背罩式图像传感器的制备方法及背罩式图像传感器技术

本公开涉及一种背罩式图像传感器的制备方法及背罩式图像传感器，包括：提供第一衬底及第二衬底，第一衬底上形成有目标器件；于目标器件沿其厚度方向远离第一衬底的表面形成顶面齐平的第一介质层，及于第二衬底的表面形成顶面齐平的第二介质层；键合第一介质层远离第一衬底的表面及第二介质层远离第二衬底的表面，得到初始结构；沿预设方向修剪初始结构；减薄处理第一衬底远离第二衬底的表面；以及于第一衬底远离目标器件的表面形成感光元件，至少能够减少修边次数，避免半导体器件在减薄时产生锋利的边缘进而导致器件的破损。产生锋利的边缘进而导致器件的破损。产生锋利的边缘进而导致器件的破损。

【技术实现步骤摘要】
背罩式图像传感器的制备方法及背罩式图像传感器


[0001]本公开涉及集成电路设计及制造
，特别是涉及一种背罩式图像传感器的制备方法及背罩式图像传感器。

技术介绍

[0002]随着集成电路制造工艺的不断发展，为了提升图像传感器的量子效率，降低电路光学串扰，背照式入射（Back Side Illumination，BSI）工艺应运而生，背照式入射工艺通过改变光线入射的方向，能够提高光线利用率与暗光成像质量。
[0003]传统的背照式入射工艺中，为了防止晶圆背面在减薄时产生锋利的边缘导致晶圆破损，需要在晶背减薄前引入晶圆修边工艺对晶圆进行修边，由于多次进行晶圆修边工艺，导致在晶圆背面研磨过程中，当减薄至第一次修边区域时，减薄接触面积的变化会引起此区域应力的突变造成晶圆损伤，降低产品良率。

技术实现思路

[0004]基于此，本公开提供一种背罩式图像传感器的制备方法及背罩式图像传感器，至少能够减少修边次数，避免半导体器件在减薄时产生锋利的边缘进而导致器件的破损。
[0005]为了解决上述技术问题及其他问题，根据一些实施例，本公开的一方面提供一种背罩式图像传感器的制备方法，包括：提供包括第一衬底及第二衬底，第一衬底上形成有目标器件；于目标器件沿其厚度方向远离第一衬底的表面形成顶面齐平的第一介质层，及于第二衬底的表面形成顶面齐平的第二介质层；键合第一介质层远离第一衬底的表面及第二介质层远离第二衬底的表面，得到初始结构；沿预设方向修剪初始结构；减薄处理第一衬底远离第二衬底的表面；以及于第一衬底远离目标器件的表面形成感光元件。
[0006]在上述实施例的背罩式图像传感器的制备方法中，通过减少键合工艺前的修边制程，避免衬底在减薄时因为多次修边工艺产生锋利的边缘，进而导致衬底的破损；并且避免由于键合工艺前的修边制程所残留的粒子黏附在衬底表面，导致在应该键合的部位没有良好的键合从而引起的无效效应，及避免在后续的减薄工艺中因无效效应所导致的结构损伤，同时避免键合工艺及修边工艺的叠加效应导致衬底的边缘强度降低从而产生裂痕。
[0007]在一些实施例中，于目标器件沿其厚度方向远离第一衬底的表面形成顶面齐平的第一介质层包括：于目标器件沿其厚度方向远离第一衬底的表面形成第一预设厚度的第一介质材料层；采用平坦化工艺处理第一介质材料层的顶面，得到顶面齐平的第一介质层。
[0008]在一些实施例中，于第二衬底的表面形成顶面齐平的第二介质层包括：于第二衬底的表面形成第二预设厚度的第二介质材料层；采用平坦化工艺处理第二介质材料层的顶面，得到顶面齐平的第二介质层。
[0009]在一些实施例中，键合第一介质层远离第一衬底的表面及第二介质层远离第二衬底的表面包括：在预设温度范围内热处理，及键合第一介质层远离第一衬底的表面及第二介质层远离第二衬底的表面；以及对键合界面执行退火处理，得到初始结构。
[0010]在一些实施例中，平坦化工艺包括化学机械研磨工艺、干法刻蚀工艺、湿法刻蚀工艺及平推工艺中至少一种。
[0011]在一些实施例中，预设温度范围为320℃
‑
370℃。
[0012]在一些实施例中，预设方向垂直于第一介质层的顶面；沿预设方向修剪初始结构，包括：沿预设方向修剪初始结构沿第一方向的相对两侧，使得剩余的第一衬底、剩余的目标器件及剩余的第二衬底具有目标长度，所述第一方向垂直于所述预设方向。
[0013]在一些实施例中，修剪去除的初始结构部分具有预设长度及预设深度；预设长度的范围为：2.2mm
‑
2.6mm；预设深度的范围为：28μm
‑
32μm。
[0014]在一些实施例中，第一介质层的材料选自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氮碳化硅或其组合。
[0015]根据一些实施例，本公开的又一方面提供一种背罩式图像传感器，采用上述实施例中任一项的背罩式图像传感器的制备方法制备而成；背罩式图像传感器包括依次叠置的感光元件、第一衬底、目标器件、第一介质层、第二介质层及第二衬底。
[0016]在上述实施例的背罩式图像传感器的制备方法中，通过减少键合工艺前的修边制程，避免衬底在减薄时因为多次修边工艺产生锋利的边缘，进而导致衬底的破损；并且避免由于键合工艺前的修边制程所残留的粒子黏附在衬底表面，导致在应该键合的部位没有良好的键合从而引起的无效效应，及避免在后续的减薄工艺中因无效效应所导致的结构损伤，同时避免键合工艺及修边工艺的叠加效应导致衬底的边缘强度降低从而产生裂痕。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本公开一实施例中背罩式图像传感器制备方法的流程示意图；图2至图9为本公开一实施例中背罩式图像传感器制备方法中不同步骤所得截面结构示意图。
[0019]附图标记说明：10、第一衬底；101、第一介质层；102、第一介质材料层；103、目标器件；20、第二衬底；201、第二介质层；202、第二介质材料层；30、初始结构。
具体实施方式
[0020]为了便于理解本公开，下面将参阅相关附图对本公开进行更全面的描述。附图中给出了本公开的首选实施例。但是，本公开可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本公开的公开内容更加透彻全面。
[0021]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本公开的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本公开。
[0022]应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它
元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层、掺杂类型和/或部分，这些元件、部件、区、层、掺杂类型和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层、掺杂类型或部分与另一个元件、部件、区、层、掺杂类型或部分。因此，在不脱离本公开教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层、掺杂类型或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
[0023]空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种背罩式图像传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供第一衬底及第二衬底，所述第一衬底上形成有目标器件；于所述目标器件沿其厚度方向远离所述第一衬底的表面形成顶面齐平的第一介质层，及于所述第二衬底的表面形成顶面齐平的第二介质层；键合所述第一介质层远离所述第一衬底的表面及所述第二介质层远离所述第二衬底的表面，得到初始结构；沿预设方向修剪所述初始结构；减薄处理所述第一衬底远离所述第二衬底的表面；以及于所述第一衬底远离所述目标器件的表面形成感光元件。2.如权利要求1所述的背罩式图像传感器的制备方法，其特征在于，所述于所述目标器件沿其厚度方向远离所述第一衬底的表面形成顶面齐平的第一介质层，包括：于所述目标器件沿其厚度方向远离所述第一衬底的表面形成第一预设厚度的第一介质材料层；采用平坦化工艺处理所述第一介质材料层的顶面，得到所述顶面齐平的第一介质层。3.如权利要求1所述的背罩式图像传感器的制备方法，其特征在于，所述于所述第二衬底的表面形成顶面齐平的第二介质层，包括：于所述第二衬底的表面形成第二预设厚度的第二介质材料层；采用平坦化工艺处理所述第二介质材料层的顶面，得到所述顶面齐平的第二介质层。4.如权利要求1
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3任一项所述的背罩式图像传感器的制备方法，其特征在于，所述键合所述第一介质层远离所述第一衬底的表面及所述第二介质层远离所述第二衬底的表面，包括：在预设温度范围内热处理，及键合所述第一介质层远离所述第一衬底的表面及所述第二介质层远离所述第二衬底的表面；以及对键合界面执行退火...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱海龙，李韦坤，罗钦贤，张仲谋，
申请(专利权)人：合肥新晶集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：