[发明专利]形成半导体器件的方法和半导体器件

说明书

根据本申请的实施例，提供了一种在BSI图像传感器中制造自对准栅格的方法。该方法包括在衬底的背面上沉积第一介电层，该衬底具有形成在其中的多个光电二极管，形成沟槽栅格，以及用介电材料填充沟槽以形成沟槽隔离栅格。在此，沟槽穿过第一介电层并延伸到衬底中。该方法还包括将沟槽中的介电材料回蚀刻到低于第一介电层的上表面的水平，以形成覆盖沟槽隔离栅格的凹槽，并用金属材料填充凹槽以形成与沟槽隔离栅格对准的金属栅格。根据本申请的实施例，还提供了形成半导体器件的方法及相关的半导体器件。

技术领域

本申请的实施例涉及半导体领域，并且更具体地，涉及形成半导体器件的方法和半导体器件。

背景技术

数码相机和其他光学成像设备采用图像传感器。图像传感器将光学图像转换为可以表示为数字图像的数字数据。图像传感器包括像素传感器阵列和支持逻辑。阵列的像素传感器是用于测量入射光的单元器件，并且支持逻辑有助于读出测量结果。通常用于光学成像器件的一种图像传感器是背面照明(BSI)图像传感器。BSI图像传感器制造可以集成到传统的半导体工艺中，以实现低成本、小尺寸和高集成度。此外，BSI图像传感器具有低工作电压、低功耗、高量子效率、低读出噪声并且允许随机访问。

发明内容

根据本申请的实施例，提供了一种形成半导体器件的方法，包括：在衬底的背面上沉积第一介电层，多个光电二极管形成在其中；形成沟槽栅格，其中沟槽穿过所述第一介电层并延伸到所述衬底中；用介电材料填充所述沟槽以形成沟槽隔离栅格；将所述沟槽中的介电材料回蚀刻到低于所述第一介电层的上表面的水平，以形成覆盖所述沟槽隔离栅格的凹槽；以及用金属材料填充所述凹槽以形成与所述沟槽隔离栅格对齐的金属栅格。

根据本申请的实施例，提供了一种半导体器件，包括：衬底，所述衬底中形成有多个光电二极管；沟槽隔离栅格，具有嵌入在所述衬底中的沟槽隔离栅格段，其中沟槽隔离栅格段横向围绕光电二极管；以及金属栅格，具有形成在所述沟槽隔离栅格上的金属栅格段，其中，在所述金属栅格段和所述沟槽隔离栅格段之间的界面处，所述金属栅格段与所述沟槽隔离栅格段对准并直接接触，其中，所述金属栅格段在所述界面处的截面与所述沟槽隔离栅格段在所述界面处的截面相同。

根据本申请的实施例，提供了一种半导体器件，包括：衬底，包括光电探测器；深沟槽隔离(DTI)结构，延伸到所述衬底的背面并包括第一深沟槽隔离段和第二深沟槽隔离段，其中所述光电探测器位于所述第一深沟槽隔离段和所述第二深沟槽隔离段之间并与所述第一深沟槽隔离段相邻；以及导电结构，包括第一导电段和第二导电段，其中，所述第一导电段和所述第二导电段分别覆盖并直接接触所述衬底的背面上的所述第一深沟槽隔离段和所述第二深沟槽隔离段；其中，所述第一深沟槽隔离段具有与所述衬底直接接触的第一深沟槽隔离侧壁，并且所述第一导电段具有与所述第一深沟槽隔离侧壁对齐的第一导电侧壁。

附图说明

当结合附图进行阅读时，根据以下详细的描述可以更好地理解本公开的各方面。应注意，根据工业中的标准实践，各种部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，可以任意增加或减少各种部件的尺寸。

图1A至图1B是根据一些实施例的用于BSI像素传感器的半导体结构的截面图。

图2是根据一些实施例的用于BSI图像传感器封装件的半导体结构的截面图。

图3是根据一些实施例的图1A至图1B中的BSI像素传感器的半导体结构的一部分的截面图。

图4示出了根据一些实施例的图3的部分半导体结构中的一些尺寸的范围。

图5A至图5F是根据一些实施例的用于示出在制造图3的部分半导体结构的方法中使用的工艺的中间器件结构的截面图。

图6是示出根据一些实施例的用于制造图3的部分半导体结构的方法的过程的流程图。