半导体结构及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种半导体结构，包括：半导体衬底，包括第一面、与第一面相对的第二面和设置在半导体衬底中的辐射感测器件；层间介电层(ILD)，设置在半导体衬底的第一面上方；以及导电焊盘，穿过ILD且设置在半导体衬底中并被配置为与设置在ILD上方的互连结构耦接，其中，半导体衬底围绕导电焊盘的部分，并且通过导电焊盘的部分的表面与半导体衬底的第二面来配置阶梯高度。本发明专利技术还提供了半导体结构的制造方法。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其制造方法相关申请的交叉参考本申请要求于2015年1月9日提交的名称为“SemiconductorStructureandManufacturingMethodThereof”的第62/101,597号美国临时专利申请的利益，其全部内容结合于此作为参考。
本专利技术一般地涉及半导体
，更具体地，涉及半导体结构及其制造方法。
技术介绍
使用半导体器件的电子设备对于许多现代化的应用来说是必不可少的。电子设备中通常包括用于感光的半导体图像传感器。互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)广泛地用于多种应用，诸如数码相机和移动电话相机。CMOS图像传感器通常包括图像元素(像素)阵列。每一个像素都包括光敏二极管、晶体管或电容器。光敏二极管在暴露于光下时会感应出电能。每一个像素都会生成与射向该像素的光的数量成正比的电子。电子转换成像素中的电压信号，并进一步变换成数字信号。根据光路径的不同，CMOS图像传感器分为前照式(FSI)图像传感器和背照式(BSI)图像传感器。BSI图像传感器越来越受欢迎。响应于入射光，BSI图像传感器中的像素生成电信号。电信号的强弱取决于通过对应的像素所接收的入射光的强度。光入射在BSI图像传感器的衬底的背面上，并且由于没有被形成于衬底正面上的介电层和互连层的阻碍而直接到达光敏二极管。这种直接入射使BSI图像传感器对光更敏感。然而，随着技术发展，图像传感器的尺寸变得越来越小，同时具有更多的功能和更多的集成电路。制造BSI图像传感器包括许多复杂的步骤和操作。由于涉及具有不同材料的更多的不同组件，所以增大了BSI图像传感器的制造和集成操作的复杂程度。制造BSI图像传感器的复杂程度的增大会导致诸如量子效率(QE)差、带状线缺陷(striplinedefect)、暗电流、满阱容量(FWC)低、产量损失率高等的缺陷。将BSI图像传感器制造为非预期的结构，从而会进一步增加材料浪费并提高制造成本。因此，需要不断地改进BSI图像传感器器件的结构和制造方法，以提高BSI图像感测器件的性能并降低加工BSI图像传感器的成本和时间。
技术实现思路
为了解决现有技术所存在的缺陷，根据本专利技术的一方面，提供了一种半导体结构，包括：半导体衬底，包括第一面和与所述第一面相对的第二面；辐射感测器件，设置在所述半导体衬底中；层间介电层(ILD)，设置在所述半导体衬底的第一面上方；以及导电焊盘，穿过所述ILD，设置在所述半导体衬底中，并且被配置为与设置在所述ILD上方的互连结构耦接，其中，所述半导体衬底围绕所述导电焊盘的部分，并且通过所述导电焊盘的部分的表面与所述半导体衬底的第二面来配置阶梯高度。在该半导体结构中，所述ILD包括：所述导电焊盘穿过的通孔，并且所述通孔的宽度基本小于或等于所述导电焊盘的部分的表面的宽度。在该半导体结构中，所述ILD的部分设置在所述导电焊盘中。在该半导体结构中，介于所述导电焊盘的部分的表面与所述半导体衬底的第二面之间的阶梯高度为大约0.5um至大约3um。该半导体结构还包括：设置在所述半导体衬底的第二面上方的滤色镜，其中，所述滤色镜的厚度为大约0.1um至大约5um。在该半导体结构中，所述导电焊盘的部分的厚度为大约1um至大约5um。在该半导体结构中，所述互连结构包括：电连接至所述导电焊盘的金属构件。根据本专利技术的另一方面，提供了一种半导体图像感测器件，包括：半导体衬底，包括第一面、与所述第一面相对的第二面和多个辐射感测器件；层间介电层(ILD)，设置在所述半导体衬底的第一面上方；多个凹部，设置在所述半导体衬底中，所述多个凹部中的每一个都从所述半导体衬底的第二面向所述第一面延伸；以及多个导电焊盘，分别设置在所述多个凹部中并穿过所述ILD，其中，所述半导体衬底围绕所述多个导电焊盘的表面，并且通过所述多个导电焊盘的其中一个表面与所述半导体衬底的第二面来配置阶梯高度。在该半导体图像感测器件中，所述半导体衬底设置在所述多个导电焊盘之间。在该半导体图像感测器件中，所述半导体衬底离开所述多个导电焊盘的表面。在该半导体图像感测器件中，所述多个凹部的其中一个的宽度基本大于或等于所述多个导电焊盘的其中一个表面的宽度。在该半导体图像感测器件中，被所述ILD围绕的多个导电焊盘的其中一个的宽度基本小于或等于所述多个导电焊盘的其中一个表面的宽度。在该半导体图像感测器件中，所述多个凹部的其中一个的高度为大约0.5um至大约3um。根据本专利技术的又一方面，提供了一种制造半导体结构的方法，包括：接收半导体衬底，所述半导体衬底包括第一面、与所述第一面相对的第二面和形成在所述半导体衬底中的多个辐射感测器件；将层间介电层(ILD)设置在所述半导体衬底的第一面上方；从所述半导体衬底的第二面去除所述半导体衬底的部分和所述ILD的部分；以及形成被所述ILD和所述半导体衬底围绕的导电焊盘，其中，所述半导体衬底围绕所述导电焊盘的部分，并且通过所述导电焊盘的部分的表面与所述半导体衬底的第二面来配置阶梯高度。在该方法中，去除所述半导体衬底的部分和所述ILD的部分包括：形成凹部，所述凹部从所述半导体衬底的第二面向所述第一面延伸。在该方法中，去除所述半导体衬底的部分和所述ILD的部分包括：将光掩模设置在所述半导体衬底的第二面上方，并且根据所述导电焊盘的位置图案化所述光掩模。在该方法中，去除所述半导体衬底的部分和所述ILD的部分包括：将图案化的掩模设置在所述半导体衬底的第二面上方，并且蚀刻所述半导体衬底的部分或所述ILD的部分。该方法还包括：通过旋涂操作将滤色镜设置在所述半导体衬底的第二面上方。该方法还包括：通过减薄操作从所述第二面减小所述半导体衬底的厚度。该方法还包括：将载体衬底接合至所述半导体衬底的第一面上方。附图说明当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本专利技术的各方面。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减少。图1是根据本专利技术的一些实施例的半导体结构的透视图。图2是图1的半导体结构的顶视图。图3是根据本专利技术的一些实施例的半导体结构的透视图。图4是图3的半导体结构的顶视图。图5是根据本专利技术的一些实施例的制造半导体结构的方法的流程图。图5A是根据本专利技术的一些实施例的包括半导体结构的半导体晶圆的顶视图。图5B是根据本专利技术的一些实施例的沿着图5A的线CC′的相邻的半导体结构的透视图。图5C是根据本专利技术的一些实施例的翻转的并设置在载体衬底上的相邻半导体的透视图。图5D是根据本专利技术的一些实施例的具有减薄的半导体衬底的相邻半导体结构的透视图。图5E是根据本专利技术的一些实施例的具有若干个凹部的相邻半导体结构的透视图。图5F是根据本专利技术的一些实施例的具有设置在若干个凹部中的若干个导电焊盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构，包括：半导体衬底，包括第一面和与所述第一面相对的第二面；辐射感测器件，设置在所述半导体衬底中；层间介电层(ILD)，设置在所述半导体衬底的第一面上方；以及导电焊盘，穿过所述ILD，设置在所述半导体衬底中，并且被配置为与设置在所述ILD上方的互连结构耦接，其中，所述半导体衬底围绕所述导电焊盘的部分，并且通过所述导电焊盘的部分的表面与所述半导体衬底的第二面来配置阶梯高度。

【技术特征摘要】
2015.01.09 US 62/101,597;2015.03.09 US 14/642,3441.一种半导体结构，包括：
半导体衬底，包括浅沟槽隔离件、第一面和与所述第一面相对的第二面；
辐射感测器件，设置在所述半导体衬底中；
层间介电层(ILD)，设置在所述半导体衬底的第一面上方，并且所述层间介电层(ILD)设置有穿过所述层间介电层(ILD)的通孔，并且所述浅沟槽隔离件邻近所述半导体衬底的第一面和所述辐射感测器件；以及
导电焊盘，穿过所述层间介电层，设置在所述半导体衬底中，并且被配置为与设置在所述层间介电层上方的互连结构耦接，并且其中一个所述导电焊盘填充一个以上所述通孔；
其中，所述半导体衬底围绕所述导电焊盘的部分，并且所述层间介电层和所述浅沟槽隔离件直接接触所述导电焊盘，并且通过所述导电焊盘的部分的表面与所述半导体衬底的第二面来配置阶梯高度。


2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述通孔的宽度小于或等于所述导电焊盘的部分的表面的宽度。


3.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述层间介电层的部分设置在所述导电焊盘中。


4.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，与所述层间介电层和所述浅沟槽隔离件直接接触的所述导电焊盘的高度小于所述半导体衬底和所述层间介电层的高度之和，并且介于所述导电焊盘的部分的表面与所述半导体衬底的第二面之间的阶梯高度为0.5um至3um。


5.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括：设置在所述半导体衬底的第二面上方的滤色镜，其中，所述滤色镜的厚度为0.1um至5um。


6.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述导电焊盘的部分的厚度为1um至5um。


7.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述互连结构包括：电连接至所述导电焊盘的金属构件。


8.一种半导体图像感测器件，包括：
半导体衬底，包括第一面、与所述第一面相对的第二面、与所述第一面邻近的浅沟槽隔离件和多个辐射感测器件；
层间介电层(ILD)，设置在所述半导体衬底的第一面上方，并且所述层间介电层(ILD)设置有穿过所述层间介电层(ILD)的通孔；
多个凹部，设置在所述半导体衬底中，所述多个凹部中的每一个都从所述半导体衬底的第二面向所述第一面延伸；以及
多个导电焊盘，分别设置在所述多个凹部中并穿过所述层间介电层，并且其中一个所述导电焊盘填充一个以上所述通孔；
其中，所述半导体衬底围绕所述多个导电焊盘的表面，并且所述层间介电层和所述浅沟槽隔离件直接接触所述多个导电焊盘，并且通过所述多个导电焊盘的其中一个表面与所述半导体衬底的第二面来配置阶梯高度。


9.根据权利要求8所述的半导体图像感测器件...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏嘉余，萧晋勋，朱益兴，林彦良，许永隆，陈信吉，
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