一种改善CIS像素之间光学干扰的金属网格结构和工艺方法与流程

一种改善cis像素之间光学干扰的金属网格结构和工艺方法
技术领域
1.本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种改善cis像素之间光学干扰的金属网格结构和工艺方法。


背景技术：

2.在cmos图像传感器(cis)背照式(backside illuminated,bsi)工艺中，金属网格(metal grid，mg)的作用是进行光学隔离，即阻挡光线进入相邻的光电二极管(photodiode,pd)。如图1所示，图1显示为现有技术中的cis结构中金属网格与光电二极管之间的位置关系示意图。在金属网格刻蚀(mg etch)工艺中为避免对pd性能带来影响，一般会在mg和pd之间引入隔离氧化层(mg bottom oxide)。随着像素尺寸的缩减，像素之间的光学互扰会更加严重，在光入射倾角增加时，光会通过这层隔离氧化层(oxide)进入相邻pd,造成光学互扰。
3.因此，需要提出一种新的方法和结构以解决上述问题。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善cis像素之间光学干扰的金属网格结构和工艺方法，用于解决现有技术的cis工艺中，光线通过隔离氧化层进入相邻光电二极管带来光学互扰的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善cis像素之间光学干扰的金属网格结构，至少包括：
6.位于同一基底上由隔离区相互隔离的多个光电二极管；形成于所述光电二极管和所述隔离区上的氧化层；所述氧化层内嵌有金属网格；所述金属网格由多个金属块排列组成，其中每一个所述金属块相应位于一个所述隔离区的正上方，并且所述金属网格底部与所述隔离区上表面之间的所述氧化层作为隔离氧化层；所述隔离氧化层的厚度为
7.优选地，所述隔离区为深沟槽隔离区。
8.优选地，所述氧化层为二氧化硅。
9.优选地，构成所述金属网格的所述金属块，其材质为铝。
10.本发明还提供一种改善cis像素之间光学干扰的金属网格结构的工艺方法，至少包括：
11.步骤一、提供基底，在所述基底上形成多个隔离区，每两个隔离区之间形成一个光电二极管；
12.步骤二、在所述光电二极管和所述隔离区的上表面形成一层氧化层；
13.步骤三、对所述氧化层进行光刻和刻蚀，在所述隔离区正上方形成凹槽；所述凹槽底部与所述隔离区上表面的距离为
14.步骤四、在刻蚀后的所述氧化层上沉积金属层，所述金属层填充在所述凹槽内；
15.步骤五、对所述金属层进行刻蚀，形成由金属块排列组成的金属网格，其中每一个所述金属块相应位于一个所述隔离区的正上方；位于所述隔离区与所述金属网格底部之间的所述氧化层作为隔离氧化层；
16.步骤六、填充氧化层以覆盖所述金属网格以及所述金属网格之间的所述氧化层。
17.优选地，步骤一中的所述隔离区为深沟槽隔离区。
18.优选地，步骤二中的所述氧化层和步骤五中所填充的氧化层为二氧化硅。
19.优选地，步骤五中组成所述金属网格的所述金属块的材质为铝。
20.如上所述，本发明的一种改善cis像素之间光学干扰的金属网格结构，具有以下有益效果：本发明在光电二极管上方形成氧化层之后，采用氧化层刻蚀的方法形成位于深沟槽隔离区上方的凹槽，之后对凹槽填充氧化物，减小了金属网格与光电二极管之间的隔离氧化层的厚度，改善了相邻光电二极管之间的光学串扰，提高了器件性能。
附图说明
21.图1显示为现有技术中的cis结构中金属网格与光电二极管之间的位置关系示意图；
22.图2显示为本发明中在隔离区和光电二极管上形成氧化层后的剖面结构示意图；
23.图3显示为本发明中刻蚀氧化层形成凹槽的剖面结构示意图；
24.图4显示为本发明中在氧化层上形成金属层后的剖面结构示意图；
25.图5显示为本发明的cis器件中金属网格与光电二极管位置关系的剖面示意图。
具体实施方式
26.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
27.请参阅图2至图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
28.本发明提供一种改善cis像素之间光学干扰的金属网格结构，至少包括：
29.位于同一基底上由隔离区相互隔离的多个光电二极管；形成于所述光电二极管和所述隔离区上的氧化层；所述氧化层内嵌有金属网格；所述金属网格由多个金属块排列组成，其中每一个所述金属块相应位于一个所述隔离区的正上方，并且所述金属网格底部与所述隔离区上表面之间的所述氧化层作为隔离氧化层；所述隔离氧化层的厚度为
30.如图5所示，图5显示为本发明的cis器件中金属网格与光电二极管位置关系的剖面示意图。本实施例提供一种改善cis像素之间光学干扰的金属网格结构，包括：位于同一基底上由隔离区02相互隔离的多个光电二极管01；形成于所述光电二极管01和所述隔离区02上的氧化层07；所述氧化层07内嵌有金属网格；所述金属网格由多个金属块06排列组成，
其中每一个所述金属块06相应位于一个所述隔离区02的正上方，并且所述金属网格底部与所述隔离区上表面之间的所述氧化层作为隔离氧化层；所述隔离氧化层的厚度为本发明进一步地，本实施例的所述隔离区02为深沟槽隔离区(dti)。本发明进一步地，本实施例的所述氧化层为二氧化硅(sio2)。
31.本发明进一步地，本实施例的构成所述金属网格的所述金属块06，其材质为铝(al)。
32.本发明还提供一种改善cis像素之间光学干扰的金属网格结构的工艺方法，至少包括：
33.步骤一、提供基底，在所述基底上形成多个隔离区，每两个隔离区之间形成一个光电二极管；如图2所示，图2显示为本发明中在隔离区和光电二极管上形成氧化层后的剖面结构示意图。该步骤一中在所述基底上形成所述多个隔离区02，本发明进一步地，本实施例的步骤一中的所述隔离区02为深沟槽隔离区(dti)。
34.步骤二、在所述光电二极管和所述隔离区的上表面形成一层氧化层；如图2所示，在步骤二中在所述光电二极管(pd)01和所述隔离区02的上表面形成一层所述氧化层03。本发明进一步地，本实施例的步骤二中的所述氧化层03为二氧化硅。
35.步骤三、对所述氧化层进行光刻和刻蚀，在所述隔离区正上方形成凹槽；所述凹槽底部与所述隔离区上表面的距离为如图3所示，图3显示为本发明中刻蚀氧化层形成凹槽的剖面结构示意图。该步骤三对所述氧化层进行光刻和刻蚀，在所述隔离区02正上方形成凹槽04；所述凹槽04底部与所述隔离区02上表面的距离为
36.步骤四、在刻蚀后的所述氧化层上沉积金属层，所述金属层填充在所述凹槽内；如图4所示，图4显示为本发明中在氧化层上形成金属层后的剖面结构示意图。该步骤四中在刻蚀后的所述氧化层03上沉积金属层05，所述金属层05填充在所述凹槽04内。
37.步骤五、对所述金属层进行刻蚀，形成由金属块排列组成的金属网格，其中每一个所述金属块相应位于一个所述隔离区的正上方；位于所述隔离区与所述金属网格底部之间的所述氧化层作为隔离氧化层；如图5所示，该步骤五中对所述金属层进行刻蚀，形成由金属块06排列组成的金属网格，其中每一个所述金属块06相应位于一个所述隔离区02的正上方；位于所述隔离区02与所述金属网格底部之间的所述氧化层作为隔离氧化层。本发明中该隔离氧化层的厚度为
38.本发明进一步地，本实施例的步骤二中的所述氧化层和步骤五中所填充的氧化层为二氧化硅
39.本发明进一步地，本实施例的步骤五中组成所述金属网格的所述金属块的材质为铝。
40.步骤六、填充氧化层以覆盖所述金属网格以及所述金属网格之间的所述氧化层。如图5所示，该步骤六中填充氧化层07以覆盖所述金属网格以及所述金属网格之间的所述氧化层03。
41.综上所述，本发明在光电二极管上方形成氧化层之后，采用氧化层刻蚀的方法形成位于深沟槽隔离区上方的凹槽，之后对凹槽填充氧化物，减小了金属网格与光电二极管之间的隔离氧化层的厚度，改善了相邻光电二极管之间的光学串扰，提高了器件性能。所
以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
42.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。