[實(shí)用新型]背照式圖像傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720444920.1
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN207320116U
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·貝努瓦;O·欣西格;E·格維斯特
• 申請（專利權(quán)）人: 意法半導(dǎo)體（克洛爾2）公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所11256
• 代理人: 王茂華,張昊

本申請請求于2016年10月7日提交的法國專利申請?zhí)?6/59700的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該申請的內(nèi)容在法律允許的最大程度上通過引用以其全文結(jié)合在此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及半導(dǎo)體器件，并且更具體地涉及背照式圖像傳感器。

背景技術(shù)

圖像傳感器包括由半導(dǎo)體晶圓形成的像素陣列。根據(jù)在獲取期間接收的光而在每個(gè)像素中生成電荷，并且在讀取期間讀取所生成電荷的數(shù)量。在某些圖像傳感器中，像素與存儲(chǔ)器區(qū)域相關(guān)聯(lián)，其中，所生成的電荷被周期性地轉(zhuǎn)移以便稍后進(jìn)行讀取。

問題在于，光可能在轉(zhuǎn)移時(shí)間與讀取時(shí)間之間到達(dá)存儲(chǔ)器區(qū)域，并在其中生成電子/空穴對。這修改了所存儲(chǔ)電荷的數(shù)量，這降低了圖像質(zhì)量。具體的，針對背照式圖像傳感器提出了這一問題。已經(jīng)提供了存儲(chǔ)器區(qū)域的光隔離的結(jié)構(gòu)(比如，在美國專利申請2016/0118438中所描述的結(jié)構(gòu))，該專利申請關(guān)于其圖2提供了使用不透明鎢壁來包圍每個(gè)存儲(chǔ)器區(qū)域以及在背面提供鎢屏蔽層。然而，不透明壁和屏蔽層是不連續(xù)的并且光可以穿過其之間并到達(dá)存儲(chǔ)器區(qū)域。因此，這種結(jié)構(gòu)允許部分光通過。這些結(jié)構(gòu)進(jìn)一步具有各種制造和實(shí)施問題。

因此，期望一種具有包括被有效地防止受光影響的存儲(chǔ)器區(qū)域的背照式圖像傳感器、以及一種制造這種傳感器的方法。

實(shí)用新型內(nèi)容

因此，實(shí)施例提供了一種背照式圖像傳感器，該背照式圖像傳感器包括形成于半導(dǎo)體晶圓中的存儲(chǔ)器區(qū)域，每個(gè)存儲(chǔ)器區(qū)域位于兩個(gè)不透明壁之間，這兩個(gè)不透明壁延伸到該晶圓中并與安排在該存儲(chǔ)器區(qū)域的后表面上的不透明屏幕接觸。

根據(jù)實(shí)施例，對于每個(gè)存儲(chǔ)器區(qū)域，這些不透明壁以及該不透明屏幕是導(dǎo)電的并且連接至偏置電位的施加節(jié)點(diǎn)。

根據(jù)實(shí)施例，這些不透明壁和這些不透明屏幕由鎢制成并且這些不透明壁具有在從50nm到200nm范圍內(nèi)的厚度。

根據(jù)實(shí)施例，這些不透明壁通過氧化鉿層與這些存儲(chǔ)器區(qū)域分離。

根據(jù)實(shí)施例，每個(gè)不透明壁通過多晶硅層與相關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)器區(qū)域分離，該多晶硅層通過氧化硅層與該相關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)器區(qū)域分離。

根據(jù)實(shí)施例，這些不透明壁通過氧化鉿層與這些多晶硅層分離。

實(shí)施例提供了一種制造背照式圖像傳感器的方法，該方法包括以下連續(xù)步驟：a)形成溝槽，這些溝槽被安排在半導(dǎo)體晶圓的前表面中的存儲(chǔ)器區(qū)域的任一側(cè)上；b)使用氮化硅來填充這些溝槽；c)在該前表面的內(nèi)部和頂部上形成晶體管；d)通過化學(xué)機(jī)械拋光來對所述后表面進(jìn)行蝕刻直至該氮化硅；e)通過選擇性蝕刻來從該后表面中去除該氮化硅；f)通過使用不透明材料來填充這些溝槽從而形成不透明壁；以及g)在每個(gè)存儲(chǔ)器區(qū)域的后表面上形成與這些不透明壁接觸的不透明屏幕。

根據(jù)實(shí)施例，這些不透明壁和這些不透明屏幕由鎢制成，這些不透明壁具有在從50nm到200nm的范圍內(nèi)的厚度。

根據(jù)實(shí)施例，該方法包括，在步驟e)與步驟f)之間：使用氧化鉿層來覆蓋該結(jié)構(gòu)。

根據(jù)實(shí)施例，該方法包括，在步驟d)與步驟e)之間：使用氧化鉿層來覆蓋該結(jié)構(gòu)；以及蝕刻出從該后表面延伸至該氮化硅的開口。

根據(jù)實(shí)施例，該方法包括，在步驟a)與步驟b)之間，在這些溝槽的側(cè)壁以及底部上形成電絕緣層以及然后多晶硅層；在步驟b)，不完全地填充這些氮化硅溝槽；以及在步驟b)與步驟c)之間，使用多晶硅來完成溝槽填充。

根據(jù)實(shí)施例，在步驟b)，該氮化硅從該晶圓的該前表面開始被凹陷從50nm到150nm，這些溝槽具有在從3μm至12μm范圍內(nèi)的深度。

根據(jù)實(shí)施例，該方法還包括，在步驟b)：使用填充這些溝槽的氮化硅層來覆蓋該前表面；以及通過選擇性濕法蝕刻來去除該氮化硅層的覆蓋該前表面的部分。

前述和其他特征及優(yōu)點(diǎn)將在以下特定實(shí)施例的非限制性描述中結(jié)合所附附圖進(jìn)行詳細(xì)討論。

附圖說明

圖1至圖9是部分簡化的橫截面視圖，展示了制造背照式圖像傳感器的方法的實(shí)施例的步驟，圖9展示了所獲得的傳感器；以及

圖10至圖13是部分簡化的橫截面視圖，展示了制造背照式圖像傳感器的方法的另一個(gè)實(shí)施例的步驟，圖13展示了所獲得的傳感器。

具體實(shí)施方式

在各種附圖中，相同的元件已被指定有相同的參考號，進(jìn)而，各種附圖并不按比例繪制。為清楚起見，僅僅示出了并詳細(xì)描述了對理解所描述的實(shí)施例有用的那些步驟和元件。具體地，未示出導(dǎo)電互連線路和如晶體管和光電二極管等元件。