彩色图像传感器的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本公开涉及彩色图像传感器。
【背景技术】
[0002]已知这样的彩色图像传感器，其包括形成在半导体层中的像素网络或阵列，该半导体层具有称为前侧的第一侧和称为后侧的第二侧，第一侧涂覆有互连结构，而第二侧旨在接收照射。在这样的彩色图像传感器中，每个像素均通过绝缘结构与相邻像素分离，绝缘结构在半导体层的前侧与后侧之间竖直延伸。每个像素上均覆盖有滤色器，滤色器布置在半导体层的后侧上方。相邻像素的滤色器并排定位。为了在每个像素中聚集接收到的光强度，每个滤色器上目前均覆盖有微型透镜。
[0003]这种彩色图像传感器的缺点在于，已至少部分地穿过与给定像素对应的滤色器的光线有时可能到达邻近的像素。这种传感器的另一缺点在于，形成不同颜色的两个相邻滤色器的材料可能发生混合。
【实用新型内容】
[0004]本公开涉及彩色图像传感器以及制造彩色图像传感器的方法，其克服了现有传感器的缺点中的至少一些。
[0005]因此，一个实施例提供制造彩色图像传感器的方法，该彩色图像传感器包括形成于半导体层中的像素的阵列，该方法包括以下的连续步骤:蚀刻绝缘沟槽，该绝缘沟槽穿入半导体层中并且将像素彼此分离;沉积绝缘涂层以及填充绝缘沟槽的导电材料;针对每个像素蚀刻腔体，该腔体穿过导电材料、穿入半导体层的厚度的5%至30%、并且占据由绝缘沟槽界定的表面区域的至少90% ;以及使用滤色材料填充每个腔体。
[0006]导电材料可以是对光不透明的。导电材料可为金属。可在沉积导电材料之前在绝缘涂层上沉积对光不透明的导电涂层，并且腔体被蚀刻穿过导电涂层。导电涂层可由金属或金属氮化物制成。绝缘沟槽可穿入半导体层的厚度的至少四分之三。
[0007]另一实施例提供一种彩色图像传感器，包括:像素的阵列，形成在半导体层中，该半导体层具有旨在接收照射的后侧；隔离的导电壁，从半导体层的后侧穿入半导体层并且将像素彼此分离；以及用于每个像素的滤色器，滤色器从半导体层的后侧穿入半导体层的厚度的5%至30%并且占据由导电壁界定的表面区域的至少90%，导电层从滤色器的侧壁延伸直到导电壁。
[0008]导电壁可包括涂覆有绝缘层的导电材料，并且导电层可由导电材料制成。导电材料对光可以是不透明的。导电壁可以穿入半导体层的厚度的至少四分之三。
[0009]在本公开的各实施方式中，由于两个相邻滤色器是分离的，这能够避免在形成滤色器时形成滤色器的材料可能发生混合的情况。
【附图说明】
[0010]在下文结合图1至图7对特定实施例进行的非限制性说明中将描述前述和其他特征和优点，图1至图7为示出了用于制造示例彩色图像传感器的步骤的简化截面图。
【具体实施方式】
[0011]在不同附图中，相同元件以相同参考标号表示，并且此外，各个附图并非按比例绘制。在下文说明中，描述位置的术语，诸如术语左手侧、顶部、较高、较低、竖直、横向等是指对应附图中所涉及的元件。
[0012]图1为示出了处于制造彩色图像传感器的方法的中间步骤的结构的简化截面图。该结构包括P型掺杂半导体层I。半导体层I的前表面(图1中的下表面)涂覆有互连结构3，该互连结构由通过导电过孔(conductive via)连接且通过绝缘层分离的导电层的一些部分形成。互连结构3布设在支撑件或手柄(未示出)上。半导体层I的后侧(图1中的上侧)涂覆有绝缘层的堆叠5，例如二氧化硅层5A以及布设在层5A上的氮化硅层5B。半导体层I包括像素的阵列以及一些部件(未示出)，诸如形成于其前侧上的晶体管。示出了两个相邻像素7A和7B，它们每一个均包括光电二极管9。每个光电二极管9包括掺杂层的竖直堆叠，例如从半导体层I的前侧开始连续包括重掺杂P型层Il(P+)、N型掺杂层13、以及P型掺杂半导体层I的一部分。由二氧化硅制成的浅绝缘区域15示出为位于半导体层I的前侧上处于每个像素7A和7B的边界处。
[0013]作为示例，半导体层I由娃制成。该半导体层可为具有3μηι-6μηι(例如4μηι)厚度的薄层。二氧化娃层5Α例如为具有5nm至1nm(例如7nm)厚度的热氧化物层。氮化娃层5Β的厚度可为50nm至60nm(例如55nm)。在顶视图中，每个像素7可具有方形的形状，边长为0.9μηι至2μm(例如1.5μηι)。
[0014]图2为示出了掩膜层17在绝缘堆叠5上的沉积和蚀刻之后以及通过穿过绝缘堆叠5并穿入到半导体层I中来蚀刻深绝缘沟槽19或DTI (深沟槽隔离)之后图1的结构的简化视图。深绝缘沟槽19穿入到半导体层I中，穿过该半导体层的厚度的至少一半且优选四分之三或者穿过其整个厚度。沟槽19将相邻像素7Α和7Β分离并且与浅绝缘区域15对齐。
[0015]作为示例，沟槽19可具有150nm至250nm(例如200nm)的宽度。掩膜层17可为厚度为10nm至300nm(例如200nm)的二氧化硅层。
[0016]图3为示出了在暴露于半导体层I后侧上的其整个表面上连续沉积之后图2的结构的简化截面图。这样的连续沉积包括绝缘层21和导电层23在沟槽19的壁和底部的沉积，之后是填充沟槽19的导电层25的沉积以形成隔离的导电壁27。层23和/或层25的材料厚度选择成使得导电层23和25中的至少一个对于将由传感器在操作中接收的光而言是不透明的。
[0017]作为示例，绝缘层21通过厚度为7nm至15nm(例如1nm)的二氧化娃的共形沉积而形成。导电层23的材料可为例如钛或钽的金属或者例如氮化钛或氮化钽的金属氮化物。导电层23的厚度为1nm至50nm(例如30nm)。导电层25的材料优选为金属，例如妈。
[0018]图4为示出了通过将氮化硅层5B用作蚀刻停止层对布置在绝缘堆叠5之上的层25、23、21进行蚀刻而部分去除之后图3的结构的简化截面图。在每个像素7A、7B上方，从由壁27界定的表面区域的至少90%去除层25、23、21和17。层17、21、23和25的堆叠的部分29在壁27上方保留在适当位置，并且在壁27的任一侧上横向突出。层17、21、23和25的堆叠的一部分31也在半导体层