[发明专利]图像传感器及其制造方法和半导体器件在审

专利信息
申请号: 202210042467.7 申请日: 2022-01-14
公开(公告)号: CN114464637A 公开(公告)日: 2022-05-10
发明(设计)人: 高敏峰;杨敦年;刘人诚;郭文昌;陈昇照;洪丰基;李昇展 申请(专利权)人: 台湾积体电路制造股份有限公司
主分类号: H01L27/146 分类号: H01L27/146
代理公司: 北京德恒律治知识产权代理有限公司 11409 代理人: 章社杲;李伟
地址: 中国台*** 国省代码: 台湾;71
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摘要:
搜索关键词: 图像传感器 及其 制造 方法 半导体器件
【说明书】:

图像传感器包括像素和隔离结构。像素包括光敏区域和紧邻光敏区域的电路区域。隔离结构位于像素上方,其中,隔离结构包括导电栅格和覆盖导电栅格的侧壁的介电结构,并且隔离结构包括与光敏区域重叠的开口或凹槽。隔离结构围绕光敏区域的外围区域。本申请的实施例还涉及制造图像传感器的方法和半导体器件。

技术领域

本申请的实施例涉及图像传感器及其制造方法和半导体器件。

背景技术

半导体图像传感器用于感测辐射,诸如光。互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器和电荷耦接器件(CCD)传感器广泛用于各种应用,诸如数码相机或手机相机应用。这些传感器利用衬底中的像素阵列,包括光电二极管和晶体管,它们可以吸收投射至衬底的辐射并且将感测到的辐射转换为电信号。

随着技术的发展,由于CMOS图像传感器中固有的某些优势,CMOS图像传感器(CIS)比CCD更受欢迎。特别地,CMOS图像传感器可以具有高图像采集率、更低的工作电压、更低的功耗和更高的抗噪性,并且允许随机访问。此外,CMOS图像传感器可以在与逻辑器件和存储器器件相同的大批量晶圆处理线上制造。

发明内容

本申请的一些实施例提供了一种图像传感器,包括:像素,包括光敏区域和紧邻所述光敏区域的电路区域;以及隔离结构,围绕所述光敏区域的外围区域,其中,所述隔离结构包括:导电栅格;以及介电结构,覆盖所述导电栅格的侧壁。

本申请的另一些实施例提供了一种半导体器件,包括:衬底,具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧;互连件,位于所述第一侧上;光电二极管阵列,设置在所述衬底的有源区域内并且电连接至所述互连件;隔离结构,从所述衬底的第二侧延伸至所述有源区域内的所述衬底中的位置,其中,所述光电二极管阵列由所述隔离结构围绕并且与所述隔离结构间隔开,并且所述隔离结构包括导电栅格;以及多个导电结构,设置在所述衬底的外围区域内的所述衬底中并且电连接至所述互连件,其中,所述导电栅格通过所述导电结构电连接至所述互连件并且与所述光电二极管阵列电隔离。

本申请的又一些实施例提供了一种制造图像传感器的方法,包括:在所述衬底的第一侧处的衬底中形成像素,所述像素包括光敏区域和紧邻所述光敏区域的电路区域;在所述衬底的与所述第一侧相对的第二侧处使所述衬底凹进,以在所述电路区域上方形成围绕所述光敏区域的栅格网腔;在所述栅格网腔内设置第一介电结构;在所述栅格网腔中的所述第一介电结构上形成导电栅格,以形成包括所述第一介电结构和所述导电栅格的隔离结构;在所述衬底的所述第二侧处使所述衬底凹进,以形成紧邻栅格网腔的侧的多个开口;在所述开口中设置第二介电结构;以及在所述开口中的所述第二介电结构上形成多个导电结构,其中,所述导电结构电连接至所述隔离结构的所述导电栅极,并且所述隔离结构与所述像素电隔离。

附图说明

当结合附图进行阅读时,从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该指出,根据工业中的标准实践,各个部件未按比例绘制。实际上,为了清楚的讨论,各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1是根据本发明的一些实施例的半导体结构的框图,该半导体结构具有在(半导体)图像传感器管芯中包含与电路连接的像素列的图像传感器。

图2至图3是示出根据本发明的一些实施例的在(半导体)图像传感器管芯中包含与电路连接的像素列的图像传感器的示意图。

图4、图6、图7、图9、图11、图13、图15、图17、图19、图21、图23和图24是示出根据本发明的一些实施例的在(半导体)图像传感器管芯中制造图像传感器的方法的示意性垂直(或截面)视图。

图5、图8、图10、图12、图14、图16、图18、图20和图22是示出包括在图4、图7、图9、图11、图13、图15、图17、图19和图21中所描绘的图像传感器中的组件的相对位置的示意性水平(或平面)视图。

图25是示出根据本发明的一些可选实施例的(半导体)图像传感器管芯中的图像传感器的示意性垂直(或截面)视图。

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