固态图像传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种固态图像传感器(1)，包括：成像器件晶片 (2A)；形成于成像器件晶片(2A)上的多个成像器件(3)；隔离物 (5)，环绕成像器件晶片(2A)上的成像器件(3)，并通过粘合剂(7) 与成像器件晶片(2A)接合；透明保护构件(4)，覆盖成像器件晶片 (2A)上的成像器件(3)，并附着在隔离物(5)上；以及多个静电 放电保护器件(10A)，形成于成像器件晶片(2A)上，所述静电放电 保护器件(10A)位于隔离物(5)下方，每个静电放电保护器件(10A) 具有扩散层(12、13)以及扩散层(12、13)之间的阱层(11)，所述 阱层(11)具有沟道阻断物(20)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及固态图像传感器，其中，使用透明保护构件来覆盖其 上形成有成像器件的晶片，所述透明保护构件通过环绕成像器件的隔 离物附着至所述晶片。
技术介绍
近年来，已经出现了对数码照相机和移动电话中使用的由C C D (电荷耦合器件)或者CMOS (互补金属氧化物半导体)传感器构成 的固态图像传感器进一步小型化的要求。为了满足这样对固态图像传感器小型化的要求，提出了固态图像 传感器及其制造方法，其中，通过以下操作来制造固态图像传感器 将透明保护构件附着至成像器件晶片，在所述成像器件晶片上已形成 有成像器件的许多光接收部件，所述附着是通过在分离地环绕光接收 部件的位置上形成的隔离物来进行的，此后，将接合的衬底分离为各 个固态图像传感器(例如参见日本专利申请早期公开No. 2001-351997)。上述固态图像传感器的示例将参照图1和2来给予描述，图1和图2 是固态图像传感器1的外部配置的透视图及其横截面图。固态图像传感 器l由以下构成通过对其上形成有成像器件3的成像器件晶片进行切 割来制造的成像器件芯片2;附着于成像器件芯片2上并环绕成像器件3 的框形隔离物5;以及附着于隔离物5以封闭成像器件3的光学移植保护 构件4。如图2所示，成像器件芯片2包括矩形芯片衬底2A;形成于芯片衬底2A上的成像器件3;以及布置在成像器件3周围并与外部进行导线 连接的焊盘或者电极6。芯片衬底2A由例如单晶硅制成并且具有例如 约300pm的厚度。保护构件4由例如光学移植材料(例如耐热和化学稳定的树月旨和玻璃)构成，并且具有例如约50(Vm的厚度。隔离物5优选由具有如热膨胀系数类似于芯片衬底2A和保护构件 4的热膨胀系数之类属性的材料制成，例如，隔离物5由多晶硅制成。 框形隔离物5的一部分具有例如约20(Him宽和约10(^m厚的截面。隔离 物5的一个端面5A通过粘合剂7与芯片衬底2A接合，隔离物5的另一个 端面通过粘合剂8与保护构件4接合。
技术实现思路
上述固态图像传感器l具有位于每个内部电路(包括成像器件3) 与对应的焊盘6之间的静电放电(ESD)保护电路(参见图8)，以保护 内部电路免受焊盘6中生成的ESD应力。图3是示出了用作固态图像传感器的ESD保护电路的ESD保护器 件10的横截面图。在ESD保护器件10中，用作扩散层I2和13的n型半导体层分离地形成于P型半导体11的阱层上，该P型半导体11的阱层形成 于n型半导体衬底上，扩散层13通过导线15连接至内部电路与焊盘6， 扩散层12通过地线16接地，该地线16的电压低于施加于内部电路的电 压。由硅石(Si02)制成的绝缘层14在p阱层ll上的扩散层12和13之间 形成，在绝缘层14上形成了用作层间绝缘层的BPSG (硼磷硅玻璃)层 19、构成层内透镜等的SiN (氮化硅)层17、以及由树脂制成的CCD 覆盖层18。由于ESD保护器件10位于隔离物5下方，因而在ESD保护器 件10上有粘合剂7，用于将隔离物5与芯片衬底2A接合。当长时间使用固态图像传感器l而整个固态图像传感器l产生热 量时，粘合剂7的树脂材料等可能会具有高温。在高温的粘合剂7中， 聚合物分子之间的交叉结合变松，由于可移动离子的移动以及分子与 分子中的电子的定向，更容易出现极化。如图4所示，当粘合剂7中出现极化时，粘合剂7中的电荷22和元 件界面生成电场23，由于ESD保护器件10的扩散层13和12之间的p阱层 ll具有低杂质浓度，p阱层ll被反转，从而寄生MOS晶体管导通，因5ESD保护器件10中的漏电流24可能导致固态图像传感器1中出现 噪声和操作故障。实现本专利技术来解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种固态图像 传感器，其中能够防止生成寄生MOS晶体管，并且固态图像传感器的 ESD保护电路中没有漏电流流动。为了达到上述目标，本专利技术的目的是提供一种固态图像传感器， 包括成像器件晶片；形成于成像器件晶片上的多个成像器件；隔离 物，环绕成像器件晶片上的成像器件，并通过粘合剂与成像器件晶片 接合；透明保护构件，覆盖成像器件晶片上的成像器件，并附着在隔 离物上；以及多个静电放电保护器件，形成于成像器件晶片上，所述 静电放电保护器件位于隔离物下方，每个静电放电保护器件具有扩散 层以及扩散层之间的阱层，所述阱层具有沟道阻断物。根据本专利技术的这一方面，具有高杂质浓度的沟道阻断物形成于 ESD保护器件的扩散层之间的阱层中。相应地，阱层难以反转，寄生 MOS晶体管难以导通，从而可以控制漏电流。为了达到上述目的，本专利技术的目的也在于提供一种固态图像传感 器，包括成像器件晶片；形成于成像器件晶片上的多个成像器件； 隔离物，环绕成像器件晶片上的成像器件，并通过粘合剂与成像器件 晶片接合；透明保护构件，覆盖成像器件晶片上的成像器件，并附着 在隔离物上；多个静电放电保护器件，形成于成像器件晶片上，所述 静电放电保护器件位于隔离物下方，每个静电放电保护器件具有扩散 层以及扩散层之间的阱层；以及氮化硅层，形成于成像器件晶片上阱 层和隔离物之间，并具有0.4pm至1.5,的厚度。根据本专利技术的这一方面，将典型为0.2pm的氮化硅层的厚度增加 至0.4^im到1.5^n，从而增大了从具有粘合剂的界面至位于扩散层之间 的阱层的距离，减弱了可能导致阱层反转的电场。因此，阱层不会反 转，寄生MOS晶体管不会导通，从而没有漏电流流动。为了达到上述目的，本专利技术的目的也在于提供一种固态图像传感 器，包括成像器件晶片；形成于成像器件晶片上的多个成像器件；6隔离物，环绕成像器件晶片上的成像器件，并通过粘合剂与成像器件 晶片接合，所述粘合剂具有比固态图像传感器的操作温度更高的玻璃 化转变温度；以及透明保护构件，覆盖成像器件晶片上的成像器件， 并附着在隔离物上。根据本专利技术的这一方面，使用具有比固态图像传感器的操作温度 更高的玻璃化转变温度的粘合剂作为将隔离物接合至成像器件晶片的 粘合剂。玻璃化转变温度是这样-一种温度，在该温度处，当对如粘合 剂之类的聚合物材料进行加热时，聚合物材料从固体或者类玻璃态转 变为橡胶态。即使当粘合剂的温度由于固态图像传感器的发热而升高时，由于 粘合剂的玻璃化转变温度高于固态图像传感器的操作温度，因而难以 发生由粘合剂的交叉结合变松而导致的杂质离子等的移动、介电常数 的增大以及分子定向等，从而不会发生粘合剂的极化。因此，阱层难以反转，寄生MOS晶体管难以导通，从而可以控制漏电流。优选地，粘合剂的玻璃化转变温度介于50。 C至160。 C之间，更优选地，在80° C到16(T C之间。根据本专利技术的这一方面，粘合剂的玻璃化转变温度高于固态图像传感器的操作温度，使得粘合剂的交叉结合难以变松，粘合剂的极化难以发生。此外，优选地，粘合剂具有在2.0到6.0之间的介电常数，更优选 地，在2.0到4.5之间。根据本专利技术的这一方面，粘合剂中的充电难以发生，粘合剂的极 化难以发生。此外，优选地，优选地，粘合剂具有在IO ppm到500 ppm之间的 杂质离子浓度，更优选地，在10ppm到200 ppm之间，甚至更优选地， 在IO ppm到100 ppm之间。根据本专利技术的这一方面，由于在制造过程期间混入粘合剂中的杂 质离子(如钠离子和氯离子)的浓度低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态图像传感器，包括：　　　　成像器件晶片；　　　　形成于成像器件晶片上的多个成像器件；　　　　隔离物，环绕成像器件晶片上的成像器件，并通过粘合剂与成像器件晶片接合；　　　　透明保护构件，覆盖成像器件晶片上的成像器件，并附着在隔离物上；以及　　　　多个静电放电保护器件，形成于成像器件晶片上，所述静电放电保护器件位于隔离物下方，每个静电放电保护器件具有扩散层以及扩散层之间的阱层，所述阱层具有沟道阻断物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：高崎康介，家坂守，若生秀树，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，富士胶片弗陀尼克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：JP