[发明专利]图像传感器及其制造方法

说明书

本发明实施例提供一种具有高量子效率的图像传感器。在一些实施例中，半导体衬底包括非多孔性半导体层，所述非多孔性半导体层是沿着所述半导体衬底的前侧。周期性结构是沿着所述半导体衬底的后侧。高吸收性层在所述半导体衬底的所述后侧上对所述周期性结构进行衬覆。所述高吸收性层是能量带隙小于所述非多孔性半导体层的能量带隙的半导体材料。光检测器位于所述半导体衬底及所述高吸收性层中。本发明实施例还提供一种制造图像传感器的方法。

背景技术

具有图像传感器的集成电路(integrated circuit，IC)被用于各种现代电子装置(例如，照相机及手机)中。近年来，互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxidesemiconductor，CMOS)图像传感器开始被广泛使用，大大地替代了电荷耦合装置(charge-coupled device，CCD)图像传感器。相比于CCD图像传感器，CMOS图像传感器因功耗低、尺寸小、数据处理快、数据直接输出、及制造成本低而受到青睐。一些类型的CMOS图像传感器包括前侧照明式(front-side illuminated，FSI)图像传感器及后侧照明式(back-sideilluminated，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。半导体衬底包括非多孔性半导体层。所述非多孔性半导体层是沿着所述半导体衬底的前侧。周期性结构是沿着所述半导体衬底的后侧。所述周期性结构包括由所述半导体衬底界定的多个突起。高吸收性层在所述半导体衬底的所述后侧上对所述周期性结构进行衬覆。所述高吸收性层是能量带隙小于所述非多孔性半导体层的能量带隙的半导体材料。光检测器位于所述半导体衬底及所述高吸收性层中。

此外，本申请的其他实施例提供一种制造图像传感器的方法。提供半导体衬底。所述半导体衬底包括位于所述半导体衬底的前侧上的非多孔性半导体层。向所述半导体衬底的后侧执行蚀刻，以在所述后侧上形成多个表面突起。所述表面突起被形成为周期性图案，且其中所述后侧与所述前侧相对。在所述半导体衬底的所述后侧上形成对所述多个表面突起进行衬覆的高吸收性层。所述高吸收性层是带隙能量低于所述非多孔性半导体层的带隙能量的半导体材料。在所述半导体衬底及所述高吸收性层中形成光检测器。

另外，本申请的其他实施例提供一种图像传感器。半导体衬底包括非多孔性半导体层及多孔性半导体层。所述非多孔性半导体层是沿着所述半导体衬底的前侧。所述多孔性半导体层是沿着所述半导体衬底的与所述前侧相对的后侧。高吸收性层在所述半导体衬底的所述后侧上衬覆所述多孔性半导体层。所述高吸收性层具有比所述非多孔性半导体层高的吸收系数。光检测器包括第一掺杂类型区及第二掺杂类型区。所述第一掺杂类型区处于所述非多孔性半导体层与所述多孔性半导体层二者中。所述第二掺杂类型区处于所述高吸收性层中且具有与所述第一掺杂类型区相反的掺杂类型。所述第一掺杂类型区与所述第二掺杂类型区介接而界定光敏结(photo junction)。转移晶体管(transfer transistor)位于所述半导体衬底的所述前侧上。所述转移晶体管包括源极/漏极区，且其中所述源极/漏极区是所述第一掺杂类型区。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本发明的各个方面。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，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1说明具有高吸收性像素传感器的图像传感器的一些实施例的剖视图。

图2A说明具有多孔性半导体层的图1所示图像传感器的一些更详细实施例的剖视图。

图2B说明不具有多孔性半导体层的图1所示图像传感器的一些更详细实施例的剖视图。

图3说明图1及/或图2所示图像传感器的一些实施例的布局图。

图4A说明图3所示图像传感器的一些前侧照明式(FSI)实施例的剖视图。

图4B说明图3所示图像传感器的一些后侧照明式(BSI)实施例的剖视图。