半导体结构及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种半导体结构，包括：衬底，衬底包括第一侧和第二侧，第二侧与第一侧相对设置的并且配置为接收电磁辐射；阻挡层，设置在衬底的第二侧上方；滤色镜，设置在阻挡层上方；以及栅格，围绕滤色镜并且设置在阻挡层上方，其中，阻挡层配置为吸收或反射电磁辐射中的非可见光，并且阻挡层设置在栅格和衬底之间。本发明专利技术涉及半导体结构及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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应用是必要的。半导体图像传感器通常包括在用于感测光的电子设备中。互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)广泛用于各种应用(诸如数码相机和手机摄像头)中。CMOS图像传感器通常包括像元(像素)的阵列。每个像素包括光电二极管、晶体管或电容器。当暴露于光时，在光电二极管中诱导电能。每个像素生成的电子与落在像素上的光的量成正比。电子在像素中转化为电压信号并且进一步转换成数字信号。取决于光路的不同，CMOS图像传感器分类为前侧照明(FSI)图像传感器和背侧照明(BSI)图像传感器。BSI图像传感器正在变得日益流行。响应于入射光，BSI图像传感器中的像素生成电信号。电信号的振幅取决于由相应的像素接收的入射光的强度。光入射在BSI图像传感器的衬底的背侧上并且直接撞击光电二极管而没有受到形成在衬底的前侧上的介电层和互连层的阻碍。这种直接入射使得BSI图像传感器对光更加敏感。然而，随着技术演化，图像传感器的尺寸正在变得越来越小，同时具有更强大的功能和更多数量的集成电路。BSI图像传感器的制造涉及许多复杂步骤和操作。由于涉及具有不同材料的更加不同的组件，所以增加了BSI图像传感器的制造和集成操作的复杂性。BSI图像传感器的制造的复杂性的增加可以引起缺陷，诸如较差的量子效率(QE)、暗电流、较低的满阱容量(FWC)、较高的产量损失等。BSI图像传感器产生为不期望的配置，不期望的配置将进一步加剧材料损耗并且增加制造成本。因此，对修改BSI图像传感器器件的结构和制造方法存在持续的需求，
以改进BSI图像传感器器件的性能以及减少处理BSI图像传感器的成本和时间。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，提供了一种半导体结构，包括：衬底，包括第一侧和第二侧，所述第二侧与所述第一侧相对设置并且配置为接收电磁辐射；阻挡层，设置在所述衬底的所述第二侧上方；滤色镜，设置在所述阻挡层上方；以及栅格，围绕所述滤色镜并且设置在所述阻挡层上方，其中，所述阻挡层配置为吸收或反射所述电磁辐射中的非可见光，并且所述阻挡层设置在所述栅格和所述衬底之间。根据本专利技术的另一实施例，还提供了一种半导体结构，包括：衬底，包括第一侧和第二侧，所述第二侧与所述第一侧相对设置并且配置为接收电磁辐射；第一介电层，设置在所述衬底的所述第二侧上方；第二介电层，设置在所述第一介电层和所述衬底的所述第二侧上方；第一滤色镜，设置在所述衬底的所述第二侧上方并且配置为允许所述电磁辐射中的可见光穿过；以及第二滤色镜，设置在所述衬底的所述第二侧上方并且配置为允许所述电磁辐射中的红外(IR)穿过；栅格，将所述第一滤色镜与所述第二滤色镜分隔开并且设置在所述第一介电层和所述第二介电层上方，其中，所述第一介电层和所述第二介电层围绕所述第二滤色镜。根据本专利技术的又另一实施例，还提供了一种制造半导体结构的方法，包括：接收衬底，所述衬底包括第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；在所述衬底的所述第二侧上方设置阻挡层；在所述阻挡层上方设置栅格；去除所述栅格的第一部分以形成第一凹槽；以及在所述第一凹槽内设置第一滤色镜，并且所述第一滤色镜与所述阻挡层交界，其中，所述阻挡层设置在所述栅格和所述衬底之间。在上述的方法中，设置所述阻挡层包括设置第一介电层和第二介电层。在上述的方法中，其中，设置所述阻挡层包括交替地设置多个第一介电层和多个第二介电层。在上述的方法中，还包括：去除所述栅格的第二部分和所述阻挡层的部分以形成第二凹槽；以及在所述第二凹槽内设置第二滤色镜。附图说明当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本专利技术的各方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。图1是根据本专利技术的一些实施例的半导体结构的立体图。图2是根据本专利技术的一些实施例的沿着图1中的AA’的半导体结构的截面图。图3是根据本专利技术的一些实施例的半导体结构的立体图。图4是根据本专利技术的一些实施例的沿着图3中的BB’的半导体结构的截面图。图5是根据本专利技术的一些实施例的半导体结构的立体图。图6是根据本专利技术的一些实施例的沿着图5中的CC’的半导体结构的截面图。图7是根据本专利技术的一些实施例的半导体结构的立体图。图8是根据本专利技术的一些实施例的沿着图7中的DD’的半导体结构的截面图。图9是根据本专利技术的一些实施例的半导体结构的立体图。图10是根据本专利技术的一些实施例的沿着图9中的EE’的半导体结构的截面图。图11是根据本专利技术的一些实施例的半导体结构的立体图。图12是根据本专利技术的一些实施例的沿着图11中的FF’的半导体结构的截面图。图13是根据本专利技术的一些实施例的沿着图11中的GG’的半导体结构的截面图。图14是根据本专利技术的一些实施例的图像感测器件的立体图。图15是根据本专利技术的一些实施例的沿着图14中的HH’的图像感测器件的截面图。图16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16A是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底的半导体结构的截面图。图16B是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底和阻挡层的半导体结构的截面图。图16C是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底、第一介电层和第二介电层的半导体结构的截面图。图16D是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底、若干第一介电层和若干第二介电层的半导体结构的截面图。图16E是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底、阻挡层和栅格的半导体结构的截面图。图16F是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底、阻挡层和带有第一凹槽的栅格的半导体结构的截面图。图16G是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底、阻挡层、栅格和第一滤色镜的半导体结构的截面图。图16H是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底、第一介电层、第二介电层、栅格和第一滤色镜的半导体结构的截面图。图16I是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底、若干第一介电层、若干第二介电层、栅格和第一滤色镜的半导体结构的截面图。图17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17A是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底的半导体结构的截面图。图17B是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底和阻挡层的半导体结构的截面图。图17C是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底、第一介电层和第二介电层的半导体结构的截面图。图17D是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底、若干第一介电层和若干第二介电层的半导体结构的截面图。图17E是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底、阻挡层和栅格的半导体结构的截面图。图17F是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底、阻挡层和带有第一凹槽的栅格的半导体结构的截面图。图17G是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底、阻挡层以及带有第一凹槽与第二凹槽的栅格的半导体结构的截面图。图17H是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底、若干第一介电层、若干第二介电层以及带有第一凹槽与第二凹槽的栅格的半导体结构的截面图。图17I是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底、阻挡层、栅格和第一滤色镜的半导体结构的截面图。图17J是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底、阻挡层、栅格、第一滤色镜和第二滤色镜的半导体结构的截面图。图17K是根据本专利技术的一些实施例的具有衬底、第一介电层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构，包括：衬底，包括第一侧和第二侧，所述第二侧与所述第一侧相对设置并且配置为接收电磁辐射；阻挡层，设置在所述衬底的所述第二侧上方；滤色镜，设置在所述阻挡层上方；以及栅格，围绕所述滤色镜并且设置在所述阻挡层上方，其中，所述阻挡层配置为吸收或反射所述电磁辐射中的非可见光，并且所述阻挡层设置在所述栅格和所述衬底之间。

【技术特征摘要】
2015.04.17 US 14/689,9681.一种半导体结构，包括：衬底，包括第一侧和第二侧，所述第二侧与所述第一侧相对设置并且配置为接收电磁辐射；阻挡层，设置在所述衬底的所述第二侧上方；滤色镜，设置在所述阻挡层上方；以及栅格，围绕所述滤色镜并且设置在所述阻挡层上方，其中，所述阻挡层配置为吸收或反射所述电磁辐射中的非可见光，并且所述阻挡层设置在所述栅格和所述衬底之间。2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述非可见光包括红外(IR)。3.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述阻挡层包括氮化物。4.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述阻挡层的厚度基本上大于0.21μm。5.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述阻挡层包括第一介电层和第二介电层。6.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述阻挡层包括多个第一介电层和多个第二介电层，并且所述多个第一介电层和所述多个第二介电层交替地设置。7.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述滤色镜配置为允许所述电磁辐射...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄任锋，简荣亮，张素华，
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