[实用新型]背照式图像传感器

说明书

技术领域

本公开涉及一种背照式图像传感器及其制造方法。

背景技术

一般来说，图像传感器是将光学图像转换成电信号的半导体装置且可被分成或分类成电荷耦合装置(CCD)或CMOS图像传感器(CIS)。

CIS包括单位像素，每个单位像素包括光电二极管和MOS晶体管。CIS使用切换方法顺序地检测单位像素的电信号，从而形成图像。

CIS是通过在半导体基板中或上形成光电二极管，形成被连接至半导体基板上的光电二极管的晶体管，形成用作被连接至晶体管的信号线的布线层并在布线层上或上方形成滤色器层和微透镜而制成的。

同时，与前侧照明图像传感器相比较，背照式图像传感器可具有改进的光接收效率。背照式图像传感器可包括设置在基板的前侧表面上的布线层以及设置在基板的前侧表面上的滤色器层和微透镜。

此外，背照式图像传感器可包括设置在基板的背侧表面部分中的背侧钉扎层以形成钉扎光电二极管。背侧钉扎层可通过离子注入过程形成且随后在执行背研磨过程以减小基板的厚度后通过激光退火过程来激活。

实用新型内容

本公开提供了一种制造背照式图像传感器的方法，其能够省略用于形成背侧钉扎层的离子注入过程和激光退火过程；以及一种由该方法制造的背照式图像传感器。

根据本公开的一个方面，一种背照式图像传感器可包括基板，其具有前侧表面和背侧表面；光电二极管，其被设置在基板中；绝缘层，其被设置在基板的背侧表面上；以及固定电荷层，其被设置在绝缘层上。

根据一些示例性实施例，背照式图像传感器还可包括设置在基板中的高浓度杂质区和设置在基板的前侧表面上光电二极管和高浓度杂质区之间的栅电极。

根据一些示例性实施例，基板可具有第一导电类型且光电二极管可具有第二导电类型。

根据一些示例性实施例，背照式图像传感器还可包括设置在光电二极管和基板的前侧表面之间的第一导电类型的前侧钉扎层。

根据一些示例性实施例，背照式图像传感器还可包括设置在光电二极管和基板的后侧表面之间的第一导电类型的后侧钉扎层。

根据本公开的另一个方面，一种背照式图像传感器可包括基板，其具有前侧表面和背侧表面；p型光电二极管，其被设置在基板中；绝缘层，其被设置在基板的背侧表面上；以及正固定电荷层，其被设置在绝缘层上。

根据一些示例性实施例，背照式图像传感器还可包括设置在p型光电二极管和基板的前侧表面之间的n型前侧钉扎层。

根据一些示例性实施例，背照式图像传感器还可包括设置在p型光电二极管和基板的后侧表面之间的n型后侧钉扎层。

根据一些示例性实施例，背照式图像传感器还可包括设置在要与p型光电二极管间隔开的基板的前侧表面部分中的p型高浓度杂质区；以及设置在基板的前侧表面上p型光电二极管和p型高浓度杂质区之间的栅电极。

根据一些示例性实施例，正固定电荷层可包括氧化锆、铪硅氧化物、铪硅氮氧化物或氮化硅。

根据一些示例性实施例，背照式图像传感器还可包括设置在正固定电荷层上的第二绝缘层以及设置在第二绝缘层上的阻光图案。

根据一些示例性实施例，背照式图像传感器还可包括设置在第二绝缘层和阻光图案上的钝化层；设置在钝化层上的滤色器层；以及设置在滤色器层上的微透镜。

根据本公开的另一个方面，一种制造背照式图像传感器的方法可包括在具有前侧表面和背侧表面的基板中形成光电二极管；在基板的背侧表面上形成绝缘层；以及在绝缘层上形成固定电荷层。

根据一些示例性实施例，该方法还可包括在基板的前侧表面上形成栅电极；以及在基板中形成高浓度杂质区，栅电极被设置在基板的前侧表面上光电二极管和高浓度杂质区之间。

根据一些示例性实施例，该方法还可包括在光电二极管和基板的前侧表面之间形成前侧钉扎层。

根据一些示例性实施例，基板可具有第一导电类型且光电二极管可具有第二导电类型。

根据一些示例性实施例，基板可包括n型外延层且光电二极管可包括在n型外延层中形成的p型杂质区。

根据一些示例性实施例，固定电荷层可具有正固定电荷。

根据一些示例性实施例，固定电荷层可包括氧化锆、铪硅氧化物、铪硅氮氧化物或氮化硅。

根据一些示例性实施例，该方法还可包括在基板中形成背侧钉扎层；并通过使用背研磨过程来移除基板的背侧表面部分以暴露背侧钉扎层的背侧表面。特别地，可在背侧钉扎层的前侧表面上形成光电二极管，且可在背侧钉扎层的背侧表面上形成绝缘层。