[发明专利]背侧照明成像传感器中的侧向光屏蔽物

说明书

技术领域

本发明大体涉及成像传感器，且特定来说(但不排除其它)涉及背侧照明(“BSI”)互补金属氧化物半导体(“CMOS”)成像传感器。

背景技术

现今，许多半导体成像传感器是前侧照明的。即，这些传感器包含制造在半导体晶片的前侧上的成像阵列，其中在成像阵列处从同一前侧接收传入光。前侧照明成像传感器具有若干缺点，例如有限的填充因子。

BSI成像传感器是前侧照明成像传感器的替代。BSI成像传感器包含制造在半导体晶片的前表面上的成像阵列，但经由晶片的背表面接收传入光。可通过将装置晶片结合到载体晶片随后使装置晶片变薄来形成BSI成像传感器。为允许从背侧检测外部传入光，装置晶片制造得极薄。举例来说，一些BSI成像传感器中的最终装置晶片厚度仅为几微米。

并非外部传入光的光可在装置晶片的硅衬底内通过外围电路元件发射。此内部产生的光可光学穿隧且在装置晶片的硅衬底内在侧向行进以到达成像阵列。此侧向光传播可产生不合需要的信号，且干扰BSI成像传感器的正常操作。硅衬底相对薄可促成侧向光传播。

发明内容

本发明提供一种背侧照明图像传感器，所述背侧照明图像传感器包括具有前侧表面和背侧表面的半导体层，所述半导体层包含：安置在所述半导体层的传感器阵列区中的像素阵列的光感测元件，其中所述像素阵列经定位以经由所述半导体层的所述背侧表面接收外部传入光；以及发光元件，其安置在所述半导体层的在所述传感器阵列区外部的外围电路区中，其中所述外围电路区包含促进所述光感测元件的操作的电路元件；所述背侧照明图像传感器还包括沟槽，其安置在所述半导体层中在所述光感测元件与所述发光元件之间，所述沟槽经定位以阻碍所述发光元件与所述光感测元件之间的光路，其中所述光路在所述背侧照明图像传感器内部。

本发明还提供一种制造背侧照明图像传感器的方法，所述方法包括：提供所述背侧照明图像传感器的具有前侧表面和背侧表面的半导体层，所述半导体层包含光感测元件以及所述半导体层的含有发光元件且不含有所述光感测元件的外围电路区，其中所述外围电路区在所述半导体层的传感器阵列区外部；形成穿透所述半导体层的所述背侧表面的沟槽，所述沟槽经定位以防止所述发光元件发射的光到达所述光感测元件；以及在所述沟槽下方形成抗反射涂层。

附图说明

参看以下图式描述本发明的非限制性且非详尽的实施例，其中除非另外指定，否则贯穿各个图式中相同参考数字指代相同零件。

图1是说明光在半导体层中在侧向传播的BSI成像传感器的横截面图。

图2是说明根据本发明的实施例包含沟槽的侧向光屏蔽物的BSI成像传感器的横截面图。

图3A和3B是说明根据本发明的实施例包含经填充沟槽的侧向光屏蔽物的BSI成像传感器的横截面图。

图4是说明根据本发明的实施例与BSI成像传感器的结构交互的光路的图。

图5是说明根据本发明的实施例的侧向光屏蔽物的BSI成像传感器的顶视图。

图6是说明根据本发明的实施例用于制造BSI成像传感器的方法的流程图。

具体实施方式

本文描述用于制造包含侧向光屏蔽物的BSI成像传感器的设备和方法的实施例。在以下描述中，陈述众多特定细节以提供对实施例的彻底理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，本文描述的技术可在没有所述特定细节的一者或一者以上的情况下实践或利用其它方法、组件、材料等实践。在其它例子中，未展示或描述众所周知的结构、材料或操作以免混淆特定方面。

贯穿本说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的参考意味着，结合所述实施例描述的特定特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书中短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”在各处的出现不一定全部指代同一实施例。此外，所述特定特征、结构或特性可以任何适宜的方式组合在一个或一个以上实施例中。