一种图像传感器的制备方法与流程

本发明涉及图像传感器领域，尤其涉及一种图像传感器的制备方法。

背景技术：

1、随着图像传感器向高分辨率、小像素尺寸方向持续演进，像素单元及外围电路的集成密度不断提高，相应地，后段金属互连结构的层数也呈现出显著增加的趋势。为满足存储、电荷调节及信号稳定等性能需求，工艺中逐步引入了mim电容（mim cap）、沟槽电容（trench cap）等新型结构，并在多个金属层之间进行叠加集成。然而，上述结构通常涉及多层金属、介质材料的沉积与刻蚀，其材料属性、膜厚分布及内应力特性存在明显差异，在晶圆尺度上易引入较大的残余应力累积。

2、在此背景下，随着工艺复杂度的提升，图像传感器晶圆在制造过程中出现的弯曲程度（即晶圆bow值）逐渐增大。晶圆bow值过大不仅会影响晶圆在设备中的传输与夹持稳定性，还会对后续关键工艺步骤造成不利影响。例如，在光刻工艺中，过大的晶圆弯曲会降低对焦精度与曝光一致性；在晶圆键合过程中，bow值过高易导致键合界面贴合不良；在化学机械抛光（cmp）工艺中，也可能引起抛光不均或局部过抛等问题，从而影响器件良率与性能一致性。

3、因此，如何在现有高集成度图像传感器工艺架构下，有效降低或抑制晶圆bow值，已成为制约先进图像传感器制造的重要技术问题之一。基于此，本专利提出了一种新的技术方案，以改善晶圆应力分布，从而实现晶圆bow值的有效降低。

技术实现思路

1、为解决现有技术所存在的问题，本发明提供一种图像传感器的制备方法，所述方法包括以下步骤：在晶圆上形成焊盘氧化层与焊盘氮化硅层，并实施浅沟槽隔离刻蚀及衬底衬层氧化沉积；在晶圆的正面和/或背面沉积一层高温氧化硅保护层；执行沟槽填充与沟槽隔离平坦化抛光步骤，并在平坦化后实施焊盘氮化硅去除步骤；所述高温氧化硅保护层在焊盘氮化硅去除过程中保护晶圆背面的焊盘氮化硅免受湿法刻蚀，从而优化晶圆应力分布并降低晶圆弯曲。

2、进一步的，所述高温氧化硅保护层通过炉管氧化方式形成。

3、进一步的，所述高温氧化硅保护层的优选厚度为100-1000埃。

4、进一步的，所述高温氧化硅保护层在晶圆正面和晶圆背面同时沉积。

5、进一步的，所述高温氧化硅保护层仅沉积于晶圆背面。

6、进一步的，所述沟槽填充为高密度等离子体填充步骤以形成沟槽电容或隔离结构。

7、进一步的，先沉积所述高温氧化硅保护层，以减少随后高密度等离子体沉积对硅基底的等离子体损伤并降低金属离子污染的风险。

8、进一步的，所述高温氧化硅保护层在高密度等离子体沟槽填充步骤完成之后沉积形成。

9、进一步的，所述焊盘氮化硅去除采用湿法刻蚀，并且在去除过程中晶圆背面的焊盘氮化硅因被高温氧化硅保护层覆盖而免于直接暴露于所述湿法刻蚀的刻蚀液，所述刻蚀液为热磷酸。

10、进一步的，在完成焊盘氮化硅去除后，继续进行栅极氧化、多晶硅沉积、间距结构形成、接触孔刻蚀与金属互连等后续工艺步骤。

11、进一步的，在完成焊盘氮化硅去除步骤后，晶圆背面仍保留连续的焊盘氮化硅层，且所述焊盘氮化硅层由覆盖于其表面的高温氧化硅保护层进行隔离保护。

12、本发明相比现有技术，具有显著的技术优势和有益效果，本发明通过在晶圆背面关键结构上引入合理的介质层沉积顺序与保护机制，在不显著增加工艺复杂度的前提下，实现了多方面的综合技术效果。一方面，通过在晶圆背面焊盘对应的氮化硅结构上沉积高温氧化硅保护层，使所述氮化硅结构在前照式工艺流程中得以持续保留，利用其固有的拉应力特性，有效改善晶圆整体应力分布，从而显著降低晶圆弯曲程度。另一方面，所述高温氧化硅层同时作为阻挡层存在，避免氮化硅结构裸露对后续栅极氧化层沉积工艺产生不利影响，有利于提升栅介质层的形成质量与工艺稳定性。此外，在进行高密度等离子体沉积工艺之前预先形成所述高温氧化硅层，还能够对硅基底起到有效保护作用，降低等离子体直接作用引起的器件损伤风险，并减少金属离子污染的可能性。通过上述技术手段的协同作用，本发明在降低晶圆弯曲、提升工艺兼容性及改善器件可靠性等方面均取得了显著的有益效果。

1.一种图像传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

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