[发明专利]图像传感器及其形成方法

说明书

本公开的实施例描述了一种用于在图像传感器装置的辐射感测区域上形成镜子微结构的方法。该方法包括在衬底的前侧表面内形成开口；在开口的底部和侧壁表面上形成共形的注入层；在开口的底部和侧壁表面上生长第一外延层；在第一外延层上沉积第二外延层以填充开口，其中第二外延层形成辐射感测区域。该方法还包括在第二外延层的暴露表面上沉积堆叠件，其中该堆叠件包括高折射率材料层和低折射率材料层的交替对。本申请的实施例提供了图像传感器及其形成方法。

技术领域

本申请的实施例涉及图像传感器及其形成方法。

背景技术

半导体图像传感器用于感应入射的可见或不可见辐射，例如可见光、红外光等。互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)和电荷耦合器件(CCD)传感器用于各种应用中，例如计算机、数码相机、移动电话、平板电脑、护目镜、科学仪器等。这些图像传感器利用像素阵列来吸收(例如感应)入射辐射并将其转换为电信号。图像传感器的一个示例是背侧照明(BSI)图像传感器器件，该器件可检测来自衬底“背侧”的辐射。

发明内容

在一些实施例子，一种方法，包括：在衬底的前侧表面内形成开口；在所述开口的底部和侧壁表面上形成共形的注入层；在所述开口的所述底部和所述侧壁表面上生长第一外延层；在所述第一外延层上沉积第二外延层以填充所述开口，其中所述第二外延层形成辐射感测区；以及在所述第二外延层的暴露表面上沉积堆叠件，其中所述堆叠件包括高折射率材料层和低折射率材料层的交替对。

在一些实施例中，一种图像传感器，包括：衬底，具有前侧表面和相对的背侧表面；微透镜，形成在所述衬底的所述背侧表面上；滤色器，设置在所述微透镜和所述衬底的上述背侧表面之间；辐射感测区域，形成在所述衬底的前表面中的沟槽中，其中，所述辐射感测区域包括外延半导体材料；镜结构，设置在所述外延半导体材料的表面上，并且包括具有第一折射率值的第一材料层和具有不同于所述第一折射率值的第二折射率值的第二材料层的交替层；以及金属化层，形成在所述辐射感测区域和所述镜结构上方的所述衬底的所述前侧表面上。

在一些实施例中，一种图像传感器，包括：衬底，具有前侧表面和相对的背侧表面；沟槽，形成在所述衬底的前侧表面中，其中所述沟槽的底部具有锥形轮廓；辐射感测区域，位于所述沟槽中并且包括具有切面的外延半导体材料层；氧化物层，设置在所述沟槽的表面和所述外延半导体材料层的所述切面之间；以及交替层的堆叠件，设置在所述外延半导体材料层的所述切面上，其中所述交替层包括具有第一折射率的第一材料层和具有第二折射率的第二材料层。

本申请的实施例提供了具有改进的光转换效率的图像传感器。

附图说明

当接合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该指出，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1是根据一些实施例的具有背侧照明(BSI)图像传感器装置的堆叠件的截面图，该背侧照明(BSI)图像传感器装置附接到专用集成电路(ASIC)。

图2是根据一些实施例的具有布拉格镜的辐射感测区域的放大截面图。

图3是描述根据一些实施例的在背侧照明(BSI)图像传感器装置中的辐射感测区域上的布拉格镜的形成过程的制造方法的流程图。

根据一些实施例，图4至图11是在背侧照明(BSI)图像传感器装置中的辐射感测区域上的布拉格镜的制造期间的中间结构的截面图。

图12a是根据一些实施例的在背侧照明(BSI)图像传感器装置中的辐射感测区域的多个表面上形成的布拉格镜的截面图。

图12b至图12e是根据一些实施例的在背侧照明(BSI)图像传感器装置中具有多个暴露表面的辐射感测区域的制造期间的中间结构的截面图。