图像传感器件及方法技术

本发明专利技术提供一种用于在图像传感器的像素中围绕光电二极管的区域阻挡光的系统和方法。在实施例中，第一光学阻挡层形成在第一粘合层上并且第二粘合层形成在第一光学阻挡层上。重复一次或更多次第一光学阻挡层和第二粘合层的形成以形成多个光学阻挡层和多个粘合层。这样，如果在进一步处理期间，光学阻挡层中的空隙开口，则另一光学阻挡层阻挡可能穿过空隙的任何光。本发明专利技术还公开了图像传感器件及方法。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2013年3月12日提交的标题为“Photoresist System and Method”的美国临时专利申请第61/778，170号的利益，其全部内容结合于此作为参考。
本专利技术涉及半导体
，更具体地，涉及一种。
技术介绍
互补金属氧化物半导体图像传感器通常利用形成在半导体衬底的像素区域阵列中的一系列的光电二极管以感应什么时候光照射光电二极管。邻近每个像素区域中的每个光电二极管，可以形成转移晶体管，以在期望的时间传送光电二极管中通过感应的光所生成的信号。这样的光电二极管和转移晶体管通过在期望的时间操作转移晶体管，以使得在期望的时间捕获图像。 互补金属氧化物半导体图像传感器通常可以形成在前侧照明结构或背侧照明结构中。在前侧照明结构中，光从图像传感器的“前”侧也即转移晶体管所形成处穿过，到达光电二极管。然而，在这种结构中，光在到达光电二极管之前被迫穿过金属层、介电层并穿过转移晶体管。由于金属层、介电层以及转移晶体管并不一定是透明的并在光试图到达光电二极管时可能阻挡光，因此这会产生处理和/或操作的问题。 在背侧照明结构中，转移晶体管、金属层以及介电层形成在衬底的前侧上，并且光可以从衬底的“背”侧穿过，到达光电二极管，使得在光到达转移晶体管、介电层或金属层之前，光触及光电二极管。这样的结构可以减少制造图像传感器以及操作图像传感器的复杂性。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种半导体器件，包括: 像素，包括衬底和所述衬底内的光电二极管； 第一光学阻挡层,位于所述衬底上方； 第二光学阻挡层，位于所述第一光学阻挡层上方，所述第二光学阻挡层与所述第一光学阻挡层分隔开；以及 开口，穿过所述第一光学阻挡层和所述第二光学阻挡层以允许光照射到所述光电二极管上。 在可选实施例中，所述半导体器件进一步包括粘合层，位于所述第一光学阻挡层和所述第二光学阻挡层之间。 在可选实施例中，所述半导体器件进一步包括第二粘合层，位于所述第一光学阻挡层和所述衬底之间。 在可选实施例中，所述半导体器件进一步包括第三粘合层，位于所述第二光学阻挡层上方。 在可选实施例中，所述半导体器件进一步包括第三光学阻挡层，位于所述第三粘合层上方。 在可选实施例中，所述半导体器件进一步包括第四粘合层，位于所述第三光学阻挡层上方。 在可选实施例中，所述第一光学阻挡层包括铝铜并且所述第一粘合层包括氮化钛。 根据本专利技术的另一方面，还提供了一种半导体器件，包括: 位于衬底上方的光阻挡层，其中，所述光阻挡层包括光学阻挡层和粘合层的重复图案；以及， 穿过所述光阻挡层的开口，所述开口露出位于所述衬底内的光电二极管上方的所述衬底。 在可选实施例中，所述重复图案具有第一光学阻挡层和第二光学阻挡层。 在可选实施例中，所述重复图案具有第一光学阻挡层、第二光学阻挡层以及第三光学阻挡层。 在可选实施例中，所述重复图案具有第一粘合层、第二粘合层、第三粘合层和第四粘合层。 在可选实施例中，所述光学阻挡层包括铝铜。 在可选实施例中，所述粘合层包括氮化钛。 在可选实施例中，所述半导体器件进一步包括钝化层，位于所述重复图案和所述衬底之间。 根据本专利技术的又一个方面，还提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括: 在衬底上方形成阻挡层，其中，形成所述阻挡层进一步包括: 在所述衬底上方形成光学阻挡层；以及 在所述光学阻挡层上方形成粘合层； 重复阻挡层的形成一次或多次以形成阻挡区域； 去除所述阻挡区域的一部分以露出位于所述衬底内的光电二极管上方的衬底。 在可选实施例中，重复所述阻挡层的形成包括重复阻挡层的形成一次。 在可选实施例中，重复所述阻挡层的形成包括重复阻挡层的形成两次。 在可选实施例中，所述方法进一步包括:在形成所述阻挡层之前，在所述衬底的上方形成钝化层。 在可选实施例中，所述方法进一步包括:在形成所述阻挡层之前，在所述钝化层上方形成第一粘合层。 在可选实施例中，形成所述光学阻挡层为形成铝铜层。 【附图说明】 为更完整的理解本专利技术实施例及其优点，现将结合附图所进行的以下描述作为参考，其中: 图1示出了根据实施例的具有像素区域阵列的图像传感器； 图2示出了根据实施例的一个像素的截面图； 图3示出了根据实施例的光学阻挡层和粘合层的形成； 图4示出了根据实施例的光学阻挡层和粘合层的形成的第一次重复； 图5示出了根据实施例的光学阻挡层和粘合层的形成的第二次重复； 图6示出了根据实施例的穿过光学阻挡层和粘合层的开口的形成；以及 图7示出了根据实施例的光学阻挡层中的空隙的形成。 除非另有说明，否则不同附图中的相应标号和符号通常表示相应部件。绘制附图以清楚地示出实施例的相关方面，并且不必成比例绘制。 【具体实施方式】 下面，详细讨论各实施例的制造和使用。然而，应该理解，实施例提供了许多可以在各种具体环境中实现的可以应用的概念。所讨论的具体实施例仅仅示出了制造和使用实施例的具体方式，而不用于限制实施例的范围。 实施例将根据具体环境进行描述，也即互补金属氧化物半导体(CMOS)背侧照明图像传感器。然而，其他实施例也可以应用其他图像传感器以及其他半导体器件。 现参考图1，示出了包括多个背侧照明像素区域101的阵列或网格的图像传感器 100。图像传感器100还可以包括位于与像素区域101的阵列邻近的逻辑区域103。逻辑区域103可以具有额外的电路和接触件，以实现与像素区域101的阵列的输入和输出连接。逻辑区域103用于提供像素区域101的操作环境，并调节像素区域101的阵列与其他外部器件(未示出)之间的通信。 图2示出了沿图1中的线A-A’截取的具有转移晶体管215的像素区域101的简化截面图，并且示出了衬底201，衬底201具有通过隔离区域205与其他像素区域101分隔开的像素区域101。衬底201可以包括前侧202和背侧204并可以为具有(110)晶体取向的半导体材料，诸如硅、锗、金刚石等。可选地，也可以使用具有其他晶体取向的化合物材料，诸如硅锗、碳化硅、砷化镓、砷化铟、磷化铟、碳化硅锗、磷砷化镓、磷化铟镓、它们的组合等。此外，衬底201可以包括绝缘体上硅(SOI)衬底。通常，SOI衬底包括诸如外延硅、锗、硅锗、SO1、绝缘体上硅锗(SGOI)或它们的组合的半导体材料层。如本领域已知的，衬底201可以掺杂诸如硼、镓的P型掺杂剂，然而衬底也可以可选地掺杂η型掺杂剂。 隔离区域205可以位于衬底201中围绕像素区域101，以分开并隔离像素区域 101。如本领域已知，隔离区域205可以是通常通过蚀刻衬底201形成的浅沟槽隔离件，以形成沟槽并用介电材料填充沟槽。隔离区域205可以用诸如氧化物材料、高密度等离子体(HDP)氧化物等的介电材料填充，通过本领域已知的传统方法来形成。可选地，可以沿隔离区域205的侧壁形成氧化物内衬层。 光敏二极管207可以形成在衬底201的像素区域101中。可以利用光敏二极管207来生成与照射到光敏二极管207上的光的强度和亮度相关的信号。在实施例中，光敏二极管207可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：像素，包括衬底和所述衬底内的光电二极管；第一光学阻挡层，位于所述衬底上方；第二光学阻挡层，位于所述第一光学阻挡层上方，所述第二光学阻挡层与所述第一光学阻挡层分隔开；以及开口，穿过所述第一光学阻挡层和所述第二光学阻挡层以允许光照射到所述光电二极管上。

【技术特征摘要】
2013.03.12 US 61/778,170;2013.05.31 US 13/907,4861.一种半导体器件，包括: 像素，包括衬底和所述衬底内的光电二极管； 第一光学阻挡层，位于所述衬底上方； 第二光学阻挡层，位于所述第一光学阻挡层上方，所述第二光学阻挡层与所述第一光学阻挡层分隔开；以及 开口，穿过所述第一光学阻挡层和所述第二光学阻挡层以允许光照射到所述光电二极管上。2.根据权利要求1所述的半导体器件，进一步包括粘合层，位于所述第一光学阻挡层和所述第二光学阻挡层之间。3.根据权利要求2所述的半导体器件，进一步包括第二粘合层，位于所述第一光学阻挡层和所述衬底之间。4.根据权利要求3所述的半导体器件，进一步包括第三粘合层，位于所述第二光学阻挡层上方。5.—种半导体器件,包括: 位...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴志和，江柏融，苏柏菖，陈启峰，林荣义，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71