背照式图像传感器制造技术

本发明专利技术题为“背照式图像传感器”。本发明专利技术提供了图像传感器设备，所述图像传感器设备的实施方式可以包括穿透硅通孔TSV，所述穿透硅通孔在图像传感器设备的后侧中形成并且通过管芯的材料延伸到金属着落垫。所述金属着落垫可以在接触层内。所述设备可以包括TSV边缘密封环，所述TSV边缘密封环围绕在所述接触层中的所述TSV的一部分并且从所述接触层的第一表面延伸到所述接触层中达到与所述TSV的深度共同延伸的深度。

【技术实现步骤摘要】
背照式图像传感器
本文档的各方面整体涉及图像传感器，诸如背照式图像传感器。更具体的实施方式涉及具有穿透硅通孔的背照式传感器。
技术介绍
图像传感器通过响应于入射电磁辐射传送信号来传达与图像有关的信息。图像传感器用于多种设备中，包括智能电话、数码相机、夜视设备、医疗成像器和许多其他设备。背照式图像传感器可以用于提高图像传感器的光接收效率，特别是针对特定光波长。
技术实现思路
图像传感器设备的实施方式可以包括穿透硅通孔(TSV)，该穿透硅通孔在图像传感器设备的后侧中形成并且通过管芯的材料延伸到金属着落垫。金属着落垫可以在接触层内。设备可以包括TSV边缘密封环，该TSV边缘密封环围绕在接触层中的TSV的一部分并且从接触层的第一表面延伸到接触层中达到与TSV的深度共同延伸的深度。图像传感器设备的实施方式可包括以下各项中的一者、全部或任一者：TSV边缘密封环可以包括钨。TSV边缘密封环可以与金属着落垫物理隔离。该设备可以包括直接耦接到TSV的一个或多个侧壁的钉扎层。该设备可以包括耦接到TSV的一个或多个侧壁的抗反射层。图像传感器设备的实施方式可以包括穿透硅通孔(TSV)，该穿透硅通孔在图像传感器设备的后侧中形成并且通过管芯的材料延伸到金属着落垫。金属着落垫可以在接触层内。该设备可以包括TSV边缘密封环，该TSV边缘密封环围绕在接触层中的TSV的一部分并且从接触层的第一表面延伸到金属着落垫。TSV边缘密封环可以直接耦接到扩散阻挡层。TSV边缘密封环可以直接耦接到一个或多个浅沟槽隔离(STI)区域。图像传感器设备的实施方式可以包括：第一穿透硅通孔(TSV)，该第一穿透硅通孔在图像传感器设备中形成，从图像传感器设备的后侧延伸到管芯的材料中到达接触层；第二TSV，该第二TSV在第一TSV内形成并且延伸到管芯的材料中到达金属着落垫，其中金属着落垫在接触层内；和TSV边缘密封环，该TSV边缘密封环在接触层内，围绕接触层中的第二TSV，并且从接触层的第一表面延伸到接触层中达到与第二TSV的深度共同延伸的深度。TSV边缘密封环可以包括钨。TSV边缘密封环可以直接耦接到金属着落垫。TSV边缘密封环可以与金属着落垫物理隔离。该设备可以包括直接耦接到第一TSV的一个或多个侧壁的钉扎层。该设备可以包括耦接到第一TSV的一个或多个侧壁的抗反射层。TSV边缘密封环的周边可以与第一TSV的周边对准。TSV边缘密封环的周边可以大于第一TSV的周边。TSV边缘密封环的周边可以小于第一TSV的周边。TSV边缘密封环可以直接耦接到扩散阻挡层。TSV边缘密封环可以直接耦接到一个或多个浅沟槽隔离(STI)区域。对于本领域的普通技术人员而言，通过说明书和附图并且通过权利要求书，上述以及其他方面、特征和优点将会显而易见。附图说明将在下文中结合附图来描述实施方式，在附图中类似标号表示类似元件，并且：图1是图像传感器设备的横截面侧视图；图2是图像传感器设备的另一个实施方式的横截面侧视图；图3是图像传感器设备的第一实施方式的一部分的顶视图，其示出了第一穿透硅通孔(TSV)、第二TSV和TSV边缘密封环之间的关系；图4是图像传感器设备的第二实施方式的一部分的顶视图，其示出了第一穿透硅通孔(TSV)、第二TSV和TSV边缘密封环之间的关系；并且图5是图像传感器设备的第三实施方式的一部分的顶视图，其示出了第一穿透硅通孔(TSV)、第二TSV和TSV边缘密封环之间的关系。具体实施方式本公开、其各方面以及实施方式并不限于本文所公开的具体部件、组装工序或方法元素。符合预期图像传感器设备的本领域已知的许多另外的部件、组装工序和/或方法元素将显而易见地与本公开的特定实施方式一起使用。因此，例如，尽管本专利技术公开了特定实施方式，但是此类实施方式和实施部件可包括符合预期操作和方法的本领域已知的用于此类图像传感器设备以及实施部件和方法的任何形状、尺寸、样式、类型、型号、版本、量度、浓度、材料、数量、方法元素、步骤等。参考图1，示出了图像传感器设备的横截面侧视图。图像传感器设备2包括后侧4和前侧6。图像传感器设备2可以被配置成从设备的后侧接收光，如箭头100所指示。图像传感器设备包括半导体管芯8。在各种实施方式中，半导体管芯8包括硅层10。在其他实施方式中，半导体管芯8可以包括具有二氧化硅、玻璃、绝缘体上硅、砷化镓、蓝宝石、红宝石、碳化硅、上述任何一种的多晶或无定形形式的层，以及用于构造图像传感器或半导体设备的任何其他类型的层。在包括硅层10的实施方式中，硅层可以在其中包括光电二极管阵列20。图像传感器设备2包括具有第一表面24和第二表面26的接触层12。在各种实施方式中，接触层可以被认为是半导体管芯8的一部分，或者它可以被认为与半导体管芯8分离但耦接到该半导体管芯。如本文所用，接触层12被认为是半导体管芯8的一部分，并且不被认为与半导体管芯8的材料分离。在各种实施方式中，接触层12可以是层间电介质(ILD)材料18。接触层12可还在其中包括一个或多个金属层14。金属层14可以包括一个或多个金属着落垫16。在各种实施方式中，金属层14和/或金属着落垫16可以包括铝、铜、钨、任何其他金属、以及其任何组合。在各种实施方式中，接触层12可以包括一个或多个扩散阻挡层34。在特定实施方式中，一个或多个扩散阻挡层可以邻近后侧/第一表面58和/或前侧/第二表面60。扩散阻挡层34可以包括SiN或扩散阻挡层中使用的任何其他材料。接触层12可以在其中包括其他元件22，诸如栅极或其他半导体元件。在各种实施方式中，并且如图所示，接触层12的前侧26可以耦接到第二半导体管芯28。第二半导体管芯28可以在其中包括多个层，包括层30和32。第二半导体管芯28可以与本文公开的或本领域技术人员理解的任何类型的半导体管芯相同或类似。仍然参考图1，半导体管芯8包括从图像传感器设备2的后侧4延伸并且进入硅层10的第一穿透硅通孔(TSV)32。在特定实施方式中，并且如图所示，第一TSV32可以延伸通过硅层10并且延伸到接触层12。在各种实施方式中，第一TSV32可也延伸到接触层12中，并且在某些实施方式中，可以一直延伸到金属着落垫。在各种实施方式中，钉扎层38可以耦接到第一TSV的侧壁36、半导体管芯8的第一表面40(或后侧)、和/或第一TSV32的基部42的一部分。作为非限制性示例，钉扎层38可以包括HfO2、Ta2O5或其组合。钉扎层可以抑制钉扎电压通过其的转移。在特定实施方式中，钉扎层可以直接耦接到第一TSV的侧壁36、半导体管芯8的第一表面40、和/或第一TSV32的基部42的一部分。在各种实施方式中，抗反射(AR)层44可以耦接到第一TSV的侧壁36、半导体管芯8的第一表面40、和/或第一TSV32的基部42的一部分。作为非限制性示例，AR层44可以包括SiO2或用于防本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器设备，包括：/n穿透硅通孔TSV，所述穿透硅通孔在图像传感器设备的后侧中形成并且通过管芯的材料延伸到金属着落垫，其中所述金属着落垫在接触层内；和/nTSV边缘密封环，所述TSV边缘密封环在所述接触层中围绕所述TSV的一部分并且从所述接触层的第一表面延伸到所述接触层中达到与所述TSV的深度共同延伸的深度。/n

【技术特征摘要】
20180621 US 16/014,3591.一种图像传感器设备，包括：
穿透硅通孔TSV，所述穿透硅通孔在图像传感器设备的后侧中形成并且通过管芯的材料延伸到金属着落垫，其中所述金属着落垫在接触层内；和
TSV边缘密封环，所述TSV边缘密封环在所述接触层中围绕所述TSV的一部分并且从所述接触层的第一表面延伸到所述接触层中达到与所述TSV的深度共同延伸的深度。


2.根据权利要求1所述的图像传感器设备，其中所述TSV边缘密封环直接耦接到所述金属着落垫。


3.根据权利要求1所述的图像传感器设备，其中所述TSV边缘密封环与所述金属着落垫物理隔离。


4.根据权利要求1所述的图像传感器设备，还包括直接耦接到所述TSV的一个或多个侧壁的钉扎层。


5.一种图像传感器设备，包括：
穿透硅通孔TSV，所述穿透硅通孔在图像传感器设备的后侧中形成并且通过管芯的材料延伸到金属着落垫，其中所述金属着落垫在接触层内；和
TSV边缘密封环，所述TSV边缘密封环围绕在所述接触层中的所述TS...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·甘比诺，R·热罗姆，D·T·普里斯，
申请(专利权)人：半导体组件工业公司，
类型：发明
国别省市：美国;US