半导体图像传感器制造技术

本发明专利技术实施例涉及一种半导体图像传感器。本发明专利技术实施例揭露一种背照式BSI图像传感器，其包括：衬底，其包括正面及与所述正面对置的背面；及多个像素传感器，其布置成阵列。所述像素传感器中的每一个包括：感光装置，其位于所述衬底中；彩色滤光器，其位于所述背面上的所述感光装置上方；及光学结构，其位于所述背面上的所述彩色滤光器上方。所述光学结构包括第一侧壁，且所述第一侧壁及大体上与所述衬底的前表面平行的平面形成大于0°的夹角。

【技术实现步骤摘要】
半导体图像传感器
本专利技术实施例涉及半导体图像传感器。
技术介绍
数字摄影机及其它成像装置采用图像传感器。图像传感器将光学图像转换为可表示为数字图像的数字数据。一图像传感器包括一像素传感器阵列及支持逻辑电路。阵列的像素传感器是用于测量入射光的单位装置，且支持逻辑电路促进测量读出。常用于光学成像装置中的一图像传感器类型是背照式(BSI)图像传感器。BSI图像传感器制造可整合到常规半导体程序中以降低成本、减小尺寸及提高整合度。此外，BSI图像传感器具有低操作电压、低电力消耗、高量子效率、低读出噪声且允许随机存取。
技术实现思路
本专利技术的实施例揭露一种背照式(BSI)图像传感器，其包括：衬底，其包括正面及与所述正面对置的背面；像素传感器，其位于所述衬底中；绝缘结构，其安置于所述背面上的所述衬底上方，所述绝缘结构包括面向所述正面的第一表面及面向所述背面的第二表面，且所述第二表面包括朝向所述正面弯曲的弯曲表面；彩色滤光器，其位于所述背面上的所述衬底上方；及微透镜，其位于所述背面上的所述彩色滤光器上方。本专利技术的实施例揭露一种背照式(BSI)图像传感器，其包括：衬底，其包括正面及与所述正面对置的背面；及多个像素传感器，其布置成阵列，且所述像素传感器中的每一个包括：感光装置，其位于所述衬底中；彩色滤光器，其位于所述背面上的所述感光装置上方；及光学结构，其位于所述彩色滤光器上方，其中所述光学结构包括第一侧壁，且所述第一侧壁及大体上与所述衬底的前表面平行的平面形成大于0°的夹角。本专利技术的实施例揭露一种背照式(BSI)图像传感器，其包括：衬底，其包括正面及与所述正面对置的背面；像素传感器，其位于所述衬底中；彩色滤光器，其位于所述背面上的所述衬底上方；及多个微透镜，其位于所述彩色滤光器上方，其中所述微透镜中的每一个的底面积小于所述彩色滤光器的顶面积，且所述多个微透镜的所述底面积的总和大于所述彩色滤光器的所述顶面积。附图说明从结合附图来解读的以下详细描述最佳地理解本揭露的方面。应注意，根据业界标准做法，各种装置未按比例绘制。事实上，为使讨论清楚，可任意增大或减小各种装置的尺寸。图1是根据一或多个实施例中的本揭露的方面的BSI图像传感器的像素传感器的剖面图。图2A到2E是根据一或多个实施例中的本揭露的方面所构造的各种制造阶段中的BSI图像传感器的像素传感器的一系列剖面图。图3是根据一或多个实施例中的本揭露的方面的BSI图像传感器的像素传感器的剖面图。图4A到4B是根据一或多个实施例中的本揭露的方面所构造的各种制造阶段中的BSI图像传感器的像素传感器的一系列剖面图。图5是根据一或多个实施例中的本揭露的方面的BSI图像传感器的像素传感器的剖面图。图6A到6B是根据一或多个实施例中的本揭露的方面所构造的各种制造阶段中的BSI图像传感器的像素传感器的一系列剖面图。图7是根据一或多个实施例中的本揭露的方面的BSI图像传感器的像素传感器的剖面图。图8是根据一或多个实施例中的本揭露的方面的BSI图像传感器的像素传感器的剖面图。图9是根据一或多个实施例中的本揭露的方面的BSI图像传感器的像素传感器的剖面图。图10是根据一或多个实施例中的本揭露的方面的BSI图像传感器的像素传感器的剖面图。图11是根据一或多个实施例中的本揭露的方面的BSI图像传感器的像素传感器的剖面图。图12是根据一或多个实施例中的本揭露的方面的BSI图像传感器的像素传感器的剖面图。具体实施方式以下揭露提供用于实施所提供的主题的不同特征的诸多不同实施例或实例。下文将描述元件及布置的特定实例以简化本揭露。当然，这些仅为实例且不意图具限制性。例如，在以下描述中，“使一第一装置形成于一第二装置上方或一第二装置上”可包括其中形成直接接触的所述第一装置及所述第二装置的实施例，且还可包括其中可形成介于所述第一装置与所述第二装置之间的额外装置使得所述第一装置及所述第二装置可不直接接触的实施例。此外，本揭露可在各种实例中重复元件符号及/或字母。此重复是为了简化及清楚且其本身不指示所讨论的各种实施例及/或配置之间的关系。此外，为便于描述，例如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等空间相对术语可在本文中用于描述一元件或装置与另一(些)元件或装置的关系，如图中所绘示。空间相对术语除涵盖图中所描绘的定向之外，还意图涵盖装置在使用或操作中的不同定向。设备可依其它方式定向(旋转90度或依其它定向)且还可相应地解译本文所使用的空间相对描述词。如本文所使用，例如“第一”、“第二”及“第三”的术语描述各种元件、组件、区域、层及/或区段，这些元件、组件、区域、层及/或区段应不受限于这些术语。这些术语可仅用于区分一元件、组件、区域、层或区段与另一元件、组件、区域、层或区段。除非内文明确指示，否则本文所使用的例如“第一”、“第二”及“第三”的术语不隐含一序列或顺序。如本文所使用，术语“近似”、“大体上”、“实质”及“约”用于描述及解释小变动。当所述术语与一事件或状况一起使用时，所述术语可涉及其中所述事件或状况精确发生的例项以及其中所述事件或状况非常近似发生的例项。例如，当所述术语与一数值一起使用时，所述术语可涉及小于或等于所述数值的±10％的变动范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％或小于或等于±0.05％。例如，如果两个数值之间的差值小于或等于所述值的平均值的±10％(例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％或小于或等于±0.05％)，那么所述值可被视为“大体上”相同或相等。例如，“大体上”平行可涉及小于或等于±10°的相对于0°的角变动范围，例如小于或等于±5°、小于或等于±4°、小于或等于±3°、小于或等于±2°、小于或等于±1°、小于或等于±0.5°、小于或等于±0.1°或小于或等于±0.05°。例如，“大体上”垂直可涉及小于或等于±10°的相对于90°的角变动范围，例如小于或等于±5°、小于或等于±4°、小于或等于±3°、小于或等于±2°、小于或等于±1°、小于或等于±0.5°、小于或等于±0.1°或小于或等于±0.05°。如本文所使用，“微结构”是指形成衬底或彩色滤光器的不均匀或粗糙表面的凹陷或突出结构。如本文所使用，“凹槽”是从另一结构的外围或边缘凹陷的结构，而“突起”是从另一结构的外围或边缘突出的结构。BSI图像传感器包括像素传感器阵列。通常，BSI图像传感器包括：集成电路，其具有半导体衬底及对应于布置于所述衬底内的所述像素传感器的光二极管；集成电路的后段工艺(BEOL)金属化层，其安置于所述衬底的正面上方；及光学堆叠，其包括对应于安置于所述衬底的背面上方的像素传感器的彩色滤光器及微透镜。随着BSI图像传感器的大小减小，BSI图像传感器面临诸多挑战。BSI图像传感器的一挑战是相邻像素传感器之间的串音，而BSI图像传感器的另一挑战是光收集。随着BSI图像传感器变得越来越小，用于光收集的表面积变得越来越小，由此降低像素传感器的敏感度。此对于弱光环境来说是个问题。因此，需要增加像素传感器的吸收效率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种背照式BSI图像传感器，其包含：衬底，其包含正面及与所述正面对置的背面；像素传感器，其位于所述衬底中；绝缘结构，其安置于所述背面上的所述衬底上方，所述绝缘结构包含面向所述正面的第一表面及面向所述背面的第二表面，且所述第二表面包含朝向所述正面弯曲的弯曲表面；彩色滤光器，其位于所述背面上的所述衬底上方；以及微透镜，其位于所述背面上的所述彩色滤光器上方。

【技术特征摘要】
2017.09.26 US 62/563,298;2018.01.17 US 15/873,3551.一种背照式BSI图像传感器，其包含：衬底，其包含正面及与所述正面对置的背面；像素传感器，其位于所述衬底中；绝缘结构，其安置于所述背面上的所述衬底上方，所述绝缘结构包含面向所述正面的第一表面及面向所述背面的第二表面，且所述第二表面包含朝向所述正面弯曲的弯曲表面；彩色滤光器，其位于所述背面上的所述衬底上方；以及微透镜，其位于所述背面上的所述彩色滤光器上方。2.根据权利要求1所述的BSI图像传感器，其中所述像素传感器包含安置于所述衬底的所述背面上方的多个微结构，且所述微结构的侧壁及大体上与所述衬底的前表面平行的平面形成夹角。3.一种背照式BSI图像传感器，其包含：衬底，其包含正面及与所述正面对置的背面；及多个像素传感器，其布置成阵列，且所述像素传感器中的每一个包含：感光装置，其位于所述衬底中；彩色滤光器，其位于所述背面上的所述感光装置上方；以及光学结构，其位于所述彩色滤光器上方，其中所述光学结构包含第一侧壁，且所述第一侧壁及大体上与所述衬底的前表面平行的平面形成大于0°的夹角。4.根据权利要求3所述的BSI图像传感器，其中所述光学结构及所述彩色滤光器包含相同材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄君豪，周耕宇，吴纹浩，江伟杰，曾建贤，桥本一明，
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