CN105448943A - 一种背照式传感器及其制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体制备工艺技术领域，尤其涉及一种背照式传感器制作工艺，通过提供一内部制备有若干光电二极管的硅衬底；依次于所述硅衬底之上制备高K介电材料层、缓冲层和介质层；刻蚀所述介质层至所述缓冲层的上表面，于所述介质层上形成若干开口；于所述开口中填充氧化材料层，形成介质层中镶嵌有氧化材料层的背照式传感器，本技术方案公开的背照式传感器的制备工艺，制程简单，能够用于不同的背照式工艺的要求，提高了量子效率，从而提高了芯片的性能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制备工艺技术领域，尤其涉及一种背照式传感器制作工艺。
背景技术
背照式影像传感器作为摄像头芯片的一种，已经占据的绝大部分市场，各大制造商对背照式影像传感器的性能要求也是越来越高，该性能要求主要体现在：降低暗电流，减小噪点，提高信噪比；增加量子转换率，提高锐度；更高的像素及分辨率。
而现有的第二代背照式传感器的量子效率(Quantumefficiency)一部分丢失来源于背面薄膜技术，包括其中不同介质薄膜的反射，散射；而在现有的薄膜工艺基础上蓝光吸收效率不高。需要用不同的介电薄膜去抵消光的损失，但是一旦加入其它介质薄膜(如氮化硅)，对红光和绿光的吸收效率相应的会受到影响。
因此，如何改进背照式传感器的制作工艺，使其达到增加量子效应的目的成为本领域技术人员面临的一大难题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供一种背照式传感器及其制作工艺，通过提供一内部制备有若干光电二极管的硅衬底；依次于所述硅衬底之上制备高K介电材料层、缓冲层和介质层；刻蚀所述介质层至所述缓冲层的上表面，于所述介质层上形成若干开口；于所述开口中填充氧化材料层，形成介质层中镶嵌有氧化材料层的背照式传感器，该技术方案具体为：
一种背照式传感器制作工艺，其中，所述制作工艺包括：
提供一内部制备有若干光电二极管的硅衬底；
依次于所述硅衬底之上制备高K介电材料层、缓冲层和介质层；
刻蚀所述介质层至所述缓冲层的上表面，于所述介质层中形成若干开口；
于所述开口中填充氧化材料层，以制备所述背照式传感器。
上述的背照式传感器制作工艺，其中，所述制作工艺中，刻蚀所述介质层至所述缓冲层的上表面的步骤还包括：
于所述介质层的上表面沉积一光刻胶层；
图案化所述光刻胶层，以图案化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述介质层，至所述缓冲层的与所述介质层接触的上表面；
去除多余的光刻胶，形成若干所述开口。
上述的背照式传感器制作工艺，其中，所述制作工艺中，于所述开口中填充氧化材料层，形成背照式传感器的步骤还包括：
于所述开口及所述介质层的上表面填充一氧化材料层；
去除所述介质层的上表面之上的氧化材料层，使所述开口内的氧化材料层与所述介质层的上表面位于同一水平面。
上述的背照式传感器制作工艺，其中，所述方法中，采用机械研磨工艺去除所述介质层的上表面之上的氧化材料层。
上述的背照式传感器制作工艺，其中，所述介质层的材质为氮化硅。
上述的背照式传感器制作工艺，其中，所述氧化材料层为氧化硅。
一种背照式传感器，其中，所述背照式传感器包括：
内部制备有若干光电二极管的硅衬底；
高K介电材料层，位于所述硅衬底的上表面；
介质层，位于所述高K介电材料层之上，所述介质层中制备有若干贯穿介质层的氧化材料层。
上述的背照式传感器，其中，所述背照式传感器还包括：
缓冲层，位于所述高K介电材料层与所述介质层之间。
上述的背照式传感器，其中，所述介质层材质为氮化硅。
上述的背照式传感器，其中，所述氧化材料层的材质为氧化硅。
上述的背照式传感器，其中，所述缓冲层包括单层缓冲结构和复合缓冲结构。
上述的背照式传感器，其中，所述复合缓冲结构设置在白色像素之上。
上述的背照式传感器，其中，所述复合缓冲结构设置在三基色像素之上。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
本技术方案公开的背照式传感器的制备工艺，制程简单，能够用于不同的背照式工艺的要求，提高了量子效率，从而提高了芯片的性能。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1是本发明一实施例中背照式传感器的其制作工艺流程图；
图2-7是是本发明一实施例中背照式传感器的其制作工艺的流程结构示意图；
图8是本发明一实施例中背照式传感器的结构示意图。
具体实施方式
参见图1所示结构，本发明公开一种背照式传感器的制作工艺，该工艺具体包括：
首先，提供一内部制备有若干光电二极管2的硅衬底1，其中，光电二极管2制备在硅衬底1的内部，且每个光电二极管与与该光电二极管相邻的光电二极管之间设置有间隔，以防止二者接触导电，同时于光电二极管的各个表面都有硅衬底中的多晶硅与其接触，以防止光电二极管与其他导电器件接触或者裸露于硅衬底1的表面造成的光电二极管损坏，具体参见图2所示的结构示意图。
继续，依次于硅衬底之上制备高K介电材料层3、缓冲层4，形成参见图3所示的结构示意图，优选的，采用化学沉积的方法制备高K介电材料层3和缓冲层4，参见图3所示的结构示意图。
继续，在缓冲层4之上制备介质层5，优选的，该介质层5的材质为氮化硅，在此定义，缓冲层4的与介质层5接触的表面为缓冲层4的上表面，制备好氮化硅层5的结构示意图参见图4所示。
继续，在介质层5的上表面旋涂一光刻胶层，图案化光刻胶层，形成图案化的光刻胶层6，参见图5所示的结构示意图。
以图案化的光刻胶，6为掩膜，刻蚀介质层5，至缓冲层4的与所述介质层接触的上表面，使介质层5中形成若干开口，去除多余的光刻胶，形成参见图6所示的结构示意图。
继续，填充一氧化材料层8于介质层5中形成的开口及介质层5被刻蚀后剩余的结构7的上表面，形成参见图7所示的结构示意图。
采用机械研磨的工艺去除介质层5的上表面之上的氧化材料层，使介质层5中形成的开口内的氧化材料层与介质层5被刻蚀后剩余结构7的上表面位于同一水平面，以形成本发明公开的背照式传感器。
参见图8所示结构，通过上述制备工艺制备的背照式传感器包括：
内部制备有若干光电二极管2的硅衬底1；
高K介电材料层3，位于硅衬底1的上表面；
介质层5，位于高K介电材料层3之上，介质层5中制备有若干贯穿介质层的氧化材料层；
其中，介质层5和高K介电材料层3之间制备有缓冲层4。
作为本发明一个优选实施例，氧化材料层的材质为氧化硅，介质层的材质为氮化硅。
值得注意的是，缓冲层包括单层缓冲结构和复合缓冲结构，其中，符合缓冲结构设置在纯白像素或者三基色像素之上，其他像素之上则设置单层缓冲结构。
应当理解的是，本背照式传感器的实施例是采用本发明公开的背照式传感器的制备工艺制备的背照式传感器，因此，在本发明公开的制备工艺中的技术特征在本发明关于背照式传感器的结构的实施例中同样适用，同时，在本背照式传感器的结构中公开的技术特征在本发明的关于背照式传感器的制备工艺的实施例中也适用，在此，不予赘述。
综上所述，本发明提供一种背照式传感器及其制作工艺，通过提供一内部制备有若干光电二极管的硅衬底；依次于所述硅衬底之上制备高K介电材料层、缓冲层和介质层；刻蚀所述介质层至所述缓冲层的上表面，于所述介质层上形成若干开口；于所述开口中填充氧化材料层，形成介质层中镶嵌有氧化材料层的背照式传感器，本技术方案公开的背照式传感器的制备工艺，制程简单，能够用于不同的背照式工艺的要求，提高了量子效率，从而提高了芯片的性能。
应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (13)
1.一种背照式传感器制作工艺，其特征在于，所述制作工艺包括：
提供一内部制备有若干光电二极管的硅衬底；
依次于所述硅衬底之上制备高K介电材料层、缓冲层和介质层；
刻蚀所述介质层至所述缓冲层的上表面，以于所述介质层中形成若干开口；
于所述开口中填充氧化材料层，以制备所述背照式传感器。
2.如权利要求1所述的背照式传感器制作工艺，其特征在于，所述制作工艺中，刻蚀所述介质层至所述缓冲层的上表面的步骤还包括：
于所述介质层的上表面沉积一光刻胶层；
图案化所述光刻胶层，以图案化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述介质层，至所述缓冲层的与所述介质层接触的上表面；
去除多余的光刻胶，形成若干所述开口。
3.如权利要求1所述的背照式传感器制作工艺，其特征在于，所述制作工艺中，于所述开口中填充氧化材料层，形成背照式传感器的步骤还包括：
于所述开口及所述介质层的上表面填充一氧化材料层；
去除所述介质层的上表面之上的氧化材料层，使所述开口内的氧化材料层与所述介质层的上表面位于同一水平面。
4.如权利要求3所述的背照式传感器制作工艺，其特征在于，所述方法中，采用机械研磨工艺去除所述介质层的上表面之上的氧化材料层。
5.如权利要求4所述的背照式传感器制作工艺，其特征在于，所述介质层的材质为氮化硅。
6.如权利要求1所述的背照式传感器制作工艺，其特征在于，所述氧化材料层为氧化硅。
7.一种背照式传感器，其特征在于，所述背照式传感器包括：
内部制备有若干光电二极管的硅衬底；
高K介电材料层，位于所述硅衬底的上表面；
介质层，位于所述高K介电材料层之上，所述介质层中制备有若干贯穿介质层的氧化材料层。
8.如权利要求7所述的背照式传感器，其特征在于，所述背照式传感器还包括：
缓冲层，位于所述高K介电材料层与所述介质层之间。
9.如权利要求8所述的背照式传感器，其特征在于，所述介质层材质为氮化硅。
10.如权利要求8所述的背照式传感器，其特征在于，所述氧化材料层的材质为氧化硅。
11.如权利要8所述的背照式传感器，其特征在于，所述缓冲层包括单层缓冲结构和复合缓冲结构。
12.如权利要求11所述的背照式传感器，其特征在于，所述复合缓冲结构设置在白色像素之上。
13.如权利要求11所述的背照式传感器，其特征在于，所述复合缓冲结构设置在三基色像素之上。
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