[发明专利]形成通孔结构、制造图像传感器和集成电路器件的方法

说明书

技术领域

本公开总地涉及电子学领域，更具体地，涉及半导体器件。

背景技术

三维封装技术（包括硅通孔（through silicon via，TSV）技术）可以用于高密度器件。背侧照明图像传感器可以用于改善图像传感器中包括的像素的受光效率和光敏度。包括TSV或背侧照明图像传感器的两种器件可以包括穿透衬底的通孔结构（through via structure）以连接设置在衬底两侧的导电图案。

发明内容

一种形成硅通孔结构的方法可以包括：在半导体层的第一面上形成包括绝缘夹层和在绝缘夹层上的内部布线的绝缘层间结构。该方法还可以包括：通过形成穿过半导体层的隔离槽而形成外部半导体图案和与外部半导体图案隔离的内部半导体图案。隔离槽可以围绕内部半导体图案且暴露绝缘夹层。该方法还可以包括形成覆盖半导体层的第二面和隔离槽的内表面的绝缘图案，该第二面与半导体层的第一面相反。另外，该方法可以包括形成通孔以及在通孔中形成接触内部布线的硅通孔接触件，该通孔可以与隔离槽间隔开并穿过内部半导体图案。通孔的上部可以被绝缘图案的覆盖半导体层的第二面的部分围绕。

在各个实施方式中，形成隔离槽可以包括蚀刻绝缘夹层的一部分以使隔离槽的下部设置在绝缘夹层中。

根据各个实施方式，该方法可以包括在形成硅通孔接触件之后形成焊盘图案，该焊盘图案可以接触绝缘图案的覆盖半导体层的第二面的部分。

一种制造图像传感器的方法可以包括：分别在半导体层的第一和第二区域中形成用于有源像素的第一光电二极管和用于光学黑像素的第二光电二极管；以及在半导体层的第一面上形成包括绝缘夹层和在绝缘夹层上的内部布线的绝缘层间结构。该方法还可以包括通过形成穿过半导体层的隔离槽来形成外部半导体图案和与外部半导体图案隔离的内部半导体图案。该隔离槽可以围绕内部半导体图案并暴露绝缘夹层。该方法还可以包括形成覆盖半导体层的第二面和隔离槽的内表面的绝缘图案，该第二面与半导体层的第一面相反。另外，该方法可以包括：形成硅通孔接触件，该硅通孔接触件可以与隔离槽间隔开并穿过内部半导体图案；在覆盖半导体层的第二面的绝缘图案上形成焊盘图案；以及在覆盖半导体层的第二面的绝缘图案上形成滤色器以及在滤色器上形成微透镜。硅通孔接触件的上部可以被绝缘图案的覆盖半导体层的第二面的部分围绕，硅通孔接触件的下部接触内部布线。

在各个实施方式中，形成硅通孔接触件和形成焊盘图案可以包括：通过蚀刻穿过内部半导体图案以及绝缘图案的覆盖半导体层的第二面的部分而形成与隔离槽间隔开的通孔；在通孔中以及在覆盖半导体层的第二面的绝缘图案上形成导电层，使得导电层在通孔中的部分形成硅通孔接触件；以及通过图案化导电层而形成焊盘图案，该导电层可以包括焊盘图案。该通孔可以暴露内部布线。

根据各个实施方式，该方法还可以包括通过图案化导电层而在半导体层的第二区域中的绝缘图案上形成光阻挡图案，该导电层可以包括光阻挡图案。

在各个实施方式中，形成导电层可以包括：形成包括第一金属层和第二金属层的层叠结构，该第二金属层可以相对于第一金属层具有蚀刻选择性。

根据各个实施方式，形成硅通孔接触件可以包括形成包括层叠结构的硅通孔接触件，形成焊盘图案可以包括形成包含层叠结构的焊盘图案，形成光阻挡图案可以包括形成由第一金属层组成的光阻挡图案。

在各个实施方式中，第一光电二极管可以是多个第一光电二极管当中的一个，该方法还可以包括：形成在绝缘图案上且在多个第一光电二极管中的直接相邻的两个之间延伸的光学串扰防止图案，该光学串扰防止图案可以包括所述导电层。

根据各个实施方式，半导体层可以包括外围电路区和焊盘区，该外围电路区包括在外部半导体图案中的多个晶体管，该焊盘区包括内部半导体图案。该方法还可以包括：在半导体层的在第一区域和第二区域之间的第一部分、半导体层的在外围电路区中的第二部分以及半导体层的在焊盘区中的第三部分中的至少一个中形成沟槽；以及在沟槽中形成沟槽绝缘层。

一种制造集成电路器件的方法可以包括：在衬底的第一表面上形成绝缘层间结构。该绝缘层间结构可以包括绝缘夹层和内部布线。该方法还可以包括形成穿过衬底的隔离槽以形成可由隔离槽围绕的内部衬底；以及在隔离槽中和在衬底的第二表面上形成绝缘层，该第二表面与衬底的第一表面相反。该方法还可以包括形成孔，该孔可以与隔离槽间隔开并穿过绝缘层的形成在衬底的第二表面上的部分以及内部衬底。该孔可以暴露内部布线。此外，该方法可以包括在孔中和形成于衬底的第二表面上的绝缘层上形成导电层。