CMOS图像传感器结构制造技术

本发明专利技术提供一种半导体器件，包括载体、衬底、感光器件和接合层。衬底位于载体上面，并且具有第一表面和与第一表面相对的第二表面。衬底包括第二表面中的倒金字塔形的凹槽。感光器件设置在衬底的第一表面上。接合层设置在衬底与载体之间。本发明专利技术还提供了用于制造半导体器件的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，更具体地，涉及CMOS图像传感器结构。
技术介绍
半导体图像传感器用于感测光。通常，半导体图像传感器包括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，它们广泛用于各种应用中，诸如数字静物照相机(DSC)、手机照相机、数字视频(DV)和数字视频录像机(DVR)应用。这些半导体图像传感器利用图像传感器元件的阵列以吸收光并且将感测的光转换成数字数据或电信号，每个图像传感器元件都包括光电二极管和其他的元件。前照式(FSI)CMOS图像传感器和背照式(BSI)CMOS图像传感器是两种类型的CMOS图像传感器。FSI CMOS图像传感器可用于检测从其前侧投射的光，而BSI CMOS图像传感器可用于检测从其背侧投射的光。当光投射进FSI CMOS图像传感器或BSI CMOS图像传感器时，生成光电子，然后图像传感器的像素中的感光器件感测光电子。生成的光电子越多，图像传感器具有的量子效率越好，因此提高CMOS图像传感器的图像质量。然而，当CMOS图像传感器技术快速发展时，期望具有更高量子效率的CMOS图像传感器。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：载体；衬底，位于载体上面，并且衬底具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，其中，衬底包括第二表面中的多个倒金字塔形的凹槽；多个感光器件，设置在衬底的第一表面上；以及接合层，设置在衬底与载体之间。根据本专利技术的一个实施例，衬底包括华夫结构，华夫结构包括倒金字塔形的凹槽。根据本专利技术的一个实施例，每个倒金字塔形的凹槽的表面都是湿蚀刻的表面。根据本专利技术的一个实施例，每个倒金字塔形的凹槽的宽度、长度和深度中的每个都在从10nm至10000nm的范围内。根据本专利技术的一个实施例，接合层将衬底的第二表面接合至载体，并且倒金字塔形的凹槽与载体相对。根据本专利技术的一个实施例，载体由硅形成，并且接合层由二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅形成。根据本专利技术的一个实施例，接合层将衬底的第一表面接合至载体，并且感光器件与载体相对。根据本专利技术的一个实施例，还包括钝化层，设置在衬底的第二表面上并且覆盖倒金字塔形的凹槽。根据本专利技术的一个实施例，还包括透明介电层，设置在钝化层与衬底的第二表面之间，并且覆盖倒金字塔形的凹槽。根据本专利技术的一个实施例，还包括钝化层，设置在衬底的第一表面与接合层之间，并且覆盖感光器件。根据本专利技术的一个实施例，载体由硅形成，接合层由二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅形成，并且钝化层由氧化硅、氮化硅或氮氧化硅形成。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于制造半导体器件的方法，该方法包括：提供衬底，衬底具有第一表面和与第一表面相对的第二表面；在衬底的第二表面中形成多个凹槽，其中，每个凹槽的表面都是湿蚀刻的表面；在衬底的第一表面上形成多个感光器件；以及使用接合层将衬底接合至载体。根据本专利技术的一个实施例，使用接合层将衬底接合至载体的操作包括：在衬底的第二表面上形成接合层并且覆盖凹槽；以及通过接合层将衬底的第二表面接合至载体。根据本专利技术的一个实施例，在衬底的第二表面接合至载体的操作之后，执行形成感光器件的操作。根据本专利技术的一个实施例，在形成凹槽的操作之前，执行形成感光器件的操作；使用接合层将衬底接合至载体的操作包括：在衬底的第一表面上形成接合层并且覆盖感光器件，并且通过接合层将衬底的第一表面接合至载体；以及在衬底接合至载体的操作之后，执行形成凹槽的操作。根据本专利技术的一个实施例，在形成凹槽的操作之后，还包括：在衬底的第二表面上形成透明介电层并且覆盖凹槽；以及在透明介电层上形成钝化层。根据本专利技术的又一方面，提供了一种用于制造半导体器件的方法，该方法包括：提供衬底，衬底具有第一表面和与第一表面相对的第二表面；在衬底的第二表面中形成多个倒金字塔形的凹槽；在衬底的第一表面上形成多个感光器件；以及使用接合层将衬底接合至载体。根据本专利技术的一个实施例，使用接合层将衬底接合至载体的操作包括：在衬底的第二表面上形成接合层并且覆盖倒金字塔形的凹槽；以及通过接合层将衬底的第二表面接合至载体；以及在衬底的第二表面接合至载体的操作之后，执行形成感光器件的操作。根据本专利技术的一个实施例，在形成倒金字塔形的凹槽的操作之前，执行形成感光器件的操作；使用接合层将衬底接合至载体的操作包括：在衬底的第一表面上形成接合层并且覆盖感光器件，并且通过接合层将衬底的第一表面接合至载体；以及在衬底接合至载体的操作之后，执行形成倒金字塔形的凹槽的操作。根据本专利技术的一个实施例，在形成倒金字塔形的凹槽的操作之后，还包括：在衬底的第二表面上形成透明介电层并且覆盖倒金字塔形的凹槽；以及在透明介电层上形成钝化层。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更好地理解本专利技术的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减少。图1是根据各个实施例的半导体器件的示意性截面图。图2A是根据各个实施例的半导体器件的衬底的第二表面的示意性顶视图。图2B是根据各个实施例的半导体器件的衬底的第二表面的示意性三维视图。图3是根据各个实施例的半导体器件的示意性截面图。图4A至图4F是根据各个实施例的示出了用于在半导体器件的衬底的表面中制造凹槽的方法的中间阶段的示意性截面图。图5A至图5F是根据各个实施例的示出了用于制造半导体器件的方法的中间阶段的示意性截面图。图6是根据各个实施例的用于制造半导体器件的方法的流程图。图7A至图7F是根据各个实施例的示出了用于制造半导体器件的方法的中间阶段的示意性截面图。图8是根据各个实施例的用于制造半导体器件的方法的流程图。具体实施方式以下公开内容提供了许多不同实施例或实例，用于实现所提供主题的不同特征。以下将描述组件和布置的特定实例以简化本专利技术。当然，这些仅是实例并且不意欲限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方
或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例，也可以包括形成在第一部件和第二部件之间的附加部件使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。本文中使用的术语仅用于描述具体实施例，其不用于限制附加的权利要求。例如，除非另有限制，单数形式的术语“一”、或“这一”也可以表示复数形式。诸如“第一”和“第二”的术语用于描述各种器件、区域和层等，但是这样的术语仅用于区分一个器件与另一器件、一个区域与另一区域以及一个层与另一层。因此，在不背离要求保护的主题的精神的情况下，第一区域可以称为第二区域，并且其余由此类推。而且，本专利技术在各个实例中可以重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，并且其本身并不表示所讨论的实施例和/或配置之间的关系。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个所列的相关联项目的任何以及所有的组合。在用于制造CMOS图像传感器的典型工艺中，对半导体层执行干蚀刻操作，以在半导体层的表面上形成用于多次折射入射光的各个微结构，从而增大半导体层的光吸收率，由此提高CMOS图像传感器的量子效率和满阱容量。然而，在干蚀刻操作期间损坏半导体层的表面，使得CMOS图像传感器的白像素现象明显恶化。本专利技术的实施例涉及提供半导体器件和用于制造半导体器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：载体；衬底，位于所述载体上面，并且所述衬底具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，其中，所述衬底包括所述第二表面中的多个倒金字塔形的凹槽；多个感光器件，设置在所述衬底的所述第一表面上；以及接合层，设置在所述衬底与所述载体之间。

【技术特征摘要】
2015.04.16 US 14/688,9411.一种半导体器件，包括：载体；衬底，位于所述载体上面，并且所述衬底具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，其中，所述衬底包括所述第二表面中的多个倒金字塔形的凹槽；多个感光器件，设置在所述衬底的所述第一表面上；以及接合层，设置在所述衬底与所述载体之间。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述衬底包括华夫结构，所述华夫结构包括所述倒金字塔形的凹槽。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，每个所述倒金字塔形的凹槽的表面都是湿蚀刻的表面。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，每个所述倒金字塔形的凹槽的宽度、长度和深度中的每个都在从10nm至10000nm的范围内。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述接合层将所述衬底的所述第二表面接合至所述载体，并且所述倒金字塔形的凹槽与所述载体相对。6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建彰，黄为栋，许雁翔，叶玉隆，方俊杰，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71