图像传感器及其制造方法技术

一种图像传感器包括：光电转换器件区域，其在衬底中；以及隔离结构，其在从衬底的第一表面到与第一表面相对的第二表面的方向上延伸，在平面图中围绕光电转换器件区域，并且具有与光电转换器件区域的侧表面相邻的第一区域和与光电转换器件区域的每个拐角相邻的第二区域。隔离结构包括：第一隔离层，其分别围绕光电转换器件区域；第二隔离层，其围绕第一隔离层；第一间隙填充图案，其填充第一区域中的第二隔离层之间的空间的至少一部分；以及第二间隙填充图案，其在平面图中填充第二区域中的第二隔离层之间的空间的至少一部分。第二隔离层之间的空间的至少一部分。第二隔离层之间的空间的至少一部分。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及其制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2021年11月29日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请No.10
‑
2021
‑
0167056的优先权，其公开内容整体以引用方式并入本文中。


[0003]本专利技术构思的示例实施例涉及图像传感器及其制造方法。

技术介绍

[0004]捕获图像并将图像转换为电信号的图像传感器已用在诸如数字相机、移动电话相机和便携式摄像机的消费者电子装置中，并且也用在汽车、安全装置和机器人上安装的相机中。由于存在对这种图像传感器的小型化和高分辨率的需求，所以已进行了各种研究以满足其需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术构思的一些示例实施例提供了一种在其中可解决暗电流性质并且可具有改进的光学性质效率和改进的灵敏度的图像传感器和/或其制造方法。
[0006]根据本专利技术构思的一些示例实施例，一种图像传感器可包括：
[0007]第一芯片结构，其包括第一衬底和在第一衬底上的第一电路器件；以及第二芯片结构，其在第一芯片结构上。第二芯片结构可包括：第二衬底，其具有面向第一芯片结构的第一表面和与第一表面相对的第二表面；第二电路器件，其在第二衬底的第一表面上；抗反射层，其在第二衬底的第二表面上；滤色器，其在抗反射层上；微透镜，其在滤色器上；隔离结构，其在第二衬底中；以及光电转换器件区域，其通过第二衬底中的隔离结构彼此间隔开。隔离结构可具有与光电转换器件区域的侧表面相邻的第一区域以及与光电转换器件区域的每个拐角相邻的第二区域。在平面图中，隔离结构可包括：第一隔离层，其分别围绕光电转换器件区域；第二隔离层，其围绕第一隔离层；第一间隙填充图案，其填充第一区域中的第二隔离层之间的空间的至少一部分；以及第二间隙填充图案，其填充第二区域中的第二隔离层之间的空间的至少一部分，并且其中，在平面图中，第二间隙填充图案与第一间隙填充图案接触。
[0008]根据本专利技术构思的一些示例实施例，一种图像传感器可包括：光电转换器件区域，其在衬底中；以及隔离结构，其在从衬底的第一表面至与第一表面相对的第二表面的方向上延伸，在平面图中围绕光电转换器件区域，并且具有与光电转换器件区域的侧表面相邻的第一区域以及与光电转换器件区域的每个拐角相邻的第二区域，其中，在平面图中，隔离结构包括分别围绕光电转换器件区域的第一隔离层、围绕第一隔离层的第二隔离层、填充第一区域中的第二隔离层之间的空间的至少一部分的第一间隙填充图案以及填充第二区域中的第二隔离层之间的空间的至少一部分的第二间隙填充图案。
[0009]根据本专利技术构思的一些示例实施例，一种图像传感器可包括：光电转换器件区域，
其在衬底中；以及隔离结构，其在从衬底的第一表面至与第一表面相对的第二表面的方向上延伸，并且围绕光电转换器件区域，其中，在平面图中，隔离结构包括围绕光电转换器件区域的第一隔离层、围绕第一隔离层的第二隔离层、与第二隔离层接触的第一间隙填充图案以及在与光电转换器件区域的每个拐角相邻的区域中与第二隔离层接触的第二间隙填充图案，并且其中，第二间隙填充图案通过第一间隙填充图案彼此间隔开。
[0010]根据本专利技术构思的一些示例实施例，一种制造图像传感器的方法包括：基于蚀刻衬底，形成具有线区域和十字区域的隔离沟槽；在隔离沟槽中形成第一隔离层；在隔离沟槽中的第一隔离层上形成第二隔离层；在第二隔离层上形成第一间隙填充材料层，其中第一间隙填充材料层填充线区域中的隔离沟槽，并且第一间隙填充材料层部分地填充十字区域中的隔离沟槽；基于蚀刻第一间隙填充材料层并暴露十字区域中的第二隔离层，并且在线区域中形成第一间隙填充图案；形成填充十字区域中的隔离沟槽并与第二隔离层接触的第二间隙填充材料层；通过蚀刻第二间隙填充材料层在十字区域中形成第二间隙填充图案；以及在第一间隙填充图案和第二间隙填充图案上形成封盖层。
[0011]根据本专利技术构思的一些示例实施例，一种制造图像传感器的方法包括：形成第一结构，其包括第一衬底、在第一衬底上的第一电路器件、在第一电路器件上的第一布线结构以及覆盖第一布线结构的第一绝缘层；形成第二结构，其包括第二衬底、在第二衬底中的光电转换器件区域、在从第二衬底的第一表面到与第一表面相对的第二表面的方向上延伸的隔离结构、在第二衬底的第一表面上的第二电路器件、第二布线结构以及覆盖第二布线结构的第二绝缘层；以及将第一结构接合到第二结构，使得第一绝缘层与第二绝缘层直接接触，其中，形成隔离结构包括：通过蚀刻第二衬底来形成具有线区域和十字区域的隔离沟槽和通过隔离沟槽彼此间隔开的半导体图案；在隔离沟槽内形成多个层；形成填充线区域中的隔离沟槽的第一间隙填充图案；以及
[0012]形成填充隔离沟槽并与十字区域中的第一间隙填充图案接触的第二间隙填充图案。
附图说明
[0013]本专利技术构思的以上和其它方面、特征和优点将从以下结合附图进行的详细描述更清楚地理解，在附图中：
[0014]图1A是示出根据本专利技术构思的一些示例实施例的图像传感器的示图；
[0015]图1B是示出根据本专利技术构思的一些示例实施例的包括隔离结构的图像传感器的区域的放大图；
[0016]图2A和图2B是示出根据本专利技术构思的一些示例实施例的图像传感器的截面图；
[0017]图2C是示出根据本专利技术构思的一些示例实施例的包括隔离结构的图像传感器的区域的放大图；
[0018]图3是示出根据本专利技术构思的一些示例实施例的图像传感器的平面图；
[0019]图4A和图4B是示出根据本专利技术构思的一些示例实施例的图像传感器的截面图；
[0020]图5A、图5B、图5C、图5D、图5E和图5F是示出根据本专利技术构思的一些示例实施例的包括隔离结构的图像传感器的区域的放大图；
[0021]图6是示出根据本专利技术构思的一些示例实施例的图像传感器的平面图；
[0022]图7是示出根据本专利技术构思的一些示例实施例的按顺序制造图像传感器的方法的各处理的流程图；
[0023]图8是示出关于根据本专利技术构思的一些示例实施例的按顺序制造图像传感器的方法的在其上形成有隔离沟槽的衬底的示图；
[0024]图9A、图9B、图9C、图9D、图9E、图9F和图9G是示出根据本专利技术构思的一些示例实施例的按顺序制造图像传感器的方法的各处理的示图；
[0025]图10A、图10B、图11A和图11B是示出根据本专利技术构思的一些示例实施例的按顺序制造图像传感器的方法的各处理的示图；
[0026]图12是示出根据本专利技术构思的一些示例实施例的按顺序制造图像传感器的方法的各处理的流程图；以及
[0027]图13A、图13B和图13C是示出根据本专利技术构思的一些示例实施例的按顺序制造图像传感器的方法的各处理的示图。
具体实施方式
[0028]以下，将参照附图如下描述本专利技术构思的一些示例实施例。
[0029]将理解，可被称为关于其它元件和/或其性质(例如，结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，包括：第一芯片结构，其包括第一衬底和在所述第一衬底上的第一电路器件；以及第二芯片结构，其在所述第一芯片结构上，其中，所述第二芯片结构包括第二衬底，其具有面向所述第一芯片结构的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，第二电路器件，其在所述第二衬底的第一表面上，抗反射层，其在所述第二衬底的第二表面上，滤色器，其在所述抗反射层上，微透镜，其在所述滤色器上，隔离结构，其在所述第二衬底中，以及光电转换器件区域，其通过所述第二衬底中的隔离结构彼此间隔开，其中，所述隔离结构具有与所述光电转换器件区域的侧表面相邻的第一区域以及与所述光电转换器件区域的每个拐角相邻的第二区域，其中，所述隔离结构包括第一隔离层，其分别围绕所述光电转换器件区域，第二隔离层，其围绕所述第一隔离层，第一间隙填充图案，其填充所述第一区域中的所述第二隔离层之间的空间的至少一部分，以及第二间隙填充图案，其在平面图中填充所述第二区域中的所述第二隔离层之间的空间的至少一部分，并且其中，在平面图中，所述第二间隙填充图案与所述第一间隙填充图案接触。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第二间隙填充图案包括面向所述光电转换器件区域的每个拐角的一部分的凹形区域，并且所述第二间隙填充图案的凹形区域与所述第二隔离层接触。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，在平面图中，所述第二间隙填充图案彼此间隔开。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第二间隙填充图案中的每一个的端部延伸到所述光电转换器件区域的侧表面之间的区域，并且所述第二间隙填充图案中的每一个的端面具有朝着所述第一间隙填充图案弯曲的形状。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述隔离结构还包括在所述第一隔离层和所述第二隔离层之间的衬垫层。6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述隔离结构还包括与所述第一隔离层的内表面接触并覆盖所述第一间隙填充图案和所述第二间隙填充图案的封盖层。7.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：器件隔离层，其在所述第二衬底的第一表面上限定有源区域，
其中，所述隔离结构穿透所述器件隔离层。8.一种图像传感器，包括：光电转换器件区域，其在衬底中；以及隔离结构，其在从所述衬底的第一表面到与所述第一表面相对的第二表面的方向上延伸，在平面图中围绕所述光电转换器件区域，并且具有与所述光电转换器件区域的侧表面相邻的第一区域以及与所述光电转换器件区域的每个拐角相邻的第二区域，其中，所述隔离结构包括第一隔离层，其分别围绕所述光电转换器件区域，第二隔离层，其围绕所述第一隔离层，第一间隙填充图案，其填充所述第一区域中的所述第二隔离层之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：金灿亨，公拮宇，梁至希，李康俊，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：