CN112310128A - 图像传感器、用于图像传感器的半导体结构及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本公开的各种实施例涉及一种包括电荷释放层的图像传感器。光探测器设置在半导体衬底内。刻蚀停止层上覆在光探测器上。滤色片上覆在刻蚀停止层上。介电栅格结构环绕滤色片。电荷释放层夹置在介电栅格结构与刻蚀停止层之间。电荷释放层环绕滤色片且包含导电材料。电荷释放层直接接触滤色片。

Description

图像传感器、用于图像传感器的半导体结构及其制造方法
技术领域
本发明的实施例涉及一种图像传感器、用于图像传感器的半导体结构及其制造方法。
背景技术
具有图像传感器的集成电路(Integrated Circuit，IC)用于各种各样的现代电子器件(例如，照相机及手机)中。互补金属氧化物半导体(Complementary metal-oxidesemiconductor，CMOS)器件已成为普及的IC图像传感器。与电荷耦合器件(charge-coupleddevice，CCD)相比，CMOS图像传感器因功耗低、尺寸小、数据处理迅速、直接输出数据及制造成本低而越来越受欢迎。一些类型的CMOS图像传感器包括前侧照明式(front-sideilluminated，FSI)图像传感器及后侧照明式(back-side illuminated，BSI)图像传感器。
发明内容
本申请的一些实施例提供一种图像传感器，包括：半导体衬底；光探测器，设置在所述半导体衬底内；刻蚀停止层，上覆在所述光探测器上；滤色片，上覆在所述刻蚀停止层上；介电栅格结构，环绕所述滤色片；以及电荷释放层，夹置在所述介电栅格结构与所述刻蚀停止层之间，其中所述电荷释放层环绕所述滤色片且包含导电材料，且其中所述电荷释放层直接接触所述滤色片。
此外，本申请的其他实施例提供一种用于图像传感器的半导体结构，包括：集成电路，包括载体衬底、半导体衬底及内连结构，其中所述内连结构设置在所述半导体衬底与所述载体衬底之间，且其中光探测器设置在所述半导体衬底中；介电栅格结构，上覆在所述半导体衬底上；滤色片，凹陷到所述介电栅格结构中且分别上覆在所述光探测器上，其中所述滤色片具有比所述介电栅格结构的折射率大的折射率；以及电荷释放层，设置在所述介电栅格结构与所述半导体衬底之间，其中所述电荷释放层在横向上环绕所述滤色片，其中所述电荷释放层的顶表面位于所述半导体衬底的顶表面上方且所述电荷释放层的底表面在垂直方向上位于所述内连结构与所述半导体衬底的所述顶表面之间。
另外，本申请的其他实施例提供一种制造用于图像传感器的半导体结构的方法，所述方法包括：在半导体衬底内形成光探测器；在所述半导体衬底上形成内连结构，其中所述内连结构具有导电配线层；对所述半导体衬底进行刻蚀，以在所述半导体衬底中界定第一开口；在所述半导体衬底及所述内连结构之上沉积刻蚀停止层及电荷释放层，其中所述电荷释放层上覆在所述刻蚀停止层上，且其中所述电荷释放层及所述刻蚀停止层对所述第一开口的至少一部分进行衬垫；在所述第一开口中形成导电接触件，其中所述导电接触件延伸穿过所述电荷释放层及所述半导体衬底以接触所述导电配线层；在所述光探测器之上沉积栅格介电层；对所述栅格介电层及所述电荷释放层进行刻蚀，直到到达所述刻蚀停止层的上表面，其中对所述栅格介电层进行刻蚀界定介电栅格结构及上覆在所述光探测器上的多个滤色片开口；以及在所述多个滤色片开口中沉积多个滤色片。
附图说明
结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的实施例的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。
图1A示出包括设置在滤色片周围的电荷释放层的图像传感器的一些实施例的剖视图。
图1B示出如由图1A及图1B中的切割线所指示的图1A的图像传感器的一些实施例的俯视图。
图2A、图2B、图2C及图2D示出包括设置在多个滤色片周围的电荷释放层的图像传感器的一些实施例的剖视图。
图3A示出如由图2A中的虚线所指示的图2A的电荷释放层的一些替代实施例的俯视图。
图3B及图3C示出如由图2A中的虚线框所指示的图2A的图像传感器的一部分的替代实施例的剖视图。
图3D示出如由图2D中的虚线框所指示的图2D的图像传感器的一部分的替代实施例的剖视图。
图3E示出如由图2A中的虚线框所指示的图2A的图像传感器的一部分的替代实施例的剖视图。
图4到图15示出用于形成图像传感器的方法的一些实施例的一系列剖视图，所述图像传感器包括设置在多个滤色片周围的电荷释放层。
图16示出图4到图15的方法的一些实施例的方块图。
具体实施方式
本公开提供用于实施本公开的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及布置的具体实例以简化本公开。当然，这些仅为实例而非旨在进行限制。举例来说，以下说明中将第一特征形成在第二特征之上或第二特征上可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征从而使得所述第一特征与所述第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开的实施例可能在各种实例中重复使用参考编号和/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而不是自身指示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。
此外，为易于说明，本文中可能使用例如“在...之下(beneath)”、“在...下方(below)”、“下部的(lower)”、“在...上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括器件在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)，且本文中所使用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。
图像传感器包括光探测器阵列。一些图像传感器包括半导体衬底，在半导体衬底内布置有光探测器，且在半导体衬底下面布置有像素器件结构。像素器件结构包括设置在半导体衬底的前侧表面上的内连结构及像素器件(例如，源极跟随器晶体管(sourcefollower transistor)、复位晶体管(reset transistor)、电荷释放晶体管等)。像素器件可通过内连结构电耦合到光探测器。滤色片及介电栅格结构分别设置在半导体衬底的后侧表面上且上覆在光探测器上。介电栅格结构在横向上环绕滤色片。介电栅格结构通过介电栅格结构的全内反射(total internal reflection)来增加灵敏度(例如，量子效率(quantum efficiency，QE))并减少串扰(cross-talk)。然而，根据介电栅格结构的形成方式而定，介电栅格结构也可降低从图像传感器产生的黑色图像和/或暗色图像的品质。
在一些实施例中，可通过向上覆在光探测器上的一个或多个介电层中执行刻蚀工艺(例如，干式刻蚀工艺)来形成介电栅格结构。这会暴露出刻蚀停止层的上表面且界定上覆在光探测器上的多个滤色片开口。执行沉积工艺以在刻蚀停止层的上表面之上在所述多个滤色片开口中沉积滤色片。然而，在执行刻蚀工艺之后，电荷载流子(例如，电子)可能陷获在介电栅格结构中。这部分地可能是由于刻蚀工艺和/或沉积工艺而造成。陷获的电荷载流子保留在介电栅格结构中，且可降低从图像传感器产生的图像的可靠性和/或精确度。举例来说，如果从图像传感器产生的图像被认为是黑色图像和/或暗色图像，那么陷获的电荷载流子可能导致在黑色图像和/或暗色图像中出现灰色。此外，陷获的电荷载流子可增加图像传感器中的暗电流(dark current)和/或白色像素的数目。此外，紫外(UV)固化工艺不能从介电栅格结构移除陷获的电荷载流子。
在一些替代实施例中，本申请涉及一种防止陷获的电荷载流子累积在介电栅格结构中的介电栅格结构。举例来说，为移除图像传感器中的陷获的电荷载流子，电荷释放层可位于介电栅格结构下面。电荷释放层形成在介电栅格结构与刻蚀停止层之间。对介电栅格结构及电荷释放层执行刻蚀工艺，直到暴露出刻蚀停止层的上表面，从而界定多个滤色片开口。执行沉积工艺以在所述多个滤色片开口中沉积滤色片，从而使得电荷释放层及介电栅格结构在横向上环绕滤色片。在执行沉积工艺期间和/或在执行沉积工艺之后，通过电荷释放层将可能陷获在介电栅格结构中的电荷载流子(例如，电子)释放。举例来说，电荷释放层可电耦合到地，从而使得电荷载流子从介电栅格结构行进(travel)到地。这会部分地增加从图像传感器产生的图像的可靠性和/或精确度、从自图像传感器产生的暗色图像(例如，黑色图像)去除灰色、减少图像传感器中的暗电流、和/或减少图像传感器中的白色像素的数目。
参照图1A，提供包括环绕滤色片116的电荷释放层112的图像传感器100的一些实施例的剖视图。
在半导体衬底102内设置有光探测器104。在一些实施例中，半导体衬底102包含任何类型的半导体本体(例如，单晶硅/CMOS块、硅锗(silicon-germanium，SeGe)、绝缘体上硅(silicon on insulator，SOI)等)和/或具有第一掺杂类型(例如，p型掺杂)。光探测器104被配置成将电磁辐射118(例如，光子)转换成电信号。举例来说，光探测器104可从电磁辐射118产生电子-空穴(electron-hole)对。光探测器104包含与第一掺杂类型相反的第二掺杂类型(例如，n型掺杂)。在一些实施例中，第一掺杂类型是p型且第二掺杂类型是n型，反之亦然。在半导体衬底102的后侧表面102bs上上覆有堆叠的介电层108。堆叠的介电层108可包括一个或多个氧化层，且被配置成保护半导体衬底102的后侧表面102bs。
在堆叠的介电层108上上覆有刻蚀停止层110且在刻蚀停止层110上上覆有电荷释放层112。在电荷释放层112上上覆有介电栅格结构114。电荷释放层112可包含导电材料，例如氮化钛。介电栅格结构114及电荷释放层112环绕滤色片116。介电栅格结构114是折射率小于滤色片116的折射率的介电材料。由于较低的折射率，介电栅格结构114用作辐射导向器(radiation guide)，以将电磁辐射118引导到对应的光探测器104。举例来说，滤色片116内的射向滤色片116与介电栅格结构114之间的边界的电磁辐射118通常会经历全内反射。因此，介电栅格结构114被配置成增加图像传感器100的灵敏度(例如，量子效率(QE))，同时减少相邻的光探测器之间的串扰。此外，滤色片116被配置成阻挡第一频率范围的电磁辐射118，同时将第二频率范围的电磁辐射118传递到下伏光探测器104。
在形成图像传感器100期间，可对介电栅格结构114执行一种或多种刻蚀工艺，以界定滤色片116的开口。在所述一种或多种刻蚀工艺期间，电荷载流子111(例如，电子)可能积聚和/或陷获在介电栅格结构114中。陷获的电荷载流子111可降低从图像传感器100产生的图像的可靠性和/或精确度。因此，电荷释放层112电耦合到地106，从而使得电荷载流子111通过电荷释放层112从介电栅格结构114行进到地106。因此，电荷释放层112被配置成有助于从介电栅格结构114和/或其他邻近的结构/层(例如，刻蚀停止层110和/或堆叠的介电层108)移除积聚的电荷载流子111。通过移除电荷载流子111，会增加从图像传感器100产生的图像的可靠性及精确度、减少图像传感器100中的暗电流、和/或减少图像传感器100中的白色像素的数目。在又一些实施例中，电荷释放层112直接电耦合到被配置成从介电栅格结构114移除陷获的电荷载流子111的电荷释放电路(例如，包括微控制器)(未示出)。
参照图1B，提供图1A的图像传感器100的一些实施例的俯视图。
电荷释放层112封住(enclose)滤色片116的外周边。当从上方看时，滤色片116可具有例如正方形形状、矩形形状、圆形形状或椭圆形状。在一些实施例中，电荷释放层112直接接触滤色片116的外周边。光探测器104在电荷释放层112的内侧壁之间在横向上间隔开。
参照图2A，提供图像传感器200a的一些实施例的剖视图，图像传感器200a包括在横向上与结合结构224(在一些实施例中，被称为接地垫或接地端子)偏置开的介电栅格结构114。
在载体衬底202上上覆有半导体衬底102。在一些实施例中，半导体衬底102和/或载体衬底202可例如为块状衬底(例如，块状硅衬底)、绝缘体上硅(SOI)衬底、或一些其他合适的衬底。在半导体衬底102内设置有多个光探测器104。在一些实施例中，光探测器104分别从半导体衬底102的后侧表面102bs延伸到后侧表面102bs下方的点。在又一些实施例中，所述点位于与半导体衬底102的后侧表面102bs相对的半导体衬底102的前侧表面102fs处。沿半导体衬底102的前侧表面102fs设置有内连结构205。内连结构205包括内连介电结构204、多根导电配线206及多个导电通孔208。半导体衬底102通过内连结构205结合到载体衬底202。在一些实施例中，导电配线206和/或导电通孔208分别可例如为或包含铝、铜、铝铜、钨等。在一些实施例中，内连结构205可例如包括一个或多个介电层(例如，二氧化硅)。
在半导体衬底102的后侧表面102bs上上覆有堆叠的介电层108。在一些实施例中，堆叠的介电层108包括一个或多个介电层，例如第一介电层108a、第二介电层108b及第三介电层108c。在一些实施例中，第一介电层108a可例如为或包含氧化物、金属氧化物、氧化铝等，和/或可具有40埃或介于约30埃到约50埃的范围内的厚度。在一些实施例中，第二介电层108b可例如为或包含氧化物、金属氧化物、氧化铪等，和/或可具有60埃或介于约50埃到约70埃的范围内的厚度。在又一些实施例中，第三介电层108c可例如为或包含氧化物、金属氧化物、氧化钽等，和/或可具有520埃或介于约470埃到约570埃的范围内的厚度。堆叠的介电层108可被配置成保护半导体衬底102的后侧表面102bs。在堆叠的介电层108上上覆有第一绝缘层209(例如，二氧化硅)。在一些实施例中，第一绝缘层209在半导体衬底102的后侧表面102bs之上延伸到半导体衬底102的侧壁。第一绝缘层209的底表面可在半导体衬底102的前侧表面102fs下方延伸到内连介电结构204中。
在第一绝缘层209上上覆有刻蚀停止层110。在一些实施例中，刻蚀停止层110可例如为或包含氮化物(例如，氮化硅(Si3N4))、碳化物(例如，碳化硅)等，和/或可具有1500埃或介于约1000埃到约1500埃的范围内的厚度。刻蚀停止层110在第一绝缘层209的上表面之上延伸到半导体衬底102的前侧表面102fs与后侧表面102bs之间的点。在刻蚀停止层110上上覆有电荷释放层112，且电荷释放层112从半导体衬底102之上延伸到半导体衬底102的前侧表面102fs与后侧表面102bs之间的点。在一些实施例中，电荷释放层112可例如为或包含导电材料，例如氮化钛、氮化钽、钛等。在电荷释放层112上上覆有第二绝缘层210，且第二绝缘层210可例如为或包含氧化物(例如，二氧化硅)或另一种合适的介电材料。在所述多根导电配线206的上部配线层206a上上覆有第一导电接触件218(在一些实施例中，被称为接地接触件)。在一些实施例中，第一导电接触件218穿过半导体衬底102在半导体衬底102的前侧表面102fs之上延伸以接触上部配线层206a。在上部配线层206a上上覆有第二导电接触件220，且第二导电接触件220延伸穿过半导体衬底102到达上部配线层206a。在又一些实施例中，第一导电接触件218和/或第二导电接触件220可例如为或包含铝、铜、铝铜、钨、氮化钽等。在一些实施例中，第一导电接触件218和/或第二导电接触件220可包含与所述多根导电配线206和/或所述多个导电通孔208相同的材料。在再一些实施例中，第一导电接触件218及第二导电接触件220包含与电荷释放层112不同的材料。在替代实施例中，第一导电接触件218在横向上与第二导电接触件220偏置开和/或与第二导电接触件220电隔离。在又一些实施例中，在第二导电接触件220处执行晶片接受测试(wafer acceptance test，WAT)，在晶片接受测试中，晶片探测器(未示出)向设置在半导体衬底102上和/或半导体衬底102内的器件(例如，像素晶体管)(未示出)发送电测试信号。举例来说，电测试信号检查上述器件的功能且识别不符合设计规范的器件。
第一绝缘层209可被配置成将半导体衬底102与延伸穿过半导体衬底102到达内连结构205的导电层电隔离。因此，设置在半导体衬底102内、半导体衬底102之上和/或半导体衬底102之下的器件(例如，光探测器104)与延伸穿过半导体衬底102的后侧表面102bs的导电层(例如，电荷释放层112、第一导电接触件218和/或第二导电接触件220)电隔离。
在第一导电接触件218及第二导电接触件220上上覆有介电金属保护层212。在介电金属保护层212上上覆有第一栅格介电层214。在第一栅格介电层214上上覆有第二栅格介电层216。第一栅格介电层214可例如为或包含氧化物，例如二氧化硅，和/或可具有5600埃或介于约5400埃到约5800埃的范围内的厚度。第二栅格介电层216可例如为或包含氮氧化硅(silicon-oxy-nitride)等，和/或可具有1500埃或介于约1300埃到约1700埃的范围内的厚度。在第一导电接触件218上上覆有结合结构224，且结合结构224被配置成将第一导电接触件218电耦合到另一集成电路(integrated circuit，IC)(未示出)或一些其他外部器件。在一些实施例中，结合结构224电耦合到地。在一些实施例中，结合结构224包括接触第一导电接触件218的结合垫226。此外，在结合垫226上可上覆有焊料凸块228。在又一些实施例中，结合配线(未示出)通过焊料凸块228电耦合到结合垫226，其中结合配线直接接触焊料凸块228。在再一些实施例中，在第一导电接触件218上上覆有光刻胶242，且光刻胶242可例如为被配置成用于将结合结构224电耦合到另一IC的对齐区的蓝色光刻胶。在此种实施例中，对齐标记(未示出)可位于光刻胶242下面。
介电栅格结构114在横向上与结合结构224偏置开。介电栅格结构114包括区222中的第一栅格介电层214的一段及第二栅格介电层216的一段。区222在横向上与第一导电接触件218偏置开，且上覆在光探测器104上。介电栅格结构114在横向上位于光探测器104周围且位于光探测器104之间以界定多个滤色片开口。在所述多个滤色片开口内布置有多个滤色片116，且所述多个滤色片116上覆在相应的多个光探测器104上。电荷释放层112设置在介电栅格结构114与刻蚀停止层110之间，从而使得电荷释放层112在横向上位于光探测器104周围且位于光探测器104之间。滤色片116穿过第一栅格介电层214及第二栅格介电层216以及电荷释放层112从介电栅格结构114的上表面延伸到刻蚀停止层110的上表面。因此，在一些实施例中，电荷释放层112在每一光探测器104的正上方是不连续的，且在横向上环绕滤色片116。
电荷释放层112在刻蚀停止层110的上表面之上延伸到第一导电接触件218的侧壁218sw。在一些实施例中，设置在前侧表面102fs与后侧表面102bs之间的电荷释放层112的侧壁直接接触第一导电接触件218的侧壁218sw。在又一些实施例中，第一导电接触件218电耦合到地(例如，通过结合结构224)，从而使得电荷释放层112可将介电栅格结构114中的积聚的所陷获的电荷载流子(例如，电子)移除到地。这会部分地增加从图像传感器200a产生的图像的可靠性和/或精确度。
在一些实施例中，电荷释放层112具有第一厚度t1及第二厚度t2。第一厚度t1被界定在区222内的介电栅格结构114与刻蚀停止层110的上表面之间。第二厚度t2被界定在区222的外部的刻蚀停止层110的上表面与第二绝缘层210的下表面之间。在又一些实施例中，第一厚度t1小于第二厚度t2，或者第一厚度t1近似等于第二厚度t2。在一些实施例中，第一厚度t1小于第二厚度t2，这是因为在形成介电栅格结构114期间对电荷释放层112执行了过刻蚀工艺(over etch process)。第二厚度t2可例如介于约500埃到约1,000埃的范围内。在一些实施例中，如果第二厚度t2小于500埃，那么在过刻蚀工艺期间，可在区222中移除电荷释放层112，从而降低从图像传感器200a产生的图像的可靠性和/或精确度。在此种实施例中，可降低和/或消除电荷释放层112从介电栅格结构114移除陷获的电荷载流子的能力。在又一些实施例中，如果第二厚度t2大于1,000埃，那么将会增加与形成图像传感器200a相关的时间及成本。在一些实施例中，电荷释放层112的底表面在垂直方向上位于第一导电接触件218的上表面218us上方。
参照图2B，提供根据图1A与图1B的图像传感器100的一些替代实施例的图像传感器200b的剖视图。
如图2B中所示，在半导体衬底102内设置有隔离结构230。第一导电接触件218及第二导电接触件220延伸穿过隔离结构230以接触上部配线层206a。在一些实施例中，隔离结构230可为介电材料(例如，二氧化硅)和/或可被配置成浅沟槽隔离(shallow trenchisolation，STI)结构。第一绝缘层209的底表面接触隔离结构230的上表面。在又一些实施例中，隔离结构230的底表面接触内连介电结构204的上表面。隔离结构230被配置成进一步增大延伸穿过半导体衬底102的后侧表面102bs的导电层和/或结构(例如，第一导电接触件218及第二导电接触件220和/或电荷释放层112)与设置在半导体衬底102内和/或半导体衬底102上的器件(例如，光探测器104)之间的电隔离。
参照图2C，提供根据图1A与图1B的图像传感器100的一些替代实施例的图像传感器200c的剖视图。
如图2C中所示，在区222中的介电栅格结构114之上设置多个微透镜232。微透镜232分别上覆在对应的光探测器104上，且分别被配置成朝向对应的光探测器104聚焦电磁辐射(例如，光子)。此外，延伸穿过半导体衬底102的第一导电接触件218的侧壁218sw实质上是直的。举例来说，侧壁218sw可沿与半导体衬底102的前侧表面102fs正交的实质上垂直的线设置。在一些实施例中，电荷释放层112的侧壁和/或刻蚀停止层110的侧壁直接接触侧壁218sw。
参照图2D，提供根据图1A与图1B的图像传感器100的一些替代实施例的图像传感器200d的剖视图。
如图2D中所示，可在半导体衬底102的前侧表面102fs上和/或半导体衬底102的前侧表面102fs内设置多个半导体器件240。所述多个半导体器件240电耦合到导电配线206及导电通孔208。在一些实施例中，半导体器件240可例如为金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide semiconductor field-effect transistor，MOSFET)。在此种实施例中，半导体器件240可对应于像素器件，例如源极跟随器晶体管、复位晶体管、电荷释放晶体管等。
尽管图2A、图2B及图2C示出前侧表面102fs上未设置有半导体器件240的半导体衬底102，然而应理解，图2A、图2B及图2C的图像传感器并不限于此种配置。相反，在替代实施例中，图2A、图2B及图2C的图像传感器可被配置成在图2D的剖视图中示出及阐述的图像传感器200d。举例来说，半导体器件240可设置在图2A、图2B及图2C的半导体衬底102的前侧表面102fs上。
参照图3A，提供根据图2A中的虚线的图2A的区222的一些实施例的俯视图300a。
如图3A中所示，所述多个光探测器104被布置成包括行及列的阵列。此外，滤色片116被布置成包括行及列的阵列，且分别位于光探测器104之上。在一些实施例中，当从上方看时，滤色片116分别具有矩形形状/正方形形状和/或圆形形状/椭圆形状(未示出)。电荷释放层112在横向上环绕每一滤色片116的外周边，其中电荷释放层112具有对应于每一滤色片116的形状的内侧壁。在一些实施例中，电荷释放层112直接接触每一滤色片116的外侧壁。此外，介电栅格结构(图2A的114)直接上覆在电荷释放层112上，且当从上方看时，介电栅格结构具有与电荷释放层112相同的形状和/或布局(未示出)。
参照图3B，提供根据图2A中的虚线框的图2A的图像传感器200a的一部分的一些实施例的剖视图。
如图3B中所示，电荷释放层112沿刻蚀停止层110的上表面延伸且接触第一导电接触件218的侧壁218sw。电荷释放层112包括上覆在水平段上的垂直段，其中水平段的侧壁接触侧壁218sw。在一些实施例中，电荷释放层112的垂直段通过第二绝缘层210与第一导电接触件218分隔。
参照图3C，提供根据图2A中的虚线框的图2A的图像传感器200a的一部分的一些替代实施例的剖视图。
如图3C中所示，第一导电接触件218包括被导电衬垫218b环绕的导电本体218a。在一些实施例中，导电本体218a包含第一材料，且导电衬垫218b包含与第一材料不同的第二材料。在一些实施例中，第一材料可例如为或包含铝、铜、铝铜等，和/或第二材料可例如为或包含氮化钽等。在一些实施例中，电荷释放层112包含与导电衬垫218b相同的材料(例如，氮化钽)。在又一些实施例中，电荷释放层112直接接触导电衬垫218b，且通过导电衬垫218b电耦合到导电本体218a。
参照图3D，提供根据图2D中的虚线框的图2D的图像传感器200d的一部分的一些替代实施例的剖视图。
如图3D中所示，结合结构224可在横向上与第一导电接触件218的侧壁、介电金属保护层212的侧壁和/或第一栅格介电层214的侧壁偏置开。此外，结合结构224的上表面可在垂直方向上位于第一导电接触件218的顶表面下方。
参照图3E，提供根据图2A中的虚线框的图2A的图像传感器200a的区222的一些替代实施例的剖视图。如图3E中所示，电荷释放层112设置在介电栅格结构114与刻蚀停止层110之间。在一些实施例中，区222中的电荷释放层112和/或介电栅格结构114各自包括如图14B中示出和/或阐述的侧壁轮廓。
图4到图15示出根据本公开的实施例的方面的形成包括电荷释放层的图像传感器的方法的一些实施例的剖视图400到剖视图1500。尽管参照方法阐述图4到图15中所示的剖视图400到剖视图1500，然而应理解，图4到图15中所示的结构并不限于所述方法，而是可单独地独立于所述方法。尽管图4到图15被阐述为一系列动作，然而应理解，这些动作并不限于在其他实施例中可改变的动作的次序，且所公开的方法也适用于其他结构。在其他实施例中，可全部或部分地省略示出和/或阐述的一些动作。在一些实施例中，可例如采用图4到图15来形成图2C的图像传感器200c。
如图4的剖视图400中所示，设置半导体衬底102，且通过内连结构205将半导体衬底102结合到载体衬底202。在执行结合工艺之前，将衬底102旋转180度，其中半导体衬底102的前侧表面102fs位于半导体衬底102的后侧表面102bs上方。在半导体衬底102的前侧表面102fs上形成隔离结构230。在一些实施例中，半导体衬底102可例如为块状衬底(例如，块状硅衬底)、绝缘体上硅(SOI)衬底或一些其他合适的衬底。在一些实施例中，在形成隔离结构230之前，执行注入工艺(implant process)以用第一掺杂类型(例如，p型)来对半导体衬底102进行掺杂。在一些实施例中，用于形成隔离结构230的工艺可包括：1)选择性地对半导体衬底102进行刻蚀以在半导体衬底102中形成从半导体衬底102的前侧表面102fs延伸到半导体衬底102中的沟槽；以及2)用介电材料(例如，二氧化硅)填充沟槽(例如，通过化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)、物理气相沉积(physical vapordeposition，PVD)、原子层沉积(atomic layer deposition，ALD)、热氧化等)。在半导体衬底102中形成多个光探测器104。光探测器104分别是包含与第一掺杂类型相反的第二掺杂类型(例如，n型)的半导体衬底102的区。在一些实施例中，可通过选择性离子注入工艺形成光探测器104，选择性离子注入工艺利用半导体衬底102的前侧表面102fs上的遮蔽层(masking layer)(未示出)来选择性地将离子注入到半导体衬底102中。
图4的剖视图400中还示出，在半导体衬底102的前侧表面102fs之上形成内连结构205。内连结构205包括内连介电结构204、多根导电配线206及多个导电通孔208。在一些实施例中，内连介电结构204可为或可包括一个或多个层间介电(inter-level dielectric，ILD)层。所述一个或多个ILD层可例如为或包含氧化物(例如，二氧化硅)或另一种合适的氧化物。在一些实施例中，用于形成内连结构205的工艺包括通过单镶嵌工艺(singledamascene process)或双镶嵌工艺(double damascene process)形成导电通孔208及导电配线206。举例来说，可通过单镶嵌工艺分别形成导电通孔208的第一层及导电配线206的第一层。此外，所述工艺包括通过重复执行双镶嵌工艺来形成导电配线206及导电通孔208的剩余的层。
在一些实施例中，单镶嵌工艺包括：1)沉积介电层；2)将介电层图案化以具有用于单层导电特征(例如，一层通孔或配线)的开口；以及3)用导电材料(例如，铝、铜、铝铜等)填充开口以形成单层导电特征。介电层可例如对应于内连介电结构204中的所述一个或多个ILD层。在一些实施例中，双镶嵌工艺包括：1)沉积介电层；2)将介电层图案化以具有用于两层导电特征(例如，一层通孔及一层配线)的开口；以及3)用导电材料(例如，铝、铜、铝铜等)填充开口以形成所述两层导电特征。在一些实施例中，在用导电材料填充开口之后，可对导电材料执行平坦化工艺(例如，化学机械抛光(chemical-mechanical polishing，CMP))直到到达介电层的上表面。在一些实施例中，导电配线206和/或导电通孔208可分别例如为或包含铝、铜、铝铜等。
此外，如图4的剖视图400中所示，将半导体衬底102定向成使得前侧表面102fs位于后侧表面102bs下方，且将内连结构205结合到载体衬底202。在一些实施例中，结合工艺可为例如熔融结合工艺(fusion bonding process)或者另一种合适的结合工艺。可在半导体衬底102的后侧表面102bs之上形成堆叠的介电层108。后侧表面102bs与前侧表面102fs相对。在一些实施例中，堆叠的介电层108包括第一介电层108a、第二介电层108b及第三介电层108c。在一些实施例中，可通过CVD、PVD、ALD、热氧化或另一种合适的沉积工艺分别形成第一介电层108a、第二介电层108b和/或第三介电层108c。在又一些实施例中，第一介电层108a、第二介电层108b及第三介电层108c可各自包含彼此不同的介电材料。举例来说，第一介电层108a可包含氧化铝，第二介电层108b可包含氧化铪，且第三介电层108c可包含氧化钽。
如图5的剖视图500中所示，对堆叠的介电层108及半导体衬底102执行第一刻蚀工艺，从而界定第一开口502。第一刻蚀工艺暴露出隔离结构230的上表面。在一些实施例中，第一刻蚀工艺包括：1)在堆叠的介电层108之上形成遮蔽层(未示出)；2)将堆叠的介电层108的未被遮蔽的区及半导体衬底102暴露到一种或多种刻蚀剂；以及3)执行移除工艺以移除遮蔽层。在一些实施例中，第一刻蚀工艺可包括湿式刻蚀工艺、干式刻蚀工艺或另一种合适的刻蚀工艺。
如图6的剖视图600中所示，在堆叠的介电层108之上形成第一绝缘层209，且对第一开口(图5的502)进行衬垫。在第一绝缘层209的上表面之上形成刻蚀停止层110。在刻蚀停止层110的上表面之上形成电荷释放层112，且在电荷释放层112的上表面之上形成第二绝缘层210。在一些实施例中，可通过CVD、PVD、ALD、或另一种合适的沉积工艺分别形成第一绝缘层209及第二绝缘层210、刻蚀停止层110和/或电荷释放层112。在一些实施例中，电荷释放层112可例如为或包含导电材料，例如氮化钛、氮化钽、钛、钽等。在一些实施例中，可将电荷释放层112形成为具有第二厚度t2，第二厚度t2可例如介于约500埃到约1,000埃的范围内。
如图7的剖视图700中所示，对图6的结构执行第二刻蚀工艺，从而界定接触开口702。第二刻蚀工艺暴露出所述多根导电配线206的上部配线层206a的上表面。在一些实施例中，第二刻蚀工艺包括：1)在第二绝缘层210之上形成遮蔽层(未示出)；2)将第二绝缘层210的未被遮蔽的区及相应的下伏层暴露到一种或多种刻蚀剂，直到到达上部配线层206a的上表面；以及3)执行移除工艺以移除遮蔽层。在一些实施例中，第二刻蚀工艺可包括湿式刻蚀工艺、干式刻蚀工艺、或另一种合适的刻蚀工艺。
如图8的剖视图800中所示，在第二绝缘层210的上表面之上形成导电接触件层802，且导电接触件层802至少部分地填充接触开口(图7的702)。在一些实施例中，导电接触件层802可例如为或包含铝、铜、铝铜、氮化钽等。在一些实施例中，导电接触件层802可包括上覆在导电衬垫(未示出)(例如，图3C的218a及218b)上的导电本体(未示出)，其中导电本体通过导电衬垫与第二绝缘层210分隔。在又一些实施例中，可例如通过PVD、CVD、无电镀覆、溅镀、电镀或另一种合适的沉积工艺形成导电接触件层802。在再一些实施例中，以电荷释放层112直接接触导电接触件层802和/或电耦合到导电接触件层802的方式形成导电接触件层802。
如图9的剖视图900中所示，对导电接触件层(图8的802)执行第三刻蚀工艺，从而界定第一导电接触件218及第二导电接触件220。在一些实施例中，以第一导电接触件218在横向上与第二导电接触件220分隔开非零距离的方式执行第三刻蚀工艺，其中第一导电接触件218与第二导电接触件220不彼此接触。在一些实施例中，第三刻蚀工艺包括：1)在导电接触件层(图8的802)之上形成遮蔽层(未示出)；2)将导电接触件层(图8的802)的未被遮蔽的区暴露到一种或多种刻蚀剂；以及3)执行移除工艺以移除遮蔽层。在一些实施例中，第三刻蚀工艺可包括执行湿式刻蚀工艺、干式刻蚀工艺或另一种合适的刻蚀工艺。在又一些实施例中，第三刻蚀工艺可对第二绝缘层210的部分进行过刻蚀并移除第二绝缘层210的部分，如图9中的虚线902所示。
如图10的剖视图1000中所示，在第一导电接触件218及第二导电接触件220以及第二绝缘层210之上形成介电金属保护层212。在一些实施例中，介电金属保护层212被配置成在随后的处理步骤期间保护第一导电接触件218的顶表面及第二导电接触件220的顶表面。
如图11的剖视图1100中所示，对图10的结构执行第四刻蚀工艺，从而从第一区1102及第二区1104移除介电金属保护层212及第二绝缘层210。第一区1102上覆在所述多个光探测器104上，且第二区1104在横向上位于第一导电接触件218与第二导电接触件220之间。在一些实施例中，第四刻蚀工艺包括：1)在介电金属保护层212之上形成遮蔽层(未示出)；2)将介电金属保护层212的未被遮蔽的区及第二绝缘层210暴露到一种或多种刻蚀剂；以及3)执行移除工艺以移除遮蔽层。在一些实施例中，第四刻蚀工艺可包括执行湿式刻蚀、干式刻蚀或另一种合适的刻蚀工艺。此外，在一些实施例中，第四刻蚀工艺可对第一区1102及第二区1104中的电荷释放层112的一部分进行过刻蚀并移除第一区1102及第二区1104中的电荷释放层112的一部分，其中电荷释放层112在第一区1102及第二区1104中具有第一厚度t1。在一些实施例中，第一厚度t1小于第二厚度t2。
如图12的剖视图1200中所示，对第二区1104中的电荷释放层112执行第五刻蚀工艺，从而将第一导电接触件218与第二导电接触件220电隔离。在一些实施例中，第五刻蚀工艺包括：1)在电荷释放层112及介电金属保护层212之上形成遮蔽层(未示出)；2)将电荷释放层112的未被遮蔽的区暴露到一种或多种刻蚀剂，直到到达刻蚀停止层110的上表面；以及3)执行移除工艺以移除遮蔽层。在一些实施例中，第五刻蚀工艺可包括执行湿式刻蚀、干式刻蚀或另一种合适的刻蚀工艺。在又一些实施例中，第五刻蚀工艺从第二区1104完全移除电荷释放层112。
如图13的剖视图1300中所示，在图12的结构之上形成第一栅格介电层214。在第一栅格介电层214之上形成第二栅格介电层216。在一些实施例中，第一栅格介电层214包含第一介电材料(例如，二氧化硅)，且第二栅格介电层216包含与第一介电材料不同的第二介电材料(例如，氮氧化硅)。在一些实施例中，可通过CVD、PVD、ALD或另一种合适的沉积工艺分别形成第一栅格介电层214和/或第二栅格介电层216。
如图14A的剖视图1400a中所示，对第一栅格介电层214及第二栅格介电层216以及电荷释放层112执行第六刻蚀工艺。这在光探测器104之上界定多个滤色片开口1402且在第一导电接触件218之上界定光刻胶开口1404。第六刻蚀工艺在刻蚀停止层110上停止，从而使得刻蚀停止层110成为第六刻蚀工艺的刻蚀停止件。在一些实施例中，第六刻蚀工艺包括：1)在第二栅格介电层216之上形成遮蔽层(未示出)；2)将第一栅格介电层214及第二栅格介电层216以及电荷释放层112的未被遮蔽的区暴露到一种或多种刻蚀剂；以及3)执行移除工艺以移除遮蔽层。在一些实施例中，第六刻蚀工艺可包括执行湿式刻蚀、干式刻蚀或另一种合适的刻蚀工艺。在一些实施例中，第六刻蚀工艺移除上覆在每一光探测器104上的电荷释放层112的一部分，从而暴露出刻蚀停止层110的上表面。因此，在此种实施例中，电荷释放层112具有如图3A的俯视图300a中阐述及示出的布局。
此外，第六刻蚀工艺在上覆在光探测器104上的区222中界定介电栅格结构114。在区222中，介电栅格结构114包括第一栅格介电层214的一段及第二栅格介电层216的一段。在一些实施例中，第六刻蚀工艺可包括执行干式刻蚀和/或可将电荷载流子111(例如，电子)沉积在介电栅格结构114中的等离子体刻蚀。
图14B示出图14A的区222的特写的一些替代实施例的剖视图1400b。在一些实施例中，图14B示出执行第六刻蚀工艺之后的区222。在此种实施例中，为易于说明，从剖视图1400b省略电荷载流子(图14A的111)。
介电栅格结构114及电荷释放层112各自可具有界定滤色片开口1402的倾斜的侧壁。在一些实施例中，在电荷释放层112的侧壁与实质上直的线1406之间界定角度α。实质上直的线1406可垂直于电荷释放层112的底表面和/或刻蚀停止层110的顶表面。此外，实质上直的线1406邻近电荷释放层112的侧壁。在一些实施例中，角度α可例如介于约1度到约5度的范围内。在又一些实施例中，可在介电栅格结构114的侧壁与邻近介电栅格结构114的实质上直的线之间界定栅格结构角度。栅格结构角度可介于1度到15度的范围内。
在一些实施例中，介电栅格结构114的下表面114ls具有第一宽度w1，且介电栅格结构114的上表面114us具有第二宽度w2。在一些实施例中，第一宽度w1介于约250纳米到约490纳米的范围内。在又一些实施例中，第二宽度w2介于约200纳米到400纳米的范围内。在此种实施例中，第一宽度w1与第二宽度w2之间的差介于约50纳米到约90纳米的范围内。此外，介电栅格结构114的高度h1可介于约600纳米到约800纳米的范围内。
如图15的剖视图1500中所示，在所述多个滤色片开口(图14A的1402)中形成多个滤色片116，其中滤色片116分别上覆在对应的光探测器104上。可通过CVD、PVD、ALD或另一种合适的沉积工艺形成滤色片116。此外，在光刻胶开口(图14A的1404)中形成光刻胶242，且光刻胶242可例如为被配置成对齐区的蓝色光刻胶。在此种实施例中，对齐标记(未示出)可位于光刻胶242下面和/或设置在光刻胶242上。此外，在第一导电接触件218之上形成结合结构224，其中结合结构224包括上覆在结合垫226上的焊料凸块228。在一些实施例中，用于形成结合结构224的工艺可包括：1)将第一栅格介电层214及第二栅格介电层216以及介电金属保护层212图案化，以暴露出第一导电接触件218的顶表面；2)在第一导电接触件218之上选择性地形成结合垫226，其中在一些实施例中，结合垫226的侧壁在横向上与第一栅格介电层214的侧壁及第二栅格介电层216的侧壁偏置开非零距离；以及3)在结合垫226之上形成焊料凸块228。在一些实施例中，前述工艺中的步骤2)可通过在第一导电接触件218之上形成结合垫226，且随后通过遮蔽层(未示出)选择性地对结合垫226进行刻蚀来实现。在一些实施例中，介电栅格结构114及电荷释放层112可各自包括倾斜的侧壁，如图14B的剖视图1400b中示出和/或阐述。
此外，如图15中所示，在所述多个滤色片116之上形成多个微透镜232。可通过在滤色片116上沉积微透镜材料(例如，通过旋涂方法或沉积工艺)来形成微透镜232。在微透镜材料上方将具有弯曲的上表面的微透镜模板(未示出)图案化。然后通过根据微透镜模板选择性地对微透镜材料进行刻蚀来形成微透镜。
在一些实施例中，在形成滤色片116之后，将电荷释放层112电耦合到地，从而可从介电栅格结构114移除电荷载流子(图14A的111)。这会部分地增加从光探测器104产生的图像的可靠性和/或精确度，和/或从自光探测器104产生的暗色图像(例如，黑色图像)去除灰色。可通过第一导电接触件218和/或结合结构224将电荷释放层112电耦合到地。在一些实施例中，在形成结合结构224之后将电荷释放层112电耦合到地。
图16示出根据本公开的实施例的形成图像传感器的方法1600。尽管方法1600被示出和/或阐述为一系列动作或事件，然而应理解，所述方法并不限于所示次序或动作。因此，在一些实施例中，这些动作可采用与所示不同的次序来施行，和/或可同时施行。此外，在一些实施例中，所示动作或事件可被细分成多个动作或事件，所述多个动作或事件可在单独的时间施行或与其他动作或子动作同时施行。在一些实施例中，一些示出的动作或事件可被省略，且还可包括其他未示出的动作或事件。
在动作1602处，在半导体衬底中形成隔离结构及多个光探测器。图4示出对应于动作1602的一些实施例的剖视图400。
在动作1604处，通过内连结构将半导体衬底结合到载体衬底。图4示出对应于动作1604的一些实施例的剖视图400。
在动作1606处，将半导体衬底图案化以在半导体衬底中界定第一开口，从而暴露出隔离结构的上表面。图5示出对应于动作1606的一些实施例的剖视图500。
在动作1608处，在半导体衬底之上形成刻蚀停止层，且在刻蚀停止层之上形成电荷释放层。刻蚀停止层及电荷释放层填充第一开口的一部分。图6示出对应于动作1608的一些实施例的剖视图600。
在动作1610处，将第一导电接触件及第二导电接触件形成为在横向上与光探测器偏置开。第一导电接触件及第二导电接触件分别延伸穿过半导体衬底并接触内连结构的上部配线层。图7到图9示出对应于动作1610的一些实施例的剖视图700到剖视图900。
在动作1612处，将电荷释放层的在横向上位于第一导电接触件与第二导电接触件之间的一部分图案化。因此，第一导电接触件与第二导电接触件电隔离。图12示出对应于动作1612的一些实施例的剖视图1200。
在动作1614处，在光探测器之上形成第一栅格介电层及第二栅格介电层。图13示出对应于动作1614的一些实施例的剖视图1300。
在动作1616处，将第一栅格介电层及第二栅格介电层以及电荷释放层图案化。这会界定多个滤色片开口，界定栅格介电结构，且暴露出刻蚀停止层的上表面。在执行图案化工艺之后，使电荷载流子(例如，电子)陷获在栅格介电结构中。图14A示出对应于动作1616的一些实施例的剖视图1400a。
在动作1618处，在滤色片开口中形成多个滤色片。图15示出对应于动作1618的一些实施例的剖视图1500。
在动作1620处，通过第一导电接触件将电荷释放层电耦合到地，从而从栅格介电结构移除电荷载流子。图15示出对应于动作1620的一些实施例的剖视图1500。
因此，在一些实施例中，本公开涉及一种包括设置在介电栅格结构与多个光探测器之间的电荷释放层的图像传感器。电荷释放层电耦合到地，且被配置成从介电栅格结构移除陷获的电荷载流子(例如，电子)。
在一些实施例中，本申请提供一种图像传感器，所述图像传感器包括：半导体衬底；光探测器，设置在所述半导体衬底内；刻蚀停止层，上覆在所述光探测器上；滤色片，上覆在所述刻蚀停止层上；介电栅格结构，环绕所述滤色片；以及电荷释放层，夹置在所述介电栅格结构与所述刻蚀停止层之间，其中所述电荷释放层环绕所述滤色片且包含导电材料，且其中所述电荷释放层直接接触所述滤色片。
根据一些实施例，其中所述电荷释放层电耦合到接地垫。
根据一些实施例，其中所述导电材料是氮化钛，且其中所述刻蚀停止层包含氮化硅且所述介电栅格结构包含氧化硅。
根据一些实施例，其中所述滤色片的底表面直接接触所述刻蚀停止层的顶表面，且其中所述介电栅格结构直接接触所述滤色片的相对的侧壁。
根据一些实施例，其中当从上方看时，所述电荷释放层具有环形状，所述环形状直接接触所述滤色片的外周边。
根据一些实施例，其中所述光探测器的外侧壁在所述电荷释放层的内侧壁之间在横向上间隔开。
根据一些实施例，其中所述介电栅格结构的内侧壁与所述电荷释放层的内侧壁对齐。
根据一些实施例，其中所述电荷释放层的上表面直接接触所述介电栅格结构的底表面。
在一些实施例中，本申请提供一种用于图像传感器的半导体结构，所述半导体结构包括：集成电路，包括载体衬底、半导体衬底及内连结构，其中所述内连结构设置在所述半导体衬底与所述载体衬底之间，且其中光探测器设置在所述半导体衬底中；介电栅格结构，上覆在所述半导体衬底上；滤色片，凹陷到所述介电栅格结构中且分别上覆在所述光探测器上，其中所述滤色片具有比所述介电栅格结构的折射率大的折射率；以及电荷释放层，设置在所述介电栅格结构与所述半导体衬底之间，其中所述电荷释放层在横向上环绕所述滤色片，其中所述电荷释放层的顶表面位于所述半导体衬底的顶表面上方且所述电荷释放层的底表面在垂直方向上位于所述内连结构与所述半导体衬底的所述顶表面之间。
根据一些实施例，所述的半导体结构，还包括：导电接触件，从所述半导体衬底的所述顶表面上方延伸到所述内连结构中的导电配线层，其中所述电荷释放层从所述光探测器之上连续地延伸以直接接触所述导电接触件的侧壁。
根据一些实施例，其中所述电荷释放层通过所述导电接触件电耦合到接地垫。
根据一些实施例，其中所述电荷释放层具有第一水平段、垂直段及第二水平段，所述第一水平段上覆在所述半导体衬底的所述顶表面上，所述垂直段从所述第一水平段延伸经过所述半导体衬底的所述顶表面到达位于所述半导体衬底的所述顶表面下方的点，且所述第二水平段从所述垂直段延伸到所述导电接触件的所述侧壁。
根据一些实施例，其中所述点在垂直方向上位于所述导电接触件的上表面上方。
根据一些实施例，所述的半导体结构，还包括：刻蚀停止层，上覆在所述半导体衬底的所述顶表面上且沿所述电荷释放层的下表面连续地延伸，其中所述刻蚀停止层接触所述导电接触件的所述侧壁。
根据一些实施例，其中所述电荷释放层包含第一导电材料且所述导电接触件包含与所述第一导电材料不同的第二导电材料，且其中所述导电配线层包含所述第二导电材料。
根据一些实施例，其中所述电荷释放层具有在所述介电栅格结构的正下方界定的第一厚度及在横向上与所述介电栅格结构偏置开的第二厚度，且其中所述第一厚度小于所述第二厚度。
在一些实施例中，本申请提供一种制造用于图像传感器的半导体结构的方法，所述方法包括：在半导体衬底内形成光探测器；在所述半导体衬底上形成内连结构，其中所述内连结构具有导电配线层；对所述半导体衬底进行刻蚀，以在所述半导体衬底中界定第一开口；在所述半导体衬底及所述内连结构之上沉积刻蚀停止层及电荷释放层，其中所述电荷释放层上覆在所述刻蚀停止层上，且其中所述电荷释放层及所述刻蚀停止层对所述第一开口的至少一部分进行衬垫；在所述第一开口中形成导电接触件，其中所述导电接触件延伸穿过所述电荷释放层及所述半导体衬底以接触所述导电配线层；在所述光探测器之上沉积栅格介电层；对所述栅格介电层及所述电荷释放层进行刻蚀，直到到达所述刻蚀停止层的上表面，其中对所述栅格介电层进行刻蚀界定介电栅格结构及上覆在所述光探测器上的多个滤色片开口；以及在所述多个滤色片开口中沉积多个滤色片。
根据一些实施例，其中对所述栅格介电层进行刻蚀在所述介电栅格结构中形成电荷载流子的积聚，且其中所述电荷释放层电耦合到地以从所述介电栅格结构移除所述电荷载流子。
根据一些实施例，其中形成所述导电接触件包括：对所述刻蚀停止层及所述电荷释放层进行刻蚀，其中所述对所述刻蚀停止层及所述电荷释放层进行刻蚀暴露出所述导电配线层的顶表面；在所述半导体衬底之上沉积导电接触件层，其中所述导电接触件层填充所述第一开口的至少一部分；以及对所述导电接触件层进行刻蚀，其中所述对所述导电接触件层进行刻蚀界定所述导电接触件，且其中所述导电接触件在横向上与所述光探测器偏置开非零距离。
根据一些实施例，其中在沉积所述导电接触件层之后，所述电荷释放层直接接触所述导电接触件层的侧壁。
以上概述了若干实施例的特征，以使所属领域中的技术人员可更好地理解本公开的实施例的各个方面。所属领域中的技术人员应理解，他们可容易地使用本公开的实施例作为设计或修改其他工艺及结构的基础来施行与本文中所介绍的实施例相同的目的和/或实现与本文中所介绍的实施例相同的优点。所属领域中的技术人员还应认识到，这些等效构造并不背离本公开的实施例的精神及范围，而且他们可在不背离本公开的实施例的精神及范围的条件下在本文中作出各种改变、代替及变更。

Claims (10)

1.一种图像传感器，其特征在于，包括：
半导体衬底；
光探测器，设置在所述半导体衬底内；
刻蚀停止层，上覆在所述光探测器上；
滤色片，上覆在所述刻蚀停止层上；
介电栅格结构，环绕所述滤色片；以及
电荷释放层，夹置在所述介电栅格结构与所述刻蚀停止层之间，其中所述电荷释放层环绕所述滤色片且包含导电材料，且其中所述电荷释放层直接接触所述滤色片。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，其中所述电荷释放层电耦合到接地垫。
3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，其中所述滤色片的底表面直接接触所述刻蚀停止层的顶表面，且其中所述介电栅格结构直接接触所述滤色片的相对的侧壁。
4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，其中当从上方看时，所述电荷释放层具有环形状，所述环形状直接接触所述滤色片的外周边。
5.一种用于图像传感器的半导体结构，其特征在于，包括：
集成电路，包括载体衬底、半导体衬底及内连结构，其中所述内连结构设置在所述半导体衬底与所述载体衬底之间，且其中光探测器设置在所述半导体衬底中；
介电栅格结构，上覆在所述半导体衬底上；
滤色片，凹陷到所述介电栅格结构中且分别上覆在所述光探测器上，其中所述滤色片具有比所述介电栅格结构的折射率大的折射率；以及
电荷释放层，设置在所述介电栅格结构与所述半导体衬底之间，其中所述电荷释放层在横向上环绕所述滤色片，其中所述电荷释放层的顶表面位于所述半导体衬底的顶表面上方且所述电荷释放层的底表面在垂直方向上位于所述内连结构与所述半导体衬底的所述顶表面之间。
6.根据权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，还包括：
导电接触件，从所述半导体衬底的所述顶表面上方延伸到所述内连结构中的导电配线层，
其中所述电荷释放层从所述光探测器之上连续地延伸以直接接触所述导电接触件的侧壁。
7.根据权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，其中所述电荷释放层具有在所述介电栅格结构的正下方界定的第一厚度及在横向上与所述介电栅格结构偏置开的第二厚度，且其中所述第一厚度小于所述第二厚度。
8.一种制造用于图像传感器的半导体结构的方法，其特征在于，所述方法包括：
在半导体衬底内形成光探测器；
在所述半导体衬底上形成内连结构，其中所述内连结构具有导电配线层；
对所述半导体衬底进行刻蚀，以在所述半导体衬底中界定第一开口；
在所述半导体衬底及所述内连结构之上沉积刻蚀停止层及电荷释放层，其中所述电荷释放层上覆在所述刻蚀停止层上，且其中所述电荷释放层及所述刻蚀停止层对所述第一开口的至少一部分进行衬垫；
在所述第一开口中形成导电接触件，其中所述导电接触件延伸穿过所述电荷释放层及所述半导体衬底以接触所述导电配线层；
在所述光探测器之上沉积栅格介电层；
对所述栅格介电层及所述电荷释放层进行刻蚀，直到到达所述刻蚀停止层的上表面，其中对所述栅格介电层进行刻蚀界定介电栅格结构及上覆在所述光探测器上的多个滤色片开口；以及
在所述多个滤色片开口中沉积多个滤色片。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中对所述栅格介电层进行刻蚀在所述介电栅格结构中形成电荷载流子的积聚，且其中所述电荷释放层电耦合到地以从所述介电栅格结构移除所述电荷载流子。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中形成所述导电接触件包括：
对所述刻蚀停止层及所述电荷释放层进行刻蚀，其中所述对所述刻蚀停止层及所述电荷释放层进行刻蚀暴露出所述导电配线层的顶表面；
在所述半导体衬底之上沉积导电接触件层，其中所述导电接触件层填充所述第一开口的至少一部分；以及
对所述导电接触件层进行刻蚀，其中所述对所述导电接触件层进行刻蚀界定所述导电接触件，且其中所述导电接触件在横向上与所述光探测器偏置开非零距离。
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