[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201410426056.3
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104465680B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 徐鴻文;林榮義;蘇慶忠;盧玠甫;杜友倫;蔡嘉雄
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

技術領域

本發明涉及半導體器件及其制造方法。

背景技術

半導體圖像傳感器用于感測諸如光的輻射?；パa金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器(CIS)廣泛用于各種應用中，諸如，數碼攝像機或手機攝像頭。這些器件使用位于襯底中的像素陣列，包括可以吸收投射向襯底的輻射并且將感測到的輻射轉化為電信號的光電二極管和晶體管。

背照式(BSI)圖像傳感器件是圖像傳感器件類型中的一種。這些BSI圖像傳感器件感測從背側投射的光。BSI圖像傳感器件具有相對薄的硅襯底(例如，幾微米厚)，感測光的像素形成在硅襯底中。BSI圖像傳感器的量子效率和阱容量取決于輻射感測區的尺寸。BSI圖像傳感器件具有圖像感測柵格和一般位于圖像感測柵格周圍的參考像素。

需要降低外界環境對參考像素的干擾，以獲得更好的性能。對參考像素的噪聲成為改善BSI圖像傳感器件的精度的問題。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，根據本發明的一個方面，提供了一種背照式(BSI)半導體圖像感測器件，包括：半導體襯底，包括圖像感測像素區和鄰近的外圍區，其中，所述外圍區接近所述背照式半導體圖像感測器件的側壁；第一抗反射涂層(ARC)，位于所述半導體襯底的背側上；介電層，位于所述第一抗反射涂層上；輻射屏蔽層，位于所述外圍區中的介電層上；以及光子阻擋層，位于所述背照式半導體圖像感測器件的側壁上，并且覆蓋所述輻射屏蔽層的側壁的一部分，所述光子阻擋層配置為阻擋光子穿入至所述半導體襯底內。

在上述半導體圖像感測器件中，所述輻射屏蔽層的第二側壁的一部分被所述光子阻擋層覆蓋。

在上述半導體圖像感測器件中，所述光子阻擋層的厚度介于約和約之間。

在上述半導體圖像感測器件中，還包括：所述襯底的側壁和所述襯底的正側之間的角度，其中，所述角度等于或大于90度。

在上述半導體圖像感測器件中，還包括：鄰近所述光子阻擋層的第二抗反射涂層。

在上述半導體圖像感測器件中，所述第二抗反射涂層的厚度為約

在上述半導體圖像感測器件中，所述光子阻擋層包括氮化硅、氧化硅、金屬、金屬合金或它們的組合。

在上述半導體圖像感測器件中，所述光子阻擋層包括至少兩個折射率不同的層。

在上述半導體圖像感測器件中，所述光子阻擋層的一端包括弧。

根據本發明的另一方面，還提供了一種半導體圖像感測器件，包括：輻射敏感柵格，包括多個圖像感測像素；外圍區，環繞所述輻射敏感柵格；輻射屏蔽層，位于所述外圍區的頂面上方；光子阻擋層，位于所述外圍區的第一側壁的一部分上；以及抗反射涂層，覆蓋所述光子阻擋層和所述輻射敏感柵格的頂面。

在上述半導體圖像感測器件中，所述光子阻擋層位于所述外圍區的第二側壁的一部分上，并且所述第二側壁與所述第一側壁相對。

在上述半導體圖像感測器件中，所述第二側壁接近所述輻射敏感柵格。

在上述半導體圖像感測器件中，所述輻射敏感柵格包括半導體晶體管和光電二極管。

在上述半導體圖像感測器件中，所述光子阻擋層的厚度介于所述抗反射涂層的厚度的約0.5倍和約2倍之間。

在上述半導體圖像感測器件中，所述抗反射涂層的折射率介于約1.8和約2.5之間，并且所述光子阻擋層的折射率介于約1.8和約2.5之間。

在上述半導體圖像感測器件中，所述光子阻擋層的一端靠近所述輻射屏蔽層的頂面，并且所述端在所述輻射屏蔽層的頂面下方約和之間的位置處。

根據本發明的又一方面，還提供了一種形成半導體圖像感測器件的方法，包括：提供半導體襯底；在所述半導體襯底中形成輻射敏感區和外圍區，其中，所述外圍區環繞所述輻射敏感區，并且包括從所述半導體襯底的背側凸起的頂面和與所述半導體襯底的側壁共面并且垂直于所述頂面的側壁；在所述外圍區中形成光子阻擋間隔件，其中，所述光子阻擋間隔件覆蓋所述外圍區的側壁的一部分；以及形成鄰近光子阻擋層的抗反射涂層。

在上述方法中，還包括：在所述半導體襯底的側壁和背側上沉積光子阻擋材料。

在上述方法中，還包括：去除所述光子阻擋材料的一部分，并且使得所述外圍區的側壁被所述光子阻擋間隔件覆蓋。

在上述方法中，通過相同的工藝形成位于所述外圍區中的光子阻擋間隔件和形成鄰近所述光子阻擋層的抗反射涂層。

附圖說明