图像传感器芯片制造技术

本实用新型专利技术涉及一种图像传感器芯片，该图像传感器芯片包括：半导体层(3)，该半导体层用于接收在其背面(F2)一侧上的照明，并且包括像素矩阵(1)；互连结构(7)，该互连结构被安排在该半导体层(3)的前面(F1)上；载体(21)，该载体被安排在该互连结构(7)上，该载体的第一面(F3)在前面(F1)一侧上；以及环形沟槽(49)，该环形沟槽被安排在该芯片(5)周边，该沟槽从该载体(21)的第二面(F4)延伸穿过该载体的整个厚度。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器芯片
本申请涉及一种图像传感器芯片。现有技术公开背照式图像传感器芯片包括半导体层，其一面被称为前面，被互连结构覆盖，其与前面相对的一面被称为背面，用于接收照明。该芯片包括在半导体层中和半导体层上形成的像素矩阵，该像素矩阵的元件(如晶体管)在前面的一侧上形成，并且通过互连结构而相互连接。这种芯片由半导体裸片或半导体层制成。事实上，在此裸片中同时形成多个完全相同的芯片，这些芯片然后被分割以获得单独的芯片。分割前，处理件或载体被接合到在半导体裸片的前面上形成的互连结构的一侧，并且然后该裸片从其背面被减薄。在减薄半导体裸片后，针对每个芯片，导电连接通孔穿过处理件直到此芯片的互连结构的上部金属化层级的部分而形成。具备处理件的半导体裸片然后被分割以获得个体化芯片。在采用上述方法制造的芯片中，在分割或切割步骤后，可以在互连结构上处理件的接合界面处观察到分层。这些分层从芯片的边缘延伸，并且可以在接合界面的大部分上延伸。这可能会导致芯片故障，特别是，由于一个或多个导电连接通孔断裂。
技术实现思路
因此，希望具有一种背照式图像传感器芯片，其至少部分地解决现有技术中的上述问题。因此，一个实施例提供了一种图像传感器芯片，该图像传感器芯片包括：半导体层，该半导体层用于接收其背面一侧上的照明，并且包括像素矩阵；互连结构，该互连结构被安排在该半导体层的前面上并且将像素矩阵的元素彼此电连接；载体，该载体被安排在该互连结构上，该载体的第一面在前面一侧上；以及环形沟槽，该环形沟槽被安排在该芯片周边，该沟槽从该载体的第二面延伸并穿过该载体的整个厚度。根据一个实施例，该载体在其第一面处包括第一氧化硅层，该沟槽穿过该第一氧化硅层。根据一个实施例，第二氧化硅层被安排在该互连结构上，该载体的第一面被安排在第二氧化硅层上并与之接触，并且该沟槽延伸穿过该第二氧化硅层的全部或部分厚度。根据一个实施例，芯片包括导电通孔，这些导电通孔从载体的第二面延伸并且穿过载体直到互连结构的金属化层级的部分。根据一个实施例，沟槽没有通孔深。根据一个实施例，沟槽包围所有通孔。根据一个实施例，沟槽没有穿入互连结构。本技术的实施例所提供的这种背照式图像传感器芯片包括用于防止分层在互连结构上处理件的接合界面处传播的装置，因而可以避免由于分层导致的芯片故障。附图说明这些和其它优点和特征将在以下实施例说明中进行更详细地公开，将参考附图以非限定性方式进行说明，其中：图1A到1D示意性地展示了一种用于制造背照式图像传感器芯片方法实例的连续步骤；图2展示了一种用于制造背照式芯片的方法的实施例；并且图3是使用图2的方法所获得的芯片的俯视图。具体实施方式相同的元件在不同的图中使用相同的参考号表示，此外，各类图不是按比例绘制。出于简洁清楚的目的，只示出并描述那些对理解所描述实施例有用的元件。在接下来的描述中，术语“下方”，“上方”，“底部”等指在相应图中所讨论元件的方向。除非另外说明，术语“实质上”和“大约”表示10％以内，优选地为5％以内。图1A到1D展示了一种用于制造背照式图像传感器芯片的方法的实例的连续步骤。更具体而言，这些图是使用所述方法制造的芯片的一部分的横截面示意图，应当理解，实际上，从同一个半导体裸片或者层中同时制造多个完全相同的芯片。图1A中的步骤，在此图的底部，像素矩阵1形成在半导体裸片3的前面F1的一侧上，例如，由硅制成，每个芯片5包括像素矩阵1。互连结构7已经形成在半导体裸片3的前面F1上。该互连结构7包括金属化层级，例如四个金属化层级M1、M2、M3和M4，这些金属化层级被嵌入绝缘层并通过导电通孔相互连接。每个芯片5包括互连结构7，用于将其形成于半导体裸片3前面F1的一侧上像素矩阵1的元件(例如晶体管9)相互连接。实际上，所有半导体裸片3的芯片的互连结构都是同时形成的。可选绝缘层11、13、15和17连续地形成在互连结构7的上表面上。由以下各项组成的组件形成晶片19：半导体裸片3；被安排在前面F1的互连结构7；以及形成于互连结构上可选层11、13、15和17。作为示例，该裸片3的厚度可以在600μm与1mm之间。互连结构7的厚度可以在1μm与5μm之间，例如2μm。层11例如是氮化硅层级，其厚度可以在20nm与100nm之间，例如，40纳nm层13例如是掺磷硅层级，或PSG(磷硅酸盐玻璃)，其厚度可以在100nm与500nm之间，例如，250nm。层15例如是氮化硅层级，其厚度可以在250nm与750nm之间，例如，500nm。层级7例如是氧化硅层级，其厚度超过0.5μm，甚至超过1μm，例如2μm。层17例如通过沉积例如由四乙氧基硅烷形成(TEOS)形成，例如通过化学气相沉积或CVD形成。继续参照图1A中的步骤，在图的顶部，提供了由硅制成的处理件或载体21。处理件21包括被安排在下表面F3的可选氧化硅层23。氧化硅层23(例如通过热氧化形成)的厚度可以在20nm与50nm之间，例如，30nm。图1B的步骤中，由硅制成的处理件21已经通过分子键合在互连结构7的一侧上被接合到晶片19。更具体而言，在本实施例中，处理件21的氧化硅层23被接合到晶片19的氧化硅层17上，这两个层23和17因此彼此接触。具备处理件21的晶片19已被翻转，然后半导体裸片3从其后面F2被减薄，例如，厚度减到2μm与10μm之间，例如5μm。可选颜色过滤器25形成在减薄的裸片3的背面F2上，面向芯片5中的每一个的像素矩阵1。每个过滤器25已经被可选微透镜27所覆盖，每个微透镜27与矩阵1的像素相关联。在图1C的步骤中，对旨在由芯片5的像素所接收的射线透明的载体29已在减薄的半导体裸片3后面F2的一侧处被接合到晶片19上载体29(例如由玻璃制成)的厚度可以在200μm与700μm之间，例如500μm。具有载体29和处理件21的晶片19已被翻转。处理件21从其前面F4被减薄到可以产生穿过处理件21整个厚度的导电连接通孔的厚度。作为示例，处理件21被减薄到小于或等于150μm(例如，小于或等于70μm)的厚度。在此实施例中，透明载体29通过粘合剂层31(例如聚合物粘结剂)被接合到晶片19上。粘合剂31在半导体裸片3后面F2的一侧被安排在每个芯片5的外围，从而不会覆盖微透镜27并影响其操作。在另一实施例中，微透镜27被省略，并且然后可以在半导体裸片3的整个后面F2上方提供粘合剂31。在图1D的步骤中，针对每个芯片5，导电连接通孔33已经被形成穿过处理件21直到此芯片5的互连结构7的上部金属化层级M4。单个通孔33被展示在图1D中。为了形成这些导电通孔33，孔35从处理件21的上表面F4被雕刻直到互连结构7的上部金属化层级M4。作为示例，孔35的宽度和直径大约为70μm。绝缘层37(例如氧化硅层、氮化硅层和/或氮氧化硅层)形成在处理件21上表面F4的一侧，以覆盖处理件21、孔35的侧壁和底部。绝缘层37的被安排在孔35底部的部分被移除，以便暴露上部金属化层级M4。导电层39，例如由铜或钨金属制成，然后在孔35的侧壁和底部形成。作为示例，导电层39通过沉积形成于处理件21上表面F4的一侧，然后孔35的侧壁和底部被通过雕刻移除，孔仍留在原位置，此层39的部分形成导电通孔33。在对导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器芯片(5)，其特征在于，包括：半导体层(3)，所述半导体层用于接收其背面(F2)一侧上的照明，并且包括像素矩阵(1)；互连结构(7)，所述互连结构被安排在所述半导体层(3)的前面(F1)上，并且将所述像素矩阵(1)的元件(9)相互电连接；载体(21)，所述载体被安排在所述互连结构(7)上，所述载体的第一面(F3)在前面(F1)一侧上；以及环形沟槽(49)，所述环形沟槽被安排在所述芯片(5)的周边上，所述沟槽从所述载体(21)的第二面(F4)延伸并穿过所述载体的整个厚度。

【技术特征摘要】
2016.11.24 FR 16614401.一种图像传感器芯片(5)，其特征在于，包括：半导体层(3)，所述半导体层用于接收其背面(F2)一侧上的照明，并且包括像素矩阵(1)；互连结构(7)，所述互连结构被安排在所述半导体层(3)的前面(F1)上，并且将所述像素矩阵(1)的元件(9)相互电连接；载体(21)，所述载体被安排在所述互连结构(7)上，所述载体的第一面(F3)在前面(F1)一侧上；以及环形沟槽(49)，所述环形沟槽被安排在所述芯片(5)的周边上，所述沟槽从所述载体(21)的第二面(F4)延伸并穿过所述载体的整个厚度。2.根据权利要求1所述的图像传感器芯片，其特征在于，所述载体(21)包括在其第一面(F3)处的第一氧化硅层(23)，所述沟槽(49)穿过所述第一氧化硅层。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·盖伊，F·居亚代，
申请(专利权)人：意法半导体克洛尔二公司，
类型：新型
国别省市：法国,FR