具有接合焊盘结构的背照式传感器及其制造方法技术

本发明专利技术提供了半导体结构的一个实施例。该半导体结构包括具有正面和背面的器件衬底、被设置在该器件衬底正面上的互连结构、以及与该互连结构相连接的接合焊盘。接合焊盘包括位于介电材料层中的凹陷区域、介于凹陷区域之间的介电材料层的介电台、以及被设置在凹陷区域中和介电台上的金属层。本发明专利技术还提供了一种具有接合焊盘结构的背照式传感器及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，更具体地，本专利技术涉及一种。
技术介绍
半导体集成电路(IC)工业经历了迅速的发展。IC材料和设计的技术优势生产出多代1C，其中每一代都具有比前一代更小却更复杂的电路。然而，这些优势增加了 IC的加工和制造的复杂性，并且为了实现这些优势，IC的加工和制造也需要类似的发展。在IC的发展过程中，通常增大了功能密度(即，单位芯片区域的互连器件数量)，而减小了几何尺寸(即，使用制造工艺可以产生的最小部件)。用于各种用途(诸如，探针接合和/或引线接合)的焊盘(在下文中通常称为接合焊盘)通常具有与IC的其他部件所不同的要求。例如，接合焊盘必须具有足够的尺寸和强度来经受由于探针接合或引线接合的动作所引起的物理接触。通常还同时要求部件要相对较小(无论是尺寸上还是厚度上)。例如，在使用诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器时，通常要求具有一个或多个相对较薄的金属层，例如，铜铝(AlCu)金属层。薄金属层的问题在于，形成在这种层中的接合焊盘可以出现剥落或其他缺陷。因此，亟需满足这些部件的各种要求。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种半导体结构，包括器件衬底，具有正面和背面；互连结构，被设置在所述器件衬底的正面上；以及接合焊盘，与所述互连结构相连接，其中，所述接合焊盘包括凹陷区域，位于介电材料层中；所述介电材料层的介电台，介于所述凹陷区域之间；以及金属层，被设置在所述凹陷区域中，并且位于所述介电台上。在该半导体结构中，所述凹陷区域包括形成在所述介电材料层中的沟槽；所述沟槽包括第一部分和第二部分；并且所述介电台介于所述沟槽的所述第一部分和所述第二部分之间。在该半导体结构中，所述凹陷区域包括形成在所述介电材料层中的第一沟槽和第二沟槽；并且所述介电台介于所述第一沟槽和所述第二沟槽之间。在该半导体结构中，所述凹陷区域包括形成在所述介电材料层中并且围绕所述介电台的沟槽。在该半导体结构中，所述金属层包含铝铜合金。在该半导体结构中，所述金属层与所述凹陷区域内的所述互连结构的金属部件相接触。在该半导体结构中，所述介电材料层包括层间介电层(ILD)，邻近所述金属部件；以及沟槽隔离部件，邻近所述ILD。在该半导体结构中，所述凹陷区域包括延伸穿过所述沟槽隔离部件和所述ILD的凹部。 在该半导体结构中，所述金属部件包括位于金属一层中的金属线。在该半导体结构中，所述介电材料层包含氧化硅。在该半导体结构中，进一步包括接合球，被设置在所述金属层上，并且基本上被接合在所述介电台内的所述金属层的一部分上。在该半导体结构中，进一步包括辐射感测区域，包括被设置在所述器件衬底的所述正面中的背照式传感器，所述背照式传感器用于感测从所述器件衬底的背面射向所述辐射感测区域的辐射；辐射屏蔽区域，邻近所述辐射感测区域，并且具有屏蔽部件，所述屏蔽部件包含金属，并且被设置在所述器件衬底的背面上；以及接合区域，包含所述接合焊盘。在该半导体结构中，进一步包括钝化层，被设置在所述器件衬底的正面上，其中，所述钝化层形成在所述凹陷区域中和介电台中，并且所述钝化层形成在所述辐射屏蔽部件上。根据本专利技术的另一方面，提供了一种半导体结构，包括半导体衬底，具有辐射感测区域和接合区域，并且具有正面和背面；辐射传感器，形成在所述辐射感测区域内的所述半导体衬底的背面中；互连结构，被设置在所述半导体衬底的正面上，并且在所述接合区域中将所述辐射传感器与所述互连结构的金属部件相连接；载体衬底，利用夹在所述半导体衬底和所述载体衬底之间的所述互连结构与所述半导体衬底的所述正面相接合；开口，位于所述半导体衬底的背面上，其中，所述开口形成在所述接合区域中，延伸穿过介电材料层至所述互连结构的所述金属部件，并且限定出位于所述金属部件上的所述介电材料层的介电台；以及金属层，部分地填充了所述接合区域中的所述半导体衬底的背面上的所述开口，其中，所述金属层与所述互连结构的所述金属部件直接接触，并且进一步延伸至所述介电台。在该半导体结构中，进一步包括接合球，接合在所述金属层上，并且与所述介电台垂直对齐，其中，所述辐射传感器包括背照式图像传感器。在该半导体结构中，所述开口包括位于所述介电材料层中的沟槽；所述沟槽包括第一部分和第二部分；并且所述介电台介于所述沟槽的所述第一部分和所述第二部分之间。在该半导体结构中，所述开口包括位于所述介电材料层中的第一沟槽和第二沟槽；并且所述介电台介于所述第一沟槽和所述第二沟槽之间。在该半导体结构中，进一步包括钝化层，被设置在所述半导体衬底的背面上，被设置在所述介电层的开口中，并且包括开口，其中，所述钝化层的开口与所述介电台对齐，并且暴露出所述介电台。根据本专利技术的又一方面，提供了一种制造半导体器件的方法，包括在器件衬底的正面中形成辐射传感器；在所述器件衬底的正面上形成与所述辐射传感器相连接的互连结构；将载体衬底与所述器件衬底的背面相接合；蚀刻位于所述器件衬底的背面上的介电材料层，形成延伸穿过介电材料层的开口，以暴露出所述互连结构的金属部件，从而限定出被所述开口围绕着的所述介电材料层的介电台；在所述开口中和所述介电台上形成金属层，从而形成接合焊盘，所述接合焊盘直接接触所述开口内的所述金属部件。在该方法中，蚀刻所述介电材料层包括形成第一沟槽和第二沟槽，所述介电台介于所述第一沟槽和所述第二沟槽之间。附图说明当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本专利技术。应该强调 的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制并且仅仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的数量和尺寸可以被任意增加或减少。图I是示出了根据本专利技术的各个方面的形成半导体结构的方法流程图；图2至图5、图7和图8示出了根据图I的方法在制造的各个阶段中半导体结构的一个实施例的示意性横截面侧视图；图6a、图6b和图6c示出了根据图I的方法在制造的各个阶段中半导体结构的各个实施例的示意性俯视图；图9a、图9b和图9c示出了根据图I的方法在制造的各个阶段中半导体结构的各个实施例的示意性俯视图。具体实施例方式以下公开提供了多种不同实施例或实例，用于实现本专利技术的不同特征。以下将描述组件和布置的特定实例以简化本专利技术。当然，这些仅是实例并且不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例，也可以包括其他部件可以形成在第一部件和第二部件之间使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。另外，本专利技术可以在多个实例中重复参考数字和/或符号。这种重复用于简化和清楚，并且其本身不表示所述多个实施例和/或配置之间的关系。可以理解，本领域的技术人员能够构造出各种等效结构，尽管在此没有详细描述这些等效结构，但其仍表现出本专利技术的原理。从本专利技术的一个或多个实施例中得到的器件的实例是带有图像传感器的半导体器件。例如，这种器件是背照式(BSI)图像传感器器件。下面的公开内容将继续该实例，从而说明本专利技术的各个实施例。然而，可以理解，除非明确地进行说明，否则该申请不应该限于特定的器件类型。图I是用于制造具有一个或多个背照式传感器(BSI)的半导体结构的方法100的流程图。该方法100以步骤102开始，其中提供了具有正面和背本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构，包括：器件衬底，具有正面和背面；互连结构，被设置在所述器件衬底的正面上；以及接合焊盘，与所述互连结构相连接，其中，所述接合焊盘包括：凹陷区域，位于介电材料层中；所述介电材料层的介电台，介于所述凹陷区域之间；以及金属层，被设置在所述凹陷区域中，并且位于所述介电台上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：蔡双吉，杨敦年，林政贤，刘人诚，王文德，林月秋，
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：