减小背照式图像传感器的暗电流制造技术

本发明专利技术提供了一种包括有非划片槽区域和划片槽区域的半导体图像传感器件。该图像传感器件包括设置在非划片槽区域中的第一衬底部分。该第一衬底部分包括掺杂辐射感测区域。该图像传感器件包括设置在划片槽区域中的第二衬底部分。该第二衬底部分具有与第一衬底部分相同的材料组分。本发明专利技术还提供了一种制造图像传感器件的方法。该方法包括在衬底中形成多个辐射感测区域。该方法包括通过蚀刻划片槽区域中的衬底而在图像传感器件的划片槽区域中形成开口。在蚀刻之后，部分衬底保留在划片槽区域中。该方法包括利用有机材料填充开口。本发明专利技术还提供了一种减小背照式图像传感器的暗电流的器件和方法。

【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减小背照式图像传感器的暗电流。
技术介绍
半导体图像传感器被用于感测辐射，诸如，光。互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)和电荷耦合器件(CCD)传感器被广泛地用于多种应用方式，诸如，数码相机或手机摄像头应用方式。这些器件使用的是衬底中的像素阵列，包括了光电二极管和晶体管，这些器件可以吸收射向衬底的辐射并且将感测到的辐射转换成电信号。背照式(BSI)图像传感器件是图像传感器件中的一种。这些BSI图像传感器件用于探测从背面射来的光。BSI图像传感器件包括用于过滤入射光的特定波长带的滤色器，该波长带与色谱中的颜色相应。然而，传统的形成BSI图像传感器件的滤色器的方法易于受到热膨胀问题的影响，尤其是在BSI图像传感器件的划片槽区域中。这种热膨胀可能对图像传感器的光敏区域产生横向应力并且降低图像传感器的暗电流性能。因此，尽管现存的半导体图像传感器已经大体上满足了其预期的目的，但并不能在所有方面均完全令人满意。
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，提供了一种装置，所述装置包括:半导体图像传感器件，具有非划片槽区域和划片槽区域，所述半导体图像传感器件包括:第一衬底部分，设置在所述非划片槽区域中，其中，所述第一衬底部分包括掺杂辐射感测区域；以及第二衬底部分，设置在所述划片槽区域中，其中，所述第二衬底部分具有与所述第一衬底部分相同的材料组分。在该装置中，所述划片槽区域设置在与所述非划片槽区域邻近的位置上。在该装置中，所述第一衬底部分和所述第二衬底部分均包含硅。在该装置中，所述第二衬底部分薄于所述第一衬底部分。在该装置中，所述第一衬底部分具有小于大约3微米的第一厚度；并且所述第二衬底部分具有小于大约4000埃的第二厚度。在该装置中，所述第一衬底部分与所述第二衬底部分直接物理接触。在该装置中，所述图像传感器件进一步包括:设置在所述划片槽区域中和所述第二衬底部分上方的有机部分。在该装置中，所述图像传感器件进一步包括:互连结构，设置在所述第一衬底部分和所述第二衬底部分的正面上方；以及抗反射层，设置在所述第一衬底部分和所述第二衬底部分的背面上方。根据本专利技术的另一方面，提供了一种半导体图像传感器件，包括:辐射感测区域，位于硅衬底中，所述辐射感测区域用于感测从硅衬底的背面发出的辐射；硅部件，位于邻近所述硅衬底的位置上；有机部件，位于所述硅部件的背面上方；以及互连结构，位于所述硅衬底的正面和所述硅部件的正面上方；其中:所述辐射感测区域位于所述图像传感器件的像素区域中；并且所述硅部件和所述有机部件位于所述图像传感器件的划片槽区域中。在该图像传感器件中，进一步包括:位于所述硅衬底的背面上方的抗反射涂布(ARC)层，其中，所述硅衬底通过所述ARC层的一部分与所述有机部件相分离。在该图像传感器件中，所述硅部件至少部分地通过所述ARC层的另一部分与所述有机部件相分离。在该图像传感器件中，所述硅衬底与所述硅部件相邻接。在该图像传感器件中，所述互连结构包括一个或多个接合焊盘。在该图像传感器件中，所述硅部件基本上薄于所述硅衬底。根据本专利技术的又一方面，提供了一种制造图像传感器件的方法，包括:在衬底中形成多个辐射感测区域，所述辐射感测区域形成在所述图像传感器件的非划片槽区域中；通过蚀刻所述划片槽区域中的衬底，形成位于所述图像传感器件的划片槽区域中的开口，其中，在所述蚀刻之后，部分衬底保留在所述划片槽区域中；以及利用有机材料填充所述开□。在该方法中，所述划片槽区域中的所述部分衬底与所述非划片槽区域中的衬底直接物理接触。在该方法中，所述划片槽区域中的所述部分衬底薄于所述非划片槽区域中的衬。在该方法中，进一步包括:在所述衬底的所述非划片槽区域上方形成滤色器层，其中，所述滤色器层和所述有机材料具有相同的材料组分。在该方法中，所述辐射感测区域从所述衬底的正面形成；并且所述方法进一步包括:在形成所述开口之前和形成所述辐射感测区域之后:在所述衬底的正面上方形成互连结构；接合所述衬底和所述载体衬底，在所述衬底和所述载体衬底之间接合互连结构；以及从背面减薄所述衬底，所述背面与所述正面对置。在该方法中，进一步包括:在填充所述开口之后，对所述有机材料执行蚀刻工艺，从而暴露出所述互连结构的接合焊盘。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，为了清楚的论述，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。图1是示出了根据本专利技术的各个方面的制造图像传感器件的方法的流程图；图2-图9是在根据本专利技术的各个方面的各个制造阶段的图像传感器件的示意性片断截面侧视图。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。另夕卜，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。出于简化和清楚，可以不同比例任意地绘制各个部件。图1示出了根据本专利技术的各个方面的制造半导体图像传感器件的方法10的流程图。参考图1，方法10包括框15，其中，将多个辐射感测区域形成在衬底中。这些辐射感测区域形成在图像传感器件的非划片槽区域中。方法10包括框20，其中，在图像传感器件的划片槽区域中形成了开口。通过蚀刻位于划片槽区域中的衬底来形成该开口。在蚀刻之后，部分衬底保留在划片槽区域中。方法10包括框25，其中，利用有机材料填充开口。可以理解，可以在图1的方法10之前、期间或之后执行额外的处理步骤。但出于简明的目的，在此没有详细论述这些额外的处理步骤。图2至图9是一种装置的各个实施例的示意性片断截面侧视图，该装置是根据图1的方法10的各方面在各个制造阶段中的背照式(BSI)图像传感器件30。该图像传感器件30包括用于感测和记录直接指向图像传感器件30的背面的辐射(诸如，光)的强度的像素阵列或网格(grid)。图像传感器件30可以包括电荷耦合器件(CXD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)、有源像素传感器(APS)，或无源像素传感器。图像传感器件30进一步包括与像素网格邻近地设置的额外的电路和输入端/输出端，用于提供像素的操作环境并且用于支持与像素的外部通信。可以理解，为了更好地理解本专利技术的专利技术构思，图2至图9已经被简化并且未按照比例进行绘制。参考图2，图像传感器件30包括衬底40，在下文中被称为器件衬底。器件衬底40是掺杂有P型掺杂物(诸如，硼)的硅衬底(例如，P型衬底)。可选地，器件衬底40可以是其他适当的半导体材料。例如，该器件衬底40可以是掺杂有n型掺杂物(诸如，磷或砷)的硅衬底(n型衬底)。器件衬底40可以包含其他元素半导体，诸如，锗和金刚石。器件衬底40可以任选地包含化合物半导体和/或合金半导体。另外，器件衬底40可以包括外延层(印ilayer)，为了增强性能可以将该器件衬底40进行应变，并且该器件衬底40可以包括绝缘体上硅(SOI)衬底。再次参考本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，所述装置包括：半导体图像传感器件，具有非划片槽区域和划片槽区域，所述半导体图像传感器件包括：第一衬底部分，设置在所述非划片槽区域中，其中，所述第一衬底部分包括掺杂辐射感测区域；以及第二衬底部分，设置在所述划片槽区域中，其中，所述第二衬底部分具有与所述第一衬底部分相同的材料组分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吕受书，黄薰莹，黄信荣，邱俊贸，萧家棋，张永承，
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：