半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

技术编号:18459976 阅读:27 留言:0更新日期:2018-07-18 13:10
本公开涉及一种半导体装置及其制造方法。该半导体装置包括:衬底;多个感测单元;以及形成在相邻两个感测单元之间的隔离单元,其中,在绿色感测单元和相邻的其它颜色的感测单元之间的隔离单元中的至少一个被布置成至少部分地从均匀隔离以上两个感测单元的中间位置朝着远离绿色感测单元的方向偏离。

Semiconductor devices and their manufacturing methods

The present disclosure relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof. The semiconductor device consists of a substrate, a plurality of sensing units, and a isolation unit formed between two adjacent sensing units, in which at least one of the isolation units between the green sensing unit and the adjacent other color sensing units is arranged at least partially from the above two sensing units. The middle position deviates from the direction of the green sensing unit.

【技术实现步骤摘要】
半导体装置及其制造方法
本公开涉及半导体领域,具体来说,涉及半导体装置及其制造方法。
技术介绍
图像传感器可用于对辐射(例如,光辐射,包括但不限于可见光、红外线、紫外线等)进行感测,从而生成对应的电信号(成像)。它被广泛地应用在数码相机、安保设施或其他成像设备中。对于图像传感器而言,感光灵敏度是重要的性能指标。但是随着感测单元(例如,像素)尺寸的不断缩小,例如,缩小到1.12um、1.0um甚至0.9um,图像传感器的感光灵敏度面临较大挑战。
技术实现思路
本公开的一个目的是提供一种新颖的半导体装置及其制造方法,特别地,涉及改善半导体装置的感光灵敏度。根据本公开的第一方面,提供了一种半导体装置,该半导体装置包括:衬底;多个感测单元;以及形成在相邻两个感测单元之间的隔离单元,其中,在绿色感测单元和相邻的其它颜色的感测单元之间的隔离单元中的至少一个被布置成至少部分地从均匀隔离以上两个感测单元的中间位置朝着远离绿色感测单元的方向偏离。根据本公开的第二方面,提供了一种制造半导体装置的方法,该方法包括:提供衬底;形成多个感测单元;以及形成在相邻两个感测单元之间的隔离单元,其中,将绿色感测单元和相邻的其它颜色的感测单元之间的隔离单元中的至少一个布置成至少部分地从均匀隔离以上两个感测单元的中间位置朝着远离绿色感测单元的方向偏离。通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述,本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例,并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。参照附图,根据下面的详细描述,可以更加清楚地理解本公开,其中:图1是示出根据本公开一个实施例的半导体装置的示意性截面图。图2A是示出根据现有技术的半导体装置的示意性俯视图。图2B是示出根据本公开一个实施例的半导体装置的示意性俯视图。图2C是示出根据本公开另一个实施例的半导体装置的示意性俯视图。图3是示出根据本公开一个实施例的半导体装置的制造方法的流程图。图4A至图4I是示出与图3所示的方法的部分步骤对应的半导体装置的示意性截面图。注意,在以下说明的实施方式中,有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分,而省略其重复说明。在本说明书中,使用相似的标号和字母表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。为了便于理解,在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此,所公开的专利技术并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。具体实施方式本申请的专利技术人认识到,传统的图像传感器在感光灵敏度上面临较大挑战。随着超大规模集成电路的迅速发展,芯片的特征尺寸越来越小,相应地,图像传感器中的感测单元尺寸也不断缩小,例如,典型的尺寸包括1.12um、1.0um甚至0.9um。因此,感测单元中能够接收辐射的有效面积减小。此外,为了防止感测单元之间的辐射串扰,通常在相邻的感测单元之间设置能够阻止辐射通过的隔离单元(例如,深沟槽隔离、滤色元件隔离等)。这些隔离单元会进一步减小接收辐射的有效面积。一般来说,感测单元的感光灵敏度几乎与其接收辐射的有效面积成正比。因此,减小感测单元尺寸以及提高防串扰性能降低了感光灵敏度,从而劣化了图像传感器的成像质量。因此,能够在不影响感测单元的尺寸大小以及其防串扰效果的前提下改进感光灵敏度,对于图像传感器的成像质量有着重要意义。本申请的专利技术人提出了一种能够提高感测单元的感光灵敏度的半导体装置及其制造方法。在该半导体装置(例如,图像传感器)中,对隔离单元的图案进行设计,以提高绿色感测单元的接收辐射的有效面积占比,进而提高对绿色的灵敏度。人眼对绿色最为敏感,因此绿色灵敏度是影响图像传感器的感光灵敏度的最重要的因素之一。有利地,使用本公开的技术能够在不影响感测单元的尺寸大小以及其防串扰效果的前提下改进图像传感器的感光灵敏度。另外,本领域技术人员均能理解,虽然本文描述的例子是针对图像传感器进行处理,但本专利技术也可以适用于对颜色进行感测的其他半导体装置。现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。图1以及图2B(图2C)分别示意性地例示了根据本公开一个实施例的半导体装置100的截面图和俯视图。这里,图1是示出图2B(图2C)中的虚线A’B’所指示的截面的示意性截面图。此外,为了便于比较,图2A示意性地例示了根据现有技术的半导体装置100的俯视图。如图1所示,半导体装置100包括衬底102。衬底102的材料的示例可以包括但不限于一元半导体材料(诸如,硅或锗等)、化合物半导体材料(诸如碳化硅、硅锗、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟和/或锑化铟)或其组合。在另一些实施方式中,衬底也可以为绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上锗硅等各种复合衬底。本领域的技术人员应当理解,对于衬底102没有特别的限制,而是可以根据实际应用进行选择。尽管未例示,但衬底102上/中还可以已经形成有其它构件或层,例如,栅极结构、接触孔、下层金属连线和通孔等在早期处理步骤中形成的其它构件和/或层间电介质层等。如图1所示,半导体装置100包括多个感测单元110。在一些实施例中,半导体装置100可以被配置为包括多个仅对特定波长的光进行感测的感测单元110。例如,在一些实施例中,半导体装置100包括红色(R)、绿色(G)以及蓝色(B)的感测单元110。利用多个感测单元110对不同波长的光进行感测,可以实现对颜色的识别。例如,通过将感测到的红色、绿色以及蓝色三原色进行组合,可以形成多种颜色。在一些实施例中,可以适当地布置半导体装置100中的多个感测单元110,以更好的对颜色进行识别。一方面,研究显示,人眼对绿色最敏感,为了获取更好的图像质量,多个感测单元110中包括的绿色感测单元数量最多。另一方面,为了获取更丰富的颜色信息,可以将相同颜色的感测单元布置成互不相邻。基于以上布置原则,典型地,在一些实施例中,以2×2阵列的形式对多个感测单元进行分组所得到的每一组的感测单元按照拜尔图案布置。例如,在一些实施例中,奇数行的感测单元由绿色感测单元和红色感测单元间隔排布形成,偶数行的感测单元由蓝色感测单元和绿色感测单元间隔排布形成。但是,本领域的技术人员应当理解,感测单元的种类以及布置方式不限于以上示例,而是可以根据实际应用进行选择。为了便于说明,仅在图2A-图2C中例示了对绿色进行感测的绿色感测单元110-1、110-4,对红色进行感测的红色感测单元110-2以及对蓝色进行感测的蓝色感测单元110-3。但本领域的技术人员应当理解,半导体装置100中的感测单元的数量不限于此。如图1所示,感测单元110包括形成在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置,其特征在于,包括:衬底;多个感测单元;以及形成在相邻两个感测单元之间的隔离单元,其中,在绿色感测单元和相邻的其它颜色的感测单元之间的隔离单元中的至少一个被布置成至少部分地从均匀隔离以上两个感测单元的中间位置朝着远离所述绿色感测单元的方向偏离。

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置,其特征在于,包括:衬底;多个感测单元;以及形成在相邻两个感测单元之间的隔离单元,其中,在绿色感测单元和相邻的其它颜色的感测单元之间的隔离单元中的至少一个被布置成至少部分地从均匀隔离以上两个感测单元的中间位置朝着远离所述绿色感测单元的方向偏离。2.根据权利要求1所述的半导体装置,其特征在于:所述隔离单元中的至少一个被布置成包括位于所述中间位置的保持部分和从所述中间位置朝着远离所述绿色感测单元的方向偏离的凸出部分。3.根据权利要求2所述的半导体装置,其特征在于:所述隔离单元中的至少一个被布置成包括分别位于所述中间位置的第一保持部分和第二保持部分,以及位于第一保持部分和第二保持部分之间并且从所述中间位置朝着远离所述绿色感测单元的方向偏离的凸出部分。4.根据权利要求1所述的半导体装置,其特征在于:所述隔离单元中的至少一个被布置成整体从所述中间位置朝着远离所述绿色感测单元的方...

【专利技术属性】
技术研发人员:内藤达也
申请(专利权)人:德淮半导体有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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