[发明专利]用于背面照明传感器的共同注入

说明书

技术领域

本发明半导体领域，更具体地，涉及一种图像感测的系统和方法。

背景技术

互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器由于CMOS图像传感器固有的某些优势，相对于传统的电荷耦合器件(CCD)越来越流行。具体来说，CMOS图像传感器通常需要较低的电压、消耗较少的功率，能够随机存取图像数据，可以用可兼容的CMOS工艺制造，并使集成单芯片摄相机成为可能。

CMOS图像传感器利用感光CMOS电路将光能转化成电能。感光CMOS电路通常包括形成在硅衬底中的光电二极管。当光电二极管暴露在光下时，在光电二极管中产生电荷。光电二极管通常连接于MOS开关晶体管，该MOS开关晶体管用于采集光电二极管的电荷。可以通过将滤色器置于感光CMOS电路上方来测定颜色。

由CMOS图像传感器的像素接收的光常常是基于三种原色：红色、绿色和蓝色(R，G，B)，而其他颜色可以采用各种组合和强度进行识别和/或形成(例如，当红色和绿色重叠时形成黄色)。然而，用于接收入射光的像素灵敏度随着CMOS图像传感器像素的尺寸缩减的趋势而降低，并且在对入射光，尤其是对具有长波长的比如红光(波长为约650nm)的入射光的不同像素之间引起串扰，从而降低了CMOS图像传感器的像素的整体性能。

众所周知，可以将图像传感器设计成从正面或者从背面进行照明。背面照明图像传感器提供有利的特征，其中消除了对金属化部件进行谨慎布局和布线以防干扰光程的需要，因为照明来自晶圆的背面，然而却在晶圆的正面上形成金属化。另外，相对于正面照明，采用背面照明通常减少总体光程，即从传感器的聚焦透镜到传感器自身的实际光接收面的光程，因为光不需要经过金属化层和金属层间介电层。

发明内容

为了解决现有所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种器件，包括：衬底，具有像素区，所述衬底包括第一面和与所述第一面相对的第二面，所述衬底具有第一组分；感光元件，靠近所述像素区中的所述衬底的所述第一面；以及共同注入区，被设置为比所述感光元件更靠近所述衬底的所述第二面，所述共同注入区包括导电掺杂剂和既非p型掺杂剂也非n型掺杂剂的材料，所述共同注入区具有不同于所述第一组分的第二组分。

在该器件中，所述材料包括Ge、C、N、F、或其组合；或者所述感光元件包括p-n结。

该器件进一步包括滤色器，所述滤色器位于所述衬底的所述第二面上并被设置为用于过滤照射在所述感光元件上的光；或者进一步包括微透镜，所述微透镜位于所述衬底的所述第二面上并被设置为用于将光聚焦在所述感光元件上。

根据本发明的另一方面，提供了一种器件，包括：衬底；第一导电类型的第一掺杂区，在所述衬底中形成；第二导电类型的第二掺杂区，在邻近所述第一掺杂区以及位于所述第一掺杂区下方的所述衬底中形成；以及第一导电类型的第三掺杂区，在所述第二掺杂区远离所述第一掺杂区的相对面上形成，所述第三掺杂区注入有既非p型掺杂剂也非n型掺杂剂的材料。

在该器件中，所述材料包括Ge、C、N、F、或其组合；或者所述第一掺杂区和所述第二掺杂区包括p-n结。

该器件进一步包括滤色器，所述滤色器位于所述衬底的所述相对面上；或者进一步包括微透镜，所述微透镜位于所述衬底的所述相对面上。

根据本发明的又一方面，提供了一种方法，包括：在衬底中沿着所述衬底的第一面形成第一掺杂区，以及在所述第一掺杂区下方形成第二掺杂区，所述第一掺杂区具有第一导电类型的掺杂剂，所述第二掺杂区具有第二导电类型的掺杂剂；将第一材料注入到所述衬底的第二面内，所述第一材料是既非p型掺杂剂也非n型掺杂剂的材料；以及在所述衬底中沿着所述衬底的所述第二面形成第三掺杂区，所述第三掺杂区被设置在所述第二掺杂区远离所述第一掺杂区的相对面上，所述第三掺杂区具有所述第一导电类型的掺杂剂。

该方法进一步包括：在形成所述第三掺杂区之后实施退火；或者所述第一材料包括锗、碳、氮、氟、或者其组合；或者进一步包括薄化所述衬底的所述第二面。

在该方法中，所述薄化在形成所述第一掺杂区之后实施；或者所述薄化在形成所述第二掺杂区之后实施；或者所述薄化在形成所述第三掺杂区之前实施。

该方法进一步包括在所述衬底的所述第二面上形成抗反射层；或者进一步包括在所述衬底的所述第二面上形成滤色器；或者进一步包括在所述衬底的所述第二面上形成微透镜。

附图说明

为了更充分地理解本发明及其优点，现在将结合附图所进行的以下描述作为参考，其中：