[发明专利]防止背侧照明成像传感器中的漏光

说明书

技术领域

本发明大体涉及成像传感器，且特定来说(但不排除其它)涉及背侧照明(“BSI”)互补金属氧化物半导体(“CMOS”)成像传感器。

背景技术

现今许多半导体成像传感器是前侧照明的。即，这些传感器包含制造在半导体晶片的前侧上的成像阵列，其中在成像阵列处从同一前侧接收传入光。前侧照明成像传感器具有若干缺点，例如有限的填充因子。

BSI成像传感器是前侧照明成像传感器的替代。BSI成像传感器包含制造在半导体晶片的前表面上的成像阵列，但经由晶片的背表面接收传入光。在背表面处，传入光的一部分进入装置晶片，而传入光的另一部分被反射离开背表面。可利用若干方法来增加传入光的进入装置晶片的部分。举例来说，背表面可用背侧抗反射涂层(“BARC”)涂覆。在垂直于成像阵列的区域中，BARC下方存在缓冲氧化物。

并非外部传入光的光可在装置晶片的硅衬底内通过外围电路元件发射。此内部产生的光可进入包含上文提及的BARC和缓冲氧化物的电介质层，在其内横向行进，且接着再次进入硅衬底以到达其中的成像阵列。此横向光可产生不合需要的信号，且干扰BSI成像传感器的正常操作。

发明内容

本申请案的一个方面涉及一种背侧照明传感器装置，其包括：半导体层，其具有前表面和背侧表面，所述半导体层进一步包含光感测元件和相对于所述光感测元件横向定位的发光元件；电介质层，其具有第一表面和第二表面，其中所述电介质层的所述第一表面大体上与所述半导体层的所述背侧表面接触；以及光阻挡元件，其安置在所述电介质层中在所述光感测元件与所述发光元件之间，所述光阻挡元件经定位以阻碍所述发光元件与所述光感测元件之间的光路。

本申请案的另一方面涉及一种背侧照明传感器装置，其包括：半导体层，其具有前表面和背侧表面，所述半导体层包含光感测元件以及含有发光元件且不含有所述光感测元件的外围电路区；电介质层，其接触所述半导体层的所述背侧表面的至少一部分；以及光防止结构，其中所述光防止结构的至少一部分安置在所述光感测元件与所述发光元件之间，所述光防止结构经定位以防止所述发光元件发射的光到达所述光感测元件。

本申请案的又一方面涉及一种制造背侧照明传感器装置的方法，所述方法包括：提供具有前表面和背侧表面的半导体层，所述半导体层包含光感测元件以及含有发光元件且不含有所述光感测元件的外围电路区；向所述半导体层的所述背侧表面的至少一部分上形成电介质层；以及形成光防止结构，其中所述光防止结构的至少一部分安置在所述光感测元件与所述发光元件之间，所述光防止结构经定位以防止所述发光元件发射的光到达所述光感测元件。

附图说明

参看以下图式描述本发明的非限定性且非排他实施例，其中除非另外指定，否则贯穿各个图式中相同参考数字指代相同零件。

图1是说明光在电介质层中横向传播的BSI成像传感器的横截面图。

图2是说明根据本发明的实施例包含沟槽的横向光阻挡方案的BSI成像传感器的横截面图。

图3是说明根据本发明的实施例包含空隙区的横向光防止结构的BSI成像传感器的横截面图。

图4A是说明根据本发明的实施例的横向光防止结构的BSI成像传感器的横截面图。

图4B是说明根据本发明的实施例的横向光防止结构的BSI成像传感器的横截面图。

图5是说明根据本发明的实施例的具有沟槽壁的BSI成像传感器的芯片的顶视图。

图6是说明根据本发明的实施例用于制造BSI成像传感器的方法的流程图。

具体实施方式

本文描述用于制造防止漏光的BSI成像传感器的设备和方法的实施例。在以下描述中，陈述众多特定细节以提供对实施例的彻底理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，本文描述的技术可在没有所述特定细节的一者或一者以上的情况下实践或利用其它方法、组件、材料等实践。在其它例子中，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作以免混淆特定方面。

贯穿本说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的参考意味着，结合所述实施例描述的特定特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书中“在一个实施例中”或“在一实施例中”在各处的出现不一定全部指代同一实施例。此外，所述特定特征、结构或特性可以任何适宜的方式组合在一个或一个以上实施例中。