[发明专利]半导体器件和图像传感器以及制造图像传感器的方法

说明书

本申请的实施例公开了一种具有应力调整层的图像传感器及其制造方法。该图像传感器包括具有前侧表面和与前侧表面相反的背侧表面的衬底、设置在衬底的背侧表面上的抗反射涂层(ARC)、设置在ARC层上的介电层、设置在介电层上的金属层以及设置在金属层上的应力调整层。应力调整层包括富硅氧化物层。应力调整层中的硅和氧原子的浓度分布不重叠并且彼此不同。图像传感器还包括设置在应力调整层上的氧化物栅格结构。本申请的实施例还提供了一种半导体器件。

技术领域

本申请的实施例涉及半导体器件和图像传感器以及制造图像传感器的方法。

背景技术

半导体图像传感器用于感测入射的可见或不可见辐射，诸如可见光、红外光等。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)传感器用于各种应用，诸如数码相机、移动电话、平板电脑、护目镜等。这些图像传感器利用像素阵列来吸收(例如，感测)入射的辐射并将其转换为电信号。图像传感器的示例是背侧照明(BSI)图像传感器，其可以检测来自BSI图像传感器衬底“背侧”的辐射。

发明内容

根据本申请的一个实施例，提供了一种半导体器件，包括：衬底，具有第一表面和与第一表面相反的第二表面；抗反射涂层(ARC)，设置在衬底的第二表面上；应力调整层，设置在抗反射涂层上，其中，应力调整层包括半导体材料的氧化物，并且其中，应力调整层中的半导体材料的浓度分布与应力调整层中的氧原子的浓度分布不重叠并且彼此不同；栅格结构，设置在应力调整层上；以及金属化层，设置在衬底的第一表面上。

根据本申请的另一个实施例，提供了一种图像传感器，包括：衬底，具有前侧表面和与前侧表面相反的背侧表面；抗反射涂层，设置在衬底的背侧表面上；介电层，设置在抗反射涂层上；金属层，设置在介电层上；应力调整层，设置在金属层上，其中，应力调整层包括富硅氧化物层，并且其中，应力调整层中硅的浓度分布与应力调整层中氧原子的浓度分布不重叠并且彼此不同；以及氧化物栅格结构，设置在应力调整层上。

根据本申请的又一个实施例，提供了一种制造图像传感器的方法，包括：在衬底的前侧表面上形成金属化层；在衬底的背侧表面上沉积高k介电层；在抗反射涂层上沉积应力调整层；其中，沉积应力调整层包括沉积富硅氧化物层，富硅氧化物层的硅氧浓度比分布从应力调整层的底面到顶面具有减小的斜率；在应力调整层上形成像素栅格结构；以及在金属化层上和衬底内形成焊盘结构。

本申请的实施例涉及具有应力调整层的图像传感器。

附图说明

当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以最佳地理解本发明的各个方面。

图1A示出根据一些实施例的具有应力调节层的BSI图像传感器的截面图。

图1B-图1H示出根据一些实施例的BSI图像传感器中的应力调整层的特点。

图1I示出根据一些实施例的BSI图像传感器中的应力调整双层结构的截面图。

图1J-图1O示出根据一些实施例的BSI图像传感器中的应力调整双层结构的特点。

图2-图5示出根据一些实施例的具有应力调整层的BSI图像传感器的截面图。

图6是根据一些实施例的用于制造具有应力调整层的BSI图像传感器的方法的流程图。

图7-图17示出根据一些实施例的具有应力调整层的BSI图像传感器在其制造工艺的各个阶段的截面图。

图18是根据一些实施例的用于制造具有应力调整层的BSI图像传感器的方法的流程图。

图19-图28示出根据一些实施例的具有应力调整层的BSI图像传感器在其制造工艺的各个阶段的截面图。

图29是根据一些实施例的用于制造具有应力调整层的BSI图像传感器的方法的流程图。