[發明專利]集成芯片和形成圖像傳感器集成芯片的方法

有效

• 申請號: 201711217049.2
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN108183112B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 黃柏翰;杜建男;溫啟元;吳明锜;葉玉隆;郭馨貽
• 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;李偉

1.一種集成芯片，包括：

感光元件，布置在襯底內；

吸收增強結構，沿著所述襯底的背側布置在所述襯底內；

互連結構，沿著所述襯底的前側布置，并且通過所述感光元件與所述吸收增強結構間隔開；和

溝槽隔離結構，設置在所述襯底的所述前側上且圍繞所述感光元件，

反射結構，包括介電結構和多個半導體柱，所述多個半導體柱與所述介電結構匹配地接合，并且所述介電結構具有與所述溝槽隔離結構相同的截面形狀，所述介電結構和半導體柱沿著所述襯底的前側布置并且在所述感光元件與所述互連結構之間間隔開，其中，所述多個半導體柱和所述介電結構共同配置為在入射光撞擊所述互連結構之前將已經穿過所述吸收增強結構并穿過所述感光元件的入射光反射回所述感光元件。

2.根據權利要求1所述的集成芯片，其中，所述多個半導體柱中的每一個為圓錐體、截頭圓錐體、棱錐體、截頭棱錐體、圓柱體、立方體或盒子的形狀。

3.根據權利要求1所述的集成芯片，其中，從上方觀察，所述多個半導體柱是圓形、正方形或具有圓角的方塊形。

4.根據權利要求1所述的集成芯片，其中，所述吸收增強結構包括非平面表面，所述非平面表面包括在相鄰凸起之間限定多個凹陷的多個凸起。

5.根據權利要求4所述的集成芯片，其中，所述多個凸起中的每一個均是圓錐形或棱錐形，并且其中，所述多個半導體柱中的每一個均是截頭圓錐形或截頭棱錐形。

6.根據權利要求1所述的集成芯片，其中，所述多個半導體柱的第一半導體柱和第二半導體柱彼此是最鄰近的，并且所述多個半導體柱中的每一個具有在它們各自的外側壁之間測量的相應的半導體柱寬度。

7.根據權利要求6所述的集成芯片，其中，所述第一半導體柱和所述第二半導體柱通過溝槽間距而間隔開，并且其中，所述第一半導體柱與所述第二半導體柱之間的所述溝槽間距與所述感光元件下的全部最鄰近半導體柱的溝槽間距相同。

8.根據權利要求7所述的集成芯片，其中，所述半導體柱寬度比所述溝槽間距大兩倍。

9.根據權利要求1所述的集成芯片，其中，在所述襯底的前側測量的半導體柱的橫截面寬度等于凹陷的最底表面的橫截面寬度，使得所述半導體柱和所述凹陷相對于彼此是倒置的并且具有一致的橫截面。

10.一種形成圖像傳感器集成芯片的方法，包括：

在襯底的第一側上實施第一蝕刻工藝，以沿著所述襯底的第一側限定多個凸起；

形成第一介電材料以接合所述凸起并且沿著所述襯底的第一側建立吸收增強結構；

在所述襯底的第二側上實施第二蝕刻工藝，以沿著所述襯底的第二側限定多個半導體柱以及同時形成隔離溝槽和凹陷；以及

圍繞所述多個半導體柱在所述凹陷中填充材料形成與所述半導體柱匹配地接合的第一結構以建立反射結構，所述材料具有與所述襯底的折射率不同的折射率；以及

在所述襯底的第一側與所述襯底的第二側之間的所述襯底中形成感光元件，

其中，所述第一結構是在用所述材料填充所述隔離溝槽形成溝槽隔離的過程中同時形成的，所述溝槽隔離圍繞所述感光元件。

11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述材料的形成包括：沉積或生長第二介電材料以接觸所述多個半導體柱的側壁以建立所述反射結構。

12.根據權利要求11所述的方法，還包括：

對所述第二介電材料的表面進行平坦化；以及

沿著所述第二介電材料的平坦化表面形成互連結構，所述互連結構包括設置在互連介電結構中的多個金屬線。

13.根據權利要求10所述的方法，還包括：

形成襯于所述多個凸起的側壁的抗反射涂層。