形成具有深沟槽隔离结构的图像传感器件的机制制造技术

本发明专利技术提供了形成图像传感器件的机制的实施例。该图像传感器件包括具有正面和背面的衬底。该图像传感器件还包括用来检测穿过背面进入衬底的入射辐射的可操作的辐射感测区。图像传感器件还包括形成在衬底中并且邻近辐射感测区的掺杂的隔离区。此外，该图像传感器件包括形成在掺杂的隔离区中的深沟槽隔离结构。深沟槽隔离结构包括从背面延伸的沟槽和覆盖沟槽的带负电荷的膜。本发明专利技术涉及形成具有深沟槽隔离结构的图像传感器件的机制。

【技术实现步骤摘要】
形成具有深沟槽隔离结构的图像传感器件的机制
本专利技术涉及形成具有深沟槽隔离结构的图像传感器件的机制。
技术介绍
半导体图像传感器用于感测诸如光的辐射。互补金属氧化物半导体（CMOS)图像 传感器（CIS)和电荷耦合器件（CCD)传感器广泛用于各种应用中，诸如数码相机或手机摄 像头应用。这些器件使用位于衬底中的像素阵列，这些器件包括光电二极管和晶体管以吸 收投射向衬底的辐射并且将感测到的辐射转化为电信号。 背照式（BSI)图像传感器件是图像传感器件中的一种类型。BSI图像传感器件用 于感测投射到衬底（支持BSI图像传感器件的图像传感器电路）的背侧表面的光的量。像 素栅格位于衬底的正侧，并且衬底足够薄从而使投射到衬底背侧的光能够到达像素栅格。 与前照式（FSI)图像传感器件相比，BSI图像传感器件提供了高填充因数且降低了相消干 扰。尽管现有的BSI图像传感器件和制造这些BSI图像传感器件的方法通常已能够满足其 预期的目的，但是随着器件尺寸的不断缩放，它们并非在所有方面都尽如人意。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种图像传感 器件，包括：衬底，具有正面和背面；辐射感测区，可操作以检测穿过所述背面进入所述衬 底的入射辐射；掺杂的隔离区，形成在所述衬底中并且邻近所述辐射感测区；以及深沟槽 隔离结构，形成在所述掺杂的隔离区中，所述深沟槽隔离结构包括：沟槽，从所述背面延伸 至所述掺杂的隔离区内；和带负电荷的膜，覆盖所述沟槽的内表面。 在上述图像传感器件中，所述辐射感测区和所述掺杂的隔离区具有不同的掺杂极 性。 在上述图像传感器件中，所述带负电荷的膜选自由富氧氧化硅、高k金属氧化物 和氮化硅组成的组。 在上述图像传感器件中，所述带负电荷的膜的厚度在从约Inm至约500nm的范围 内。 在上述图像传感器件中，进一步包括：形成在所述掺杂的隔离区中且并接近所述 正面的隔离部件。 在上述图像传感器件中，其中，所述沟槽从所述背面延伸，但是没有到达所述隔离 部件。 在上述图像传感器件中，进一步包括：形成在所述衬底的背面上方的介电材料。 在上述图像传感器件中，所述带负电荷的膜以共形的方式覆盖所述沟槽，并且所 述介电材料填充所述沟槽。 在上述图像传感器件中，进一步包括：形成在所述衬底的背面上方的反射块，所述 反射块与所述深沟槽隔离结构对齐。 在上述图像传感器件中，位于所述背面的所述反射块的宽度基本等于或大于位于 所述背面的所述深沟槽隔离结构的宽度。 在上述图像传感器件中，进一步包括：覆盖所述反射块的透明填充层。 根据本专利技术的另一方面，还提供了一种图像传感器件，包括：衬底，具有正面和背 面；多个辐射感测区，形成在所述衬底中；多个掺杂的隔离区，形成在所述衬底中，其中，每 对相邻的辐射感测区通过一个相应的掺杂的隔离区彼此间隔开；多个沟槽，从所述背面延 伸至所述掺杂的隔离区内；带负电荷的膜，覆盖所述沟槽的内表面；介电材料，位于所述带 负电荷的膜上方并且填充所述沟槽；以及反射栅格，形成在所述衬底的背面上方，其中，每 块所述反射栅格与一个相应的沟槽对齐。 在上述图像传感器件中，进一步包括：形成在所述衬底中并且邻近所述正面的隔 离部件，其中，所述多个沟槽中的每一个都延伸至超过所述衬底的厚度的一半的位置处，但 是没有到达所述隔离结构。 在上述图像传感器件中，进一步包括：位于所述正面上方的互连结构和载具衬底， 其中，所述载具衬底通过所述互连结构接合至所述衬底。 根据本专利技术的又一方面，还提供了一种制造图像传感器件的方法，包括：提供具有 正面和背面的衬底；形成邻近所述正面的辐射感测区和掺杂的隔离区，所述掺杂的隔离区 邻近所述辐射感测区；从所述背面在所述掺杂的隔离区中形成沟槽；以及在所述背面上方 形成带负电荷的膜以覆盖所述沟槽的内表面。 在上述方法中，所述带负电荷的膜以共形的方式覆盖所述沟槽。 在上述方法中，进一步包括：在形成所述带负电荷的膜之后，在所述背面上方形成 介电层以填充所述沟槽。 在上述方法中，进一步包括：在所述介电层上形成反射块，所述反射块与所述沟槽 对齐。 在上述方法中，进一步包括：形成覆盖所述反射块的透明填充层并且提供光滑的 表面。 在上述方法中，进一步包括：在形成所述掺杂的隔离区和所述辐射感测区之前，形 成接近所述正面的隔离部件，其中，所述掺杂的隔离区与所述隔离部件对齐。 【附图说明】 为了更全面地理解本专利技术及其优势，现将结合附图所进行的以下描述作为参考， 其中： 图1根据一些实施例示出了用于制造图像传感器件的方法的流程图。 图2至图9是根据一些实施例的图像传感器件在各个制造阶段中的示意性局部截 面图。 【具体实施方式】 以下公开内容提供了许多用于实施本专利技术的不同特征的不同实施例或实例。以下 描述部件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这仅仅是实例，并不是用于限制本专利技术。 此外，以下描述中在第二工艺之前执行第一工艺可以包括在第一工艺之后直接执行第二工 艺的实施例，并且也可以包括在第一工艺和第二工艺之间可以执行额外的工艺的实施例。 为了简化和清晰的目的，各个部件可以以不同比例任意绘制。此外，在以下描述中，第一部 件形成在第二部件上方或者上可以包括第一部件与第二部件以直接接触的方式形成的实 施例，并且还可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部 件和第二部件不直接接触的实施例。另外，在各个附图和实施例中，通过相同或相似的参考 标号表示相同的元件。 根据本专利技术的图像传感器件是背照式（BSI)图像传感器件。该BSI图像传感器件 包括电荷耦合器件（CCD)、互补金属氧化物半导体（CMOS)图像传感器（CIS)、有源像素传感 器（APS)或无源像素传感器。该图像传感器件可以包括邻近像素栅格提供的额外的电路和 输入/输出，以提供像素的操作环境并用于支持像素与外部的交流。 图1根据一些实施例示出了用于制造图像传感器件的方法的流程图。参考图1，该 方法10开始于框11，其中，提供了具有正面和背面的衬底。该衬底包括辐射感测区和邻近 辐射感测区的掺杂的隔离区。方法10继续进行到框13,其中，形成了深沟槽隔离结构。深 沟槽隔离结构包括从背面延伸的沟槽和覆盖沟槽的带负电荷的膜。方法10继续进行到框 15,在深沟槽隔离结构上方形成反射块。 图2至图9是根据一些实施例的图像传感器件在各个制造阶段中的示意性局部截 面图。应该理解，为了更好的理解本专利技术的实施例，已经对图2至图9进行了简化。 参考图2,图像传感器件100包括衬底102。衬底102是器件衬底。衬底102可以 是半导体衬底。衬底102可以是用诸如硼的P型掺杂剂掺杂的硅衬底，在这种情况下，衬底 102是P型衬底。可选地，衬底102可以是另一种合适的半导体材料。例如，衬底102可以 是用诸如磷或砷的N型掺杂剂掺杂的硅衬底，在这种情况下，衬底是N型衬底。衬底102可 以包括诸如锗或金刚石的其他元素半导体材料。衬底102可以可选择地包括化合物衬底和 /或合金半导体。进一步地，衬底102可以包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器件，包括：衬底，具有正面和背面；辐射感测区，可操作以检测穿过所述背面进入所述衬底的入射辐射；掺杂的隔离区，形成在所述衬底中并且邻近所述辐射感测区；以及深沟槽隔离结构，形成在所述掺杂的隔离区中，所述深沟槽隔离结构包括：沟槽，从所述背面延伸至所述掺杂的隔离区内；和带负电荷的膜，覆盖所述沟槽的内表面。

【技术特征摘要】
2013.09.03 US 14/016,9491. 一种图像传感器件，包括： 衬底，具有正面和背面； 辐射感测区，可操作以检测穿过所述背面进入所述衬底的入射辐射； 掺杂的隔离区，形成在所述衬底中并且邻近所述辐射感测区；以及 深沟槽隔离结构，形成在所述掺杂的隔离区中，所述深沟槽隔离结构包括： 沟槽，从所述背面延伸至所述掺杂的隔离区内；和 带负电荷的膜，覆盖所述沟槽的内表面。2. 根据权利要求1所述的图像传感器件，其中，所述辐射感测区和所述掺杂的隔离区 具有不同的掺杂极性。3. 根据权利要求1所述的图像传感器件，其中，所述带负电荷的膜选自由富氧氧化硅、 高k金属氧化物和氮化硅组成的组。4. 根据权利要求1所述的图像传感器件，其中，所述带负电荷的膜的厚度在从约lnm至 约500nm的范围内。5. 根据权利要求1所述的图像传感器件，进一步包括：形成在所述掺杂的隔离区中且 并接近所述正面的隔离部件。6. 根据权利要求5所述的图像传感器件，其中，所述沟槽从所述背面延伸，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林政贤，杨敦年，刘人诚，洪丰基，
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