圖像器件及其形成方法
【專利摘要】公開了圖像器件及其形成方法。一種形成圖像傳感器器件的方法包括在襯底上方形成圖案化硬掩模層。圖案化硬掩模層具有位于外圍區(qū)中的多個(gè)第一開口和位于像素區(qū)中的多個(gè)第二開口。在像素區(qū)上方形成第一圖案化掩模層從而暴露出外圍區(qū)。在外圍區(qū)中的襯底內(nèi)蝕刻出多個(gè)第一溝槽。用介電材料填充每個(gè)第一溝槽、每個(gè)第一開口和每個(gè)第二開口。在外圍區(qū)上方形成第二圖案化掩模層從而暴露像素區(qū)。去除位于像素區(qū)上方的每個(gè)第二開口中的介電材料。通過每個(gè)第二開口注入多種摻雜物以在像素區(qū)中形成各種摻雜隔離部件。
【專利說明】圖像器件及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像傳感器器件及形成圖像傳感器器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]圖像傳感器器件是數(shù)字成像系統(tǒng)(諸如數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī))中的一種構(gòu)建模塊。圖像傳感器器件包括用于檢測(cè)光并記錄檢測(cè)到的光的強(qiáng)度(亮度)的像素陣列(或網(wǎng)格)。像素陣列通過聚集電荷對(duì)光做出響應(yīng)，例如，光越多，電荷越高。然后聚集的電荷用于(例如，通過其他電路)提供顏色和亮度信號(hào)用于合適的應(yīng)用，諸如數(shù)碼相機(jī)。圖像傳感器器件的一種類型是背面照明(BSI)圖像傳感器器件。BSI圖像傳感器器件用于感應(yīng)向襯底的背面(其支撐BSI圖像傳感器器件的圖像傳感器電路)投射的光的量。像素網(wǎng)格位于襯底的正面，并且襯底足夠薄以至于向襯底的背面投射的光可以到達(dá)像素網(wǎng)格。與正面照明(FSI)圖像傳感器器件相比，BSI圖像傳感器器件提供減少的相消干涉。
[0003]集成電路(IC)技術(shù)得到不斷的改進(jìn)。這些改進(jìn)通常包括按比例縮小器件形狀以實(shí)現(xiàn)更低制造成本、更高器件集成密度、更高速度、以及更好的性能。連同由減小幾何尺寸所實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)一起，直接對(duì)圖像傳感器器件進(jìn)行改進(jìn)。
[0004]因?yàn)槠骷s放，對(duì)圖像傳感器器件技術(shù)不斷改進(jìn)以進(jìn)一步改善圖像傳感器器件的圖像質(zhì)量。雖然現(xiàn)有圖像傳感器器件及制造圖像傳感器器件的方法通常已足以實(shí)現(xiàn)其預(yù)期目的，但隨著器件繼續(xù)按比例縮小，它們?cè)谒蟹矫嫔胁皇峭耆钊藵M意的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種形成圖像傳感器器件的方法，所述方法包括:在襯底上方形成圖案化硬掩模層，其中，所述圖案化硬掩模層具有位于所述襯底的外圍區(qū)中的多個(gè)第一開口和位于所述襯底的像素區(qū)中的多個(gè)第二開口 ；在所述像素區(qū)上方形成第一圖案化掩模層從而暴露所述外圍區(qū)；在所述外圍區(qū)中的襯底內(nèi)蝕刻出多個(gè)第一溝槽；用介電材料填充每個(gè)第一溝槽、每個(gè)第一開口和每個(gè)第二開口 ；在所述外圍區(qū)上方形成第二圖案化掩模層從而暴露所述像素區(qū)；去除位于所述像素區(qū)上方的每個(gè)第二開口中的介電材料；以及通過每個(gè)第二開口注入摻雜物以在所述像素區(qū)中形成摻雜隔離部件。
[0006]在所述的方法中，所述第一圖案化掩模層包含第一類型光刻膠，所述第二圖案化掩模層包含第二類型光刻膠，其中，所述第一類型與所述第二類型相反。
[0007]在所述的方法中，所述第一圖案化掩模層包含負(fù)型光刻膠。
[0008]在所述的方法中，所述第二圖案化掩模層包含正型光刻膠。
[0009]所述的方法還包括:在所述像素區(qū)中形成被所述摻雜隔離部件圍繞的至少一個(gè)感光區(qū)域。
[0010]所述的方法還包括:在所述像素區(qū)中形成被所述摻雜隔離部件圍繞的至少一個(gè)感光區(qū)域，其中，所述至少一個(gè)感光區(qū)域具有第一導(dǎo)電類型，所述摻雜隔離部件具有與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型。
[0011]所述的方法還包括:通過第一光掩模限定所述第一圖案化掩模層；以及通過第二光掩模限定所述第二圖案化掩模層，其中，所述第一光掩模與所述第二光掩模相同。
[0012]在所述的方法中，所述摻雜物包括硼(B)、BF2、鎵、銦或它們的組合。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種形成圖像傳感器器件的方法，所述方法包括:提供具有正面和背面以及像素區(qū)和外圍區(qū)的襯底；在所述襯底的正面上方形成圖案化硬掩模層，其中，所述圖案化硬掩模層具有位于所述外圍區(qū)中的多個(gè)第一開口和位于所述像素區(qū)中的多個(gè)第二開口 ；在位于所述像素區(qū)中的圖案化硬掩模層上方形成第一圖案化掩模層從而暴露所述外圍區(qū)；在所述外圍區(qū)中從正面蝕刻出多個(gè)第一溝槽；用介電材料填充每個(gè)第一溝槽、每個(gè)第一開口和每個(gè)第二開口 ；在位于所述外圍區(qū)中的圖案化硬掩模層上方形成第二圖案化掩模層從而暴露出所述像素區(qū)；去除位于所述像素區(qū)上方的每個(gè)第二開口中的介電材料；通過每個(gè)第二開口注入摻雜物以在所述像素區(qū)中形成摻雜隔離部件；在所述像素區(qū)的襯底中形成至少一個(gè)光檢測(cè)器，其中，所述至少一個(gè)光檢測(cè)器被所述摻雜隔離部件圍繞；以及在所述襯底的背面上方形成濾色器和透鏡，其中，所述濾色器和所述透鏡與所述至少一個(gè)光檢測(cè)器對(duì)準(zhǔn)。
[0014]在所述的方法中，所述第一圖案化掩模層包含第一類型光刻膠，所述第二圖案化掩模層包含第二類型光刻膠，其中，所述第一類型與所述第二類型相反。
[0015]在所述的方法中，所述第一圖案化掩模層包含負(fù)型光刻膠。
[0016]在所述的方法中，所述第二圖案化掩模層包含正型光刻膠。
[0017]所述的方法還包括:通過第一光掩模限定所述第一圖案化掩模層；以及通過第二光掩模限定所述第二圖案化掩模層，其中，所述第一光掩模與所述第二光掩模相同。
[0018]在所述的方法中，每一個(gè)所述第一溝槽都具有深入所述襯底內(nèi)的深度D1，所述深度D1在約2000 A至約3500 A的范圍內(nèi)。
[0019]在所述的方法中，每一個(gè)所述摻雜隔離部件都具有深入所述襯底內(nèi)的深度D2，所述深度D2在約1000 A至約3000 A的范圍內(nèi)。
[0020]所述的方法還包括:在所述像素區(qū)中形成隔離阱區(qū)，其中，所述隔離阱區(qū)和所述摻雜隔離部件圍繞所述至少一個(gè)光檢測(cè)器。
[0021]所述的方法還包括:在所述像素區(qū)中形成隔離阱區(qū)，其中，所述隔離阱區(qū)和所述摻雜隔離部件圍繞所述至少一個(gè)光檢測(cè)器，其中，所述隔離阱區(qū)和所述摻雜隔離部件包含硼(B)、BF2、鎵、銦或它們的組合。
[0022]在所述的方法中，所述第一圖案化掩模層和所述第二圖案化掩模層中的至少一個(gè)包含與所述硬掩模層具有不同抗蝕刻性的介電材料。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種形成圖像傳感器器件的方法，所述方法包括:提供具有正面和背面以及像素區(qū)和外圍區(qū)的襯底；在所述襯底的正面上方形成圖案化硬掩模層，其中，所述圖案化硬掩模層具有位于所述外圍區(qū)中的多個(gè)第一開口和位于所述像素區(qū)中的多個(gè)第二開口 ；在位于所述像素區(qū)中的所述圖案化硬掩模層上方形成第一圖案化光刻膠從而暴露所述外圍區(qū)；在所述外圍區(qū)中從正面蝕刻出多個(gè)第一溝槽；用介電材料填充每個(gè)第一溝槽、每個(gè)第一開口和每個(gè)第二開口 ；在位于所述外圍區(qū)中的圖案化硬掩模層上方形成第二圖案化光刻膠從而暴露所述像素區(qū)；去除位于所述像素區(qū)上方的每個(gè)第二開口中的介電材料；通過每個(gè)第二開口注入摻雜物以在所述像素區(qū)中形成摻雜隔離部件；在所述像素區(qū)的襯底中形成至少一個(gè)光檢測(cè)器，其中，所述至少一個(gè)光檢測(cè)器被所述摻雜隔離部件圍繞；以及在所述襯底的背面中形成摻雜層。
[0024]在所述的方法中，所述摻雜物包括硼(B)、BF2、鎵、銦或它們的組合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]根據(jù)下面詳細(xì)的描述和附圖可以更好地理解本發(fā)明的各方面。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，沒有按比例繪制各種部件。實(shí)際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增大或減小。
[0026]圖1A是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的圖像傳感器器件的俯視圖。
[0027]圖1B是圖1A的圖像傳感器器件中的像素區(qū)的放大俯視圖。
[0028]圖1C是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的沿著圖1B中的線B-B’截取的像素區(qū)和圖像傳感器器件的外圍區(qū)的截面圖。
[0029]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的形成圖像傳感器器件的方法的流程圖。
[0030]圖3A至圖3F是根據(jù)圖2的方法的各個(gè)實(shí)施例在各個(gè)制造階段的圖像傳感器器件的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]應(yīng)當(dāng)理解為了實(shí)施本發(fā)明的不同部件，以下公開內(nèi)容提供了許多不同的實(shí)施例或?qū)嵗?。在下面描述元件和布置的特定?shí)例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然這些僅僅是實(shí)例并不打算用于限定。并且，在下面的描述中第一部件在第二部件上方或者在第二部件上的形成可以包括其中第一和第二部件以直接接觸形成的實(shí)施例，還可以包括其中可以在第一和第二部件之間形成額外的部件，使得第一和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。此外，有關(guān)相對(duì)術(shù)語“頂部”、“正面”、“底部”和“背面”用于提供元件之間的相對(duì)關(guān)系而不是用于表示任何絕對(duì)方向。為了簡明和清楚，可以任意地以不同的比例繪制各個(gè)部件。
[0032]圖1A是根據(jù)本發(fā)明的各方面的圖像傳感器器件100的俯視圖。在所述的實(shí)施例中，圖像傳感器器件是背面照明(BSI)圖像傳感器器件。圖像傳感器器件100包括像素區(qū)101的陣列。每個(gè)像素區(qū)101被布置成列(例如，C1至Cx)和行(例如，R1至Ry)。術(shù)語“像素區(qū)”是指包含部件(例如，光檢測(cè)器和各種電路)的單元晶胞，其可以包括用于將電磁輻射轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的各種半導(dǎo)體器件。像素區(qū)101中的光檢測(cè)器可以包括光電二極管、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器、電荷耦合器件(CCD)傳感器、有源傳感器、無源傳感器和/或其他傳感器。在所述的實(shí)施例中，每個(gè)像素區(qū)101可以包括用于記錄光(輻射)的強(qiáng)度或亮度的光檢測(cè)器，諸如光柵型光檢測(cè)器。每個(gè)像素區(qū)101還可以包括各種半導(dǎo)體器件，諸如各種晶體管，包括轉(zhuǎn)移晶體管、復(fù)位晶體管、源極跟隨晶體管、選擇晶體管、其他合適的晶體管或它們的組合。其他電路、輸入端和/或輸出端可以位于圖像傳感器器件100的外圍區(qū)中。這些電路、輸入端和/或輸出端連接至像素區(qū)101從而為像素區(qū)101提供操作環(huán)境并且支持與像素區(qū)101的外部通訊。為簡明起見，本發(fā)明描述包括單個(gè)像素區(qū)的圖像傳感器器件；但是，通常這些像素區(qū)的陣列可以形成圖1中示出的圖像傳感器器件100。
[0033]圖1B是位于襯底(在圖1B中未示出)上的圖像傳感器器件100中的像素區(qū)101的放大俯視圖。像素區(qū)101是指用于將電磁輻射轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的包括至少一個(gè)光檢測(cè)器106和各種電路的單元晶胞。在所述的實(shí)施例中，光檢測(cè)器106包括用于記錄光(輻射)的強(qiáng)度或亮度的光電二極管。像素區(qū)101可以包含各種晶體管，包括轉(zhuǎn)移晶體管110、復(fù)位晶體管112、源極跟隨晶體管114、選擇晶體管116或其他合適的晶體管或它們的組合。像素區(qū)101還可以包括位于襯底中的各種摻雜區(qū)域，例如摻雜區(qū)域118A、118B和120。摻雜區(qū)域118A和118B被配置成前面提及的晶體管的源極/漏極區(qū)域。摻雜區(qū)域120還被稱為浮置擴(kuò)散區(qū)域120。浮置擴(kuò)散區(qū)域120位于轉(zhuǎn)移晶體管110和復(fù)位晶體管112之間，并且是用于轉(zhuǎn)移晶體管110和復(fù)位晶體管112的源極/漏極區(qū)域之一。導(dǎo)電部件132與源極跟隨晶體管114的柵極堆疊件的一部分重疊并且連接至浮置擴(kuò)散區(qū)域120。圖像傳感器器件100還包括在襯底中形成的各種隔離部件從而將襯底的各個(gè)區(qū)域隔離開以防止各個(gè)區(qū)域之間出現(xiàn)漏電流。在所述的實(shí)施例中，在像素區(qū)101中形成摻雜隔離部件108以將光檢測(cè)器106、轉(zhuǎn)移晶體管110、復(fù)位晶體管112、源極跟隨晶體管114和選擇晶體管116隔離開。在如圖1C所示的外圍區(qū)中形成各種介電隔離部件126。
[0034]圖1C是沿著圖1B中的線B-B’截取的像素區(qū)101和圖像傳感器器件100的外圍區(qū)102的截面圖。圖像傳感器器件100包括具有正面104A和背面104B的襯底104。在所述的實(shí)施例中，襯底104是包含硅的半導(dǎo)體襯底?？蛇x地或另外地，襯底104包含另一元素半導(dǎo)體，諸如鍺；化合物半導(dǎo)體，包括碳化硅、砷化鎵；合金半導(dǎo)體，包括SiGe、GaAsP, AlInAs和/或AlGaAs;或它們的組合。襯底104可以是絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求(例如，P型襯底或η型襯底)，襯底104可以具有各種摻雜結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，P型是指使空穴作為半導(dǎo)體材料中的多數(shù)帶電載流子，而η型是指使電子作為半導(dǎo)體材料中的大多數(shù)帶電載流子。在所述的實(shí)施例中，襯底104是P型襯底?？梢杂糜趽诫s襯底104的P型摻雜物包括硼、鎵、銦、其他合適的P型摻雜物或它們的組合。襯底104可以可選地是η型摻雜襯底?？梢杂糜趽诫s襯底104的η型摻雜物包括磷、砷、其他合適的η型摻雜物或它們的組合。
[0035]像素區(qū)101包括至少一個(gè)光檢測(cè)器106 (諸如光電二極管)，其包括感光區(qū)域106Α和固定層106Β。感光區(qū)域106Α是在襯底104中特別是沿著襯底104的正面104Α形成的具有第一導(dǎo)電類型摻雜物的摻雜區(qū)域。在所述的實(shí)施例中，感光區(qū)域106Α是η型摻雜區(qū)域。固定層106Β是在襯底104的正面104Α與感光區(qū)域106Α重疊的摻雜層。固定層106Β的導(dǎo)電類型摻雜物與感光區(qū)域106Α相反。在所述的實(shí)施例中，固定層106Β是P型注入層。
[0036]像素區(qū)101還包括各種晶體管，諸如轉(zhuǎn)移晶體管110 (在圖1B中示出)、復(fù)位晶體管112 (在圖1B中示出)、源極跟隨晶體管114和選擇晶體管116 (在圖1B中示出)。每個(gè)晶體管具有相應(yīng)的設(shè)置在襯底104的正面104Α上方的柵極堆疊件。在所述的實(shí)施例中，源極跟隨晶體管114的柵極堆疊件上覆隔離阱區(qū)109。隔離阱區(qū)109的頂面離開正面104Α距離W2。距離W2在約I(K)O A至約3000 A的范圍內(nèi)。隔離阱區(qū)109的底面與背面104B基本對(duì)準(zhǔn)。隔離阱區(qū)109具有與感光區(qū)域106A的第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型。在所述的實(shí)施例中，隔離阱區(qū)109是P型摻雜區(qū)域。用于隔離阱區(qū)109的劑量為約IX IO11至3 X IO11個(gè)原子/cm3。隔離阱區(qū)109圍繞光檢測(cè)器106的感光區(qū)域106A。每一個(gè)晶體管的柵極堆疊件包括柵極介電層和柵電極層。柵極介電層包含介電材料，諸如氧化硅、高k介電材料、其他介電材料或它們的組合。高k介電材料的實(shí)例包括Hf02、HfSi0、HfSi0N、HfTa0、HfFiO、HfZrO、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鉿-氧化鋁(HfO2-Al2O3)合金或它們的組合。柵電極層包含多晶硅和 / 或金屬，包括 Al、Cu、T1、Ta、W、Mo、TaN、NiS1、CoS1、TiN、WN、TiAl、TiAlN、TaCN, TaC、TaSiN或它們的組合。
[0037]外圍區(qū)102可以包括連接至像素區(qū)101從而為像素區(qū)101提供操作環(huán)境的讀出電路和/或控制電路。在所述的實(shí)施例中，示出PMOS晶體管122和NMOS晶體管124。PMOS晶體管122包括在η型阱122C中形成的具有ρ型導(dǎo)電性的柵極堆疊件122Α和源極/漏極區(qū)域122Β。NMOS晶體管124包括在ρ型阱124C中形成的具有η型導(dǎo)電性的柵極堆疊件124Α和源極/漏極區(qū)域124Β。
[0038]圖像傳感器器件100還包括在外圍區(qū)102的襯底104中形成的多個(gè)介電隔離部件126和在像素區(qū)101的襯底104中形成的多個(gè)摻雜隔離部件108。摻雜隔離部件108和介電隔離部件126將襯底104的各個(gè)區(qū)域隔離開以防止各個(gè)區(qū)域之間出現(xiàn)漏電流。在所述的實(shí)施例中，介電隔離部件126和摻雜隔離部件108將PMOS晶體管122和NMOS晶體管124、光檢測(cè)器106、轉(zhuǎn)移晶體管110 (在圖1B中示出)、復(fù)位晶體管112 (在圖1B中示出)、源極跟隨晶體管114和選擇晶體管116 (在圖1B中示出)隔離開。
[0039]介電隔離部件126包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、其他絕緣材料或它們的組合。每一個(gè)介電隔離部件126都具有從正面104Α延伸至襯底104內(nèi)的深度Dp深度D1在約2000 A至約3500 A的范圍內(nèi)。
[0040]每一個(gè)摻雜隔離部件108都具有從正面104Α延伸至襯底104內(nèi)的深度D2。深度D2在約1000 A至約3000 A的范圍內(nèi)。摻雜隔離部件108具有如隔離阱區(qū)109的第二導(dǎo)電類型。摻雜隔離部件108的深度D2基本等于隔離阱區(qū)109到襯底104的正面104A的距離W20摻雜隔離部件108和隔離阱區(qū)109圍繞光檢測(cè)器106的感光區(qū)域106A以防止光檢測(cè)器106和其他區(qū)域之間出現(xiàn)橫向漏電路徑(horizontal leakage path)。在所述的實(shí)施例中，摻雜隔離部件108是ρ型摻雜區(qū)域。摻雜隔離部件108的ρ型摻雜物包括硼⑶、BF2、鎵、銦、其他合適的P型摻雜物或它們的組合。用于摻雜物的劑量為約2X IO12至約8X IO12個(gè)原子/cm3。可選地，當(dāng)隔離阱區(qū)109是η型摻雜區(qū)時(shí)，摻雜隔離部件108也是η型摻雜區(qū)。摻雜隔離部件108的η型摻雜物包括磷、砷、其他合適的η型摻雜物或它們的組合。
[0041]圖像傳感器器件100還包括設(shè)置在襯底104的正面104Α上方(包括在光檢測(cè)器106上方)的多層互連件(MLI) 128。MLI128連接至圖像傳感器器件100的各個(gè)元件，例如光檢測(cè)器106，使得圖像傳感器器件100的各個(gè)元件可以通過操作以對(duì)照明光(成像輻射)做出適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。MLI128包括各種導(dǎo)電部件130和132，其可以是垂直互連件130，諸如接觸件和/或通孔130 ;和橫向互連件132，諸如線132。各種導(dǎo)電部件130和132包含導(dǎo)電材料，諸如鋁、鋁/硅/銅合金、鈦、氮化鈦、鎢、多晶硅、金屬硅化物或它們的組合。
[0042]MLI128的各種導(dǎo)電部件130和132介于層間介電(ILD)層134中。ILD層134可以包含二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、原硅酸四乙酯(TEOS)氧化物、磷硅酸鹽玻璃(PSG)JI磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、氟化硅玻璃(FSG)、碳摻雜的氧化硅、非晶氟化碳、低k介電材料、聚酰亞胺、或它們的組合。ILD層134可以具有多層結(jié)構(gòu)。
[0043]在襯底104的正面104A上方設(shè)置載具晶圓136。在所述的實(shí)施例中，載具晶圓136接合至MLI128。載具晶圓136包含硅或玻璃。載具晶圓136可以為在襯底104的正面104A上形成的各種部件(諸如光檢測(cè)器106)提供保護(hù)，并且還可以為加工襯底104的背面104B提供機(jī)械強(qiáng)度和支撐。
[0044]圖像傳感器器件100還包括設(shè)置在襯底104的背面104B的摻雜層138。通過注入工藝、擴(kuò)散工藝、退火工藝或它們的組合形成摻雜層138。在所述的實(shí)施例中，摻雜層138包含P型摻雜物，諸如硼、鎵、銦或它們的組合。摻雜層138具有從襯底104的背面104B延伸到襯底104內(nèi)的摻雜深度d?？梢詫?duì)摻雜層138的摻雜深度、摻雜濃度、摻雜輪廓或它們的組合進(jìn)行選擇以通過增大量子效率、減少暗電流或減少白像素缺陷來優(yōu)化圖像質(zhì)量。
[0045]圖像傳感器器件100還可以包括在襯底104的背面104B上方設(shè)置的抗反射層140、濾色器142和透鏡144?？狗瓷鋵?40包含介電材料，諸如氮化硅或氮氧化硅。
[0046]濾色器142設(shè)置在抗反射層140上方，并且與光檢測(cè)器106的感光區(qū)域106A對(duì)準(zhǔn)。濾色器142被設(shè)計(jì)成濾過預(yù)定波長的光。例如，濾色器142可以向光檢測(cè)器106濾過紅色波長、綠色波長或藍(lán)色波長的可見光。在實(shí)例中，濾色器142包含用于過濾掉特定頻帶(例如，所需的光波長)的基于染料(或基于顏料)的聚合物。
[0047]透鏡144設(shè)置在濾色器142上方并且也與光檢測(cè)器106的感光區(qū)域106A對(duì)準(zhǔn)。透鏡144可以與光檢測(cè)器106和濾色器142呈現(xiàn)各種位置布置，使得透鏡144將入射輻射146聚集在光檢測(cè)器106的感光區(qū)域106A上?？蛇x地，可以顛倒濾色器層142和透鏡144的位置，使得透鏡144設(shè)置在抗反射層140和濾色器142之間。
[0048]在根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的圖像傳感器器件100的操作中，圖像傳感器器件100被設(shè)計(jì)成接收向襯底104的背面104B行進(jìn)的輻射146。透鏡144將入射輻射146導(dǎo)向?yàn)V色器142。然后入射輻射146從濾色器142通過抗反射層140傳遞至襯底104和相應(yīng)的光檢測(cè)器106，尤其是傳遞至感光區(qū)域106A。當(dāng)暴露于入射輻射146時(shí)，光檢測(cè)器106通過積累電荷對(duì)入射輻射146做出響應(yīng)。當(dāng)轉(zhuǎn)移晶體管110的柵極導(dǎo)通時(shí)，電荷從光檢測(cè)器106轉(zhuǎn)移到浮置擴(kuò)散區(qū)域120。通過導(dǎo)電部件132的連接(在圖1B中示出)，源極跟隨晶體管114可以將來自浮置擴(kuò)散區(qū)域120的電荷轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。選擇晶體管116可以使得像素陣列的單行被讀出電子設(shè)備讀取。復(fù)位晶體管112充當(dāng)使浮置擴(kuò)散區(qū)域120復(fù)位的開關(guān)。當(dāng)復(fù)位晶體管112導(dǎo)通時(shí)，浮置擴(kuò)散區(qū)域120有效地被連接至電源供應(yīng)器，清除全部集成電荷。
[0049]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的形成圖像傳感器器件的方法200的流程圖。方法200的流程圖，在操作201中，在襯底上方形成圖案化硬掩模層。在所述的實(shí)施例中，襯底具有P型極性?？蛇x地，襯底具有η型極性。襯底具有像素區(qū)和外圍區(qū)。圖案化硬掩模層具有位于外圍區(qū)中的多個(gè)第一開口和位于像素區(qū)中的多個(gè)第二開口。通過多個(gè)第一開口和多個(gè)第二開口暴露襯底的一部分。方法200繼續(xù)進(jìn)行操作202，在像素區(qū)上方形成第一圖案化掩模層以暴露外圍區(qū)。第一掩模層包括與下面的圖案化硬掩模層具有不同抗蝕刻性的第一類型光刻膠或介電層。在某些實(shí)施例中，第一類型光刻膠是負(fù)型光刻膠。可選地，第一類型光刻膠是正型光刻膠。方法200繼續(xù)進(jìn)行操作203，在襯底中蝕刻出多個(gè)第一溝槽。去除通過位于外圍區(qū)中的多個(gè)第一開口暴露的襯底的一部分。在蝕刻出第一溝槽之后去除第一圖案化掩模層。方法200繼續(xù)進(jìn)行操作204，用介電材料填充每個(gè)第一溝槽、每個(gè)第一開口和每個(gè)第二開口。方法200繼續(xù)進(jìn)行操作205，在外圍區(qū)上方形成第二圖案化掩模層從而暴露像素區(qū)。第二圖案化掩模層位于圖案化硬掩模層上方。第二掩模層包括與下面的圖案化硬掩模層具有不同抗蝕刻性的第二類型光刻膠或介電層。第二類型光刻膠與第一類型光刻膠相反。在一些實(shí)施例中，第二類型光刻膠是正型光刻膠?？蛇x地，第二類型光刻膠是負(fù)型光刻膠。方法200繼續(xù)進(jìn)行操作206，去除位于像素區(qū)上方的每個(gè)第二開口中的介電材料。方法200繼續(xù)進(jìn)行操作207，通過每個(gè)第二開口注入多種摻雜物以在像素區(qū)中形成各種摻雜隔離部件。在所述的實(shí)施例中，多種摻雜物具有P型極性?？蛇x地，多種摻雜物具有η型極性。此外，可以理解，可以在方法200之間、期間和之后提供其他步驟。
[0050]圖3Α至圖3F是根據(jù)圖2的方法的各個(gè)實(shí)施例在各個(gè)制造階段的圖像傳感器器件100的截面圖。已經(jīng)簡化了各個(gè)附圖以便更好地理解本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思。
[0051 ] 返回參照?qǐng)D2，方法200從操作201開始。
[0052]圖3Α是在實(shí)施操作201之后的圖像傳感器器件100的截面圖。襯底104具有正面104Α和背面104Β。襯底104是包含硅的半導(dǎo)體襯底。在所述的實(shí)施例中，襯底104是ρ型硅襯底。用于摻雜襯底104的ρ型摻雜物包括硼、鎵、銦、其他合適的ρ型摻雜物或它們的組合?？蛇x地，襯底104包含在先前段落中提及的合適的材料。
[0053]在襯底104的正面104Α上方形成硬掩模層301。硬掩模層301可以具有多層結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，硬掩模層301包括墊層(pad layer)(未示出)和位于墊層上方的介電層(未示出)。墊層(諸如氧化物層)充當(dāng)襯底104和上覆介電層之間的應(yīng)力緩沖層。介電層包含含氮材料，諸如氮化硅或氮氧化硅?？蛇x地，介電層包含非晶碳材料、碳化硅或原硅酸四乙酯(TEOS)。通過諸如化學(xué)汽相沉積(CVD)或等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積(PECVD)的工藝形成硬掩模層301。
[0054]然后，對(duì)硬掩模層301實(shí)施第一光刻圖案化工藝。第一光刻圖案化工藝包括光刻膠涂層、軟烘烤、掩模對(duì)準(zhǔn)、曝光、曝光后烘烤、顯影光刻膠、沖洗、干燥或它們的組合。在光刻膠涂層中，在硬掩模層301上涂覆光刻膠層(未示出)。在掩模對(duì)準(zhǔn)中，具有掩模圖案的光掩模303與襯底104對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)將要在半導(dǎo)體襯底上形成的集成電路部件來設(shè)計(jì)掩模圖案。光掩模303包括用于構(gòu)建掩模圖案的透光區(qū)域303A和非透光區(qū)域303B。在曝光中，輻射束305穿過光掩模303的透光區(qū)域303A到達(dá)下面的位于襯底104上的光刻膠層。非透光區(qū)域303B阻擋輻射束305到達(dá)下面的光刻膠層。在顯影光刻膠中，將光掩模303中的集成電路部件轉(zhuǎn)印到下面的位于襯底104上的光刻膠層。在襯底104中，在襯底104中分配像素區(qū)101和外圍區(qū)102。在外圍區(qū)102和像素區(qū)101上方形成位于光刻膠層中的具有多個(gè)第一開口 307和多個(gè)第二開口 309的集成電路部件。
[0055]接下來，通過使用上覆的光刻膠層作為蝕刻掩模，通過諸如反應(yīng)離子蝕刻(RIE)的蝕刻工藝圖案化硬掩模層301。將光刻膠層中的集成電路部件轉(zhuǎn)印至硬掩模層301中。圖案化硬掩模層301具有位于外圍區(qū)102上方的多個(gè)第一開口 307和位于像素區(qū)101上方的多個(gè)第二開口 309。通過多個(gè)第一開口 307和多個(gè)第二開口 309暴露襯底104的正面104A的一部分。
[0056]返回參照?qǐng)D2，方法200繼續(xù)進(jìn)行操作202和203。在像素區(qū)上方形成第一圖案化掩模層以暴露外圍區(qū)。在位于外圍區(qū)中的襯底中蝕刻出多個(gè)第一溝槽。
[0057]圖3B是在實(shí)施操作202和203之后的圖像傳感器器件100的截面圖。在操作202中，在圖案化硬掩模層301上方形成第一掩模層311。第一掩模層311過填充第一開口 307和第二開口 309至高于硬掩模層301的頂面30IA的水平。第一掩模層311包括與下面的硬掩模層301具有不同抗蝕刻性的第一類型光刻膠311或介電材料。通過合適的光刻和/或蝕刻工藝圖案化第一掩模層311以覆蓋像素區(qū)101并暴露外圍區(qū)102。[0058]在某些實(shí)施例中，第一類型光刻膠311是負(fù)型光刻膠。實(shí)施第二光刻圖案化工藝以在圖案化硬掩模層301上涂覆第一類型光刻膠311。光掩模313具有用于曝光操作的透光區(qū)域313A和非透光區(qū)域313B的掩模圖案。在曝光操作期間，輻射束315穿過光掩模313的透光區(qū)域313A到達(dá)下面的位于襯底104上的第一類型光刻膠311。非透光區(qū)域313B阻擋輻射束315到達(dá)下面的第一類型光刻膠311。在顯影操作期間，保留位于透光區(qū)域313A下方的暴露于福射束315中的第一類型光刻膠311以覆蓋襯底104的像素區(qū)101。去除位于非透光區(qū)域313B下方的未暴露于福射束315中的第一類型光刻膠311以暴露襯底104的外圍區(qū)102。
[0059]可選地，第一類型光刻膠311是正型光刻膠。如圖3B所示，用于曝光操作的光掩模313具有相反色調(diào)(opposite tone)的掩模圖案。透光區(qū)域覆蓋外圍區(qū)102，非透光區(qū)域覆蓋像素區(qū)101。通過這種第二光刻圖案化工藝，第一類型光刻膠311覆蓋像素區(qū)101并且暴露外圍區(qū)102。
[0060]在操作203中，在外圍區(qū)102中的襯底內(nèi)蝕刻出多個(gè)第一溝槽317。去除通過多個(gè)第一開口 307暴露的襯底104的一部分。每一個(gè)第一溝槽317都具有從正面104A延伸至襯底104內(nèi)的深度D115深度D1在約2000A至約3500 A的范圍內(nèi)。像素區(qū)101在形成第一溝槽317的蝕刻工藝期間被圖案化掩模層311覆蓋。在操作203之后去除圖案化掩模層311。
[0061]返回參照?qǐng)D2，方法200繼續(xù)進(jìn)行操作204。用介電材料填充每個(gè)第一溝槽、每個(gè)
第一開口和每個(gè)第二開口。
[0062]圖3C是在實(shí)施操作204之后的圖像傳感器器件100的截面圖。在至少一個(gè)實(shí)施例中，形成過填充每個(gè)第一溝槽317、每個(gè)第一開口 307、每個(gè)第二開口 309和硬掩模層301的介電材料。對(duì)介電材料實(shí)施諸如化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝和/或蝕刻工藝的平坦化工藝以減少介電材料的厚度從而暴露圖案化硬掩模層301的頂面301A。在外圍區(qū)102中的相應(yīng)第一溝槽317和第一開口 307中形成多個(gè)介電隔離部件126。還用介電材料填充像素區(qū)101中的每個(gè)第二開口 309。與第一溝槽317具有相同深度D1的介電隔離部件126電隔離襯底104中的各個(gè)區(qū)域。
[0063]返回參照?qǐng)D2，方法200繼續(xù)進(jìn)行操作205和206。在外圍區(qū)上方形成第二圖案化掩模層以暴露像素區(qū)。去除位于像素區(qū)上方的每個(gè)第二開口中的介電材料。
[0064]圖3D是在實(shí)施操作205和206之后的圖像傳感器器件100的截面圖。在操作205中，在圖案化硬掩模層301上方以及在第一開口 307和第二開口 309中的介電材料上方形成第二掩模層319。第二掩模層319包含與下面的硬掩模層301具有不同抗蝕刻性的第二類型光刻膠319或介電材料。通過合適的光刻和/或蝕刻工藝圖案化第二掩模層319以覆蓋外圍區(qū)102并暴露像素區(qū)101。在一些實(shí)施例中，第二類型光刻膠319與第一類型光刻膠311相反。
[0065]在一些實(shí)施例中，第二類型光刻膠319是正型光刻膠。實(shí)施第三光刻圖案化工藝以在硬掩模層301上涂覆第二類型光刻膠319。光掩模321具有用于曝光操作的透光區(qū)域321A和非透光區(qū)域321B的掩模圖案。在曝光操作期間，輻射束323穿過光掩模321的透光區(qū)域321A到達(dá)下面的位于襯底104上的第二類型光刻膠319。非透光區(qū)域321B阻擋輻射束323到達(dá)下面的第二類型光刻膠319。在顯影操作期間，去除位于透光區(qū)域321A下方的暴露于輻射束323中的第二類型光刻膠319以暴露襯底104的像素區(qū)101。保留位于非透光區(qū)域321B下方的未暴露于輻射束323中的第二類型光刻膠319以覆蓋襯底104的外圍區(qū) 102。
[0066]可選地，第二類型光刻膠319是負(fù)型光刻膠。如圖3D所示，用于曝光操作的光掩模321具有相反色調(diào)的掩模圖案。透光區(qū)域覆蓋外圍區(qū)102，而非透光區(qū)域覆蓋像素區(qū)101。通過這種第三光刻圖案化工藝，圖案化的第二類型光刻膠319覆蓋外圍區(qū)102并暴露像素區(qū) 101。
[0067]有利地是，第二類型光刻膠319與第一類型光刻膠311相反。在第二和第三光刻圖案化工藝期間，光掩模313和光掩模321可以是同一光掩模。在操作202和205中，通過使用不同類型光刻膠311和319。第二和第三光刻圖案化工藝可以使用同一光掩模來覆蓋外圍區(qū)102或像素區(qū)101。本發(fā)明可以通過在不同工藝操作使用同一光掩模層而降低光刻圖案化工藝的成本。
[0068]在其他實(shí)施例中，根據(jù)工藝要求，第二和第三光刻圖案化工藝可以使用不同的光掩模或相同類型的光刻膠。
[0069]在操作206中，去除位于像素區(qū)101上方的每個(gè)第二開口 309中的介電材料。通過多個(gè)第二開口 309暴露襯底104的一部分。外圍區(qū)102在介電材料去除工藝期間被第二掩模層319覆蓋?？梢栽诓僮?06之后去除第二掩模層319。
[0070]返回參照?qǐng)D2，方法200繼續(xù)進(jìn)行操作207。通過每個(gè)第二開口注入多種摻雜物以在像素區(qū)中形成各種摻雜隔離部件。
[0071]圖3E是在實(shí)施操作207之后的圖像傳感器器件100的截面圖。通過每個(gè)第二開口 309將多種摻雜物325注入到襯底104的像素區(qū)101內(nèi)以形成各種摻雜隔離部件108。多種摻雜物325具有第二導(dǎo)電類型。形成摻雜隔離部件108以圍繞未被圖案化硬掩模層301覆蓋的晶體管(圖1B中的110、112、114和116)的有源區(qū)。在所述的實(shí)施例中，摻雜隔離部件108是ρ型摻雜區(qū)域。摻雜隔離部件108的ρ型摻雜物包括硼(B)、BF2、鎵、銦、其他合適的P型摻雜物或它們的組合。用于摻雜物的劑量為約2X IO12至約8X IO12個(gè)原子/cm3。每一個(gè)摻雜隔離部件108都具有從正面104A延伸至襯底104內(nèi)的深度D2。深度D2在約1000 A至約3000 A的范圍內(nèi)。摻雜隔離部件108圍繞晶體管(圖1B中的110、112、114和116)的有源區(qū)域并且還圍繞光檢測(cè)器106 (在圖1B和圖1C中示出)的感光區(qū)域106A?？梢韵鈾z測(cè)器106和晶體管(圖1B中的110、112、114和116)之間可能的橫向漏電路徑。當(dāng)深度D2小于1000A時(shí)，摻雜隔離部件108不能電隔離各個(gè)區(qū)域。因此，可能降低圖像傳感器器件100的器件性能。當(dāng)深度D2大于3000 A時(shí)，硬掩模層301在實(shí)現(xiàn)深度D2的高能量注入工藝期間不能有效地保護(hù)下面的襯底114免受損傷。
[0072]可以理解，可以在方法200的操作207之前、期間和之后提供其他步驟。例如，圖3F是在操作207之后的圖像傳感器器件100的截面圖。在摻雜隔離部件108形成之后去除硬掩模層301?？梢赃M(jìn)一步平坦化介電隔離部件126以減少介電隔離部件126在襯底104的正面104A之上的高度。
[0073]可以實(shí)施其他步驟以實(shí)現(xiàn)如圖1C所示的圖像傳感器器件100。圖像傳感器器件100還包括光檢測(cè)器106 (諸如光電二極管)，其包括感光區(qū)域106A和固定層106B。感光區(qū)域106A是在襯底104中特別是沿著襯底104的正面104A形成的具有第一導(dǎo)電類型摻雜物的摻雜區(qū)域。感光區(qū)域106A的第一導(dǎo)電類型與摻雜隔離部件108的第二導(dǎo)電類型相反。在所述的實(shí)施例中，感光區(qū)域106A是η型摻雜區(qū)域。固定層106Β是在襯底104的正面104Α與感光區(qū)域106Α重疊的摻雜層。固定層106Β具有與感光區(qū)域106Α相反的導(dǎo)電類型摻雜物。在所述的實(shí)施例中，固定層106Β是ρ型注入層。
[0074]可以在像素區(qū)101中形成具有第二導(dǎo)電類型的隔離阱區(qū)109。隔離阱區(qū)109具有如摻雜隔離部件108的第二導(dǎo)電類型。隔離阱區(qū)109在襯底的正面104Α之下距離W2。距離W2在約丨--()Α至約3000 A的范圍內(nèi)。隔離阱區(qū)109的底面與襯底104的背面104Β基本相同。「S離阱區(qū)109到襯底104的正面104Α的距離W2基本等于摻雜隔離部件108的深度D2。如圖1C所示，摻雜隔離部件108和隔離阱區(qū)109圍繞光檢測(cè)器106的感光區(qū)域106A以防止光檢測(cè)器106和其他區(qū)域之間出現(xiàn)橫向漏電路徑。通過光刻圖案化和注入工藝形成隔離阱區(qū)109。在所述的實(shí)施例中，隔離阱區(qū)109是ρ型摻雜區(qū)域。隔離阱區(qū)109的ρ型摻雜物包括硼、鎵、銦或它們的組合。用于摻雜物的劑量為約IXlO11個(gè)原子/cm3至約3X1011個(gè)原子/cm3。可選地，隔離阱區(qū)109是包括諸如磷、砷、其他合適的η型摻雜物或它們的組合的η型摻雜物的η型摻雜區(qū)。
[0075]在外圍區(qū)102中，通過注入在襯底104中形成η型阱122C和ρ阱124C。通過注入在相應(yīng)的η型阱122C和ρ阱124中形成源極/漏極區(qū)域122Β和源極/漏極區(qū)域124Β。
[0076]在襯底104的正面104Α上形成多個(gè)柵極堆疊件114、122Α和124Α。柵極堆疊件114對(duì)應(yīng)于像素區(qū)101中的源極跟隨晶體管114。柵極堆疊件122Α和124Α對(duì)應(yīng)于外圍區(qū)102中的η型阱122C和ρ阱124C。η型阱122C中的柵極堆疊件122Α和源極/漏極區(qū)域122Β構(gòu)建PMOS晶體管。同樣地，ρ型阱124C中柵極堆疊件124Α和源極/漏極區(qū)域124Β構(gòu)建NMOS晶體管。通過合適的工藝，包括沉積、光刻圖案化和蝕刻工藝形成柵極堆疊件114、122Α 和 124Α。
[0077]圖像傳感器器件100還包括在襯底104的正面104Α上方設(shè)置的多層互連件(MLI) 128。將MLI128連接至圖`像傳感器器件100的各種元件，諸如光檢測(cè)器106。MLI128包括各種導(dǎo)電部件，其可以是垂直互連件，諸如接觸件和/或通孔130 ;和橫向互連件，諸如線132。通過合適的工藝，包括沉積、光刻圖案化和蝕刻工藝形成導(dǎo)電部件130和132以形成垂直和橫向互連件。
[0078]在層間介電(ILD)層134中設(shè)置MLI128的各種導(dǎo)電部件130和132。ILD層134可以具有多層結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^合適的工藝，包括化學(xué)汽相沉積(CVD)或等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積(PECVD)形成ILD層134。在一個(gè)實(shí)例中，可以在包括鑲嵌工藝的集成工藝中形成MLI128 和 ILD 層 134。
[0079]在一些實(shí)施例中，在MLI128形成之后，包括進(jìn)一步的工藝步驟。如圖1C所示，將載具晶圓136接合至MLI128。載具晶圓136為加工襯底104的背面104Β提供機(jī)械強(qiáng)度和支撐。對(duì)襯底104的背面104Β實(shí)施諸如化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝的平坦化工藝以減少襯底104的厚度。通過穿過背面104Β的注入工藝、擴(kuò)散工藝、退火工藝或它們的組合形成摻雜層138。摻雜層138可以在平坦化工藝期間修復(fù)背面104Β的損傷，并且減少暗電流和白像素。在襯底104的背面104Β上方設(shè)置抗反射層140、濾色器142和透鏡144。濾色器142和透鏡144與光檢測(cè)器106的感光區(qū)域106Α對(duì)準(zhǔn)。
[0080]本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例可以用于提高圖像傳感器器件的性能。例如，通過注入工藝在像素區(qū)101中形成摻雜隔離部件108。本發(fā)明消除了常規(guī)方法中在像素區(qū)中形成淺溝槽隔離(STI)期間具有蝕刻損傷的缺點(diǎn)。在沒有蝕刻損傷的情況下，本發(fā)明可以減少暗電流或減少圖像傳感器器件的白像素缺陷。在另一實(shí)例中，在同一光掩模303的集成電路部件中限定第一開口 307和第二開口 309。通過同一第一光刻圖案化工藝,在襯底104上方形成第一開口 307和第二開口 309。然后在外圍區(qū)102和像素區(qū)101中的相應(yīng)第一開口和第二開口中形成介電隔離部件126和摻雜隔離部件108。通過同一第一光刻圖案化工藝來限定出第一開口 307和第二開口 309的位置,本發(fā)明消除了在介電隔尚部件126和摻雜隔尚部件108之間可能發(fā)生的覆蓋問題。隨著器件繼續(xù)按比例縮小，對(duì)介電隔離部件126和摻雜隔離部件108的位置進(jìn)行精確控制以隔離襯底的各個(gè)區(qū)域從而防止各個(gè)區(qū)域之間出現(xiàn)漏電流。
[0081]本發(fā)明的一個(gè)方面描述了一種形成圖像傳感器器件的方法。在襯底上方形成圖案化硬掩模層。圖案化硬掩模層具有位于襯底的外圍區(qū)中的多個(gè)第一開口和位于襯底的像素區(qū)中的多個(gè)第二開口。在像素區(qū)上方形成第一圖案化掩模層從而暴露外圍區(qū)。在外圍區(qū)中的襯底內(nèi)蝕刻出多個(gè)第一溝槽。用介電材料填充每個(gè)第一溝槽、每個(gè)第一開口和每個(gè)第二開口。在外圍區(qū)上方形成第二圖案化掩模層從而暴露像素區(qū)。去除位于像素區(qū)上方的每個(gè)第二開口中的介電材料。通過每個(gè)第二開口注入多種摻雜物以在像素區(qū)中形成各種摻雜隔離部件。
[0082]本發(fā)明的另一方面描述了一種形成圖像傳感器器件的方法。襯底包括正面和背面以及像素區(qū)和外圍區(qū)。在襯底的正面上方形成圖案化硬掩模層。圖案化硬掩模層具有位于外圍區(qū)中的多個(gè)第一開口和位于像素區(qū)中的多個(gè)第二開口。在像素區(qū)中的圖案化硬掩模層上方形成第一圖案化掩模層從而暴露外圍區(qū)。在外圍區(qū)中從正面蝕刻出多個(gè)第一溝槽。用介電材料填充每個(gè)第一溝槽、每個(gè)第一開口和每個(gè)第二開口。在外圍區(qū)中的圖案化硬掩模層上方形成第二圖案化掩模層從而暴露像素區(qū)。去除位于像素區(qū)上方的每個(gè)第二開口中的介電材料。通過每個(gè)第二開口注入多種摻雜物以在像素區(qū)中形成各種摻雜隔離部件。在像素區(qū)的襯底中形成至少一個(gè)光檢測(cè)器。該至少一個(gè)光檢測(cè)器被摻雜隔離部件圍繞。在襯底的背面上方形成濾色器和透鏡。濾色器和透鏡與該至少一個(gè)光檢測(cè)器對(duì)準(zhǔn)。
[0083]本發(fā)明的另一方面描述了一種形成圖像傳感器器件的方法。襯底包括正面和背面以及像素區(qū)和外圍區(qū)。在襯底的正面上方形成圖案化硬掩模層。圖案化硬掩模層具有位于外圍區(qū)中的多個(gè)第一開口和位于像素區(qū)中的多個(gè)第二開口。在像素區(qū)中的圖案化硬掩模層上方形成第一圖案化光刻膠從而暴露外圍區(qū)。在外圍區(qū)中從正面蝕刻出多個(gè)第一溝槽。用介電材料填充每個(gè)第一溝槽、每個(gè)第一開口和每個(gè)第二開口。在外圍區(qū)中的圖案化硬掩模層上方形成第二圖案化光刻膠從而暴露像素區(qū)。去除位于像素區(qū)上方的每個(gè)第二開口中的介電材料。通過每個(gè)第二開口注入多種摻雜物以在像素區(qū)中形成各種摻雜隔離部件。在像素區(qū)的襯底中形成至少一個(gè)光檢測(cè)器。該至少一個(gè)光檢測(cè)器被摻雜隔離部件圍繞。在襯底的背面中形成摻雜層。
[0084]盡管已經(jīng)詳細(xì)地描述了實(shí)施例及其優(yōu)勢(shì)，但應(yīng)該理解，可以在不背離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明主旨和范圍的情況下，做各種不同的改變、替換和更改。作為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
將很容易理解，根據(jù)本發(fā)明可以利用現(xiàn)有的或今后開發(fā)的用于執(zhí)行與本文所述相應(yīng)實(shí)施例基本上相同的功能或獲得基本上相同結(jié)果的工藝、機(jī)器、制造、材料組分、裝置、方法或步驟。因此，所附權(quán)利要求應(yīng)該在其范圍內(nèi)包括這樣的工藝、機(jī)器、制造、材料組分、裝置、方法或步驟。
【權(quán)利要求】
1.一種形成圖像傳感器器件的方法，所述方法包括: 在襯底上方形成圖案化硬掩模層，其中，所述圖案化硬掩模層具有位于所述襯底的外圍區(qū)中的多個(gè)第一開口和位于所述襯底的像素區(qū)中的多個(gè)第二開口； 在所述像素區(qū)上方形成第一圖案化掩模層從而暴露所述外圍區(qū)； 在所述外圍區(qū)中的襯底內(nèi)蝕刻出多個(gè)第一溝槽； 用介電材料填充每個(gè)第一溝槽、每個(gè)第一開口和每個(gè)第二開口 ； 在所述外圍區(qū)上方形成第二圖案化掩模層從而暴露所述像素區(qū)； 去除位于所述像素區(qū)上方的每個(gè)第二開口中的介電材料；以及 通過每個(gè)第二開口注入摻雜物以在所述像素區(qū)中形成摻雜隔離部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一圖案化掩模層包含第一類型光刻膠，所述第二圖案化掩模層包含第二類型光刻膠，其中，所述第一類型與所述第二類型相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一圖案化掩模層包含負(fù)型光刻膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二圖案化掩模層包含正型光刻膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 在所述像素區(qū)中形成被所述摻雜隔離部件圍繞的至少一個(gè)感光區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述至少一個(gè)感光區(qū)域具有第一導(dǎo)電類型，所述摻雜隔離部件具有與所 述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 通過第一光掩模限定所述第一圖案化掩模層；以及 通過第二光掩模限定所述第二圖案化掩模層，其中，所述第一光掩模與所述第二光掩模相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述摻雜物包括硼(B)、BF2、鎵、銦或它們的組口 ο
9.一種形成圖像傳感器器件的方法，所述方法包括: 提供具有正面和背面以及像素區(qū)和外圍區(qū)的襯底； 在所述襯底的正面上方形成圖案化硬掩模層，其中，所述圖案化硬掩模層具有位于所述外圍區(qū)中的多個(gè)第一開口和位于所述像素區(qū)中的多個(gè)第二開口； 在位于所述像素區(qū)中的圖案化硬掩模層上方形成第一圖案化掩模層從而暴露所述外圍區(qū)； 在所述外圍區(qū)中從正面蝕刻出多個(gè)第一溝槽； 用介電材料填充每個(gè)第一溝槽、每個(gè)第一開口和每個(gè)第二開口 ； 在位于所述外圍區(qū)中的圖案化硬掩模層上方形成第二圖案化掩模層從而暴露出所述像素區(qū)； 去除位于所述像素區(qū)上方的每個(gè)第二開口中的介電材料； 通過每個(gè)第二開口注入摻雜物以在所述像素區(qū)中形成摻雜隔離部件； 在所述像素區(qū)的襯底中形成至少一個(gè)光檢測(cè)器，其中，所述至少一個(gè)光檢測(cè)器被所述摻雜隔離部件圍繞；以及 在所述襯底的背面上方形成濾色器和透鏡，其中，所述濾色器和所述透鏡與所述至少一個(gè)光檢測(cè)器對(duì)準(zhǔn)。
10.一種形成圖像傳感器器件的方法，所述方法包括: 提供具有正面和背面以及像素區(qū)和外圍區(qū)的襯底； 在所述襯底的正面上方形成圖案化硬掩模層，其中，所述圖案化硬掩模層具有位于所述外圍區(qū)中的多個(gè)第一開口和位于所述像素區(qū)中的多個(gè)第二開口； 在位于所述像素區(qū)中的所述圖案化硬掩模層上方形成第一圖案化光刻膠從而暴露所述外圍區(qū)； 在所述外圍區(qū)中從正面蝕刻出多個(gè)第一溝槽； 用介電材料填充每個(gè)第一溝槽、每個(gè)第一開口和每個(gè)第二開口 ； 在位于所述外圍區(qū)中的圖案化硬掩模層上方形成第二圖案化光刻膠從而暴露所述像素區(qū)； 去除位于所述像素區(qū)上方的每個(gè)第二開口中的介電材料； 通過每個(gè)第二開口注入摻雜物以在所述像素區(qū)中形成摻雜隔離部件； 在所述像素區(qū)的襯底中形成至少一個(gè)光檢測(cè)器，其中，所述至少一個(gè)光檢測(cè)器被所述摻雜隔離部件圍繞；以及 在所述襯底的背面中形成摻雜層。`
【文檔編號(hào)】H01L27/146GK103456749SQ201210458903
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月4日
【發(fā)明者】呂文禎, 郭景森, 傅士奇, 謝明穎 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司