形成于所述接触刻蚀阻挡层上方；
至少两个介质层，形成于所述硅化物掩膜上方；
至少一个介质隔层，形成于所述介质层之间；
光通道深槽，通过刻蚀所述介质层与所述介质隔层得到；
保护层薄膜，形成于深槽刻蚀后的整个产品上表面。
2.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器的结构，其特征在于，所述光电二极管区域还包括三种像素单元，为别为红色像素单元、绿色像素单元和蓝色像素单元。
3.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器的结构，其特征在于，不同颜色的所述光电二极管区域的深槽刻蚀后的所述保护层薄膜的厚度是相同的。
4.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器的结构，其特征在于，不同颜色的所述光电二极管区域的深槽刻蚀前的所述接触刻蚀阻挡层的厚度是相同的。
5.一种CMOS图像传感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
提供所述光电二极管区域，于所述光电二极管区域上设置所述接触刻蚀阻挡层；
于所述接触刻蚀阻挡层上端沉积一硅化物掩膜层，其中，硅化物掩膜与所述接触刻蚀阻挡层的总厚度控制为大于入射光源的波长的1/4；
刻蚀部分所述硅化物掩膜层，其中刻蚀后的所述硅化物掩膜与所述接触刻蚀阻挡层的总厚度为小于入射光源的波长的1/4；
于经过刻蚀处理的所述硅化物掩膜层表面沉积所述介质层，并以所述硅化物掩膜为停止层刻蚀所述介质层形成所述光通道深槽；
于经过刻蚀处理后的整个产品表面沉积形成所述保护层薄膜，其中所述硅化物掩膜、所述接触刻蚀阻挡层与所述保护层薄膜的总厚度为入射光源的波长的1/4。
6.根据权利要求5所述的CMOS图像传感器的制备方法，其特征在于，所述硅化物掩膜的形成方式为钝化。
7.根据权利要求5所述的CMOS图像传感器的制备方法，其特征在于，所述接触刻蚀阻挡层的厚度的控制方式为光刻或刻蚀。
8.根据权利要求5所述的CMOS图像传感器的制备方法，其特征在于，所述光电二极管区域上的所述硅化物掩膜、所述接触刻蚀阻挡层与所述保护层薄膜的总厚度控制方式为气相沉积。
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