[發(fā)明專利]集成芯片及其形成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110409110.3
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN114388539A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周耕宇;莊君豪;劉人誠;橋本一明;陳銘恩;丁世汎;蔡雙吉;江偉杰
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

本發(fā)明涉及集成芯片。集成芯片包括設(shè)置在襯底內(nèi)的圖像感測元件。柵極結(jié)構(gòu)沿著襯底的前側(cè)設(shè)置。襯底的背側(cè)包括一個或多個第一成角度的表面，該一個或多個第一成角度的表面限定設(shè)置在圖像感測元件上方的中心擴散器。襯底的背側(cè)還包括第二成角度的表面，該第二成角度的表面限定橫向地圍繞中心擴散器的多個外圍擴散器。多個外圍擴散器的尺寸小于中心擴散器的尺寸。本發(fā)明的實施例涉及集成芯片的形成方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實施例涉及集成芯片及其形成方法。

背景技術(shù)

具有圖像傳感器的集成芯片(IC)廣泛用于現(xiàn)代電子器件中。近年來，互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器已開始廣泛使用，在很大程度上取代了電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器。與CCD圖像傳感器相比，CMOS圖像傳感器由于低功耗、小尺寸、快速數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)的直接輸出以及低制造成本而受到越來越多的青睞。一些類型的CMOS圖像傳感器包括前照式(FSI)圖像傳感器和背照式(BSI)圖像傳感器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實施例提供了一種集成芯片，包括：圖像感測元件，設(shè)置在襯底內(nèi)；柵極結(jié)構(gòu)，沿著所述襯底的前側(cè)設(shè)置；其中，所述襯底的背側(cè)包括一個或多個第一成角度的表面，所述一個或多個第一成角度的表面限定設(shè)置在所述圖像感測元件上方的中心擴散器；并且所述襯底的所述背側(cè)還包括第二成角度的表面，所述第二成角度的表面限定橫向地圍繞所述中心擴散器的多個外圍擴散器，所述多個外圍擴散器的尺寸小于所述中心擴散器的尺寸。

本發(fā)明的另一實施例提供了一種集成芯片，包括：圖像感測元件，設(shè)置在半導(dǎo)體襯底的像素區(qū)域內(nèi)；多個互連層，設(shè)置在沿著所述半導(dǎo)體襯底的前側(cè)的介電結(jié)構(gòu)內(nèi)；其中，所述半導(dǎo)體襯底限定第一錐形腔，所述第一錐形腔沿著所述半導(dǎo)體襯底的背側(cè)設(shè)置并且位于所述像素區(qū)域內(nèi)；其中，所述半導(dǎo)體襯底還限定多個第二錐形腔，所述多個第二錐形腔沿著所述半導(dǎo)體襯底的所述背側(cè)并且位于所述第一錐形腔和所述像素區(qū)域的外圍之間；并且其中，所述第一錐形腔的第一最大寬度大于所述多個第二錐形腔的最大寬度。

本發(fā)明的又一實施例提供了一種形成集成芯片的方法，包括：在襯底的像素區(qū)域內(nèi)形成圖像感測元件；在沿著所述襯底的前側(cè)的介電結(jié)構(gòu)內(nèi)形成多個互連層；沿著所述襯底的背側(cè)形成掩模層，其中，所述掩模層包括具有第一寬度的第一開口和具有分別小于所述第一寬度的一個或更多個第二寬度的多個第二開口；根據(jù)所述掩模層執(zhí)行蝕刻工藝以選擇性地蝕刻所述襯底的所述背側(cè)，以限定由多個外圍擴散器圍繞的中心擴散器；并且其中，所述中心擴散器具有比所述多個外圍擴散器中的相應(yīng)外圍擴散器大的寬度和深度。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進行閱讀時，從以下詳細描述可最佳理解本發(fā)明的各方面。應(yīng)該注意，根據(jù)工業(yè)中的標準實踐，各個部件未按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1示出了具有不同尺寸的擴散器的圖像傳感器集成芯片(IC)的一些實施例的截面圖，該擴散器配置為向圖像傳感器提供良好的量子效率。

圖2A至圖2B示出了公開的圖像傳感器IC的一些實施例的截面圖，該圖像傳感器IC以不同的入射角接收入射輻射。

圖2C示出了示出作為入射角的函數(shù)的公開的圖像傳感器IC的示例性量子效率的一些實施例的圖。

圖3A至圖3B示出了具有微透鏡的公開的圖像傳感器IC的一些實施例的截面圖，微透鏡具有不同f值。

圖3C示出了示出具有不同f值的微透鏡的示例性量子效率的一些實施例的圖。

圖4A至圖4B示出了具有不同尺寸的擴散器的圖像傳感器IC的一些附加實施例，擴散器配置為向圖像傳感器提供良好的量子效率。

圖5A至圖5B示出了具有不同尺寸的擴散器的圖像傳感器IC的一些更詳細的實施例，擴散器配置為向圖像傳感器提供良好的量子效率。