包含图像感测元件的装置及图像感测元件的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种包含图像感测元件的装置及图像感测元件的制造方法，该装置包括：一基底，具有一前侧及一背侧；一第一光线感测元件及一第二光线感测元件，设置于该基底之中，该第一及第二光线感测元件用以检测透过该背侧进入该基底的光波；以及一抗反射涂布层，具有一第一折射系数，且设置于该基底的该背侧上，该抗反射涂布层具有一第一脊状结构及一第二脊状结构，分别设置于该第一光线感测元件及第二光线感测元件之上；其中该第一脊状结构及第二脊状结构由一物质所分离，该物质具有一第二折射系数，该第二折射系数小于该第一折射系数。本发明专利技术能够缩减光学干扰并增进量子效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体元件，尤其涉及半导体图像感测元件(semiconductorimage sensor device)。
技术介绍
半导体图像传感器(semiconductor image sensor)用以感测辐射，例如光线。 互补式金属氧化物半导体(CM0Q图像传感器(CIQ及电荷耦合元件(charge-coupled device，CCD)传感器广泛地用于许多应用，例如静态数字相机(digital still camera)或移动电话相机(mobile phone camara)的应用。这些装置利用基底中的像素阵列(array of pixels)，包括光电二极管(photodiodes)及晶体管，其可吸收朝基底投射的光线 (radiation)，并将所感测的光线转换为电性信号(electrical signals)。背照式(back side illuminated，BSI)图像感测元件为图像感测元件的一种类型。一些现存的背照式图像感测元件工艺遭遇高程度的光学干扰噪声(optical cross-talk noise)。光学干扰噪声降低背照式图像感测元件的效能，因而是不受欢迎的。 其他现存的背照式图像感测元件工艺可具有稍微可接受的光学干扰噪声，但可能取而代之地造成低程度的量子效率(quantumefficiency)。低量子效率与背照式图像感测元件的低信号噪声比(signal-to-noise ratio)有关。低信号噪声比本身显示背照式图像感测元件的敏感度(sensitivity)低落，这也是不受欢迎的。因此，虽然现存制作背照式图像感测元件的方法一般对于它们的预期的目的而言已足够，但尚未在所有的方面完全满足。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术一实施例提供一种包含图像感测元件的装置，包括一基底，具有一前侧及一背侧；一第一光线感测元件及一第二光线感测元件，设置于该基底之中，该第一及第二光线感测元件用以检测透过该背侧进入该基底的光波；以及一抗反射涂布层，具有一第一折射系数，且设置于该基底的该背侧上，该抗反射涂布层具有一第一脊状结构及一第二脊状结构，分别设置于该第一及第二光线感测元件之上；其中该第一及第二脊状结构由一物质所分离，该物质具有一第二折射系数，该第二折射系数小于该第一折射系数。本专利技术一实施例提供一种包含图像感测元件的装置，包括一基底，具有一前表面及一背表面；多个图像感测区，形成于该基底之中，每一所述多个图像感测区用以感测透过该背表面朝所述多个图像感测区投射的光线；以及多个抗反射结构，形成于该基底的该背表面之上，每一所述多个抗反射结构对齐其中一所述多个光线感测区，每一所述多个抗反射结构借由一材料而与相邻的其他所述多个抗反射结构分离，该材料具有一折射系数，低于每一所述多个抗反射结构的折射系数。本专利技术一实施例提供一种制造图像感测元件的方法，包括提供一基底，具有一前表面及一背表面；于该基底中形成多个光线感测区，每一所述多个光线感测区用以感测穿过该背表面朝所述多个光线感测区投射的光线；于该基底的该前表面上形成一内连线结构；自该背表面薄化该基底；以及于该基底的该背表面上形成多个抗反射结构，每一所述多个抗反射结构对齐其中一所述多个光线感测区，所述多个抗反射结构由一材料所分离， 该材料具有一折射系数，小于每一所述多个抗反射结构的折射系数。相较于公知的背照式图像感测元件，本专利技术所揭示的实施例提供许多优点。其中一优点为缩减的光学交互干扰。如上所述，在公知的背照式图像感测元件中，入射光线可能不预期地由邻近像素所吸收，其导致不希望发生的光学交互干扰。在此，抗反射结构 210A-210C相较于邻近材质(例如，物质)具有较高的折射系数，其导致入射光线可能发生全反射。因此，预期中入射至一像素的光线仍会由所预期的像素吸收。在此情形下，光学交互干扰可实质缩减。此外，物质非反射材料。因此，即使当光线入射于物质的背表面上时(例如，光波)，光线将仍可穿过物质而被预期的像素所吸收，不会朝远离图像传感器的方向反射。若入射光被反射远离该图像传感器，将造成量子效率的损失。因此，本专利技术所揭示的实施例所提供的另一优点为增进的量子效率，因大抵无不希望的反射所造成的光线损失。附图说明图1显示根据本专利技术一实施例，制作半导体元件的方法的流程图2-图7显示根据图1的方法所制作的一实施例，制作半导体元件的一系列工艺局部剖面图8显示根据图1的方法所制作的另一实施例的半导体元件局部剖面图9显示根据图1的方法的又一实施例的半导体元件局部剖面图。上述附图中的附图标记说明如下11 --方法；13、15、17 步骤；30 --图像感测元件；32 --基底；34 --前侧；36 --背侧；38 -厚度；50、51、52 像素；60、61、62、63 隔离结构；90、91、92 光线感测区；100 离子注入工艺；140 内连线结构；150 缓冲层；160 承载基板；170 薄化工艺；180 厚度；200 介电层；210 抗反射涂布层；210A、210B、210C 抗反射结构；220 厚度；230、231、232、233 开口；240 宽度；250 物质；260AJ60BJ65AJ65B 光波；270 入射角；280 物质；290、291、292 彩色滤光层；300、301、302 微透镜；320,350 背照式图像感测元件。具体实施例方式以下将详细说明本专利技术实施例的制作与使用方式。然应注意的是，本专利技术提供许多可供应用的专利技术概念，其可以多种特定类型实施。文中所举例讨论的特定实施例仅为制造与使用本专利技术的特定方式，非用以限制本专利技术的范围。此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本专利技术，不代表所讨论的不同实施例及 /或结构之间具有任何关连性。再者，当述及一第一材料层位于一第二材料层上或之上时， 包括第一材料层与第二材料层直接接触或间隔有一或更多其他材料层的情形。为了简单与清楚化，许多结构可能会绘成不同的尺寸。显示于图1的是用以根据本专利技术一实施例制作背照式图像感测元件的方法11的流程图。请参照图1，方法11开始于步骤13，提供具有前表面及背表面的基底。方法11继续进行至步骤15，于基底中形成多个光线感测区(radiation sensing region)。每一光线感测区可用以感测自背表面朝光线感测区投射的光线。方法11继续进行至步骤17，于基底的背表面上形成多个抗反射结构(anti-reflective features)。每一抗反射结构近乎对齐于其中一光线感测区。每一抗反射结构借由一材料而与相邻的抗反射结构分离，该材料具有较每一抗反射结构的折射系数(refractive index)还低的折射系数。图2-图7显示根据图1的方法11的一实施例，制作背照式图像感测元件30的一系列工艺局部剖面图。应了解的是，图2-7已简化以更佳地了解本说明书的专利技术。请参照图2，背照式图像感测元件30包括基底32，其也称为元件基底(device substrate)。基底32为掺杂有P型掺质(p-type dopant)的硅基底(例如掺杂硼)，在此情形下，基底32为P型基底(p-type substrate)。或者，基底32可为其他本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种包含图像感测元件的装置，包括：一基底，具有一前侧及一背侧；一第一光线感测元件及一第二光线感测元件，设置于该基底之中，该第一及第二光线感测元件用以检测透过该背侧进入该基底的光波；以及一抗反射涂布层，具有一第一折射系数，且设置于该基底的该背侧上，该抗反射涂布层具有一第一脊状结构及一第二脊状结构，分别设置于该第一及第二光线感测元件之上；其中该第一及第二脊状结构由一物质所分离，该物质具有一第二折射系数，该第二折射系数小于该第一折射系数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：庄俊杰，杨敦年，刘人诚，周耕宇，王文德，陈保同，
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：71