图像传感器器件及其制造方法技术

本公开涉及图像传感器器件及其制造方法。一种方法，包括：在器件衬底的正面上形成第一光致抗蚀剂层并且具有彼此间隔开的第一沟槽。使用第一光致抗蚀剂层作为掩模来执行第一注入工艺，以在器件衬底中形成第一隔离区域。第二光致抗蚀剂层被形成在正面上并且具有第二沟槽。使用第二光致抗蚀剂层作为掩模来执行第二注入工艺，以在器件衬底中、并且与第一隔离区域交叉地形成第二隔离区域。第三光致抗蚀剂层被形成在正面上并且具有彼此间隔开的第三沟槽。使用第三光致抗蚀剂层作为掩模来执行第三注入工艺，以在器件衬底中、并且与第一隔离区域交叉但与第二隔离区域间隔开地形成第三隔离区域。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器器件及其制造方法
本公开涉及图像传感器器件及其制造方法。
技术介绍
图像传感器器件广泛用于各种成像应用和产品中，例如，数字静态相机或移动电话相机应用。这些器件利用衬底中的传感器元件(像素)的阵列。像素可以是光电二极管、或适用于吸收朝向衬底投射的光并且将感测到的光转换成电信号的其他光敏元件。为了获得更高的分辨率，增加图像传感器器件中的像素的数量是有利的。不断缩小的几何尺寸给图像传感器器件的制造带来挑战。例如，制造工艺可能需要具有高高宽比的光致抗蚀剂掩模以产生尺寸为微米或亚微米的像素。然而，具有高高宽比的光致抗蚀剂掩模更容易受到毛细作用力的影响。随着掩模的高宽比的增加和/或间距的减小，这些效应会加剧。作为结果，光致抗蚀剂掩模可能塌陷，例如，由于相邻的光致抗蚀剂掩模之间的毛细作用力的拉力作用。
技术实现思路
根据本公开的一个实施例，提供了一种用于制造图像传感器器件的方法，包括：在器件衬底的正面上形成第一光致抗蚀剂层，其中，所述第一光致抗蚀剂层具有彼此间隔开的第一沟槽；使用所述第一光致抗蚀剂层作为掩模来执行第一注入工艺，以在所述器件衬底中形成第一隔离区域；在所述器件衬底的正面上形成第二光致抗蚀剂层，其中，所述第二光致抗蚀剂层具有彼此间隔开的第二沟槽；使用所述第二光致抗蚀剂层作为掩模来执行第二注入工艺，以在所述器件衬底中、并且与所述第一隔离区域交叉地形成第二隔离区域；在所述器件衬底的正面上形成第三光致抗蚀剂层，其中，所述第三光致抗蚀剂层具有彼此隔开的第三沟槽；使用所述第三光致抗蚀剂层作为掩模来执行第三注入工艺，以在所述器件衬底中、并且与所述第一隔离区域交叉但与所述第二隔离区域间隔开地形成第三隔离区域。根据本公开的另一实施例，提供了一种用于制造图像传感器器件的方法，包括：使用第一光掩模的第一图案来执行第一光刻工艺，以在器件衬底的正面上形成第一光致抗蚀剂图案，其中，所述第一图案包括具有第一间距、并且沿着第一方向布置的平行的线；使用所述第一图案作为掩模来执行第一注入工艺，以在所述器件衬底中形成第一隔离区域；使用第二光掩模的第二图案来执行第二光刻工艺，以在所述器件衬底的正面上形成第二光致抗蚀剂图案，所述第二图案在所述第一方向上从所述第一图案偏移小于所述第一间距的距离；使用所述第二光致抗蚀剂图案作为掩模来执行第二注入工艺，以在所述器件衬底中、并且与所述第一隔离区域间隔开地形成第二隔离区域；以及在所述第一隔离区域和所述第二隔离区域之间形成像素。根据本公开的又一实施例，提供了一种图像传感器器件，包括：器件衬底；隔离区域，位于所述器件衬底中并且在所述器件衬底中限定像素区域；以及像素，分别位于所述像素区域中，其中，所述像素中的每个像素具有长度和宽度，所述宽度小于1微米，并且所述隔离区域的一些部分的掺杂浓度大于所述隔离区域的另一部分的掺杂浓度，所述一些部分位于所述像素中的至少一个像素的四个角处，所述另一部分位于所述至少一个像素的侧壁上。附图说明当与附图一起阅读时，根据以下具体实施方式可以更好地理解本公开的各个方面。值得注意的是，根据行业的标准实践，各种特征没有按比例绘制。事实上，为了讨论的清晰，各种特征的尺寸可以任意增加或减少。图1A至图18B示出了根据本公开的一些实施例的处于各个阶段的用于制造图像传感器器件的方法。图19A和图19B是示出根据本公开的各种实施例的用于制造图像传感器器件的示例性方法的流程图。图20A和图20B示出了根据一些实施例的处于各个阶段的用于制造图像传感器器件的简化横截面视图。图21A示出了根据一些实施例的处于各个阶段的用于制造图像传感器器件的简化俯视图。图21B是沿着图21A中的线B-B截取的横截面视图。图22A和图22B示出了根据一些实施例的图像传感器器件的简化横截面视图。图23A示出了根据一些实施例的处于各个阶段的用于制造图像传感器器件的简化俯视图。图23B是沿着图23A中的线B-B截取的横截面视图。图24A和图24B示出了根据一些实施例的图像传感器器件的简化横截面视图。具体实施方式以下公开提供了许多不同的实施例或示例，用于实现所提供的主题的不同特征。为了简化本公开，下面描述了组件和布置的具体示例。当然，这些只是示例，并不旨在进行限制。例如，在下面的描述中，在第二特征之上或上形成第一特征可以包括第一特征和第二特征以直接接触方式形成的实施例，并且还可以包括可以在第一特征和第二特征之间形成附加特征的实施例，使得第一特征和第二特征可以不直接接触。此外，本公开可以重复各种示例中的附图标记和/或字母。这种重复是为了简单和清晰的目的，并且本身并不规定所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。此外，为了便于描述，在本文中可以使用空间上相关的术语，例如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等，以描述一个元素或特征与另一(多个)元素或(多个)特征的关系，如图中所示的。在空间上相对的术语旨在包含除了图中描绘的取向之外的在使用或操作中的器件的不同取向。该装置可以以其他方式取向(旋转90度或以其他取向)，并且本文使用的空间上相对的描述符也可以相应地被解释。如本文所使用的，“大概”、“约”、“大约”或“基本上”应当通常是指给定值或范围的百分之二十以内、或百分之十以内、或百分之五以内。本文给出的数值是近似的，意味着如果没有明确说明，则可以推断出术语“大概”、“约”、“大约”或“基本上”。本公开的实施例提供了一种方法，该方法通过使用多个光刻工艺和施加到由光刻工艺提供的光致抗蚀剂柱的可选收缩材料，来为图像传感器器件形成亚微米级的隔离区域。光致抗蚀剂柱被形成为在光致抗蚀剂柱之间具有低高宽比和超高高宽比沟槽，而不会使光致抗蚀剂柱塌陷。图1A至图18B示出了根据本公开的一些实施例的处于各个阶段的用于制造图像传感器器件100的方法。参考图1A和图1B。图1A示出了根据一些实施例的处于各个阶段的用于制造图像传感器器件100的简化俯视图，并且图1B是沿着图1A中的线B-B截取的横截面视图。图像传感器器件100可以在各种电子设备(例如，照相机、蜂窝电话、个人数字助理、计算机等)中使用以用于捕获图像。这种图像传感器器件的示例可以包括互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)器件、电荷耦合器件(CCD)、有源像素传感器(APS)器件、或无源像素传感器器件。在一些实施例中，图像传感器器件100是背面照明(BSI)图像传感器器件。虽然本公开是针对背面照明图像传感器器件描述的，但是本公开的实施例也可以应用于正面照明(FSI)图像传感器器件。图像传感器器件100可以是CIS，并且包括器件衬底110。器件衬底110是例如块状硅衬底、硅衬底上方的外延层、半导体晶片、硅锗衬底、或绝缘体上硅(SOI)衬底。在一些实施例中，可以使用包括III族、IV族和V族元素的其他半导体材料。在一些实施例中，器件衬底110可以是未掺杂的。在一些其他实施例中，器件衬底110掺杂有诸如硼之类的p型掺杂剂(即，p型衬底)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造图像传感器器件的方法，包括：/n在器件衬底的正面上形成第一光致抗蚀剂层，其中，所述第一光致抗蚀剂层具有彼此间隔开的第一沟槽；/n使用所述第一光致抗蚀剂层作为掩模来执行第一注入工艺，以在所述器件衬底中形成第一隔离区域；/n在所述器件衬底的正面上形成第二光致抗蚀剂层，其中，所述第二光致抗蚀剂层具有彼此间隔开的第二沟槽；/n使用所述第二光致抗蚀剂层作为掩模来执行第二注入工艺，以在所述器件衬底中、并且与所述第一隔离区域交叉地形成第二隔离区域；/n在所述器件衬底的正面上形成第三光致抗蚀剂层，其中，所述第三光致抗蚀剂层具有彼此隔开的第三沟槽；/n使用所述第三光致抗蚀剂层作为掩模来执行第三注入工艺，以在所述器件衬底中、并且与所述第一隔离区域交叉但与所述第二隔离区域间隔开地形成第三隔离区域。/n

【技术特征摘要】
20191220 US 62/951,966;20200313 US 16/818,8481.一种用于制造图像传感器器件的方法，包括：
在器件衬底的正面上形成第一光致抗蚀剂层，其中，所述第一光致抗蚀剂层具有彼此间隔开的第一沟槽；
使用所述第一光致抗蚀剂层作为掩模来执行第一注入工艺，以在所述器件衬底中形成第一隔离区域；
在所述器件衬底的正面上形成第二光致抗蚀剂层，其中，所述第二光致抗蚀剂层具有彼此间隔开的第二沟槽；
使用所述第二光致抗蚀剂层作为掩模来执行第二注入工艺，以在所述器件衬底中、并且与所述第一隔离区域交叉地形成第二隔离区域；
在所述器件衬底的正面上形成第三光致抗蚀剂层，其中，所述第三光致抗蚀剂层具有彼此隔开的第三沟槽；
使用所述第三光致抗蚀剂层作为掩模来执行第三注入工艺，以在所述器件衬底中、并且与所述第一隔离区域交叉但与所述第二隔离区域间隔开地形成第三隔离区域。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二光致抗蚀剂层的第二沟槽具有第一间距，并且所述第三光致抗蚀剂层的第三沟槽具有与所述第一间距相同的第二间距。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一间距大于1微米。


4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一光致抗蚀剂层的第一沟槽具有大于1微米的第三间距。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二隔离区域和所述第三隔离区域被交替地布置。


6....

【专利技术属性】
技术研发人员：邱威超，张浚威，郭景森，许峰嘉，
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