[发明专利]背照式图像传感器的制造方法

说明书

本申请公开了一种背照式图像传感器的制造方法，涉及半导体制造领域。该背照式图像传感器的制造方法包括在衬底上定义像素单元，像素单元包括MOS管区域和光电二极管区域；在光电二极管区域对应的衬底内形成阱区，阱区的导电类型与衬底的导电类型相反；在MOS管区域形成传输栅极；在光电二极管区域对应的衬底表面形成增反层，增反层的折射率大于衬底的折射率，增反层的厚度为四分之一红光波长；形成层间介质层，层间介质层的折射率小于增反层的折射率；解决了目前一些背照式图像传感器的红光光子效率不高的问题；达到了提高背照式图像传感器的红光光子效率的效果。

技术领域

本申请涉及半导体制造领域，具体涉及一种背照式图像传感器的制造方法。

背景技术

图像传感器是一种通过光电二极管吸收可见光，将光信号转换为电信号进行成像的器件。图像传感器根据接收光线的方向，分为前照式图像传感器和背照式图像传感器。背照式图像传感器在使用时，光线从衬底的背面进入。

然而，不同波长的光在不同厚度的硅衬底中的透射率也不同，图1示出了厚度T_si为1um的硅衬底中不同波长的光的透射率，图2示出了厚度T_si为5um的硅衬底中不同波长的光的透射率。目前背照式图像传感器的硅衬底的厚度大约为5um，如图2所示，蓝光和绿光基本被硅衬底吸收，但仍有20％左右的红光会透过硅衬底，红光光子效率不高。

发明内容

为了解决相关技术中的问题，本申请提供了一种背照式图像传感器的制造方法。该技术方案如下：

一方面，本申请实施例提供了一种背照式图像传感器的制造方法，该方法包括：

在衬底上定义像素单元，像素单元包括MOS管区域和光电二极管区域；

在光电二极管区域对应的衬底内形成阱区，阱区的导电类型与衬底的导电类型相反；

在MOS管区域形成传输栅极；

在光电二极管区域对应的衬底表面形成增反层，增反层的折射率大于衬底的折射率，增反层的厚度为四分之一红光波长；

形成层间介质层，层间介质层的折射率小于增反层的折射率。

可选的，在光电二极管区域对应的衬底表面形成增反层，包括：

在衬底上形成硬掩膜层；

去除光电二极管区域对应的硬掩膜层；

通过外延生长工艺在光电二极管区域对应的表面形成增反层。

可选的，衬底的材料为硅，增反层的折射率大于硅的折射率。

可选的，增反层的材料为锗。

可选的，层间介质层的材料为二氧化硅。

可选的，该方法还包括：

在光电二极管区域对应的衬底内形成钉扎二极管。

可选的，形成层间介质层之后，该方法还包括：

在层间介质层上方形成金属互连层；

在金属互连层的上方形成钝化层；

在衬底的正面键合支撑基板；

对衬底的背面进行减薄处理。

可选的，经过减薄处理后，衬底的厚度为5um。

可选的，该方法还包括：

在衬底的背面，形成与光电二极管区域对应的彩色滤光片；

在彩色滤光片上形成微透镜。

本申请技术方案，至少包括如下优点：