[發(fā)明專利]背照明圖像傳感裝置及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710001220.6
• 申請日: 2007-01-04
• 公開（公告）號: CN101154674A
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許慈軒;楊敦年
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L31/102;H01L21/822;H01L21/265;H01L31/18
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 郭曉東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導體裝置，尤其涉及背照明圖像傳感裝置及其制造方法。

背景技術(shù)

圖像傳感裝置包括由多個如光敏二極管(photosensitive?diodes)或光電二極管(photodiodes)組成的像素陣列(pixel?array)、重置晶體管(resettransistor)、源極跟隨晶體管(source?follower?transistors)、固定層光電二極管(pinned?layer?photodiodes)、和/或轉(zhuǎn)移晶體管(transfer?transistors)等用于記錄二極管上光強度的組件。上述像素陣列在感應光線后產(chǎn)生電子，且感應越多光線則產(chǎn)生越多電子。所述電子隨后為另一個電路所用，并因此生成適用于如數(shù)字照相機等特定應用的顏色與亮度。一般而言，所述像素陣列可為電荷耦合器件(charge-coupled?device，CCD)，或為互補金屬氧化物半導體(complimentary?metal?oxide?semiconductor，CMOS)圖像傳感裝置。

背照明傳感器(backside-illuminated?sensors)用于感應照射在基底背部表面的光線。上述背照明傳感器可形成在基底的前部，此時基底需要被薄化以使得照射在該基底背部的光線可抵達傳感器。相較于前照明傳感器，背照明傳感器具有高填充因子以及較少的破壞性干涉現(xiàn)象。然而，被薄化的基底將可能減弱傳感器的感應能力。

因此，有必要開發(fā)一種背照明圖像傳感裝置及其制造方法，在不影響傳感裝置表現(xiàn)的前提下形成具有較佳光感應能力的背照明傳感裝置。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種背照明圖像傳感裝置及其制造方法，以提供具有較佳光感應能力的感光組件。

為達到上述目的，本發(fā)明提供一種背照明圖像傳感裝置，其包括：

基底；第一摻雜區(qū)，位于該基底內(nèi)；以及第二摻雜區(qū)，位于該基底內(nèi)并位于該第一摻雜區(qū)上方。該第一與第二摻雜區(qū)具有第一導電型態(tài)。該第一摻雜區(qū)由對該基底進行高能量離子注入所形成，而該第二摻雜區(qū)由對該基底進行自對準高能量離子注入所形成。該第一摻雜區(qū)較佳地深達該基底厚度的50％以上。

在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，該第二摻雜區(qū)直接設(shè)置在該第一摻雜區(qū)的上方且相鄰于該第一摻雜區(qū)。通過自對準高能量離子注入的進行及掩模層的使用，以精確控制所述第一摻雜區(qū)與第二摻雜區(qū)的重迭情形。所述第一與第二摻雜區(qū)的結(jié)合厚度較佳地大于基底厚度的50％。所述第一與第二摻雜區(qū)和所述基底背部表面的間距小于基底厚度的50％。

為達到上述目的，本發(fā)明還提供一種背照明圖像傳感裝置的制造方法，其包括下列步驟：制備基底；對該基底進行第一離子注入，以在該基底內(nèi)形成第一摻雜區(qū)；在該基底上形成多晶硅層；以及對該基底進行第二離子注入，以形成第二摻雜區(qū)在該第一摻雜區(qū)上方。該第一與第二摻雜區(qū)具有第一導電型態(tài)。該第一摻雜區(qū)由對該基底進行高能量離子注入所形成，該第一摻雜區(qū)較佳地深達該基底厚度的50％以上；同時，該第一離子注入為非自對準高能量離子注入，且用于注入該第一摻雜區(qū)的第一高能量約介于100～5000KeV之間。該第二離子注入為自對準高能量離子注入，且用于注入該第二摻雜區(qū)的第二高能量約介于5～1000KeV。

該自對準高能量離子注入可通過在該背照明圖像傳感裝置上形成掩模層并在高能量下對該基底注入離子，以形成位于該第一摻雜區(qū)上的第二摻雜區(qū)。此外，可采用高能量對該基底注入離子，以形成相鄰于該第一摻雜區(qū)的第二摻雜區(qū)。自對準高能量離子注入的進行，可通過采用位于所述多晶硅層上方的掩模層來精確控制第二摻雜區(qū)與該多晶硅層間的重迭情形。

在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，該第一與第二摻雜區(qū)的結(jié)合厚度大于該基底厚度的50％。該基底厚度大于1.5微米。而該基底的背部表面與該第一與第二摻雜區(qū)間的間距小于該基底厚度的50％。該第一與第二摻雜區(qū)形成了加大感光區(qū)，有利于產(chǎn)生在該背部表面的電子通過該表面而抵達所述像素。

在本發(fā)明所提供的背照明圖像傳感裝置及其制造方法，其中形成的多階光敏二極管接合結(jié)構(gòu)使得電子能夠較為容易地抵達像素/感光區(qū)處，并可通過延伸N型摻雜區(qū)而較精確地控制摻雜區(qū)與多晶硅層的重迭情形，從而使得本發(fā)明對于藍光的感光度得到提升。總之，本發(fā)明能夠改善傳感裝置的感光特性，且不會對其中各組件的表現(xiàn)造成影響。

為了讓本發(fā)明的上述及其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下面將結(jié)合附圖詳細介紹本發(fā)明的一個較佳實施例。

附圖說明