[發(fā)明專利]形成通孔結(jié)構(gòu)、制造圖像傳感器和集成電路器件的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310210045.7
• 申請(qǐng)日: 2013-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103456683B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樸炳俊;申勝勛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星電子株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/768
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/768;H01L27/146
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 王新華

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)總地涉及電子學(xué)領(lǐng)域，更具體地，涉及半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)

三維封裝技術(shù)（包括硅通孔（through silicon via，TSV）技術(shù)）可以用于高密度器件。背側(cè)照明圖像傳感器可以用于改善圖像傳感器中包括的像素的受光效率和光敏度。包括TSV或背側(cè)照明圖像傳感器的兩種器件可以包括穿透襯底的通孔結(jié)構(gòu)（through via structure）以連接設(shè)置在襯底兩側(cè)的導(dǎo)電圖案。

發(fā)明內(nèi)容

一種形成硅通孔結(jié)構(gòu)的方法可以包括：在半導(dǎo)體層的第一面上形成包括絕緣夾層和在絕緣夾層上的內(nèi)部布線的絕緣層間結(jié)構(gòu)。該方法還可以包括：通過(guò)形成穿過(guò)半導(dǎo)體層的隔離槽而形成外部半導(dǎo)體圖案和與外部半導(dǎo)體圖案隔離的內(nèi)部半導(dǎo)體圖案。隔離槽可以圍繞內(nèi)部半導(dǎo)體圖案且暴露絕緣夾層。該方法還可以包括形成覆蓋半導(dǎo)體層的第二面和隔離槽的內(nèi)表面的絕緣圖案，該第二面與半導(dǎo)體層的第一面相反。另外，該方法可以包括形成通孔以及在通孔中形成接觸內(nèi)部布線的硅通孔接觸件，該通孔可以與隔離槽間隔開(kāi)并穿過(guò)內(nèi)部半導(dǎo)體圖案。通孔的上部可以被絕緣圖案的覆蓋半導(dǎo)體層的第二面的部分圍繞。

在各個(gè)實(shí)施方式中，形成隔離槽可以包括蝕刻絕緣夾層的一部分以使隔離槽的下部設(shè)置在絕緣夾層中。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施方式，該方法可以包括在形成硅通孔接觸件之后形成焊盤(pán)圖案，該焊盤(pán)圖案可以接觸絕緣圖案的覆蓋半導(dǎo)體層的第二面的部分。

一種制造圖像傳感器的方法可以包括：分別在半導(dǎo)體層的第一和第二區(qū)域中形成用于有源像素的第一光電二極管和用于光學(xué)黑像素的第二光電二極管；以及在半導(dǎo)體層的第一面上形成包括絕緣夾層和在絕緣夾層上的內(nèi)部布線的絕緣層間結(jié)構(gòu)。該方法還可以包括通過(guò)形成穿過(guò)半導(dǎo)體層的隔離槽來(lái)形成外部半導(dǎo)體圖案和與外部半導(dǎo)體圖案隔離的內(nèi)部半導(dǎo)體圖案。該隔離槽可以圍繞內(nèi)部半導(dǎo)體圖案并暴露絕緣夾層。該方法還可以包括形成覆蓋半導(dǎo)體層的第二面和隔離槽的內(nèi)表面的絕緣圖案，該第二面與半導(dǎo)體層的第一面相反。另外，該方法可以包括：形成硅通孔接觸件，該硅通孔接觸件可以與隔離槽間隔開(kāi)并穿過(guò)內(nèi)部半導(dǎo)體圖案；在覆蓋半導(dǎo)體層的第二面的絕緣圖案上形成焊盤(pán)圖案；以及在覆蓋半導(dǎo)體層的第二面的絕緣圖案上形成濾色器以及在濾色器上形成微透鏡。硅通孔接觸件的上部可以被絕緣圖案的覆蓋半導(dǎo)體層的第二面的部分圍繞，硅通孔接觸件的下部接觸內(nèi)部布線。

在各個(gè)實(shí)施方式中，形成硅通孔接觸件和形成焊盤(pán)圖案可以包括：通過(guò)蝕刻穿過(guò)內(nèi)部半導(dǎo)體圖案以及絕緣圖案的覆蓋半導(dǎo)體層的第二面的部分而形成與隔離槽間隔開(kāi)的通孔；在通孔中以及在覆蓋半導(dǎo)體層的第二面的絕緣圖案上形成導(dǎo)電層，使得導(dǎo)電層在通孔中的部分形成硅通孔接觸件；以及通過(guò)圖案化導(dǎo)電層而形成焊盤(pán)圖案，該導(dǎo)電層可以包括焊盤(pán)圖案。該通孔可以暴露內(nèi)部布線。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施方式，該方法還可以包括通過(guò)圖案化導(dǎo)電層而在半導(dǎo)體層的第二區(qū)域中的絕緣圖案上形成光阻擋圖案，該導(dǎo)電層可以包括光阻擋圖案。

在各個(gè)實(shí)施方式中，形成導(dǎo)電層可以包括：形成包括第一金屬層和第二金屬層的層疊結(jié)構(gòu)，該第二金屬層可以相對(duì)于第一金屬層具有蝕刻選擇性。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施方式，形成硅通孔接觸件可以包括形成包括層疊結(jié)構(gòu)的硅通孔接觸件，形成焊盤(pán)圖案可以包括形成包含層疊結(jié)構(gòu)的焊盤(pán)圖案，形成光阻擋圖案可以包括形成由第一金屬層組成的光阻擋圖案。

在各個(gè)實(shí)施方式中，第一光電二極管可以是多個(gè)第一光電二極管當(dāng)中的一個(gè)，該方法還可以包括：形成在絕緣圖案上且在多個(gè)第一光電二極管中的直接相鄰的兩個(gè)之間延伸的光學(xué)串?dāng)_防止圖案，該光學(xué)串?dāng)_防止圖案可以包括所述導(dǎo)電層。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施方式，半導(dǎo)體層可以包括外圍電路區(qū)和焊盤(pán)區(qū)，該外圍電路區(qū)包括在外部半導(dǎo)體圖案中的多個(gè)晶體管，該焊盤(pán)區(qū)包括內(nèi)部半導(dǎo)體圖案。該方法還可以包括：在半導(dǎo)體層的在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的第一部分、半導(dǎo)體層的在外圍電路區(qū)中的第二部分以及半導(dǎo)體層的在焊盤(pán)區(qū)中的第三部分中的至少一個(gè)中形成溝槽；以及在溝槽中形成溝槽絕緣層。

一種制造集成電路器件的方法可以包括：在襯底的第一表面上形成絕緣層間結(jié)構(gòu)。該絕緣層間結(jié)構(gòu)可以包括絕緣夾層和內(nèi)部布線。該方法還可以包括形成穿過(guò)襯底的隔離槽以形成可由隔離槽圍繞的內(nèi)部襯底；以及在隔離槽中和在襯底的第二表面上形成絕緣層，該第二表面與襯底的第一表面相反。該方法還可以包括形成孔，該孔可以與隔離槽間隔開(kāi)并穿過(guò)絕緣層的形成在襯底的第二表面上的部分以及內(nèi)部襯底。該孔可以暴露內(nèi)部布線。此外，該方法可以包括在孔中和形成于襯底的第二表面上的絕緣層上形成導(dǎo)電層。