[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

本公開涉及一種集成芯片，該集成芯片具有：感光元件，布置在襯底內；吸收增強結構，沿著襯底的背側布置；和互連結構，沿著襯底的前側布置；反射結構，包括介電結構和與介電結構匹配地接合的多個半導體柱。介電結構和半導體柱沿著襯底的前側布置并且在感光元件與互連結構之間間隔開。多個半導體柱和介電結構共同配置為在入射光撞擊互連結構之前將已經穿過吸收增強結構并穿過感光元件的入射光反射回感光元件。本發明的實施例還涉及形成圖像傳感器集成芯片的方法。

技術領域

本發明的實施例涉及集成芯片和形成圖像傳感器集成芯片的方法。

背景技術

具有圖像傳感器的集成電路(IC)例如用于各種現代電子設備，例如照相機和手機。近年來，互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器已經開始廣泛使用，大量地取代電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器。與CCD圖像傳感器相比，CMOS圖像傳感器由于功耗低、尺寸小、數據處理快、數據直接輸出和制造成本低等原因，越來越受到青睞。一些類型的CMOS圖像傳感器包括前側照明(FSI)圖像傳感器和背側照明(BSI)圖像傳感器。

發明內容

本發明的實施例提供了一種集成芯片，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，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。

本發明的另一實施例提供了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；以及形成圍繞所述多個半導體柱的材料以建立反射結構，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。

本發明的又一實施例提供了一種形成圖像傳感器集成芯片的方法，包括：在半導體襯底的前側與所述半導體襯底的背側之間的所述半導體襯底中形成感光元件；在所述半導體襯底的前側上實施第一蝕刻工藝，以留下從所述襯底的前側的凹陷部分向外延伸的多個半導體柱；沿著所述襯底的前側的凹陷部分形成第一介電材料，所述第一介電材料具有與所述半導體襯底的折射率不同的折射率，以圍繞所述多個半導體柱中的每一個，從而建立反射結構；對所述第一介電材料的表面進行平坦化；沿著所述第一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；沿著所述半導體襯底的背側形成濾色器元件；以及形成與所述濾色器元件相鄰的微透鏡結構，所述微透鏡結構通過所述濾色器元件與所述反射結構間隔開。

附圖說明

當結合附圖進行閱讀時，根據下面詳細的描述可以最佳地理解本發明的各個方面。應該注意的是，根據工業中的標準實踐，各個部件沒有按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增加或減少。

圖1示出了包括吸收增強結構和反射結構的圖像傳感器集成芯片的一些實施例的截面圖。

圖2示出了包括布置在感光元件的相對側上的吸收增強結構和反射結構的圖像傳感器集成芯片的一些實施例的頂視圖。

圖3至圖6示出了反射結構的一些附加實施例的一些頂視圖。

圖7示出了反射結構的一些實施例的截面圖。

圖8示出了包括布置在感光元件的相對側上的吸收增強結構和反射結構的圖像傳感器集成芯片的一些實施例的截面圖。圖像傳感器集成芯片還包括布置在吸收增強結構上方的濾色器陣列和透鏡。