[发明专利]图像传感器器件及制造方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及半导体领域，更具体地涉及图像传感器器件及制造方法。

背景技术

半导体图像传感器用于感测光。互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器和电荷耦合器件(CCD)传感器广泛用于各种应用，例如，包括网络摄像机、数码视频摄录机、数码单反(SLR)相机、数码无反(mirrorless)相机、数码手机相机等。这样的器件使用传感器像元(picture elements)(像素)的阵列，例如，该传感器像元的阵列采用光电二极管来吸收电磁辐射并且将吸收的辐射转换为电信号(光电流)。背照式(BSI)图像传感器是一种这样的器件。

随着器件部件尺寸缩小，传统的BSI图像传感器可以经受涉及串扰(XT)和模糊(blooming)的问题。当落在传感器像素上的光子被相邻的像素错误地检测时，出现一种形式的XT。当给定的传感器像素中的电荷超过峰值饱和电平并且泄漏至邻近像素上时，出现模糊。图像传感器阵列中的邻近的像素之间的不良的隔离可以导致或加重这些问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种用于制造图像传感器器件的方法，所述方法包括：在衬底上沉积介电材料；图案化所述介电材料以形成像素隔离结构；在所述像素隔离结构上方形成外延层；以及在所述外延层中邻近所述像素隔离结构形成辐射检测区域。

本发明的实施例还提供了一种图像传感器器件，包括：像素隔离结构，具有第一内部设置的区域和外部设置的区域，所述第一内部设置的区域包括介电材料，所述外部设置的区域包括掺杂的介电材料；以及感光层，邻近所述像素隔离结构，所述感光层具有包括辐射检测区域的第二内部设置的区域；其中：所述像素隔离结构具有包括所述像素隔离结构的暴露表面的第一表面；所述感光层具有包括所述感光层的暴露表面的第二表面；和所述第一表面和所述第二表面包括所述图像传感器器件的背侧表面的至少一部分。

本发明的实施例还提供了一种用于制造背照式(BSI)图像传感器器件的方法，所述方法包括：图案化介电材料以在衬底的第一侧部上形成多个像素隔离结构；在所述衬底的第一侧部和所述多个像素隔离结构上方外延沉积感光层；在所述感光层中邻近并且在所述多个像素隔离结构之间形成多个辐射检测区域；以及去除所述衬底的第二侧部的至少一部分以物理暴露所述多个像素隔离结构并且光学暴露所述感光层。

附图说明

为了更全面地理解本发明的实施例及其优势，现将结合附图所进行的以下描述作为参考，其中：

图1至图6以截面图示出了根据代表性实施例的形成背照式(BSI)图像传感器器件的方法；

图7以不完全的截面图示出了根据代表性实施例的像素隔离器件部件；

图8至图9以截面图示出了根据代表性实施例的外延沉积的感光层(photolayers)；

图10是根据代表性实施例示出了形成BSI图像传感器器件的方法(1000)的流程图。

除非另外指出，否则不同附图中的相应编号和符号通常表示相应的元件。绘制视图以代表性地示出所公开的实施例的相关方面，并且不必按比例绘制视图。

具体实施方式

下面详细讨论所公开的实施例的制作和使用。然而，应当理解，本说明书提供了可以体现在各种环境中的许多可应用的发明概念。本文所论述的具体实施例仅示出了制造和使用所公开的主题的具体实施例，而不限制各种其他实施例的范围。

将关于具体背景来描述代表性实施例，即，背照式(BSI)图像传感器器件。可以通过将所公开的器件、结构、元件、部件、方法或工艺应用或扩展至各种其他图像传感器或半导体器件、结构、元件、部件、方法或工艺来实现附加的实施例和内容。

用于生产BSI图像传感器的传统的方法开始于提供感光层衬底，其中，随后通过离子注入形成光电二极管。栅极氧化物层和传输门(transfer gate)形成在衬底上。逻辑器件和具有一个或多个金属化层的互连层穿过钝化层接合至感光层衬底装配件。然后，进行蚀刻工艺以在感光衬底材料中形成沟槽隔离凹槽。之后，沉积介电材料以填充沟槽凹槽。然后利用金属氧化物层覆盖填充的沟槽和暴露的感光层衬底以形成BSI图像传感器的背侧表面。用于制造沟槽隔离器件的传统的方法通常涉及去除感光层材料以形成隔离结构。