[发明专利]半导体结构

说明书

本发明的一些实施例提供一种半导体结构，包括：衬底、在衬底中的辐射感测区域以及衬底中的沟槽，其包括在沟槽的内壁上方的衬垫、在衬垫上方的FSG层、在FSG层上方的氧化物层以及在氧化物层上方的反射材料。半导体结构的辐射感测区域包括多个辐射感测单元。半导体结构的沟槽分隔至少两个辐射感测单元。半导体结构的FSG层包括至少2原子百分比的游离氟和约500埃至约1300埃的厚度。

技术领域

本发明的实施例涉及半导体结构。

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(CIS)和电荷耦合器件(CCD)传感器在诸如相机、扫描仪、复印机等的多种应用中广泛使用。这些器件利用衬底中的像素阵列(包括光电二极管和晶体管)，像素阵列可以吸收投射到衬底上的辐射并将感测的辐射转化为电信号。

图像传感器的性能取决于例如它的量子效率和光学串扰。图像传感器的量子效率显示图像传感器中的单位数量的入射光子生成的电子数。当入射到像素上的一些光子被另一个像素吸收时发生光学串扰。

因此，虽然图像传感器的现有的半导体结构和制造图像传感器的传统方法通常已经满足于它们的预期目的，但是它们并非在各个方面都尽如人意。

发明内容

本发明的实施例提供了一种半导体结构，包括：衬底；辐射感测区域，位于所述衬底中，所述辐射感测区域包括多个辐射感测单元；沟槽，位于所述衬底中，分离所述辐射感测单元中的至少两个，其中所述沟槽包括：位于所述沟槽的内壁上方的衬垫；位于所述衬垫上方的掺氟硅酸盐玻璃(FSG)层，其中所述掺氟硅酸盐玻璃层包含至少2原子百分比的游离氟和从500至1300埃的厚度；位于所述掺氟硅酸盐玻璃层上方的氧化物层；和位于所述氧化物层上方的反射材料。

本发明的另一实施例提供了一种图像传感器，包括：衬底，包括前表面和后表面；辐射感测区域，靠近所述衬底的所述后表面，其中所述辐射感测区域包括多个辐射感测单元；多个沟槽隔离结构，靠近所述衬底的所述后表面，其中所述多个沟槽隔离结构的每个将所述辐射感测单元中的至少两个分离并且包括：位于所述衬底的所述后表面上的沟槽；位于所述后表面和所述沟槽的内壁上方的衬垫；位于所述衬垫上方的掺氟硅酸盐玻璃(FSG)层，其中所述掺氟硅酸盐玻璃层包括至少2原子百分比的游离氟；位于所述掺氟硅酸盐玻璃层上的氧化物层；和位于所述沟槽中且位于所述氧化物层上方的反射材料；抗反射涂层，位于所述辐射感测区域上方；以及多个滤色器，位于所述抗反射涂层上方。

本发明的又一实施例提供了一种制造半导体结构的方法，包括：接收具有前表面和后表面的衬底；在所述衬底的所述后表面上形成沟槽；在所述沟槽的内壁上方形成衬垫；通过使用包括含氟气体分子的前体通过化学汽相沉积操作在所述衬垫上沉积掺氟硅酸盐玻璃(FSG)层，其中所述掺氟硅酸盐玻璃层包含至少2原子百分比的游离氟。

附图说明

当结合附图1至附图17进行阅读时，根据下面详细的描述可以最好地理解本发明的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比率绘制。实际上，为了清楚地讨论，各个部件的尺寸可以任意地增加或减少。

图1是根据本发明的一些实施例的具有一些像素的图像传感器的顶视图。

图2是根据本发明的一些实施例的用于制造图像传感器的沟槽隔离结构的方法的操作流程。

图3至图8是根据本发明的一些实施例的在制造的各个阶段的图像传感器的沟槽隔离结构的示意性局部截面图。

图9是根据本发明的一些实施例的包括沟槽隔离结构的图像传感器的截面图。

图10是根据本发明的一些实施例的包括沟槽隔离结构的图像传感器的截面图。

图11至图12是包括展示FSG层的不同厚度的沟槽隔离结构的图像传感器的截面图。