用于背面照明图像传感器的密封环支撑件制造技术

一种具有密封环支撑件的背面照明成像传感器包含外延层，所述外延层具有形成在所述外延层的正面中的成像阵列。金属堆叠耦合到所述外延层的所述正面，其中所述金属堆叠包含形成在所述成像传感器的边缘区中的密封环。包含开口，所述开口从所述外延层的所述背面延伸到所述密封环的金属垫以暴露所述金属垫。所述密封环支撑件安置在所述金属垫上且安置在所述开口内以在结构上支撑所述密封环。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及成像传感器，且明确地说但非排他地，涉及背面照明(“BSI”) 成像传感器。
技术介绍
半导体芯片或裸片(例如，图像传感器芯片)连同同一裸片的数百且在一些情况下数千个拷贝制造在单一半导体晶片上。用以将半导体晶片分离成个别裸片的切割可用裸片锯(例如，金刚石锯)来进行。切割是沿分离每一裸片的非功能性半导体材料的区域(称作切划线)来进行。使用金刚石锯向半导体晶片引入机械应力，且可在裸片边缘处导致破裂且危及到集成电路的完整性和可靠性。用以使裸片较不易受到裸片锯的机械应力的一个结构为密封环。裸片中的密封环形成在半导体衬底的一个或一个以上介电层的外部区中或其上以保护集成电路免受污染物(例如，钠)影响且使裸片较不易受到裸片锯所造成的机械应力。现今，许多半导体成像传感器为正面照明型的。即，其包含制造于半导体晶片的正面上的成像阵列，其中光是在成像阵列处从同一正面接收。然而，正面照明成像传感器具有许多缺点，其中之一为有限的填充因数。背面照明成像传感器为正面照明成像传感器的替代，其解决了与正面照明相关联的填充因数问题。背面照明成像传感器包含制造于半导体晶片的前表面上的成像阵列，但经由晶片的后表面接收光。彩色滤光器和微透镜可包含在晶片的后表面上以便改进背面照明传感器的敏感度。然而，为了侦测来自背面的光，晶片必须极薄。晶片的厚度还可减少以便改进敏感度。然而，晶片越薄，其在各种制造阶段期间越易于受到物理损害。即，随着半导体晶片变薄，半导体晶片变得较弱，使得背面照明成像传感器晶片甚至更易受到裸片锯的机械应力。
技术实现思路
在一个方面中，提供一种背面照明成像传感器，包括外延层，其具有形成在所述外延层的正面中的成像阵列，其中所述成像阵列适合于接收来自所述外延层的背面的光； 金属堆叠，其耦合到所述外延层的所述正面，其中所述金属堆叠包含形成在所述成像传感器的边缘区中的密封环；开口，其从所述外延层的所述背面延伸到所述密封环的金属垫以暴露所述金属垫；以及密封环支撑件，其安置在所述金属垫上且安置在所述开口内以在结构上支撑所述密封环。在另一方面中，提供一种背面照明成像传感器，包括外延层，其具有形成在所述外延层的正面中的成像阵列，其中所述成像阵列适合于接收来自所述外延层的背面的光； 金属堆叠，其耦合到所述外延层的所述正面，其中所述金属堆叠包含形成在所述成像传感器的边缘区中的密封环；开口，其从所述外延层的所述背面延伸到所述密封环的金属垫以暴露所述金属垫；以及用于在结构上支撑所述密封环的构件，其安置在所述金属垫上且安置在所述开口中。在另一方面中，提供一种制造背面照明成像传感器的方法，所述方法包括提供背面照明成像传感器，所述成像传感器包含外延层，其具有形成在所述外延层的正面中的成像阵列，其中所述成像阵列适合于接收来自所述外延层的背面的光；金属堆叠，其耦合到所述外延层的所述正面，其中所述金属堆叠包含形成在所述成像传感器的边缘区中的密封环；蚀刻出开口，所述开口从所述外延层的所述背面延伸到所述密封环的金属垫以暴露所述金属垫；将材料沉积在所述外延层的所述背面上且沉积在所述开口内；以及蚀刻所述材料以在所述金属垫上且在所述开口内形成密封环支撑件以在结构上支撑所述密封环。附图说明参看以下诸图描述本专利技术的非限制性和非详尽实施例，其中除非另有指明，否则贯穿各个视图，相同参考数字指代相同部分。图IA是说明具有所展示的集成电路裸片的半导体晶片的图。图IB是更详细地说明图IA中所展示的集成电路裸片的图。图2A是根据本专利技术的实施例的具有密封环支撑件的背面照明图像传感器的平面图或仰视平面图。图2B是根据本专利技术的另一实施例的具有密封环支撑件的背面照明图像传感器的平面图或仰视平面图。图3是根据本专利技术的实施例的沿图2A的剖面线3-3'截取的具有密封环支撑件的背面照明图像传感器的横截面图。图4是说明根据本专利技术的实施例的制造具有密封环支撑件的背面照明成像传感器的方法的流程图。图5A是说明部分制造好的背面照明图像传感器晶片的实施例的横截面图。图5B是说明形成有密封环支撑件开口的部分制造好的背面照明图像传感器晶片的实施例的横截面图。图5C是说明在沉积给密封环支撑件开口作衬的密封环支撑件材料之后的部分制造好的背面照明图像传感器晶片的实施例的横截面图。图是说明在沉积钝化材料之后的部分制造好的背面照明图像传感器晶片的实施例的横截面图。图6是说明BSI图像传感器裸片的实施例的框图。图7是说明BSI成像阵列的实施例内的两个四晶体管(“4T”)像素的像素电路的电路图。具体实施例方式本文中描述具有密封环支撑结构的背面照明传感器的实施例。在以下描述中，陈述众多具体细节以提供对所述实施例的透彻理解。然而，所属领域的技术人员将认识到，本文中所描述的技术可在无所述具体细节中的一者或一者以上的情况下加以实践或以其它方法、组件、材料等来加以实践。在其它情况下，不详细展示或描述熟知结构、材料或操作以避免混淆某些方面。遍及本说明书对“一个实施例”或“实施例”的参考意谓结合所述实施例所描述的特定特征、结构或特性包含在本专利技术的至少一个实施例中。因此，在本说明书全文各处的短语“在一个实施例中”的出现未必均指同一实施例。此外，可在一个或一个以上实施例中以任何合适方式组合特定特征、结构或特性。方向术语(例如，“顶部”、“底部”、“在..·上方”、 “在...下方”)是参考所描述的诸图的定向来使用。图IA是说明半导体晶片100的图，半导体晶片100包含许多个裸片111至119。 半导体晶片100可包含硅或砷化镓或其它半导体材料。图IB是更详细地说明半导体晶片 100和裸片111至119的图。切划线150和151分离邻近裸片。切划线区152展示切划线 150与151相交的区域。切划线区152附近的裸片区域通常更易受到裸片锯造成的机械应力，这是因为裸片锯在这些区中横穿半导体晶片100两次，一次沿着切划线150且另一次沿着切划线151。此情形与区153和154相反，其中裸片锯通常仅穿过一次。图2A是根据本专利技术的实施例的具有密封环支撑件260A的背面照明图像传感器 200的平面图或仰视平面图。密封环支撑件260A形成在密封环的背面上，密封环又形成在图像传感器200的外部区205中或其上且环绕集成电路区220。在一个实施例中，外部区 205仅包含非功能性半导体材料。即，在一个实例中，外部区205可不包含任何集成电路，而集成电路区220可包括一个或一个以上像素阵列、读出电路、控制电路和其它功能逻辑。而且，外部区205可从集成电路区220 —直延伸到图像传感器200的外边缘207。密封环可保护集成电路区220免受污染物(例如，钠)影响，且可使BSI图像传感器200的金属互连件和半导体衬底的介电层较不易受到裸片锯或用以将形成于半导体晶片上的多个裸片分离成个别裸片的其它工艺所造成的机械应力。在图2A中，密封环支撑件 260A具有宽度W，且安置在外部区205内介于图像传感器200的集成电路区220与外边缘 207之间。在一个实施例中，密封环支撑件260A具有宽度以使得密封环支撑件260A延伸到外边缘207。密封环支撑件260A可包含氧化物、氮化物或例如铝或钨的金属或其它金属的合金。密封环可具有与密封环支撑件210的宽度w相同的宽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴幸志，文森特·韦内齐亚，钱胤，毛杜利，顾克强，
申请(专利权)人：全视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：