[发明专利]用于光电器件信噪比的增强的结构和材料工程方法

权利要求书

1.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：

在传感器基板的正面之上形成互连结构；

从所述传感器基板的背面使所述传感器基板变薄；

将沟槽蚀刻进所述传感器基板中；

预清洁所述传感器基板的暴露的表面；

直接在所述传感器基板的经预清洁的暴露的表面上外延生长电荷层；和

在经蚀刻的沟槽内形成隔离结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述传感器基板是硅光电二极管。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电荷层包括选自掺杂硼的硅、掺杂硼的硅锗和掺杂硼的锗的材料。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述电荷层中的电荷载流子的密度在1×10¹⁸/cm³与5×10²¹/cm³之间。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电荷层的厚度在5nm与50nm之间。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电荷层的外延生长是在450℃或更低的温度下进行的。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述介电材料选自氧化硅和氮化硅。

8.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：

直接在操作基板的表面上外延生长出外延生长层；

直接在所述外延生长层上外延生长半导体层；

将掺杂剂注入到所述半导体层中；

将沟槽蚀刻进所述半导体层中；

在经蚀刻的沟槽内形成隔离结构；

在所述半导体层之上形成互连结构；和

从所述外延生长层去除所述操作基板。

9.根据权利要求8所述的方法，其中：

所述半导体层包括硅，

掺杂剂包括硼、磷或砷化物，并且

所述介电材料选自氧化硅和氮化硅。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述电荷层包括选自掺杂硼的硅、掺杂硼的硅锗和掺杂硼的锗的材料。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述电荷层中的电荷载流子的密度在1×10¹⁷/cm³与5×10²¹/cm³之间。

12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述电荷层的厚度在5nm与100nm之间。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述电荷层的外延生长是在500℃与大约900℃之间的温度下进行的。

14.一种图像传感器，包括：

传感器基板，所述传感器基板具有正面和背面；

多个像素，所述多个像素在所述背面上形成在所述传感器基板内；

多个隔离结构，所述多个隔离结构形成在所述传感器基板内，其中，所述多个像素通过所述多个隔离结构中的一个隔离结构彼此隔离；

互连结构，所述互连结构在所述传感器基板的所述正面之上；和

电荷层，所述电荷层在所述传感器基板的所述背面上被直接外延生长在所述多个像素的表面上。

15.根据权利要求14所述的图像传感器，其中，所述传感器基板是硅光电二极管。

16.根据权利要求14所述的图像传感器，其中，所述电荷层包括选自掺杂硼的硅、掺杂硼的硅锗和掺杂硼的锗的材料。