现了不同像素单元对应的有机光电转换层之间的隔离，防止了光线感应时，不同像素单元之间的干扰。
[0037]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。在详述本发明实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明的保护范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0038]图1?图10为本发明实施例有机图形传感器形成过程的结构示意图。
[0039]首先，请参考图1，提供半导体衬底200，所述半导体衬底200包括第一表面和与第一表面相对的第二表面(图中未标不)，所述半导体衬底201的第一表面上形成有像素电路201。
[0040]所述半导体衬底200的材料可以为硅(Si)、锗(Ge)、或硅锗(GeSi)J^K-(SiC);也可以是绝缘体上娃(SOI),绝缘体上锗(GOI);或者还可以为其它的材料,例如砷化镓等II1- V族化合物。
[0041]所述半导体衬底200包括若干矩阵排布的像素区域，每个像素区域与后续形成的有机图像传感器的每个像素单元对应。
[0042]半导体衬底200具有第一表面(正面)，采用现有的CMOS制作工艺在半导体衬底的200的第一表面上形成若干像素电路201，每个像素区域对应形成有像素电路201，若干像素电路201在半导体衬底200的第一表面上呈矩阵排布。所述像素电路201用于接收和处理后续形成的每个像素单元中的有机光电转换层中感应产生的电荷。像素电路201包括位于半导体衬底200的第一表面上的若干有源器件和/或无源器件，所述有缘器件包括晶体管、二极管、三极管等，所述无源器件包括电感、电阻、电容等。
[0043]在形成像素电路201后:在半导体衬底200的第一表面上形成介质层202，所述介质层202覆盖所述像素电路201，所述介质层202中形成有与像素电路201连接的互连结构(图中未标示)。
[0044]所述介质层202为单层或多层堆叠结构，相应的所述互连结构为单层或多层堆叠结构。互连结构为多层堆叠结构时，所述互连结构包括多层金属层和将多层金属层相连的金属插塞。
[0045]所述半导体衬底200还具有第二表面,第二表面与第一表面正对,后续在半导体衬底的第二表面上形成有机图像传感器。本发明实施例中，充分利用半导体衬底200的第一表面和第二表面的空间，在半导体衬底200的第一表面上形成像素电路和互连层,在半导体衬底200的第二表面上形成有机图像传感器，保证了制作工艺的灵活性，减小了制作工艺和布线的难度，并有利于提高形成的有机图像传感器的集成度，减小了有机图像传感器占据的体积。
[0046]在形成介质层202和位于介质层202中的互连结构后，减薄半导体衬底200的第二表面，刻蚀半导体衬底200的第二表面，形成硅通孔，所述硅通孔暴露出部分的像素电路201，在硅通孔中填充金属，形成通孔互连结构203。所述通孔互连结构203将半导体衬底200的第一表面上的像素电路201与后续在半导体衬底200的第二表面上形成的有机图像传感器的像素下电极电连接。
[0047]接着，请参考图2，在半导体衬底200的第二表面上形成下电极金属层204。
[0048]所述下电极金属层204用于形成若干矩阵排布的像素下电极。
[0049]所述下电极金属层204的材料为TiN、TaN、W、Al、Cu、T1、Ta或Co。下电极金属层204的形成工艺为溅射、蒸镀、电镀或沉积工艺。
[0050]接着，请参考图3，在下电极金属层204上形成牺牲层205。
[0051]所述牺牲层205后续可以作为刻蚀下电极金属层204时的掩膜以及形成隔离层时的研磨停止层，并且后续在所述牺牲层205中形成开口后，开口之间牺牲层的位置和厚度限定了有机光电转换层的位置和厚度。
[0052]所述牺牲层205的材料无定形娃、多晶娃、无定形碳或娃锗。
[0053]接着，请参考图4，刻蚀所述牺牲层205和下电极金属层204(参考图3)，在牺牲层205和下电极金属层204中形成暴露半导体衬底200的第二表面的若干开口 206,相邻开口206之间剩余的下电极金属层为像素下电极207。
[0054]在刻蚀所述牺牲层205之前，还包括在牺牲层表面形成图形化的掩膜层。
[0055]刻蚀所述牺牲层205和下电极金属层204采用等离子体刻蚀工艺，等离子体刻蚀工艺采用气体为含氟或含氯的气体。
[0056]所述开口 206中后续填充隔离材料形成隔离层。相邻开口 206之间是相互贯通的，在半导体衬底200的第二表面上呈现出若干“井”字型。
[0057]通过刻蚀下电极金属层204 (请参考图3)，在半导体衬底200的第二表面上形成矩阵排布的若干像素下电极207，每个像素下电极207的位置与半导体衬底200的第一表面上像素电路201的位置相对应，每个像素下电极207通过位于半导体衬底200中的通孔互连结构203与相应的像素电路201相连。
[0058]接着，请参考图5，在所述开口 206(参考图4)中填充满隔离材料，形成隔离层208。
[0059]所述隔离层208形成的具有过程为:形成覆盖所述牺牲层205的隔离材料层，所述隔离材料层填充满开口 206 ;采用化学机械研磨工艺平坦化所述隔离材料层，以牺牲层205的表面作为停止层，在开口 206内形成隔离层。
[0060]所述隔离层208用于电学隔离后续形成的相邻有机光电转换层，防止不同像素单兀的有机光电转换层在产生感应电荷时相互干扰。
[0061]所述隔离层208的材料与牺牲层205的材料不相同，后续去除牺牲层205时使得牺牲层相对于隔离层208具有高的刻蚀选择比。
[0062]本实施例中，所述隔离层208的材料为不透明的材料。所述隔离层208不仅能够电学隔离后续形成的相邻有机光电转换层，防止不同像素单元的有机光电转换层在产生感应电荷时相互干扰，另外，当外界光线以一定的倾斜角度入射时，所述隔离层208还可以防止光线在从某一个像素单元的光电转换层入射到相邻的像素单元的光电转换层入射中，防止了暗电流的产生。
[0063]隔离层208为不透明的材料时，所述不透明材料为SixOy (x > y)、氮化硅或氮氧化硅。
[0064]在本发明的其他实施例中，所述隔离层可以为透明的隔离材料，比如二氧化硅。
[0065]接着，请参考图6和图7，去除所述牺牲层205 (参考图5)，形成凹槽209 ;在凹槽209中填充有机光电转化材料，形成有机光电转化层210。
[0066]去除所述牺牲层205可以采用湿法或干法刻蚀工艺，在隔离层208之间形成若干呈矩阵排布的凹槽209。
[0067]所述有机光电转化层210的形成过程为:形成覆盖所述像素下电极207和隔离层208的有机光电转化材料层，所述有机光电转化材料层填充满凹槽；采用化学机械研磨平坦化所述有机光电转化材料层，以隔离层208的表面为停止层，在凹槽内形成有机光电转换层210。本实施例中，通过形成牺牲层205，去除牺牲层205后形成凹槽，在凹槽中子对准的形成若干分立的有机光电转换层，整个过程为低温工艺，不会对有机光电转换层产生损伤。在本发明的其他实施例中，所述有机光电转换层可以采用其他的工艺形成。
[0068]本实施例中，所述有机光电转换层210在隔离层208之后形成，防止隔离层208在后形成时，高温、刻蚀离子等对有机光电转换层210的损伤。
[0069]本实施例中，所述有机光电转换层210采用现有的有机光电转化材料形成，在此不再赘述。
[0070]接着，请参考图8，在所述有机光电转化层210上形成上电极211。
[0071]由于外部光线是从上方入射的，所述上电极211采用透明的导电材料，所述透明的导电材料为氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌等。
[0072]本实施例中，有机图像传感器的一个像素单元包括:一个像素下电极207、位于像素下电极207上的一个有机光电转换层210、位于有机光电转换层210上的上电极211、以及与像素下电极207连接的像素电路201。
[0073]接着，请参考图9，在