[發明專利]圖像傳感器、半導體器件以及其形成方法

在審

• 申請號: 202010930430.9
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN113113432A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 曾志裕;陳明賢
• 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: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

1.一種半導體器件，包括：

光感測區；

電荷存儲區；

光屏蔽結構；以及

至少一個通孔觸點；

其中所述電荷存儲區在空間上配置成在橫向方向上鄰近于所述光感測區，其中所述光屏蔽結構配置成在豎直方向上處于所述電荷存儲區上方以便防止入射光從所述光感測區泄漏到信號處理區，其中所述光屏蔽結構配置在層間介電層中，且其中所述光屏蔽結構與所述至少一個通孔觸點同步地形成。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述光屏蔽結構包括第一表面和第二表面，其中所述第一表面與所述層間介電層共面，且其中所述第二表面包括多個皺折。

3.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述光屏蔽結構包括鎢金屬且通過至少一個接地觸點電接地。

4.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述光屏蔽結構的第一厚度為至少150納米，且其中所述層間介電層的第二厚度為至少330納米。

5.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述電荷存儲區包括以下中的至少一個：至少一個轉移柵極以及電荷存儲節點。

6.一種互補金屬氧化物半導體圖像傳感器，包括：

多個像素，配置在像素陣列中，

其中所述多個像素中的每一個包括：

光感測區；

電荷存儲區，形成為在橫向方向上鄰近于所述光感測區；

光屏蔽結構，形成為在豎直方向上處于所述電荷存儲區上方以便防止入射光從所述光感測區泄漏到信號處理區；

轉移柵極，形成在所述電荷存儲區上方；以及

至少一個通孔觸點，所述至少一個通孔觸點延伸穿過層間介電層以接觸所述轉移柵極的頂部表面。

7.根據權利要求6所述的互補金屬氧化物半導體圖像傳感器，其中所述多個光屏蔽結構中的每一個包括第一表面和第二表面，其中所述第一表面與所述層間介電層共面，且其中所述第二表面包括皺折。

8.根據權利要求6所述的互補金屬氧化物半導體圖像傳感器，進一步包括：

豎直移位寄存器，與所述像素陣列耦合以執行以下功能中的至少一個：接收所述像素陣列的行地址，以及驅動所述像素陣列的控制線；

水平移位寄存器，與所述像素陣列耦合以執行以下操作：從所述像素陣列讀取輸出信號；

定時產生器，耦合到所述像素陣列、所述豎直移位寄存器以及所述水平移位寄存器，以便產生用于同步目的的時鐘信號；以及

電壓調節器，耦合到所述像素陣列、所述豎直移位寄存器以及所述水平移位寄存器，以便提供電壓控制并維持電壓電平。

9.一種用于形成半導體器件的方法，包括：

在襯底上沉積層間介電層，其中所述襯底包括配置在像素陣列中的多個像素，且其中所述多個像素中的每一個包括光感測區、電荷存儲區、光屏蔽結構以及至少一個通孔觸點；

圖案化所述層間介電層，以同步地形成所述層間介電層中的第一多個穿孔開口和第一多個淺刻蝕區；以及

在所述層間介電層上沉積金屬層，以同步地形成所述第一多個穿孔開口中的多個通孔觸點和至少一個接地觸點以及所述第一多個淺刻蝕區中的多個光屏蔽結構，

其中所述電荷存儲區在空間上配置成在橫向方向上鄰近于所述光感測區，其中所述多個光屏蔽結構中的每一個配置成在豎直方向上處于像素中的所述電荷存儲區上方以便防止入射光從所述光感測區泄漏到信號處理區。

10.根據權利要求9所述的用于形成半導體器件的方法，其中所述圖案化進一步包括：

圖案化光刻膠層，以同步地形成所述光刻膠層中的第二多個穿孔開口和第二多個淺刻蝕區；以及

使用圖案化的所述光刻膠層作為硬掩模來刻蝕所述層間介電層，以同步地形成所述層間介電層中的所述第一多個穿孔開口和所述第一多個淺刻蝕區，

其中使用具有等于或小于160納米的臨界尺寸和等于或小于260納米的節距大小的孔徑陣列來形成所述光刻膠層中的所述第二多個淺刻蝕區。