降低了側(cè)壁引發(fā)的泄漏的背面照明圖像傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種圖像傳感器件。該圖像傳感器件包括基板，該基板具有正面、背面、以及側(cè)壁，側(cè)壁與正面和背面相連接。該圖像傳感器件包括多個輻射感測區(qū)域，位于基板中。每個輻射感測區(qū)域都能夠感測穿過背面發(fā)射到輻射感測區(qū)域的輻射。該圖像傳感器件包括互連結(jié)構(gòu)，該互連結(jié)構(gòu)連接到基板的正面。該互連結(jié)構(gòu)包括多個互連層，并且延展超過基板的側(cè)壁。該圖像傳感器件包括接合焊盤，該接合焊盤與基板的側(cè)壁間隔開。該接合焊盤電連接到互連結(jié)構(gòu)中的一個互連層。
【專利說明】降低了側(cè)壁弓I發(fā)的泄漏的背面照明圖像傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及傳感器領(lǐng)域，更具體地，涉及降低了側(cè)壁引發(fā)的泄漏的背面照明圖像傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體圖像傳感器用于感測諸如光的輻射?；パa金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器(CIS)和電荷耦合器件(CCD)傳感器廣泛用于各種應(yīng)用，比如數(shù)碼相機或者手機攝像頭的應(yīng)用。這些器件利用了基板上的像素陣列(包含光電二極管和晶體管)，這些器件可以吸收發(fā)射到基板的輻射，并且將感測到的輻射轉(zhuǎn)換為電信號。
[0003]背面照明(BSI)圖像傳感器件是一種圖像傳感器件。這些BSI圖像傳感器件能夠從其背面檢測到光。BSI圖像傳感器件在晶圓的器件區(qū)域和接合焊盤區(qū)域之間具有相對較大的臺階高度。當(dāng)接合焊盤形成時，該臺階高度可能會導(dǎo)致產(chǎn)生蝕刻難度，該蝕刻難度可能在穿過晶圓側(cè)壁的鄰近接合焊盤之間產(chǎn)生泄漏。這種泄漏降低了 BSI圖像傳感器件的性能，從而不符合要求。
[0004]因此，盡管現(xiàn)有的制造BSI圖像傳感器件的方法通常足以達到其預(yù)期目的，但是這些現(xiàn)有方法無法在各個方面都完全令人滿意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種圖像傳感器件，包括:基板，具有正表面、背表面、和側(cè)壁，側(cè)壁垂直于正表面和背表面；輻射檢測器件，形成在基板中，輻射檢測器件可操作用于檢測穿過背表面進入基板的輻射波；互連結(jié)構(gòu)，形成在基板的正表面上，互連結(jié)構(gòu)延展超出基板的側(cè)壁；以及導(dǎo)電焊盤，形成在互連結(jié)構(gòu)上，導(dǎo)電焊盤鄰近側(cè)壁，但與側(cè)壁間隔開。
[0006]其中，導(dǎo)電焊盤形成在互連結(jié)構(gòu)的面向基板的一側(cè)。
[0007]其中，導(dǎo)電焊盤形成在圖像傳感器件的接合焊盤區(qū)域中。
[0008]其中，在基板的側(cè)壁和導(dǎo)電焊盤之間存在臺階高度。
[0009]其中，臺階高度大于大約I微米。
[0010]其中,側(cè)壁的一部分包含導(dǎo)電材料，導(dǎo)電材料具有與導(dǎo)電焊盤相同的材料組分。
[0011]其中，導(dǎo)電焊盤與互連結(jié)構(gòu)的金屬層相電連接。
[0012]其中:互連結(jié)構(gòu)包括層間介電ILD層，層間介電ILD層的一部分在朝向?qū)щ姾副P的方向上延展超出側(cè)壁第一距離；以及導(dǎo)電焊盤的一部分形成為在ILD層的一部分的上方第
二距離，第二距離小于第一距離。
[0013]其中:第一距離處于大約3微米到大約4微米的范圍內(nèi)；以及第二距離處于大約I微米到大約2微米的范圍內(nèi)。
[0014]此外，還提供了一種圖像傳感器件，包括:基板，具有正面、背面、以及側(cè)壁，側(cè)壁與正面和背面相連接；多個輻射感測區(qū)域，設(shè)置在基板中，每個輻射感測區(qū)域均可操作用于感測穿過背面發(fā)射到輻射感測區(qū)域的輻射；互連結(jié)構(gòu)，連接到基板的正面，互連結(jié)構(gòu)包括多個互連層，并且延展超出基板的側(cè)壁；以及接合焊盤，與基板的側(cè)壁間隔開，接合焊盤電連接到互連結(jié)構(gòu)中的多個互連層中的一層。
[0015]其中，接合焊盤形成在圖像傳感器件的接合焊盤區(qū)域中，并且與互連層物理接觸，互連層鄰近基板。
[0016]其中，基板的側(cè)壁和接合焊盤之間的臺階高度為至少I微米。
[0017]該圖像傳感器件進一步包括:導(dǎo)電材料，設(shè)置在側(cè)壁上，但與接合焊盤物理間隔開。
[0018]其中:互連結(jié)構(gòu)的突出部分突出超過側(cè)壁第一尺寸；以及接合焊盤與互連結(jié)構(gòu)的突出部分相交疊的延展部分為第二尺寸，第二尺寸小于第一尺寸。
[0019]此外，還提供了一種制造圖像傳感器件的方法，包括:提供基板，基板具有正表面、背表面和側(cè)壁，側(cè)壁垂直于正表面和背表面；在基板中形成多個輻射感測區(qū)域，每個輻射感測區(qū)域均可操作用于感測穿過背面發(fā)射到輻射感測區(qū)域的輻射；在基板的正表面上方形成互連結(jié)構(gòu)；移除基板的一部分，從而將互連結(jié)構(gòu)的金屬互連層暴露出來；以及在互連結(jié)構(gòu)上形成接合焊盤，從而使得接合焊盤電連接到所暴露出的金屬互連層，并且與基板的側(cè)壁間隔開。
[0020]其中，形成接合焊盤的步驟包括:在基板上方以及互連結(jié)構(gòu)的所暴露出的金屬互連層上方形成導(dǎo)電材料；以及蝕刻導(dǎo)電材料，以移除鄰近側(cè)壁的導(dǎo)電材料的一部分，從而形成接合焊盤，接合焊盤帶有的導(dǎo)電材料的剩余部分與金屬互連層相接觸。
[0021 ] 其中，蝕刻導(dǎo)電材料，從而使得在蝕刻之后，在側(cè)壁上留有導(dǎo)電材料的殘留物，其中，殘留物與接合焊盤物理間隔開。
[0022]其中，形成接合焊盤，從而使得存在于基板的側(cè)壁和接合焊盤之間的臺階高度大于大約I微米。
[0023]其中，形成接合焊盤，從而使得接合焊盤與最頂部的金屬互連層相接觸，最頂部的金屬互連層位于鄰近基板的位置上。
[0024]該方法進一步包括:在移除基板的一部分之前:將基板接合到載體基板；以及從背表面將基板薄化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]根據(jù)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述可以最好地理解本發(fā)明。需要強調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，各種不同部件沒有按比例繪制，并且只是用于圖示的目的。實際上，為了使論述清晰，可以任意增加或減小各種部件的數(shù)量和尺寸。
[0026]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的各個方面的用于制造圖像傳感器件的方法的流程圖。
[0027]圖2-圖7是根據(jù)本發(fā)明的各個方面的各個制造階段的圖像傳感器件的概括片斷橫截面?zhèn)纫晥D。
[0028]圖8是根據(jù)本發(fā)明的各個方面的各個制造階段的圖像傳感器件的概括俯視圖?！揪唧w實施方式】
[0029]應(yīng)該理解，以下公開內(nèi)容提供了許多用于實施所公開的不同特征的不同實施例或?qū)嵗?。以下描述組件和配置的具體實例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這僅僅是實例，并不是用于限制本發(fā)明。此外，在以下的本發(fā)明中的將第一元件形成在第二元件之上、上方可以包括第一元件和第二元件形成為直接接觸的實施例，還可以包括有附加元件置于第一元件和第二元件之間，從而使得元件不直接接觸的實施例。為了簡明和清晰，各個元件可以以不同比例任意繪制。
[0030]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的各個方面的用于制造背面照明(BSI)圖像傳感器件的方法10的流程圖。參考圖1，方法10開始于框12，其中，提供了具有正表面、背表面以及側(cè)壁的基板。側(cè)壁垂直于正表面和背表面。方法10繼續(xù)進行到框14，其中，在基板中形成多個輻射感測區(qū)域。每個輻射感測區(qū)域都能夠感測到穿過背表面而發(fā)射到該輻射感測區(qū)域的輻射。方法10繼續(xù)進行到框16，其中，在基板的正表面上方形成互連結(jié)構(gòu)。方法10繼續(xù)進行到框18，其中，將基板的一部分移除，從而暴露出互連結(jié)構(gòu)的金屬互連層。方法10繼續(xù)進行到框20，其中，用一種方式在互連結(jié)構(gòu)上形成接合焊盤，從而使得接合焊盤電連接到暴露出的金屬互連層，并且該接合焊盤與基板的側(cè)壁間隔開。
[0031]圖2-圖7是根據(jù)圖1中的方法10的各個方面的各個制造階段中的BSI圖像傳感器件30的器件的各個實施例的概括片斷橫截面?zhèn)纫晥D。圖像傳感器件30包括用于感測和記錄發(fā)射到圖像傳感器件30的背表面的輻射(比如光)強度的像素的陣列和網(wǎng)格。圖像傳感器件30可以包括電荷耦合器件(CCD)、互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器(CIS)、有源像素傳感器(APS)、或者無源像素傳感器。圖像傳感器30進一步包括附加電路和輸入/輸出端，該輸入/輸出端鄰近像素網(wǎng)格，從而為像素提供運行環(huán)境，并且支持與像素的外部通信?？梢岳斫?，為了更好地理解本發(fā)明的發(fā)明概念，將圖2到圖8進行了簡化，并且圖2到圖8可以不按比例繪制。
[0032]參考圖2，圖像傳感器件30包括器件基板32。器件基板32是利用諸如硼的P型摻雜劑進行摻雜的硅基板(例如，P型基板)?？蛇x地，器件基板32可以是其他適當(dāng)半導(dǎo)體材料。例如，器件基板32可以是利用諸如憐或者神的η型慘雜劑進行慘雜的娃基板(η型基板)。器件基板32可以包括其他元素半導(dǎo)體，比如鍺或者金剛石?？蛇x地，器件基板32可以包括化合物半導(dǎo)體和/或合金半導(dǎo)體。而且，器件基板32可以包括外延層Gpi層)，可以為了改進性能而進行應(yīng)變，并且可以包括絕緣體上硅(SOI)基板。再次參考圖2，器件基板32具有正面(還稱為正表面)34和背面(還稱為背表面)36。器件基板32還具有初始厚度38，該初始厚度38處于大約100微米(μ m)到大約3000 μ m的范圍內(nèi)。在本實施例中，初始厚度38為大約750 μ m。
[0033]輻射感測區(qū)域(例如，像素40和42)形成在器件基板32中。像素40和42能夠感測到輻射，比如發(fā)射到器件基板32的背面36的入射光43。在本實施例中，像素40和42都包括光電二極管。在其他實施例中，像素40和42可以包括固定層(pinned layer)光電二極管、光電門傳感器、復(fù)位晶體管、源極跟隨晶體管(source follower transistor)、以及傳輸晶體管。像素40和42還可以稱為輻射檢測儀。
[0034]像素40和42可以互不相同，從而具有不同的結(jié)深度、厚度、寬度等等。為了簡明，在圖2中只示出了兩個像素40和42，但是可以理解，可以在器件基板32中實現(xiàn)任意數(shù)量的輻射感測區(qū)域。在所示實施例中，通過以下方式形成像素40和42:從正面34向器件基板32上實施注入工藝46。注入工藝46包括利用諸如硼的P型摻雜劑來摻雜器件基板32。在可選實施例中，注入工藝46可以包括利用諸如磷或者砷的η型摻雜劑來摻雜器件基板32。在其他實施例中，還可以通過擴散工藝形成像素40和42。
[0035]再次參考圖2，器件基板32包括隔離結(jié)構(gòu)(例如，隔離結(jié)構(gòu)47和49)，該隔離結(jié)構(gòu)在像素40和42之間提供電隔離和光隔離。隔離結(jié)構(gòu)47和49包括淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)，該淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)由諸如氧化硅和氮化硅的介電材料形成。通過以下方式形成STI結(jié)構(gòu):從正面34在基板32中蝕刻出開口，然后用介電材料填充該開口。在其他實施例中，隔離結(jié)構(gòu)47和49可以包括經(jīng)過摻雜的隔離元件，比如重?fù)诫sη型區(qū)域和重?fù)诫sP型區(qū)域?？梢岳斫?，在像素40和42形成之前形成隔離結(jié)構(gòu)47和49。另外，為了簡明，在圖2中只示出了兩個隔離結(jié)構(gòu)47和49，但是可以理解，可以在器件基板32中實現(xiàn)任意數(shù)量的隔離結(jié)構(gòu)，從而可以將諸如像素40和42的輻射感測區(qū)域適當(dāng)隔離。
[0036]仍參考圖2，像素40和42以及隔離結(jié)構(gòu)47和49形成在圖像傳感器件30的一個區(qū)域中，該區(qū)域稱為像素區(qū)域52。圖像傳感器30還包括周邊區(qū)域54、接合焊盤區(qū)域56 (還稱為接合焊盤區(qū)域)、以及劃片槽區(qū)域59。圖2中的虛線表示區(qū)域52、54、56、和59之間的大致邊界。周邊區(qū)域54包括器件60和61，該器件60和61需要保持暗光。例如，在本實施例中，器件60可以是數(shù)字器件，比如特定用途集成電路(ASIC)器件或者片上系統(tǒng)(SOC)器件。器件61可以是參考像素，該參考像素用于形成圖像傳感器件30的光強度的基準(zhǔn)線。
[0037]再次參考圖2，接合焊盤區(qū)域56包括了一個區(qū)域，在該區(qū)域中，圖像傳感器件30的一個或者多個接合焊盤(未示出)將在之后的工藝階段中形成，從而可以在圖像傳感器件30和外部器件之間形成電連接。劃片槽區(qū)域59包括了一個區(qū)域，該區(qū)域?qū)⒁粋€半導(dǎo)體管芯(例如，包含接合焊盤區(qū)域56、周邊區(qū)域54、以及像素區(qū)域52的半導(dǎo)體管芯)與鄰近的半導(dǎo)體管芯(未示出)間隔開。在之后的制造工藝中，將劃片槽區(qū)域59切割開，從而將鄰近管芯間隔開，然后將管芯封裝并且作為集成電路芯片售出。劃片槽區(qū)域59的切割方式不會損壞每個管芯中的半導(dǎo)體器件。還可以理解，這些區(qū)域52-59垂直延伸到器件基板32的上方和下方。
[0038]現(xiàn)在參考圖3，將互連結(jié)構(gòu)65形成在器件基板32的正面34上方?；ミB結(jié)構(gòu)65包括多個經(jīng)過圖案化的介電層和導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層在圖像傳感器件30的各個摻雜元件、電路、和輸入/輸出端之間提供互連(例如，導(dǎo)線)?；ミB結(jié)構(gòu)65包括層間介電(ILD)和多層互連(MLI)結(jié)構(gòu)。MLI結(jié)構(gòu)包括觸點、通孔和金屬線。為了示出的目的，圖3中示出了多條導(dǎo)線66和多個通孔/觸點68,可以理解,這些導(dǎo)線66和通孔/觸點68僅僅示例性地示出，而導(dǎo)線66和通孔/觸點68的實際位置和配制可以基于設(shè)計需要而變化。
[0039]MLI結(jié)構(gòu)可以包含諸如鋁、鋁\硅\銅合金、鈦、氮化鈦、鎢、多晶硅、金屬硅化物、或者上述的組合的導(dǎo)電材料，稱為鋁互連件。鋁互連件可以通過包括物理汽相沉積(PVD)(或者濺射)、化學(xué)汽相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、或者上述的組合形成。用于形成鋁互連件的其他制造技術(shù)可以包括光刻工藝和蝕刻，從而將導(dǎo)電材料圖案化，進而形成垂直連接(例如，通孔/觸點68)和水平連接(例如，導(dǎo)線66)?？蛇x地，銅多層互連件可以用于形成金屬圖案。銅互連結(jié)構(gòu)可以包含銅、銅合金、鈦、氮化鈦、鎢、多晶硅、金屬硅化物、或者上述的組合?？梢酝ㄟ^包括CVD、濺射、電鍍、或者其他適當(dāng)工藝的技術(shù)形成銅互連結(jié)構(gòu)。
[0040]仍參考圖3，在互連結(jié)構(gòu)65上形成緩沖層70。在本實施例中，緩沖層70包括諸如氧化硅的介電材料?？蛇x地，緩沖層70包含氮化硅。通過CVD、PVD、或者其他適當(dāng)技術(shù)形成緩沖層70。通過化學(xué)機械拋光(CMP)工藝將緩沖層70平坦化，從而形成平滑表面。
[0041]然后，通過緩沖層70將載體基板75與器件基板32相接合，從而可以對器件基板32的背面36實施處理。在本實施例中，載體基板75類似于基板32,并且包含娃材料。可選地，載體基板75可以包括玻璃基板或者其他適當(dāng)材料。載體基板75可以通過分子力(眾所周知的直接接合或者光學(xué)熔接接合技術(shù))、或者本領(lǐng)域所公知的其他接合技術(shù)(比如金屬擴散或者陽極接合)接合到器件基板32。
[0042]再次參考圖3，緩沖層70在器件基板32和載體基板75之間提供電隔離。載體基板75為形成在器件基板32的正面34上的各種元件(比如像素40和42)提供保護。如下所述，載體基板75還為處理器件基板32的背面36提供了機械強度和機械支撐?？蛇x地，在接合之后，器件基板32和載體基板75可以進行退火，從而增強接合強度。
[0043]再次參考圖3，然后，可以實施薄化工藝80，從而將來自背面36的器件基板32薄化。薄化工藝80可以包括機械打磨工藝和化學(xué)薄化工藝。在機械打磨工藝期間，可以首先從器件基板32移除大量基板材料。然后，化學(xué)薄化工藝可以將蝕刻化學(xué)物質(zhì)施加到器件基板32的背面36，從而進一步將器件基板32薄化到厚度85。在本實施例中，厚度85小于大約5μηι，例如大約2-3μηι。在實施例中，厚度85大于至少大約I μ m。還可以理解,本發(fā)明所公開的特定厚度僅僅是示例，可以基于圖像傳感器件30的應(yīng)用類型和設(shè)計需要而實現(xiàn)其他厚度。
[0044]現(xiàn)在參考圖4，可以通過蝕刻工藝100移除接合焊盤區(qū)域56和劃片槽區(qū)域59中的器件基板32的部分。因此，將接合焊盤區(qū)域56中的互連結(jié)構(gòu)65的ILD層110暴露出來。蝕刻工藝100還導(dǎo)致產(chǎn)生了器件基板32的側(cè)壁120。側(cè)壁120延展的方向垂直于正面34或者背面36延展的方向。在所示實施例中，側(cè)壁120在垂直方向上延展，而正面34和背面36在水平(橫向)方向上延展。側(cè)壁120基本上與之后形成的內(nèi)部密封環(huán)處于同一平面。
[0045]現(xiàn)在參考圖5，在接合焊盤區(qū)域56中，在器件基板32的背面36上方和ILD層110的暴露表面上方形成氧化物層130。然后，蝕刻接合焊盤區(qū)域的部分，從而將金屬-1層中的最頂部的導(dǎo)線66的部分暴露出來。將在金屬-1層中的暴露出的導(dǎo)線66上形成接合焊盤。在該制造階段中，ILD層110的部分延伸超出側(cè)壁120，該ILD層110具有橫向尺寸140。換言之，ILD層110在水平方向上突出到側(cè)壁120外一段距離140。在實施例中，橫向尺寸/距離處于從大約3μπι到大約4μπι的范圍內(nèi)。還可以理解，底部抗反射(BARC)層可以形成在氧化物層130上方，附加氧化物層可以形成在BARC層上方。然而，為了簡明，本文中沒有示出BARC層和附加氧化物層。
[0046]現(xiàn)在參考圖6，導(dǎo)電層150從背面36形成在氧化物層130上方以及接合焊盤區(qū)域56中的導(dǎo)線66上方。在實施例中，導(dǎo)電層150包含金屬材料或者金屬合金材料,例如,招(Al)或者鋁銅合金(AlCu)。導(dǎo)電層150的部分與互連結(jié)構(gòu)65中的金屬-1層中的最頂部的導(dǎo)線66物理接觸。隨后，導(dǎo)電層150的該部分將圖案化到接合焊盤中。
[0047]現(xiàn)在參考圖7，實施蝕刻工藝160，從而將導(dǎo)電層150覆蓋像素區(qū)域52的部分移除，進而使得假設(shè)將要通過像素40和42檢測出的輻射將不會被導(dǎo)電層150 (可能不是透明的)阻礙。蝕刻工藝160還以一種方式移除接合焊盤區(qū)域56中的導(dǎo)電層150的一部分，從而使得接合焊盤區(qū)域56中的導(dǎo)電層150的保留下來的部分形成導(dǎo)電接合焊盤170。接合焊盤170與器件基板32的側(cè)壁120物理間隔開。接合焊盤170與金屬-1層的導(dǎo)線66相接觸(從而相電連接)。因此，通過接合焊盤170，可以在圖像傳感器件20和外部器件之間形成電連接。接合焊盤170的橫向尺寸或者寬度處于大約50 μ m到大約200 μ m的范圍內(nèi)，例如大約80 μ m。換言之,如圖7所示，接合焊盤170的橫向尺寸基本上大于尺寸140。因此，應(yīng)該再次強調(diào)，圖7中的各個元件和各個部件沒有按比例繪制。
[0048]接合焊盤150的一部分(可以視為接合焊盤170的延展部分)覆蓋了 ILD層110的一部分。接合焊盤170的該部分的橫向尺寸180小于橫向尺寸140。換言之，這種配置(尺寸140大于尺寸180)確保了接合焊盤170與側(cè)壁120以及由于對蝕刻工藝160的限制而留在側(cè)壁120上的導(dǎo)電層150的所有殘留物150A物理間隔開。由于器件基板32的背面36和接合焊盤170之間的臺階高度200相對較大，因此，可能存在有殘留物150A。臺階高度200大約等于器件基板32的減小了的厚度85，在一個實施例中，該厚度85為大約2_3 μ m。由于臺階高度200較大，因此，對于蝕刻工藝來說，難以完全除去側(cè)壁120上的全部導(dǎo)電層150。因此，很可能有殘留物150A存在于在側(cè)壁120的一部分上。如果殘留物150A沒有完全與接合焊盤170斷開，則接合焊盤170將與鄰近的接合焊盤短路。如下所述，這種短路將通過俯視圖更清晰地示出。
[0049]參考圖8，示出了圖像傳感器件30的一部分的簡化俯視圖。在接合焊盤區(qū)域56中，以垂直對準(zhǔn)的方式示出了兩個鄰近的接合焊盤170A和170B。接合焊盤170A垂直間隔開，在鄰近的接合焊盤170A和170B之間可以存在有虛擬圖案210。殘留物150A垂直跨越了器件基板32的側(cè)壁?，F(xiàn)在，可以看出，接合焊盤170A和170B沒有與器件基板32的側(cè)壁物理間隔開，然后，殘留物150A可能會在接合焊盤170A和170B之間形成導(dǎo)電路徑，從而將兩個接合焊盤短路。由于接合焊盤170A-170B的短路導(dǎo)致產(chǎn)生了焊盤-焊盤泄漏，因此不希望出現(xiàn)這種短路。因為隨著臺階高度的增加，對于器件基板32的側(cè)壁來說，更加難以去除導(dǎo)電層150的殘留物，所以相對較高的臺階高度200(圖7中所示)加重了這種短路問題。這意味著，臺階高度越大，對于現(xiàn)有的器件來說越可能在鄰近的接合焊盤之間存在短路。
[0050]在這里，通過蝕刻工藝160確保了接合焊盤170A-170B與側(cè)壁(以及形成在側(cè)壁上的所有可能出現(xiàn)的殘留物150A)分離，防止了潛在的短路問題的產(chǎn)生。因此，形成在側(cè)壁上的所有殘留物150A將不會產(chǎn)生問題，接合焊盤170A和170B仍舊相互電隔離。這是本文所公開的實施例所提供的優(yōu)點之一，然而，可以理解，其他實施例還可以提供其他優(yōu)點，沒有哪個特定的優(yōu)點是所有實施例都必須具備的。另一優(yōu)點是，本文所公開的方法和結(jié)構(gòu)易于實施并且不需要附加工藝。而且，由于導(dǎo)電的殘留物留在側(cè)壁上不再成為一個問題，因此，用于限定接合焊盤的蝕刻工藝的工作量(load)減小。換言之，這種蝕刻工藝不再需要將側(cè)壁上的所有導(dǎo)電材料移除。
[0051]再次參考圖7，盡管沒有示出，但是實施了附加工藝來完成圖像傳感器件30的制造。例如，可以在圖像傳感器件30的周圍形成鈍化層來提供保護(例如，防塵或者防濕)?？梢栽谙袼貐^(qū)域52中形成濾色鏡?？梢詫V色鏡放置在使得入射光從濾色鏡上方入射，并且穿過該濾色鏡的位置上。濾色鏡可以包括基于染料(或者基于顏料)的聚合體或者樹脂，從而將入射光的特定波段過濾，該入射光的特定波段對應(yīng)于色譜(例如，紅、綠、和藍(lán))。然后，在濾色鏡上方形成微透鏡，從而將入射光定向和聚焦到器件基板32中的特定輻射感測區(qū)域，比如像素40和42。基于用作微透鏡的材料的折射率和與傳感器表面的距離，可以以各種布置方式放置微透鏡，該微透鏡具有各種形狀?？梢岳斫?，在形成濾色鏡或者微透鏡之前，器件基板32還可以經(jīng)歷可選的激光退火工藝。
[0052]本發(fā)明的廣泛形式之一涉及一種圖像傳感器件，包括:基板，具有正表面、背表面、和側(cè)壁，側(cè)壁垂直于正表面和背表面；輻射檢測器件，形成在基板中，輻射檢測器件能夠檢測穿過背表面進入基板的輻射波；互連結(jié)構(gòu)，形成在基板的正表面上，互連結(jié)構(gòu)延展超出基板的側(cè)壁；以及導(dǎo)電焊盤，形成在互連結(jié)構(gòu)上，導(dǎo)電焊盤鄰近側(cè)壁，但是與側(cè)壁間隔開。
[0053]本發(fā)明的另一廣泛形式涉及一種圖像傳感器件，包括:基板，具有正面、背面、以及側(cè)壁，側(cè)壁與正面和背面相連接；多個輻射感測區(qū)域，位于基板中，每個輻射感測區(qū)域都能夠感測穿過背面發(fā)射到輻射感測區(qū)域的輻射；互連結(jié)構(gòu)，連接到基板的正面，互連結(jié)構(gòu)包括多個互連層，并且延展超過基板的側(cè)壁；以及接合焊盤，與基板的側(cè)壁間隔開，接合焊盤電連接到互連結(jié)構(gòu)中的一個互連層。
[0054]本發(fā)明的又一廣泛形式涉及一種制造圖像傳感器件的方法，該方法包括:提供基板，基板具有正表面、背表面和側(cè)壁，側(cè)壁垂直于正表面和背表面；在基板中形成多個福射感測區(qū)域，每個輻射感測區(qū)域都能夠感測穿過背面發(fā)射到輻射感測區(qū)域的輻射；在基板的正表面上方形成互連結(jié)構(gòu)；移除基板的部分，從而將互連結(jié)構(gòu)的金屬互連層暴露出來；以及以一種方式在互連結(jié)構(gòu)上形成接合焊盤，從而使得接合焊盤電連接到暴露出的金屬互連層，并且與基板的側(cè)壁間隔開。
[0055]上面論述了多個實施例的部件，使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各個方面。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計或修改其他用于執(zhí)行與本文所介紹實施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點的處理和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還應(yīng)該意識到，這種等效構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進行多種變化、替換以及改變。
【權(quán)利要求】
1.一種圖像傳感器件，包括: 基板，具有正表面、背表面、和側(cè)壁，所述側(cè)壁垂直于所述正表面和所述背表面； 輻射檢測器件，形成在所述基板中，所述輻射檢測器件可操作用于檢測穿過所述背表面進入所述基板的輻射波； 互連結(jié)構(gòu)，形成在所述基板的正表面上，所述互連結(jié)構(gòu)延展超出所述基板的側(cè)壁；以及 導(dǎo)電焊盤，形成在所述互連結(jié)構(gòu)上，所述導(dǎo)電焊盤鄰近所述側(cè)壁，但與所述側(cè)壁間隔開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器件，其中，所述導(dǎo)電焊盤形成在所述互連結(jié)構(gòu)的面向所述基板的一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器件，其中，所述導(dǎo)電焊盤形成在所述圖像傳感器件的接合焊盤區(qū)域中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器件，其中，在所述基板的側(cè)壁和所述導(dǎo)電焊盤之間存在臺階高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像傳感器件，其中，所述臺階高度大于大約I微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器件，其中，所述側(cè)壁的一部分包含導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料具有與所述導(dǎo)電焊盤相同的材料組分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器件，其中，所述導(dǎo)電焊盤與所述互連結(jié)構(gòu)的金屬層相電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器件，其中: 所述互連結(jié)構(gòu)包括層間介電ILD層，所述層間介電ILD層的一部分在朝向所述導(dǎo)電焊盤的方向上延展超出所述側(cè)壁第一距離；以及 所述導(dǎo)電焊盤的一部分形成為在所述ILD層的一部分的上方第二距離，所述第二距離小于所述第一距離。
9.一種圖像傳感器件,包括: 基板，具有正面、背面、以及側(cè)壁，所述側(cè)壁與所述正面和所述背面相連接； 多個輻射感測區(qū)域，設(shè)置在所述基板中，每個所述輻射感測區(qū)域均可操作用于感測穿過所述背面發(fā)射到所述輻射感測區(qū)域的輻射； 互連結(jié)構(gòu)，連接到所述基板的正面，所述互連結(jié)構(gòu)包括多個互連層，并且延展超出所述基板的側(cè)壁；以及 接合焊盤，與所述基板的側(cè)壁間隔開，所述接合焊盤電連接到所述互連結(jié)構(gòu)中的所述多個互連層中的一層。
10.一種制造圖像傳感器件的方法，包括: 提供基板，所述基板具有正表面、背表面和側(cè)壁，所述側(cè)壁垂直于所述正表面和所述背表面； 在所述基板中形成多個輻射感測區(qū)域，每個所述輻射感測區(qū)域均可操作用于感測穿過所述背面發(fā)射到所述輻射感測區(qū)域的輻射； 在所述基板的正表面上方形成互連結(jié)構(gòu)； 移除所述基板的一部分，從而將所述互連結(jié)構(gòu)的金屬互連層暴露出來；以及 在所述互連結(jié)構(gòu)上形成接合焊盤，從而使得所述接合焊盤電連接到所暴露出的金屬互連層，并且與所述基板的側(cè) 壁間隔開。
【文檔編號】H01L27/146GK103531597SQ201210034271
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月3日
【發(fā)明者】蔡雙吉, 楊敦年, 劉人誠, 王文德, 曾曉暉 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司