FR3074962A1 - Dispositif electronique capteur d'images - Google Patents

Dispositif electronique capteur d'images Download PDF

Info

Publication number
FR3074962A1
FR3074962A1 FR1761836A FR1761836A FR3074962A1 FR 3074962 A1 FR3074962 A1 FR 3074962A1 FR 1761836 A FR1761836 A FR 1761836A FR 1761836 A FR1761836 A FR 1761836A FR 3074962 A1 FR3074962 A1 FR 3074962A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
layers
fillings
portions
passages
diffusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
FR1761836A
Other languages
English (en)
Inventor
Francois Roy
Sonarith Chhun
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STMicroelectronics Crolles 2 SAS
Original Assignee
STMicroelectronics Crolles 2 SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by STMicroelectronics Crolles 2 SAS filed Critical STMicroelectronics Crolles 2 SAS
Priority to FR1761836A priority Critical patent/FR3074962A1/fr
Priority to CN201821956768.6U priority patent/CN209389037U/zh
Priority to CN201811420437.5A priority patent/CN109994493A/zh
Priority to US16/212,790 priority patent/US10910428B2/en
Publication of FR3074962A1 publication Critical patent/FR3074962A1/fr
Priority to US17/128,608 priority patent/US11978756B2/en
Priority to US17/128,604 priority patent/US11682689B2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636Interconnect structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14632Wafer-level processed structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685Process for coatings or optical elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14687Wafer level processing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/1464Back illuminated imager structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

Dispositif électronique, capteur d'images, et procédé de fabrication, dans lesquels : une plaquette de substrat semiconducteur (2), en silicium, comprend des portions (5) distantes les unes des autres en formant des passages traversants (6), des circuits électroniques (18) et une couche diélectrique (19) incluant un réseau de connexions électriques (20), sont situés au-dessus de la face arrière de ladite plaquette de substrat, des remplissages (12) conducteurs de l'électricité sont contenus dans lesdits passages traversants, ces remplissages comprenant des couches d'un métal (12b) et étant reliés au réseau de connexions électriques (20), des couches diélectriques (9, 10) d'anti-diffusion du tungstène des remplissages dans le silicium desdites portions de la plaquette de substrat, comprenant des couches intérieures (9) situées dans les passages traversants entre les flancs (7) desdites portions (5) et les remplissages (12), et des couches arrière (10) joignant les couches intérieures (9).

Description

D ispositif électronique capteur d’images
Des modes de réalisation de la présente invention concernent le domaine des dispositifs électroniques, capteurs d’images.
Actuellement, de tels dispositifs sont obtenus en réalisant des circuits électroniques et une couche diélectrique incluant un réseau de connexions électriques sur une face avant d’une plaquette de substrat et en réalisant ultérieurement des tranchées dans la plaquette de substrat depuis la face arrière de cette dernière, ces tranchées étant alors remplies d’un métal.
Selon un mode de réalisation, il est proposé un dispositif électronique, capteur d’images, qui comprend :
une plaquette de substrat semiconducteur, en silicium, présentant une face avant et une face arrière et comprenant des portions distantes les unes des autres en formant des passages traversants, des circuits électroniques et une couche diélectrique incluant un réseau de connexions électriques, situés au-dessus de la face avant de la plaquette de substrat, des remplissages conducteurs de l’électricité reliés au réseau de connexions électriques, contenus dans les passages traversants et s’étendant vers l’arrière depuis la face avant, des couches diélectriques d’anti-diffusion du métal des remplissages dans le silicium des portions de la plaquette de substrat, ces couches d’anti-diffusion comprenant des couches intérieures, situées entre les flancs des portions de la plaquette de substrat et les remplissages, et des couches arrière joignant les couches intérieures.
Les couches diélectriques d’anti-diffusion peuvent comprendre des couches arrière recouvrant les faces arrière des portions de la plaquette de substrat et jointes aux couches intérieures.
Les couches diélectriques d’anti-diffusion peuvent comprendre des couches arrière dans les passages traversants, jointes aux couches intérieures.
Les couches arrière peuvent présenter des évidements arrière locaux contenant des couches additionnelles locales d’un métal.
Les couches additionnelles locales de métal contenues dans les évidements peuvent être jointes aux couches de tungstène des remplissages.
Les couches additionnelles locales de métal contenues dans les évidements peuvent présenter des portions en regard des passages traversants et peuvent être séparées des couches de métal des remplissages par des couches locales additionnelles isolantes dans des portions arrière des passages traversants.
Les remplissages peuvent comprendre des couches avant (12a) en polysilicium et des couches arrière (12b) en un métal.
Les remplissages peuvent comprendre des parties arrière en tungstène.
Les remplissages des passages traversants peuvent comprendre des parties avant en silicium polydopé.
Les remplissages peuvent comprendre des parties arrière en silicium polydopé.
Les couches diélectriques d’anti-diffusion peuvent être en oxyde de silicium.
Il est également proposé un procédé de fabrication d’un dispositif électronique, qui comprend les étages suivantes :
disposer d’une plaquette pleine épaisse de substrat ;
réaliser des rainures profondes principales dans la plaquette épaisse de substrat, depuis une face avant de cette plaquette, ces rainures profondes principales s’étendant longitudinalement et transversalement et se croisant ;
réaliser des couches diélectriques d’anti-diffusion contre les flancs et les fonds des rainures profondes et des remplissages provisoires dans les rainures secondaires formées dans ces couches diélectriques ;
réaliser des circuits électroniques et une couche diélectrique incluant un réseau de connexions électriques, au-dessus de la face avant de la plaquette de substrat, ce réseau étant relié électriquement aux remplissages ;
amincir la plaquette épaisse de substrat depuis sa face arrière jusqu’aux faces arrière des remplissages provisoires, en enlevant les parties arrière des couches diélectriques, de sorte à obtenir les couches intérieures d’anti-diffusion et les portions de la plaquette de substrat ;
enlever les remplissages provisoires ;
réaliser les couches arrière d’anti-diffusion.
Le procédé peut comprendre les étapes suivantes :
après l’obtention des couches intérieures, poursuivre l’amincissement de la plaquette épaisse de substrat, jusqu’à l’obtention des portions de la plaquette de substrat ;
réaliser les couches arrière des couches diélectriques d’antidiffusion sur les faces arrière des portions de la plaquette de substrat, jointes aux couches intérieures.
Le procédé peut comprendre l’étape suivante :
remplacer des parties arrière desdits remplissages par des couches arrière d’anti-diffusion dans les passages traversants.
Le procédé peut comprendre l’étape suivante :
réaliser des évidements arrière dans les couches arrière et remplir ces évidements d’un métal.
Des dispositifs électroniques, capteurs d’images, et des modes de fabrication vont maintenant être décrits à titre d’exemples non limitatifs, illustrés par le dessin dans lequel :
la figure 1 représente une coupe transversale d’un dispositif électronique, selon I-I de la figure 2 ;
la figure 2 représente une coupe en plan du dispositif électronique de la figure 1, selon II-II de la figure 1 ;
les figures 3 à 9 représentent des coupes transversales du dispositif électronique de la figure 1, selon des étapes de fabrication ;
la figure 10 représente une coupe transversale d’un autre dispositif électronique ;
les figures 11 et 12 représentent des coupes transversales du dispositif électronique de la figure 10, selon des étapes de fabrication ;
la figure 13 représente une coupe transversale d’un autre dispositif électronique ;
les figures 14 à 16 représentent des coupes transversales du dispositif électronique de la figure 13, selon des étapes de fabrication ;
la figure 17 représente une coupe transversale d’un autre dispositif électronique ; et les figures 18 à 20 représentent des coupes transversales du dispositif électronique de la figure 17, selon des étapes de fabrication.
Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, un dispositif électronique 1, capteur d’images, comprend une plaquette de substrat semiconducteur 2 de faible épaisseur (aminci), plus particulièrement en silicium, qui présente d’une manière générale un côté avant 3 et un côté arrière 4.
La plaquette de substrat 2 comprend une pluralité de portions 5 distantes les unes des autres, en formant des passages traversants principaux 6 qui traversent la plaquette de substrat 2 d’une face à l’autre et qui s’étendent longitudinalement et transversalement en se croisant. Les portions 5 sont à égales distances les unes des autres de sorte que les portions 5 présentent une disposition en forme de mosaïque carrée, rectangulaire, hexagonale, ou plus complexe.
Les flancs 7 des portions 5, situés dans les passages traversants principaux 6, et les faces arrière 8 des portions 5, situées du côté arrière 4, sont recouverts respectivement de couches intérieures diélectriques d’anti-diffusion 9 et de couches arrière diélectriques d’anti-diffusion 10 qui se rejoignent. Les couches intérieures font respectivement le tour des portions 5. Des passages traversants secondaires 11 traversent la plaquette de substrat 2, entre les couches intérieures 9 respectivement des portions 5 et s’étendent longitudinalement et transversalement en se croisant. Les couches intérieures diélectriques 9 et les couches arrière diélectriques 10 sont par exemple en oxyde de silicium.
Les passages traversants secondaires 11 sont remplis de remplissages 12 en au moins une matière conductrice de l’électricité. Les remplissages conducteurs 12 s’étendent sous forme de barres longitudinales et transversales se croisant.
Les faces avant 13 des couches intérieures diélectriques 9 et la face avant 14 des remplissages conducteurs 12 sont dans le plan des faces avant 15 des portions 5, situées du côté avant 3 de la plaquette de substrat 2. La face arrière 16 des remplissages conducteurs 12 est dans le plan des faces arrière 17 des couches arrière diélectriques 10.
Avantageusement, les remplissages conducteurs 12 comprennent des parties avant 12a, formant des bouchons avant conducteurs de l’électricité, par exemple en un silicium polydopé et des parties arrière 12b en métal par exemple en tungstène. Néanmoins, les couches arrière pourraient être en cuivre ou en un autre métal.
Localement du côté avant 3 de la plaquette de substrat 2, le dispositif électronique 1 comprend des circuits électroniques intégrés 18 situés et formés uniquement au-dessus des faces avant 15 des portions 5, ces circuits électroniques 18 incluant des transistors et des photodiodes. Les circuits électroniques 18 ne s’étendent pas sur les zones locales longitudinales et transversales incluant les passages traversants principaux 6.
Sur la totalité du côté avant 3 de la plaquette de substrat 2, le dispositif électronique 1 comprend une couche avant 19 en une matière diélectrique incluant un réseau de connexions électriques 20 qui comprend plusieurs niveaux métalliques sélectivement reliés entre eux.
Le réseau 20 est sélectivement connecté aux circuits électroniques 18 et est connecté aux remplissages conducteurs 12, plus particulièrement à la face avant de la partie avant 12a. Sur la face extérieure avant 21 de la couche avant 19 sont prévus des plots avant 22 en vue de connexions électriques extérieures du dispositif 1.
Le dispositif électronique 1 qui vient d’être décrit constitue un capteur d’images apte à capter la lumière atteignant sa face arrière, les circuits électroniques associés 18 et les capacités MOS verticales, définies dans les passages traversants principaux 6, constituant des pixels aptes à définir une image numérique matricielle.
Grâce aux dispositions du dispositif électronique 1, décrites cidessus, on obtient une passivation des interfaces internes et une isolation entre les pixels les uns par rapport aux autres.
En outre, les parties arrière 12b des remplissages conducteurs 12 et les portions 5 de la plaquette de substrat 2 ne présentent pas, les deux à la fois, des surfaces ou zones à nu, de sorte que le tungstène formant les parties arrière 12b des remplissages conducteurs 12 ne peut pas contaminer le silicium formant les portions 5 de la plaquette de substrat 2 du fait de l’existence des couches intérieures diélectriques 9 et des couches arrière diélectriques 10 qui constituent des barrières de diffusion. En outre, les parties arrière 12b constituent des écrans à la lumière.
Le dispositif électronique 1 peut être fabriqué de la manière suivante.
Comme illustré sur la figure 3, on dispose d’un dispositif IA qui comprend une plaquette pleine de substrat 2A en silicium, largement plus épaisse que la plaquette de substrat 2 à obtenir, la plaquette de substrat 2A présentant le côté avant 3 de la plaquette de substrat 2 à obtenir.
On a réalisé dans la plaquette de substrat 2A, depuis son côté avant 3 et en utilisant un repérage avant de position avant, des rainures borgnes longitudinales et transversales principales 6A se croisant, placées aux endroits des passages traversants principaux 6 à obtenir et plus profondes que l’épaisseur des portions 5 à obtenir.
On a réalisé, à l’intérieur des rainures principales 6A, des couches intérieures diélectriques 9A, qui recouvrent les flancs et le fond des rainures principales 6A, en formant des rainures borgnes longitudinales et transversales secondaires 11A dont la profondeur est supérieure à l’épaisseur des portions 5 à obtenir. On a réalisé dans les rainures secondaires 11 A, depuis le fond et jusqu’au côté avant 3, des parties 12B en un matériau provisoire, par exemple un nitrure de silicium, et des parties 12a en silicium polydopé. Selon un autre exemple, les parties 12B peuvent être en germanium.
On a réalisé les circuits électroniques 18 et la couche avant 19 incluant le réseau de connexions électriques 20.
Ceci étant fait, comme illustré sur la figure 4, on a installé le dispositif IA sur une plaque de support 23 dans une position telle que la face extérieure avant 21 de la couche avant 19 est tenue sur la face 24, par un collage permanent.
Puis, partant du dispositif IA, on a réalisé un amincissement de la plaquette de substrat 2A en silicium, en enlevant une épaisseur de sa partie arrière et le fond des couches intérieures diélectriques 9A, jusqu’à atteindre les faces arrière 16 des parties 12B en nitrure de silicium, en formant des portions 5 épaisses de la plaquette de substrat 2 et les couches diélectriques 9. Cette opération a été réalisée par polissage mécano-chimique.
Puis, comme illustré sur la figure 5, on a continué à amincir la plaquette de substrat IA, jusqu’à obtenir une épaisseur correspondant à l’épaisseur de la plaquette de substrat 2. Sont ainsi réalisées des portions 5 amincies de la plaquette de substrat 2 et les passages traversants principaux 6 du dispositif 1 à obtenir. Cette opération a été réalisée par une attaque chimique sélective du silicium.
Puis, comme illustré sur la figure 6, on a réalisé par dépôt, sur les faces arrière 8 des portions 5 de la plaquette de substrat 2 obtenue et sur les extrémités arrière des portions restantes des couches diélectriques 9 et des parties 12B en nitrure de silicium, des couches arrière diélectriques 10A, qui sont jointes aux extrémités arrière des portions restantes des couches diélectriques 9A.
Puis, comme illustré sur la figure 7, on a réalisé un enlèvement de la partie arrière de la couche arrière diélectrique 10A en oxyde de silicium, jusqu’à la face arrière 16 des parties 12B. Cette opération a été réalisée par polissage mécano-chimique. Sont ainsi réalisées les couches intérieures diélectriques 9 et les couches arrière diélectriques en oxyde de silicium, ainsi que les passages traversants secondaires 11, du dispositif 1 à obtenir.
Puis, comme illustré sur la figure 8, le matériau formant les parties arrière provisoire 12B ayant été choisi pour pouvoir être retiré sélectivement par rapport au matériau des couches 9 et 10, on a enlevé les parties arrière provisoires en nitrure de silicium 12B par une attaque chimique sélective du nitrure de silicium, ou autre, jusqu’à la partie avant 12a en silicium polydopé qui constitue une barrière à l’attaque.
Puis, comme illustré sur la figure 9, on a réalisé un dépôt arrière 12C de tungstène, qui remplit les trous laissés par le nitrure de silicium et forme une couche sur les faces arrière 17 des couches arrière diélectriques 10 obtenues.
Puis, pour l’obtention du dispositif électronique 1 de la figure 1, on a réalisé un enlèvement de la partie arrière de la couche de tungstène 12C, jusqu’aux faces arrière 17 des couches arrière diélectriques 10 obtenues. Cette opération a été réalisée par polissage mécano-chimique. Sont ainsi obtenues les parties arrière 12b des remplissages conducteurs 12, qui déterminent la face arrière 16.
Le collage est définitif et le renfort constitué par la plaque de support 23, ainsi collé, servira de support mécanique nécessaire à l’étape d’amincissement, puis découpe, assemblage et mise en boîtier.
Selon un autre mode de réalisation illustré sur la figure 10, un dispositif électronique 101, capteur d’images, se différencie du dispositif électronique 1 par les points suivants.
Les couches arrière diélectriques 10 sont inexistantes, les faces arrière des portions 5 de la plaquette de substrat 2 en silicium étant découvertes.
Les couches intérieures diélectriques 9 présentent des faces arrière 102 dans le plan des faces arrière 8 des portions 5 de la plaquette de substrat 2 en silicium.
Les parties arrière 12b en tungstène des remplissages conducteurs 12 présentent des faces arrière 103 situées en retrait vers l’avant par rapport aux faces arrière 8 des portions 5 de la plaquette de substrat 2.
Les espaces arrière des passages traversants secondaires 11, en arrière des faces arrière 103, sont remplis de couches arrière diélectriques d’anti-diffusion 104, par exemple en oxyde de silicium, qui rejoignent les couches intérieures diélectriques 9 et qui présentent des faces arrière 105 situées dans le plan des faces arrière 8 des portions 5 de la plaquette de substrat 2 en silicium. Les couches arrière diélectriques d’anti-diffusion 104 constituent, dans les passages traversants secondaires 11, des bouchons arrière en arrière des parties arrière 12b en tungstène des remplissages conducteurs 12.
De façon équivalente au dispositif électronique 1 décrit en référence aux figures 1 et 2, le dispositif électronique 101 assure une passivation des interfaces internes et une isolation entre les pixels les uns par rapport aux autres. Egalement, les parties arrière 12b des remplissages conducteurs 12 et les portions 5 de la plaquette de substrat 2 ne présentent pas, les deux à la fois, des surfaces ou zones à nu, de sorte que le tungstène formant les parties arrière 12b des remplissages conducteurs 12 ne peut pas contaminer le silicium formant les portions 5 de la plaquette de substrat 2 du fait de l’existence des couches intérieures diélectriques 9 et des couches arrière diélectriques 10 qui constituent des barrières de diffusion.
Le dispositif électronique 101 peut être fabriqué de la manière suivante.
Comme illustré sur la figure 11, ayant réalisé le dispositif électronique 1, on a enlevé la couche arrière diélectrique 10. Puis, on a réalisé un enlèvement d’une épaisseur arrière des parties arrière 12b en tungstène, dans les passages traversants secondaires 11, jusqu’aux faces arrière 103 à obtenir, de sorte à obtenir des espaces arrière en creux 106. Cette opération a été réalisée par une attaque chimique sélective du tungstène.
Puis, comme illustré sur la figure 12, on a réalisé un dépôt d’une couche arrière complémentaire diélectrique 104A remplissant les espaces arrière 106 et recouvrant toute la face arrière au-dessus des faces arrière 8 de la plaquette de substrat 2 et des faces arrière 102 des couches intérieures diélectriques 9.
Puis, pour obtenir le dispositif électronique 101 de la figure 10, on a réalisé un enlèvement de la couche arrière complémentaire diélectrique 104A, jusqu’au plan des faces arrière 8 des portions de la plaquette de substrat 2, en laissant subsister les couches arrière diélectriques 104. Cette opération a été réalisée par polissage mécanochimique.
Selon une variante de réalisation, les couches arrière diélectriques 104, formant des bouchons arrière dans des portions arrière des passages traversants secondaires, pourraient être en silicium polydopé.
Selon un autre mode de réalisation illustré sur la figure 13, un dispositif électronique 201, capteur d’images, se différencie du dispositif électronique 1 par les points suivants.
Les couches arrière diélectriques 10 présentent des évidements arrière locaux 202 qui sont remplis de couches arrière additionnelles 203 en tungstène.
Les évidements arrière locaux 202, et donc les couches arrière additionnelles 203, peuvent présenter différentes dispositions.
Selon l’exemple représenté, les évidements arrière locaux 202 s’étendent en arrière des portions 8 de la plaquette de substrat 2, par exemple sur une zone correspondant à des grandes parties de ces portions 5. Les évidements locaux 202 étant distants des passages traversants secondaires 11, les couches arrière additionnelles 203 en tungstène sont distantes des parties arrière 12b en tungstène des remplissages conducteurs 12, de sorte que les couches arrière additionnelles 203 et les parties arrière 12b sont isolées électriquement.
Selon un autre exemple (non représenté), des évidements arrière locaux 202 peuvent s’étendre jusqu’à certains des passages traversants secondaires 11 de sorte que les couches arrière additionnelles 203 en tungstène rejoignent des parties arrière 12b en tungstène des remplissages conducteurs 12, d’un côté ou de part et d’autre, de sorte que les couches arrière additionnelles 203 et les parties arrière 12b sont connectées électriquement. Les couches arrière additionnelles locales 203 peuvent alors être connectées électriquement à d’autres parties du dispositif électronique.
Les couches arrière additionnelles locales 203 réalisées dans les évidements arrière locaux 202 constituent un masquage optique local. Ce masquage optique est nécessaire pour protéger certaines zones actives (zone mémoire d’un pixel, monocoup pixel par exemple) de tout éclairement indésirable.
Le dispositif électronique 201 peut être fabriqué de la manière suivante.
Comme illustré sur la figure 14, disposant par exemple du dispositif illustré sur la figure 7, obtenu comme décrit précédemment, on a réalisé, par gravure de la couche arrière diélectrique 10, les évidements arrière locaux 202.
Puis, comme illustré sur la figure 15, on a enlevé les parties arrière provisoires en nitrure de silicium 12B, de façon équivalente à l’opération décrite en référence à la figure 8.
Puis, comme illustré sur la figure 16, on a réalisé un dépôt arrière 12C de tungstène, qui remplit les trous laissés par le nitrure de silicium dans les passages traversants secondaires 11 et les évidements arrière locaux 202 et forme une couche sur les faces arrière 17 des couches arrière diélectriques 10, de façon équivalente à l’opération décrite en référence à la figure 9.
Puis, pour l’obtention du dispositif électronique 201 de la figure 13, on a réalisé par polissage mécano-chimique un enlèvement de la partie arrière de la couche de tungstène 12C, jusqu’aux faces arrière 17 des couches arrière diélectriques 10, de façon équivalente à l’opération décrite en référence à la figure 9, cette fois en laissant subsister les parties arrière 12b dans les passages traversants secondaires 11 et les couches arrière locales 203 dans les évidements arrière 202., Un dispositif électronique équivalent (non représenté), mentionné précédemment, dans lequel les couches arrière additionnelles 203 et les parties arrière 12b se rejoignent et sont ainsi connectées électriquement, pourrait être obtenu de manière équivalente.
Selon un autre mode de réalisation illustré sur la figure 17, un dispositif électronique 301 est basé sur le dispositif électronique 1 des figures 1 et 2, modifié de la manière suivante.
Les couches arrière diélectriques 10 présentent des évidements arrière locaux 302 qui sont remplis de couches arrière additionnelles 303 en tungstène, de sorte que ces couches arrière additionnelles locales 303 présentent des portions qui s’étendent en arrière et en regard des passages traversants secondaires 11. De façon équivalente à ce qui a été mentionné précédemment, ces couches arrière additionnelles 303 forment des masquages optiques arrière.
En outre, les couches 12b en tungstène présentent des faces locales arrière 304 qui sont situées à distance des couches arrière additionnelles locales 303 en tungstène.
Des couches locales diélectriques 305, par exemple en oxyde de silicium, remplissent les espaces entre les couches arrière additionnelles locales 303 et les faces locales arrière 304, en formant des bouchons locaux dans des portions arrière locales 306 des passages traversants secondaires 11, en arrière des parties arrière 12a des remplissages conducteurs 12.
Ainsi, les remplissages conducteurs 12 et les couches arrière additionnelles locales 303 en tungstène, formant des masquages optiques arrière, sont électriquement isolés.
Le dispositif électronique 301 peut être fabriqué de la manière suivante.
Comme illustré sur la figure 18, partant du dispositif électronique 1 de la figure 1, on a réalisé par attaque chimique des amincissements locaux des parties 12b en tungstène des remplissages conducteurs 12 de sorte à obtenir les faces arrière 304 en retrait.
Puis, comme illustré sur la figure 19, on a déposé une couche arrière d’oxyde de silicium, qui remplit les espaces laissés dans les portions arrière des passages traversants secondaires 11, et on a procédé à un polissage mécano-chimique, de sorte à laisser subsister des couches locales diélectriques 305A en oxyde de silicium dans les portions arrière des passages traversants secondaires 11.
Puis, comme illustré sur la figure 20, on a réalisé, par gravure, des évidements arrière locaux 302 dans la couche arrière diélectrique 5 10 et on a enlevé par attaque chimique les parties arrière des couches locales diélectriques 305A en oxyde de silicium, jusqu’au fond des évidements arrière locaux 302, de sorte à obtenir les parties arrière diélectriques 305.
Puis, pour l’obtention du dispositif électronique 301 de la 10 figure 17, on a déposé une couche arrière en tungstène, remplissant les évidements locaux arrière 302 et on a procédé à un polissage mécanochimique de sorte à obtenir les couches arrière additionnelles 303 dans les évidements locaux arrière 302.
Selon d’autres modes de réalisation, des dispositifs 15 électroniques peuvent comprendre des combinaisons des dispositions des dispositifs électroniques précédemment décrits.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif électronique, capteur d’images, comprenant :
    une plaquette de substrat semiconducteur (2), en silicium, présentant une face avant (3) et une face arrière (4) et comprenant des portions (5) distantes les unes des autres en formant des passages traversants (6), des circuits électroniques (18) et une couche diélectrique (19) incluant un réseau de connexions électriques (20), situés au-dessus de la face avant de la plaquette de substrat, des remplissages (12) conducteurs de l’électricité reliés au réseau de connexions électriques (20), contenus dans lesdits passages traversants (6) et s’étendant vers l’arrière depuis la face avant (3), des couches diélectriques (9, 10, 104) d’anti-diffusion du métal des remplissages dans le silicium des portions de la plaquette de substrat, ces couches d’anti-diffusion comprenant des couches intérieures (9), situées entre les flancs (7) des portions (5) de la plaquette de substrat et les remplissages (12), et des couches arrière (10 ; 104) joignant les couches intérieures (9).
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les couches diélectriques d’anti-diffusion comprennent des couches arrière (10) recouvrant les faces arrière (8) des portions (5) de la plaquette de substrat (2) et jointes aux couches intérieures (9).
  3. 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les couches diélectriques d’anti-diffusion comprennent des couches arrière (104) dans les passages traversants (11), jointes aux couches intérieures (9).
  4. 4. Dispositif selon l’une des revendications 2 et 3, dans lequel les couches arrière (10) présentent des évidements arrière locaux (202) contenant des couches additionnelles locales (203) de métal.
  5. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les couches additionnelles locales (203) de métal contenues dans les évidements (202) sont jointes aux couches de tungstène (12b) des remplissages (12).
  6. 6. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les couches additionnelles locales (303) de métal contenues dans les évidements (202) présentent des portions en regard des passages traversants et sont séparées des couches de métal (12b) des remplissages (12) par des couches locales additionnelles isolantes (305) dans des portions arrière des passages traversants.
  7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les remplissages comprennent des couches avant (12a) en polysilicium et des couches arrière (12b) en un métal.
  8. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les remplissages comprennent des parties arrière (12b) en tungstène.
  9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les remplissages (12) comprennent des parties avant (12a) en silicium polydopé.
  10. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les remplissages des passages traversants comprennent des parties arrière (104, 304) en oxyde de silicium ou en silicium polydopé.
  11. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les couches diélectriques d’anti-diffusion sont en oxyde de silicium.
  12. 12. Procédé de fabrication d’un dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant les étages suivantes :
    disposer d’une plaquette pleine épaisse de substrat (2A) ;
    réaliser des rainures profondes principales (6A) dans la plaquette épaisse de substrat (2A), depuis une face avant de cette plaquette, ces rainures profondes principales (6A) s’étendant longitudinalement et transversalement et se croisant ;
    réaliser des couches diélectriques d’anti-diffusion (9A) contre les flancs et les fonds des rainures profondes (6A) et des remplissages provisoires (12B) dans les rainures secondaires formées dans ces couches diélectriques (9A) ;
    réaliser des circuits électroniques (18) et une couche diélectrique (19) incluant un réseau de connexions électriques (20), au-dessus de la face avant de la plaquette de substrat, ce réseau étant relié électriquement aux remplissages ;
    amincir la plaquette épaisse de substrat (2A) depuis sa face arrière jusqu’aux faces arrière des remplissages provisoires, en enlevant les parties arrière des couches diélectriques (9A), de sorte à obtenir les couches intérieures d’anti-diffusion (9) et lesdites portions (5) de la plaquette de substrat (2) ;
    enlever les remplissages provisoires (12B) ;
    réaliser lesdites couches arrière d’anti-diffusion (10, 104).
  13. 13. Procédé selon la revendication 12, comprenant les étapes suivantes :
    après l’obtention des couches intérieures (9), poursuivre l’amincissement de la plaquette épaisse de substrat (2A), jusqu’à l’obtention des portions (5) de la plaquette de substrat (2) ;
    réaliser les couches arrière (10) des couches diélectriques d’anti-diffusion sur les faces arrière des portions (5) de ladite plaquette de substrat (2), jointes aux couches intérieures (9).
  14. 14. Procédé selon l’une des revendications 12 et 13, comprenant l’étape suivante :
    remplacer des parties arrière desdits remplissages (12) par des couches arrière d’anti-diffusion (104) dans les passages traversants (H)·
  15. 15. Procédé selon l’une quelconque des revendications 12 à 14, comprenant l’étape suivante :
    réaliser des évidements arrière (202) dans les couches arrière (10) et remplir ces évidements d’un métal.
FR1761836A 2017-12-08 2017-12-08 Dispositif electronique capteur d'images Withdrawn FR3074962A1 (fr)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1761836A FR3074962A1 (fr) 2017-12-08 2017-12-08 Dispositif electronique capteur d'images
CN201821956768.6U CN209389037U (zh) 2017-12-08 2018-11-26 电子器件
CN201811420437.5A CN109994493A (zh) 2017-12-08 2018-11-26 电子器件图像传感器
US16/212,790 US10910428B2 (en) 2017-12-08 2018-12-07 Electronic device image sensor
US17/128,608 US11978756B2 (en) 2017-12-08 2020-12-21 Electronic device image sensor
US17/128,604 US11682689B2 (en) 2017-12-08 2020-12-21 Electronic device image sensor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1761836 2017-12-08
FR1761836A FR3074962A1 (fr) 2017-12-08 2017-12-08 Dispositif electronique capteur d'images

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3074962A1 true FR3074962A1 (fr) 2019-06-14

Family

ID=61750291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1761836A Withdrawn FR3074962A1 (fr) 2017-12-08 2017-12-08 Dispositif electronique capteur d'images

Country Status (3)

Country Link
US (3) US10910428B2 (fr)
CN (2) CN109994493A (fr)
FR (1) FR3074962A1 (fr)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3074962A1 (fr) * 2017-12-08 2019-06-14 Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas Dispositif electronique capteur d'images
US11715520B2 (en) * 2021-04-05 2023-08-01 Micron Technology, Inc. Socket structure for spike current suppression in a memory array

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060043438A1 (en) * 2003-10-31 2006-03-02 Paige Holm Integrated photoserver for CMOS imagers
FR2968130A1 (fr) * 2010-11-30 2012-06-01 St Microelectronics Sa Dispositif semi-conducteur comprenant un condensateur et un via de connexion electrique et procede de fabrication
US20140151840A1 (en) * 2012-12-04 2014-06-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method and Apparatus for CMOS Sensor Packaging
US20150061102A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 Xintec Inc. Electronic device package and fabrication method thereof

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6888214B2 (en) * 2002-11-12 2005-05-03 Micron Technology, Inc. Isolation techniques for reducing dark current in CMOS image sensors
US7208810B2 (en) * 2004-07-01 2007-04-24 Varian Medical Technologies, Inc. Integrated MIS photosensitive device using continuous films
ITTO20080046A1 (it) * 2008-01-18 2009-07-19 St Microelectronics Srl Schiera di fotodiodi operanti in modalita' geiger reciprocamente isolati e relativo procedimento di fabbricazione
US20100006908A1 (en) * 2008-07-09 2010-01-14 Brady Frederick T Backside illuminated image sensor with shallow backside trench for photodiode isolation
KR101002158B1 (ko) * 2008-07-29 2010-12-17 주식회사 동부하이텍 이미지센서 및 그 제조방법
CN102270646A (zh) * 2010-06-01 2011-12-07 格科微电子(上海)有限公司 背面照光的cmos图像传感器
US8492878B2 (en) * 2010-07-21 2013-07-23 International Business Machines Corporation Metal-contamination-free through-substrate via structure
US8101450B1 (en) * 2010-12-13 2012-01-24 Omnivision Technologies, Inc. Photodetector isolation in image sensors
KR101195271B1 (ko) * 2011-04-29 2012-11-14 에스케이하이닉스 주식회사 반도체 장치 및 그 제조방법
JP2015032663A (ja) * 2013-08-01 2015-02-16 株式会社東芝 固体撮像装置
EP3422415B1 (fr) * 2014-02-28 2023-08-02 LFoundry S.r.l. Dispositif semi-conducteur comprenant un transistor mos à diffusion laterale
FR3019378A1 (fr) * 2014-03-25 2015-10-02 St Microelectronics Crolles 2 Structure d'isolement entre des photodiodes
FR3030113A1 (fr) * 2014-12-15 2016-06-17 St Microelectronics Crolles 2 Sas Capteur d'image eclaire et connecte par sa face arriere
CN107039468B (zh) * 2015-08-06 2020-10-23 联华电子股份有限公司 影像感测器及其制作方法
FR3074962A1 (fr) * 2017-12-08 2019-06-14 Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas Dispositif electronique capteur d'images

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060043438A1 (en) * 2003-10-31 2006-03-02 Paige Holm Integrated photoserver for CMOS imagers
FR2968130A1 (fr) * 2010-11-30 2012-06-01 St Microelectronics Sa Dispositif semi-conducteur comprenant un condensateur et un via de connexion electrique et procede de fabrication
US20140151840A1 (en) * 2012-12-04 2014-06-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method and Apparatus for CMOS Sensor Packaging
US20150061102A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 Xintec Inc. Electronic device package and fabrication method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN109994493A (zh) 2019-07-09
US11682689B2 (en) 2023-06-20
US11978756B2 (en) 2024-05-07
US20190181176A1 (en) 2019-06-13
US10910428B2 (en) 2021-02-02
US20210111215A1 (en) 2021-04-15
CN209389037U (zh) 2019-09-13
US20210111214A1 (en) 2021-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2008074688A1 (fr) Procede de fabrication de capteur d'image a haute densite d'integration
FR2738079A1 (fr) Dispositif a semiconducteurs, a tranchee, et procede de fabrication
EP1670063B1 (fr) Périphérie de composant unipolaire vertical
EP1302954B1 (fr) Réalisation d'inductance et de via dans un circuit monolithique
FR2996056A1 (fr) Composant microelectronique vertical et son procede de fabrication
FR2930840A1 (fr) Procede de reprise de contact sur un circuit eclaire par la face arriere
EP2306520A1 (fr) Capteur d'image face arrière
FR3003403A1 (fr) Procede de formation de diodes electroluminescentes
FR2839811A1 (fr) Condensateur en tranchees dans un substrat avec deux electrodes flottantes et independantes du substrat
WO2003019668A1 (fr) Capteur d'image couleur a colorimetrie amelioree et procede de fabrication
EP2840589B1 (fr) Procédé améliore de séparation entre une zone activé d'un substrat et sa face arrière ou une portion de sa face arrière
EP3629380A1 (fr) Structure de diode
FR3051969A1 (fr) Procede de fabrication de diodes de puissance, en particulier pour former un pont de graetz, et dispositif correspondant
FR3074962A1 (fr) Dispositif electronique capteur d'images
FR2848724A1 (fr) Connexions enterrees dans un substrat de circuit integre
EP4092746A1 (fr) Procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique
EP1700343A1 (fr) Procede de fabrication de puces electroniques en silicium aminci
EP2092564B1 (fr) Structure de plots de connexion pour capteur d'image sur substrat aminci
FR3057395A1 (fr) Capteur d'image a eclairement par la face arriere
FR2910704A1 (fr) Procede de realisation d'un dispositif a circuit integre interconnecte
FR2976401A1 (fr) Composant electronique comportant un ensemble de transistors mosfet et procede de fabrication
FR3046295A1 (fr) Pixel a eclairement par la face arriere
EP1953778B1 (fr) Condensateur dans un circuit monolithique
EP2246890B1 (fr) Mode de réalisation d'un module de capture d'images
FR3064816B1 (fr) Procede de fabrication de ligne de transistors mos

Legal Events

Date Code Title Description
PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20190614

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

ST Notification of lapse

Effective date: 20210806