具有压缩层的图像传感器制造技术

一种包含半导体衬底的图像传感器器件，该半导体衬底包括阵列区和暗电平校正区。该阵列区包含多个辐射感应像素。该暗电平校正区包含一个或多个参考像素。该衬底具有正面和背面。该图像传感器器件包括在衬底背面上形成的第一压缩应变层。该第一压缩应变层包含氧化硅，且带有负电荷。该第二压缩应变层包含氮化硅，且带有负电荷。在暗电平校正区的至少一部分上方形成金属屏蔽件。图像传感器器件包括在金属屏蔽件上和在第二压缩应变层上形成的第三压缩应变层。该第三压缩应变层包含氧化硅。通过该第三压缩应变层保护金属屏蔽件的侧壁。本发明专利技术提供具有压缩层的图像传感器。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种包含半导体衬底的图像传感器器件，该半导体衬底包括阵列区和暗电平校正区。该阵列区包含多个辐射感应像素。该暗电平校正区包含一个或多个参考像素。该衬底具有正面和背面。该图像传感器器件包括在衬底背面上形成的第一压缩应变层。该第一压缩应变层包含氧化硅，且带有负电荷。该第二压缩应变层包含氮化硅，且带有负电荷。在暗电平校正区的至少一部分上方形成金属屏蔽件。图像传感器器件包括在金属屏蔽件上和在第二压缩应变层上形成的第三压缩应变层。该第三压缩应变层包含氧化硅。通过该第三压缩应变层保护金属屏蔽件的侧壁。本专利技术提供具有压缩层的图像传感器。【专利说明】具有压缩层的图像传感器
本专利技术涉及一种半导体器件，具体而言，本专利技术涉及图像传感器。
技术介绍
集成电路(IC)技术不断地改进。这些改进常常涉及按比例缩小器件的几何尺寸从而实现更低的制造成本，更高的器件集成密度，更高的速度，和更好的性能。随着通过减小几何尺寸实现的优势，直接对IC器件做出改进。一种这样的IC器件是图像传感器器件。图像传感器器件包括用来检测光和记录所检测到的光的强度(亮度)的像素阵列(或网格)。像素阵列通过积累电荷对光作出响应，例如，光越多，电荷越高。于是在合适的应用如数字摄像机中使用电荷(如通过其它电路)来提供颜色和亮度。图像传感器器件的一种类型是背照式(BSI)图像传感器器件。BSI图像传感器器件用来感应投向衬底(其支撑图像传感器器件的图像传感电路)背面的光的量。像素网格位于衬底的正面，并且衬底足够薄从而使得投向衬底背面的光可到达像素网格。与前照式(FSI)图像传感器器件相t匕，BSI图像传感器器件提供高的填充因子和减少的破坏性干扰。由于器件缩小，不断地对BSI技术作出改进从而进一步提高BSI图像传感器器件的图像质量。尽管目前的BSI图像传感器器件和制造BSI图像传感器器件的方法通常足以达到预期目的，但是随着器件继续按比例缩小，它们并不能在各方面都尽如人意。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种半导体图像传感器器件，包括:半导体衬底，具有第一面和与所述第一面相对的第二面，所述衬底包含邻近所述第一面的多个辐射感应区；第一压缩层，设置在所述衬底的所述第二面上;第二压缩层，设置在所述第一压缩层上，其中所述第一压缩层和所述第二压缩层带负电荷。在上述图像传感器器件中，其中，所述第一压缩层包含氧化硅。在上述图像传感器器件中，其中，所述第二压缩层包含氮化硅。在上述图像传感器器件中，其中，所述第一压缩层的厚度在10埃至100埃的范围内。在上述图像传感器器件中，其中，所述第二压缩层的厚度在100埃至1000埃的范围内。在上述图像传感器器件中，其中，在所述第二压缩层的一部分上设置金属器件；以及在所述金属器件上设置第三压缩层。在上述图像传感器器件中，其中，在所述第二压缩层的一部分上设置金属器件；以及在所述金属器件上设置第三压缩层，其中，所述金属器件是可伸展的器件。在上述图像传感器器件中，其中，在所述第二压缩层的一部分上设置金属器件；以及在所述金属器件上设置第三压缩层，其中，所述金属器件在所述衬底的暗电平校正区上方设置，所述暗电平校正区包含至少一个参考像素。在上述图像传感器器件中，其中，在所述第二压缩层的一部分上设置金属器件；以及在所述金属器件上设置第三压缩层，其中，所述第二压缩层具有大于约-1 XIO9达因/平方厘米数量级的应力；以及所述第三压缩层具有大于约-2 X IO9达因/平方厘米数量级的应力。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种半导体图像传感器器件，包括:半导体衬底，具有正面和背面，所述衬底包括阵列区和暗电平校正区，其中所述阵列区包括邻近所述正面的多个辐射感应像素，且所述暗电平校正区包括邻近所述正面的一个或多个参考像素；第一压缩应变层，形成在所述衬底的背面上，所述第一压缩应变层带负电荷且包含氧化硅；第二压缩应变层，形成在所述衬底的背面上，所述第二压缩应变层带负电荷且包含氮化硅；金属屏蔽件，形成在所述第二压缩应变层上，其中在所述暗电平校正区的至少一部分上方形成所述金属屏蔽件，以及第三压缩应变层，形成在所述金属屏蔽件和所述第二压缩应变层上，其中通过所述第三压缩应变层保护所述金属屏蔽件的侧壁。在上述图像传感器器件中，其中，配置所述辐射感应像素以检测从所述背面进入所述衬底的光。在上述图像传感器器件中，其中，所述金属屏蔽件是可伸展器件。根据本专利技术的又一方面，还提供了一种制造半导体图像传感器器件的方法，包括:在半导体衬底中形成多个辐射感应元件，所述衬底包括暗电平校正区；在所述半导体衬底上方形成第一带负电荷的压缩层；在所述第一带负电荷的压缩层上方形成第二带负电荷的压缩层；在所述第二带负电荷的压缩层上形成金属器件，所述金属器件形成在所述衬底的所述暗电平校正区上方；以及在所述金属器件上和所述第二带负电荷的压缩层上形成第三压缩层。在上述方法中，其中:所述半导体衬底具有正面和背面；所述辐射感应元件可操作以感应从所述背面进入所述半导体衬底的光；以及所述第一压缩层形成在所述半导体衬底的所述背面的上方。在上述方法中，其中，所述暗电平校正区包含一个或多个参考像素。在上述方法中，其中，所述金属器件是可伸展器件。在上述方法中，其中:所述第一压缩层包含氮化硅；以及所述第二压缩层包含氧化硅。在上述方法中，其中，所述第二压缩层的一部分形成在所述金属器件的侧壁上。【专利附图】【附图说明】当结合附图进行阅读时，根据以下详细描述更好地理解本专利技术。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有按比例绘制。实际上，为清楚讨论起见，各种部件可以被任意地增大或减小。图1是根据本专利技术的各个方面制造图像传感器器件的方法的流程图；图2-图5是根据本专利技术的各个方面的处于不同制造阶段的图像传感器器件的示意性片段截面图。【具体实施方式】应当了解，为了实施本专利技术的不同部件，以下公开内容提供了许多不同的实施例或实例。在下面描述元件和布置的特定实例以简化本专利技术。当然这些仅仅是实例并不打算限定。再者，在下面的描述中第一部件在第二部件上或者上方的形成可以包括其中第一和第二部件以直接接触形成的实施例，并且也可以包括其中可以形成介入第一和第二部件中的其他部件，使得第一和第二部件不直接接触的实施例。为了简明和清楚，可以任意地以不同的比例绘制各种部件。图1示出根据本专利技术各个方面制造半导体图像传感器器件的方法10的流程图。参考图1，方法10开始于框12，其中在半导体衬底中形成多个辐射感应元件。该衬底包括暗电平校正区。方法10继续进行框14，其中在衬底上方形成第一压缩层。该方法10继续进行框16，其中在第一压缩层上形成金属器件。金属器件形成在衬底的暗电平校正区上方。方法10继续进行框18，其中在金属器件上和第一压缩层上形成第二压缩层。应该理解，在图1的方法10之前，之中或之后可以实施其他工艺步骤。但为简明起见，这里并不详细描述这些其他工艺步骤。图2至图5是根据图1的方法10的各个方面的处于不同制造阶段的图像传感器器件30的示意性片段截面图。在一些实施例中，图像传感器器件30是背照式(BSI)图像传感器。图像传感器器件30包括用于感应和记录射向图像传感器器件30背面的辐射(或光)的强度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体图像传感器器件，包括：半导体衬底，具有第一面和与所述第一面相对的第二面，所述衬底包含邻近所述第一面的多个辐射感应区；第一压缩层，设置在所述衬底的所述第二面上；第二压缩层，设置在所述第一压缩层上，其中所述第一压缩层和所述第二压缩层带负电荷。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：曹钧涵，赖志育，黄志辉，吴政达，杜友伦，王俊智，丁世汎，蔡嘉雄，
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：