形成具有深沟槽隔离结构的图像传感器件的机制的制作方法
【专利摘要】本发明提供了形成图像传感器件的机制的实施例。该图像传感器件包括具有正面和背面的衬底。该图像传感器件还包括用来检测穿过背面进入衬底的入射辐射的可操作的辐射感测区。图像传感器件还包括形成在衬底中并且邻近辐射感测区的掺杂的隔离区。此外，该图像传感器件包括形成在掺杂的隔离区中的深沟槽隔离结构。深沟槽隔离结构包括从背面延伸的沟槽和覆盖沟槽的带负电荷的膜。本发明涉及形成具有深沟槽隔离结构的图像传感器件的机制。
【专利说明】形成具有深沟槽隔离结构的图像传感器件的机制
【技术领域】
[0001] 本发明涉及形成具有深沟槽隔离结构的图像传感器件的机制。
【背景技术】
[0002] 半导体图像传感器用于感测诸如光的辐射。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)传感器广泛用于各种应用中，诸如数码相机或手机摄 像头应用。这些器件使用位于衬底中的像素阵列，这些器件包括光电二极管和晶体管以吸 收投射向衬底的辐射并且将感测到的辐射转化为电信号。
[0003] 背照式（BSI)图像传感器件是图像传感器件中的一种类型。BSI图像传感器件用 于感测投射到衬底（支持BSI图像传感器件的图像传感器电路）的背侧表面的光的量。像 素栅格位于衬底的正侧，并且衬底足够薄从而使投射到衬底背侧的光能够到达像素栅格。 与前照式（FSI)图像传感器件相比，BSI图像传感器件提供了高填充因数且降低了相消干 扰。尽管现有的BSI图像传感器件和制造这些BSI图像传感器件的方法通常已能够满足其 预期的目的，但是随着器件尺寸的不断缩放，它们并非在所有方面都尽如人意。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种图像传感 器件，包括：衬底，具有正面和背面；辐射感测区，可操作以检测穿过所述背面进入所述衬 底的入射辐射；掺杂的隔离区，形成在所述衬底中并且邻近所述辐射感测区；以及深沟槽 隔离结构，形成在所述掺杂的隔离区中，所述深沟槽隔离结构包括：沟槽，从所述背面延伸 至所述掺杂的隔离区内；和带负电荷的膜，覆盖所述沟槽的内表面。
[0005] 在上述图像传感器件中，所述辐射感测区和所述掺杂的隔离区具有不同的掺杂极 性。
[0006] 在上述图像传感器件中，所述带负电荷的膜选自由富氧氧化硅、高k金属氧化物 和氮化硅组成的组。
[0007] 在上述图像传感器件中，所述带负电荷的膜的厚度在从约Inm至约500nm的范围 内。
[0008] 在上述图像传感器件中，进一步包括：形成在所述掺杂的隔离区中且并接近所述 正面的隔离部件。
[0009] 在上述图像传感器件中，其中，所述沟槽从所述背面延伸，但是没有到达所述隔离 部件。
[0010] 在上述图像传感器件中，进一步包括：形成在所述衬底的背面上方的介电材料。
[0011] 在上述图像传感器件中，所述带负电荷的膜以共形的方式覆盖所述沟槽，并且所 述介电材料填充所述沟槽。
[0012] 在上述图像传感器件中，进一步包括：形成在所述衬底的背面上方的反射块，所述 反射块与所述深沟槽隔离结构对齐。
[0013] 在上述图像传感器件中，位于所述背面的所述反射块的宽度基本等于或大于位于 所述背面的所述深沟槽隔离结构的宽度。
[0014] 在上述图像传感器件中，进一步包括：覆盖所述反射块的透明填充层。
[0015] 根据本发明的另一方面，还提供了一种图像传感器件，包括：衬底，具有正面和背 面；多个辐射感测区，形成在所述衬底中；多个掺杂的隔离区，形成在所述衬底中，其中，每 对相邻的辐射感测区通过一个相应的掺杂的隔离区彼此间隔开；多个沟槽，从所述背面延 伸至所述掺杂的隔离区内；带负电荷的膜，覆盖所述沟槽的内表面；介电材料，位于所述带 负电荷的膜上方并且填充所述沟槽；以及反射栅格，形成在所述衬底的背面上方，其中，每 块所述反射栅格与一个相应的沟槽对齐。
[0016] 在上述图像传感器件中，进一步包括：形成在所述衬底中并且邻近所述正面的隔 离部件，其中，所述多个沟槽中的每一个都延伸至超过所述衬底的厚度的一半的位置处，但 是没有到达所述隔离结构。
[0017] 在上述图像传感器件中，进一步包括：位于所述正面上方的互连结构和载具衬底， 其中，所述载具衬底通过所述互连结构接合至所述衬底。
[0018] 根据本发明的又一方面，还提供了一种制造图像传感器件的方法，包括：提供具有 正面和背面的衬底；形成邻近所述正面的辐射感测区和掺杂的隔离区，所述掺杂的隔离区 邻近所述辐射感测区；从所述背面在所述掺杂的隔离区中形成沟槽；以及在所述背面上方 形成带负电荷的膜以覆盖所述沟槽的内表面。
[0019] 在上述方法中，所述带负电荷的膜以共形的方式覆盖所述沟槽。
[0020] 在上述方法中，进一步包括：在形成所述带负电荷的膜之后，在所述背面上方形成 介电层以填充所述沟槽。
[0021] 在上述方法中，进一步包括：在所述介电层上形成反射块，所述反射块与所述沟槽 对齐。
[0022] 在上述方法中，进一步包括：形成覆盖所述反射块的透明填充层并且提供光滑的 表面。
[0023] 在上述方法中，进一步包括：在形成所述掺杂的隔离区和所述辐射感测区之前，形 成接近所述正面的隔离部件，其中，所述掺杂的隔离区与所述隔离部件对齐。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 为了更全面地理解本发明及其优势，现将结合附图所进行的以下描述作为参考， 其中：
[0025] 图1根据一些实施例示出了用于制造图像传感器件的方法的流程图。
[0026] 图2至图9是根据一些实施例的图像传感器件在各个制造阶段中的示意性局部截 面图。
【具体实施方式】
[0027] 以下公开内容提供了许多用于实施本发明的不同特征的不同实施例或实例。以下 描述部件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这仅仅是实例，并不是用于限制本发明。 此外，以下描述中在第二工艺之前执行第一工艺可以包括在第一工艺之后直接执行第二工 艺的实施例，并且也可以包括在第一工艺和第二工艺之间可以执行额外的工艺的实施例。 为了简化和清晰的目的，各个部件可以以不同比例任意绘制。此外，在以下描述中，第一部 件形成在第二部件上方或者上可以包括第一部件与第二部件以直接接触的方式形成的实 施例，并且还可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部 件和第二部件不直接接触的实施例。另外，在各个附图和实施例中，通过相同或相似的参考 标号表示相同的元件。
[0028] 根据本发明的图像传感器件是背照式（BSI)图像传感器件。该BSI图像传感器件 包括电荷耦合器件（CCD)、互补金属氧化物半导体（CMOS)图像传感器（CIS)、有源像素传感 器（APS)或无源像素传感器。该图像传感器件可以包括邻近像素栅格提供的额外的电路和 输入/输出，以提供像素的操作环境并用于支持像素与外部的交流。
[0029] 图1根据一些实施例示出了用于制造图像传感器件的方法的流程图。参考图1，该 方法10开始于框11，其中，提供了具有正面和背面的衬底。该衬底包括辐射感测区和邻近 辐射感测区的掺杂的隔离区。方法10继续进行到框13,其中，形成了深沟槽隔离结构。深 沟槽隔离结构包括从背面延伸的沟槽和覆盖沟槽的带负电荷的膜。方法10继续进行到框 15,在深沟槽隔离结构上方形成反射块。
[0030] 图2至图9是根据一些实施例的图像传感器件在各个制造阶段中的示意性局部截 面图。应该理解，为了更好的理解本发明的实施例，已经对图2至图9进行了简化。
[0031] 参考图2,图像传感器件100包括衬底102。衬底102是器件衬底。衬底102可以 是半导体衬底。衬底102可以是用诸如硼的P型掺杂剂掺杂的硅衬底，在这种情况下，衬底 102是P型衬底。可选地，衬底102可以是另一种合适的半导体材料。例如，衬底102可以 是用诸如磷或砷的N型掺杂剂掺杂的硅衬底，在这种情况下，衬底是N型衬底。衬底102可 以包括诸如锗或金刚石的其他元素半导体材料。衬底102可以可选择地包括化合物衬底和 /或合金半导体。进一步地，衬底102可以包括外延层（印i层），衬底102可以是应变的以 用于性能增强，并且衬底102可以包括绝缘体上硅（SOI)结构。
[0032] 衬底102具有正面104 (也称作正侧）和背面106 (也称作背侧）。对于诸如图像 传感器件100的BSI图像传感器件，入射辐射穿过背面106进入衬底102。在一些实施例 中，衬底102的厚度在从约500μm至约IOOOym的范围内。根据一些实施例，使用前端工 艺制造衬底102。例如，衬底102包括各个区，其可以包括像素区、外围区、接合焊盘区和划 线区。为了简化的目的，在图2至图9中仅示出了像素区的一部分。
[0033] 像素区包括辐射感测区108和掺杂的隔离区110。辐射感测区108被掺杂后的掺杂 极性与衬底102被掺杂后的掺杂极性相反。通过一种或多种注入工艺或扩散工艺形成辐射 感测区108。辐射感测区108形成为邻近或接近衬底102的正面104。尽管在图2中仅示出了 像素区的一部分，但是像素区还可以包括固定层光电二极管（pinnedlayerphotodiode)、 光电二极管栅极、复位晶体管、源极跟随器晶体管和传输晶体管。为了简化的目的，在本发 明的附图中没有示出以上部件的详细结构。
[0034] 可操作辐射感测区108来感测从背面106进入像素区的入射辐射。入射辐射可以 是可见光。可选地，入射辐射可以是红外线（IR)、紫外线（UV)、X射线、微波、其他合适类型 的辐射或它们的组合。
[0035] 根据一些实施例，掺杂的隔离区110邻近于辐射感测区108。掺杂的隔离区110形 成为邻近或接近正面104。每对相邻的辐射感测区108通过一个相应的掺杂的隔离区110 彼此间隔开。掺杂的隔离区110被掺杂后的掺杂极性与衬底102被掺杂后的掺杂极性相同。 在一些实施例中，掺杂的隔离区110的掺杂浓度大于衬底102的掺杂浓度。例如，掺杂的隔 离区110的掺杂浓度可以在从约1E16每立方厘米至约1E20每立方厘米的范围内。通过一 种或多种注入工艺或扩散工艺形成掺杂的隔离区110。
[0036] 如图2中所示，根据一些实施例，在掺杂的隔离区110中形成隔离部件112。隔离 部件112形成为邻近或接近衬底102的正面104。在一些实施例中，隔离部件112用于限定 辐射感测区108和掺杂的隔离区110的预定区。因此，可以在形成辐射感测区108和掺杂 的隔离区110之前形成隔离部件112。在一些实施例中，掺杂的隔离区110与隔离部件112 对准。
[0037] 隔离部件112包括浅沟槽隔离（STI)结构和/或硅的局部氧化（LOCOS)结构。在 一些实施例中，根据设计需要和制造关注点，在掺杂的隔离区110中形成诸如MOSFET或结 电容器的一些有源或无源部件。通过隔离部件112环绕并保护掺杂的隔离区110中的有源 或无源部件。隔离部件112的厚度大于掺杂的隔离区110中的有源或无源部件的厚度。在 一些实施例中，隔离部件112的厚度在从约100埃至约5000埃的范围内。
[0038] 在一些实施例中，通过从正面104在衬底102中形成沟槽并且在沟槽内填充介电 材料来形成隔离部件112。介电材料可以包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、低k材料或其他合 适的介电材料。可以实施化学机械抛光（CMP)工艺以平坦化填充沟槽的介电材料的表面。
[0039] 如图2中所示，图像传感器件100还可以包括形成在衬底102的正面104上方的 互连结构114。互连结构114包括多个图案化的介电层和连接到图像传感器件100的各种 掺杂部件、电路和输入/输出的导电层。互连结构114包括中间层电介质（ILD)和多层互 连（MLI)结构。MLI结构包括接触件、通孔和金属线。为了说明的目的，在图2中示出了多 个导线116和通孔/接触件118,应该理解，导线116和通孔/接触件118仅仅是示例性的。 可以根据设计需要和制造关注点改变导线116和通孔/接触件118的实际位置和配置。
[0040] 参考图3,根据一些实施例，在互连结构114上形成缓冲层120。缓冲层120可以 包括诸如氧化硅的介电材料。可选地，缓冲层120可以包括氮化硅。可以通过化学汽相沉 积（CVD)、物理汽相沉积（PVD)或其他合适的技术沉积缓冲层120。可以通过CMP工艺平坦 化缓冲层120以形成光滑的表面。
[0041] 然后，通过缓冲层120将载具衬底122与衬底102接合。因此，可以对衬底102的 背面106实施处理。在一些实施例中，载具衬底122类似于衬底102,并且包括娃材料。可 选地，载具衬底122可以包括玻璃衬底或其他合适的材料。可以通过分子力（直接接合）、 光学融合接合、金属扩散接合、阳极接合或通过其他合适的接合技术将载具衬底122接合 至衬底102。缓冲层120在衬底102和载具衬底122之间提供电隔离。载具衬底122为形 成在衬底102的正面104上的各种部件提供保护。如下文所述，载具衬底122还提供机械 强度和支持以便处理衬底102的背面106。
[0042] 在接合载具衬底122之后，然后实施减薄工艺以从背面106减薄衬底102。减薄 工艺可以包括机械研磨工艺。之后，在衬底102的背面106上方施加蚀刻化学剂以进一步 将衬底102减薄至数微米级的厚度。在一些实施例中，衬底102在减薄之后的厚度在约从 1μm至约100μm的范围内。
[0043] 普通的图像传感器件缺陷包括光串扰、电串扰和暗电流。随着图像像素尺寸和相 邻的图像像素之间的间隔的不断减小，缺陷变得更加严重。光串扰是指来自相邻像素的光 子干扰，其降低了像素的光感测可靠性和精度的。暗电流可以限定为当不存在实际照明时 存在的像素电流。换言之，暗电流是当没有光子进入光电二极管时流过光电二极管的电流。 白色像素出现在过量的电流泄漏引起来自像素的不正常的高信号的位置。在图3中示出的 图像传感器件100中，掺杂的隔离区110具有与辐射感测区108相反的掺杂极性以减少暗 电流和白色像素缺陷。然而，单独的掺杂的隔离区110不能足够有效地避免暗电流和白色 像素缺陷。此外，由于辐射感测区108和掺杂的隔离区110的折射率相似，所以掺杂的隔离 区110不能够解决光串扰。
[0044] 参考图4,对衬底102的背面106实施蚀刻工艺以形成多个开口 124 (或沟槽/凹 槽）。蚀刻工艺包括干蚀刻工艺。在实施蚀刻工艺之前可以形成蚀刻掩模（例如硬掩模，本 文中未示出）。在衬底102的背面106处的每个开口 124具有宽度1。宽度W1可以小于或 基本等于掺杂的隔离区110的宽度。开口 124可以具有矩形、梯形或其他合适的形状。在 一些实施例中，每个开口 124都延伸到超出衬底102厚度的一半的位置处但是没有到达隔 离部件112。因此，由隔离部件112环绕的有源或无源部件不会被蚀刻工艺所破坏。在一些 实施例中，从衬底102的背面106测得的开口 124的深度在约Ιμπι至约10μπι的范围内。 在不使用蚀刻停止层的情况下，可以通过时间控制调节开口 124的深度。这些开口 124用 于形成深沟槽隔离（DTI)结构，将在下文对此进行更详细的讨论。
[0045] 参考图5,根据一些实施例，在衬底102的背面106上方形成带负电荷的膜126。带 负电荷的膜126可以共形地覆盖背面106,包括以共形的方式覆盖开口 124的内表面。带负 电荷的膜126比传统的介电层具有更全面（agreateroverall)的负电荷。负电荷增加了 在带负电荷的膜126的界面处的空穴累积，并且在带负电荷的膜126和环绕辐射感测区108 的衬底102的掺杂的隔离区（即，p型）110之间的界面处或接近该界面处产生耗尽区。耗 尽区减少了暗电流和/或白色像素。
[0046] 根据一个或多个实施例，带负电荷的膜126是高k金属氧化物。高k金属氧化物 可以是氧化铪、氧化错、氧化锫、氧化镁、氧化興、氧化钇、氧化钽、氧化银、氧化钛、氧化镧、 氧化钡或可以使用现有的半导体沉积技术形成高k膜的其他金属氧化物。可以使用CVD工 艺或PVD工艺沉积高k金属氧化物。CVD工艺可以是包括ICPECVD的等离子体增强化学汽 相沉积（PECVD)、低压化学汽相沉积（LPCVD)、或等离子体或非等离子体原子层沉积（ALD)。 可以通过改变包括各种流速和功率参数的工艺参数调节这些工艺以利于负电荷的累积，并 且可以在膜沉积之后包含处理步骤以增加负电荷。产生的高k金属氧化物膜可以具有带负 电荷的间隙氧原子和/或动摇（dangling) /破坏金属氧化物接合的富氧成分，这两种情况 都会导致负电荷累积。累积的负电荷可以在约5E9/cm2至约lE14/cm2的范围内，或大于约 ΙΕΙΟ/cm2。换言之，该层的总电荷（Qtot)在约-5E9/cm2至约-lE14/cm2的范围内，或小于 约-lE10/cm2。
[0047] 根据其他实施例，带负电荷的膜126是氮化硅或氮化物电介质。氮化物材料可以 是富氮的氮化硅或其他富氮的介电膜，诸如氮化钽、氮化钛、氮化铪、氮化铝、氮化镁或可以 使用现有的半导体沉积技术形成的其他金属氮化物。可以使用CVD技术或PVD技术沉积氮 化物材料。CVD工艺可以是包括ICPECVD的PECVD、LPCVD、或等离子体或非等离子体ALD。 在一些实施例中，带负电荷的膜是等离子体氮化材料。在之后处理中的膜沉积期间或之后， 如果通过使用等离子体的含氮离子来使用非等离子体沉积技术，就可以发生等离子体氮 化。等离子体氮化产生具有累积的负电荷的富氮膜。在一些实施例中，通过利用氨的热处 理或等离子体处理来增加负电荷。累积的负电荷在约lE9/cm2至约lE13/cm2范围内，或大 于约5E9/cm2。换言之，该层的总电荷（Qtot)在约-lE9/cm2至约-lE13/cm2范围内，或小 于约-5E9/cm2。在一些实施例中，带负电荷的膜126的厚度在约Inm至约500nm的范围内。 在一些其他实施例中，带负电荷的膜126的厚度在约Inm至约IOOnm的范围内。
[0048] 之后，参考图6,根据一些实施例，在衬底102的背面106上方沉积介电材料128。 介电材料128填充开口 124的剩余空间。在一些实施例中，介电材料128包括氧化硅、氮化 硅、氮氧化硅、旋涂玻璃（SOG)、低k电介质、或其他合适的其他材料。可以通过CVD、PVD、或 其他合适的沉积技术沉积介电材料128。在一些实施例中，减薄并平坦化位于开口 124外侧 的介电材料128的一部分。在以下讨论中，将开口 124和位于开口 124中的部分带负电荷 的膜126和部分介电材料128 -起称为深沟槽隔离结构130。
[0049] 之后，参考图7,根据一些实施例，在衬底102上方形成反射栅格132。例如，在介 电材料128上形成反射栅格132。每块反射栅格132都与相应的深沟槽隔离结构130中的 一个对齐。在一些实施例中，由诸如铝、钨、铜、钽、钛、它们的合金或它们的组合的金属材料 形成反射栅格132。每块反射栅格132可以具有矩形、倒梯形、倒三角形或其他合适的形状。 在一些实施例中，每块反射栅格132的厚度T在约丨〇〇A到约丨5000A的范围内。通过 合适的沉积工艺并且然后进行图案化来形成反射栅格132。沉积工艺包括电镀、溅射、CVD、 PVD或其他合适的沉积技术。CVD工艺可以是包括ICPECVD的PECVD、LPCVD、或者等离子体 或非等离子体ALD。
[0050] 在一些实施例中，位于背面106的每块反射栅格132具有宽度W2。例如，宽度W2在 IOnm至IOOOnm的范围内。宽度W2基本等于或大于深沟槽隔离结构130的宽度W1以覆盖 深沟槽隔离结构130。因此，反射栅格132防止几乎垂直的入射辐射传输至深沟槽隔离结构 130内。可以将传输至深沟槽隔离结构130内的几乎垂直的入射辐射折射到邻近的辐射感 测区108,并且将会出现不期望的光串扰。
[0051] 之后，参考图8,根据一些实施例，在衬底102的背面106上方沉积透明填充层 134。透明填充层134可以由氧化硅、氮化硅或合适的聚合物制成，并且可以通过诸如CVD、 PVD、或它们的组合的合适的技术形成。在一些实施例中，透明填充层134的厚度大于反射 栅格132的厚度。因此，透明填充层134覆盖反射栅格132并且提供光滑的表面。例如，透 明填充层134的厚度在约10埃至约1000埃的范围内。在一些实施例中，透明填充层134用 作图像传感器件100的抗反射层。抗反射层用于降低投射向图像传感器件100的背面106 的入射辐射的反射。
[0052] 之后，参考图9,根据一些实施例，在透明填充层134上方形成滤色镜层136。滤色 镜层136提供对在特定范围内的波长的入射辐射的过滤，其可以对应于例如，红色、绿色或 蓝色的特定颜色的光。可以使用滤色镜层136以只允许具有预定颜色的光到达辐射感测区 108。之后，在滤色镜层136上方形成微透镜层138,以引导入射辐射朝向辐射感测区。可 以根据微透镜层138使用的材料的折射率和/或微透镜层138与辐射感测区108之间的距 离将微透镜层138定位成各种布置并且使其具有各种形状。可选地，可以颠倒滤色镜层136 和微透镜层138的位置，从而可以将微透镜层138设置在衬底102的背面106和滤色镜136之间。
[0053] 本发明描述了用于形成图像传感器件的机制的实施例。深沟槽隔离结构（形成于 衬底的背面并且包括带负电荷的膜）可以进一步减少暗电流和白色像素。此外，形成在深 沟槽隔离结构上方的反射栅格可以防止入射辐射传输至深沟槽隔离结构内。因此，还减少 或避免了光子串扰缺陷。
[0054] 根据一些实施例，提供了一种图像传感器件。该图像传感器件包括具有正面和背 面的衬底。该图像传感器件还包括可操作的辐射感测区以检测穿过背面进入衬底的入射辐 射。该图像传感器件还包括形成在衬底中并且邻近辐射感测区的掺杂的隔离区。此外，该 图像传感器件包括形成在掺杂的隔离区中的深沟槽隔离结构。该深沟槽隔离结构包括从背 面延伸至掺杂的隔离区内的沟槽和覆盖沟槽的内表面的带负电荷的膜。
[0055] 根据一些实施例，提供了一种图像传感器件。该图像传感器件包括具有正面和背 面的衬底。该图像传感器件还包括形成在衬底中的多个辐射感测区。该图像传感器件还包 括形成在衬底中的多个掺杂的隔离区。每对相邻的辐射感测区通过一个相应的掺杂的隔离 区彼此间隔开。此外，该图像传感器件包括从背面延伸至掺杂的隔离区内的多个沟槽。该 图像传感器件还包括覆盖沟槽的内表面的带负电荷的膜和位于带负电荷的膜上方并且填 充沟槽的介电材料。该图像传感器件还包括形成在衬底的背面上方的反射栅格，并且每块 反射栅格与一个相应的沟槽对齐。
[0056] 根据一些实施例，提供了一种制造图像传感器件的方法。该方法包括提供具有正 面和后面的衬底。该方法还包括形成邻近正面的辐射感测区和掺杂的隔离区，并且掺杂的 隔离区邻近辐射感测区。该方法还包括从背面在掺杂的隔离区中形成沟槽。此外，该方法 还包括在背面上方形成覆盖沟槽的内表面的带负电荷的膜。
[0057] 尽管已经详细地描述了本发明的实施例及其优势，但应该理解，在不背离所附权 利要求限定的本发明主旨和范围的情况下，可以对本发明做各种不同的改变，替换和更改。 例如，本领域普通技术人员将容易理解，在保持在本发明的范围内的情况下，可以改变本文 描述的多个特征、功能、工艺和材料。而且，本申请的范围并不仅限于本说明书中描述的工 艺、机器、制造、材料组分、手段、方法和步骤的特定实施例。作为本领域普通技术人员应理 解，根据本发明，可以使用现有的或今后将开发的、用于与根据本发明所描述的相应实施例 执行基本相同的功能或获得基本相同结果的工艺、机器、制造、材料组分、手段、方法或步 骤。因此，附加的权利要求旨在将这些工艺、机器、制造、材料组分、手段、方法或步骤包括在 它们的范围内。
【权利要求】
1. 一种图像传感器件，包括： 衬底，具有正面和背面； 辐射感测区，可操作以检测穿过所述背面进入所述衬底的入射辐射； 掺杂的隔离区，形成在所述衬底中并且邻近所述辐射感测区；以及 深沟槽隔离结构，形成在所述掺杂的隔离区中，所述深沟槽隔离结构包括： 沟槽，从所述背面延伸至所述掺杂的隔离区内；和 带负电荷的膜，覆盖所述沟槽的内表面。
2. 根据权利要求1所述的图像传感器件，其中，所述辐射感测区和所述掺杂的隔离区 具有不同的掺杂极性。
3. 根据权利要求1所述的图像传感器件，其中，所述带负电荷的膜选自由富氧氧化硅、 高k金属氧化物和氮化硅组成的组。
4. 根据权利要求1所述的图像传感器件，其中，所述带负电荷的膜的厚度在从约lnm至 约500nm的范围内。
5. 根据权利要求1所述的图像传感器件，进一步包括：形成在所述掺杂的隔离区中且 并接近所述正面的隔离部件。
6. 根据权利要求5所述的图像传感器件，其中，所述沟槽从所述背面延伸，但是没有到 达所述隔离部件。
7. 根据权利要求1所述的图像传感器件，进一步包括：形成在所述衬底的背面上方的 介电材料。
8. 根据权利要求7所述的图像传感器件，其中，所述带负电荷的膜以共形的方式覆盖 所述沟槽，并且所述介电材料填充所述沟槽。
9. 一种图像传感器件，包括： 衬底，具有正面和背面； 多个辐射感测区，形成在所述衬底中； 多个掺杂的隔离区，形成在所述衬底中，其中，每对相邻的辐射感测区通过一个相应的 掺杂的隔离区彼此间隔开； 多个沟槽，从所述背面延伸至所述掺杂的隔离区内； 带负电荷的膜，覆盖所述沟槽的内表面； 介电材料，位于所述带负电荷的膜上方并且填充所述沟槽；以及 反射栅格，形成在所述衬底的背面上方，其中，每块所述反射栅格与一个相应的沟槽对 齐。
10. -种制造图像传感器件的方法，包括： 提供具有正面和背面的衬底； 形成邻近所述正面的辐射感测区和掺杂的隔离区，所述掺杂的隔离区邻近所述辐射感 测区； 从所述背面在所述掺杂的隔离区中形成沟槽；以及 在所述背面上方形成带负电荷的膜以覆盖所述沟槽的内表面。
【文档编号】H01L27/146GK104425526SQ201410338457
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】林政贤, 杨敦年, 刘人诚, 洪丰基 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司