一种硅通孔形成方法及图像传感器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108364908A(43)申请公布日2018.08.03(21)申请号201810099784.6(22)申请日2018.01.31(71)申请人德淮半导体有限公司地址223302江苏省淮安市淮阴区长江东路599号(72)发明人陈世杰穆玉平刘世振(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人朱薇蕾吴敏(51)Int.Cl.H01L21/768(2006.01)H01L27/146(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图5页(54)发明名称一种硅通孔形成方法及图像传感器(57)摘要一种硅通孔形成方法及图像传感器，所述方法包括：提供第一半导体衬底，第一半导体衬底的正面形成有第一金属互连结构，第一金属互连结构内的至少一层金属层开设有预留缺口；提供第二半导体衬底，第二半导体衬底的正面形成有第二金属互连结构；将所述第一半导体衬底的正面和第二半导体衬底的正面键合；自键合后的第一半导体衬底的背面对所述第一半导体衬底进行刻蚀，以形成凹槽，所述凹槽底部暴露出所述预留缺口；以开设有所述预留缺口的金属层为掩膜对所述第一半导体衬底的剩余部分以及所述第二半导体衬底进行刻蚀，以形成硅通孔。通过本发明提供的方案能够在保护铜籽晶层的同时，有效简化硅通孔的形成工艺，节约制造成本。CN108364908ACN108364908A权利要求书1/1页1.一种硅通孔形成方法，其特征在于，包括：提供第一半导体衬底，所述第一半导体衬底具有相对的正面和背面，所述第一半导体衬底的正面形成有第一金属互连结构，所述第一金属互连结构内的至少一层金属层开设有预留缺口；提供第二半导体衬底，所述第二半导体衬底具有相对的正面和背面，所述第二半导体衬底的正面形成有第二金属互连结构；将所述第一半导体衬底的正面和第二半导体衬底的正面键合；自键合后的第一半导体衬底的背面对所述第一半导体衬底进行刻蚀，以形成凹槽，所述凹槽底部暴露出所述预留缺口；以开设有所述预留缺口的金属层为掩膜对所述第一半导体衬底的剩余部分以及所述第二半导体衬底进行刻蚀，以形成硅通孔。2.根据权利要求1所述的硅通孔形成方法，其特征在于，所述预留缺口的位置与所述硅通孔的位置对应，所述预留缺口的开口尺寸小于等于所述硅通孔的设计尺寸。3.根据权利要求1所述的硅通孔形成方法，其特征在于，还包括：在所述硅通孔中填充导电材料。4.根据权利要求1所述的硅通孔形成方法，其特征在于，以开设有所述预留缺口的金属层为掩膜对所述第一半导体衬底的剩余部分以及所述第二半导体衬底进行刻蚀包括：形成图案化的光阻层，所述光阻层覆盖所述第一半导体衬底的背面以及所述凹槽的侧壁，覆盖光阻层后的凹槽的开口尺寸小于所述预留缺口的开口尺寸；在所述光阻层的保护下，以开设有所述预留缺口的金属层为掩膜对所述第一半导体衬底的剩余部分以及所述第二半导体衬底进行刻蚀。5.根据权利要求1所述的硅通孔形成方法，其特征在于，所述预留缺口所在的金属层包括铜籽晶层和铜体层。6.根据权利要求1所述的硅通孔形成方法，其特征在于，所述预留缺口是在形成所述第一金属互连结构的金属层时一并形成的。7.根据权利要求1至6中任一项所述的硅通孔形成方法，其特征在于，所述第一半导体衬底内形成有光电二极管；所述第二半导体衬底内形成有逻辑器件。8.一种图像传感器，其特征在于，包括：第一半导体衬底，所述第一半导体衬底具有相对的正面和背面，所述第一半导体衬底的正面形成有第一金属互连结构，所述第一金属互连结构内的至少一层金属层开设有预留缺口；第二半导体衬底，所述第二半导体衬底具有相对的正面和背面，所述第二半导体衬底的正面形成有第二金属互连结构，所述第一半导体衬底的正面和第二半导体衬底的正面键合；硅通孔，所述硅通孔穿过所述预留缺口，所述硅通孔贯穿所述第一半导体衬底并延伸至所述第二半导体衬底内。9.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，所述预留缺口的开口尺寸小于等于所述硅通孔的设计尺寸。10.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，所述硅通孔内填充有导电材料。2CN108364908A说明书1/9页一种硅通孔形成方法及图像传感器技术领域[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种硅通孔形成方法及图像传感器。背景技术[0002]在3D堆叠(3D-stack)背照式互补金属氧化物半导体(Back-sideIlluminationComplementaryMetalO7ideSemiconductor，简称BSICMOS)图像传感器的生产制造工艺中，穿过硅片通道(ThroughSiliconVias，简称TSV，也可称为硅通孔)工艺是最为关键的工艺步骤之一。[0003]硅通孔工艺要求稳定的接触电阻和片电阻，过于复杂的