[发明专利]图像传感器及其形成方法

说明书

一种图像传感器及其形成方法，所述方法包括：提供半导体衬底；对所述半导体衬底进行碳离子注入，以在所述半导体衬底内形成碳化物层；生长外延层，所述外延层覆盖所述半导体衬底。本发明方案可以利用碳化物层对金属粒子的吸附能力，降低外延层内的金属污染，提高图像传感器的品质。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种图像传感器及其形成方法。

背景技术

目前CMOS图像传感器(CMOS Image Sensors，CIS)器件在摄像头领域得到了广泛应用，为了获得更佳的拍摄效果，对于CIS器件的性能要求也越来越高。其中，白像素(WhitePixel)以及暗电流(Dark Current)被视为评价CIS器件性能的关键参数。

具体地，在半导体制造工艺中，金属杂质污染是导致白像素数量增加的主要原因。更具体地，由于金属粒子的影响，会导致在没有光线照射到像素单元上时，像素点自身也会产生电荷，随着电荷不断增多并聚集在一起，就形成了暗电流。对于一个像素单元而言，当暗电流值超过了通过捕获光子产生的光电流后，该像素点就会被控制电路默认为白像素。

由上可知，图像传感器对金属污染非常敏感，亟需一种图像传感器的形成方法，可以通过金属污染，有效的改善图像传感器的品质。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种图像传感器及其形成方法，可以利用碳化物层对金属粒子的吸附能力，降低外延层内的金属污染，提高图像传感器的品质。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种图像传感器的形成方法，包括：提供半导体衬底；对所述半导体衬底进行碳离子注入，以在所述半导体衬底内形成碳化物层；生长外延层，所述外延层覆盖所述半导体衬底。

可选的，所述碳化物层位于所述半导体衬底的顶部，或者所述碳化物层距离所述半导体衬底的顶部表面具有预设距离。

可选的，所述半导体衬底为硅衬底，所述碳化物层的材料为碳化硅。

可选的，在生长所述外延层之前，所述的图像传感器的形成方法还包括：采用退火工艺对所述碳化物层进行退火。

可选的，所述退火工艺的工艺参数为：退火温度为800摄氏度至1200摄氏度；退火时长为5s至60s。

可选的，所述图像传感器为BSI-CIS，所述方法还包括：自所述半导体衬底的背面，刻蚀去除所述碳化物层以及所述半导体衬底的至少一部分；其中，所述外延层位于所述半导体衬底的正面。

可选的，向所述半导体硅衬底内进行碳离子注入的注入参数包括：注入能量为0.5KeV至60KeV；注入剂量为1E13atom/cm²至5E16atom/cm²。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种图像传感器，包括：半导体衬底；碳化物层，位于所述半导体衬底内；外延层，覆盖所述半导体衬底。

可选的，所述半导体衬底为硅衬底，所述碳化物层的材料为碳化硅。

可选的，所述外延层的厚度为2μm至10μm。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

在本发明实施例中，提供半导体衬底；对所述半导体衬底进行碳离子注入，以在所述半导体衬底内形成碳化物层；生长外延层，所述外延层覆盖所述半导体衬底。采用上述方案，通过向半导体衬底内进行碳离子注入，以形成碳化物层，可以利用碳化物层对金属粒子的吸附能力，透过外延层吸附落在外延层表面的金属粒子，或者吸附进入所述外延层内的金属粒子，从而降低外延层内的金属污染，提高图像传感器的品质。