[發明專利]BSI圖像傳感器形成方法

有效

• 申請號: 201110021335.8
• 申請日: 2011-01-19
• 公開（公告）號: CN102117819A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 楊瑞坤;王景
• 申請（專利權）人: 格科微電子（上海）有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L21/304;H01L21/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及圖像傳感器形成方法，特別涉及一種BSI圖像傳感器形成方法。

背景技術

圖像傳感器是數字攝像頭的重要組成部分，根據元件不同分為電荷耦合(CCD，Charge?Coupled?Device)圖像傳感器和金屬氧化物半導體(CMOS，Complementary?Metal-Oxide?Semiconductor)圖像傳感器。

在公開號為CN101312202A的中國專利申請中公開了一種現有的CMOS圖像傳感器?，F有的CMOS圖像傳感器包括半導體襯底，所述半導體襯底通常包括若干呈矩陣排布的像素單元區域，相鄰的像素單元區域之間具有淺溝槽隔離結構(STI)。請參考圖1，圖1是現有的背面照光(BSI，Backside?illuminated)的CMOS圖像傳感器結構示意圖，所述CMOS圖像傳感器包括：半導體襯底100，所述半導體襯底100包括若干像素單元區域103，圖中以2個像素單元區域103為例進行說明；相鄰像素單元區域103之間具有淺溝槽隔離結構106；其中所述像素單元區域103包括光電二極管區域104和晶體管區域105，所述光電二極管區域104用于形成光電二極管，所述光電二極管用于光電轉換；所述晶體管區域105用于形成晶體管，所述晶體管用于將光電二極管轉換的電信號放大后輸出。所述半導體襯底100包括第一表面101和與之相對的第二表面102。光線從第二表面102進入像素單元區域103內。

然而，因為半導體襯底100的厚度通常是600-1000μm，可見光從第二表面102入射，在半導體襯底100內傳播的過程中，會被全部吸收而無法進入像素單元區域103。所以在實際工藝中會通過研磨工藝將半導體襯底100的厚度研磨到5μm左右，再通過刻蝕工藝將半導體襯底100的厚度減薄到2μm左右。現有的研磨工藝是先沿第一表面101對半導體襯底100進行離子注入，形成摻雜層，并且通過控制摻雜的能量和劑量使得近鄰第一表面101的區域的摻雜濃度盡量小。然后以所形成的摻雜層為研磨阻擋層，沿第二表面102對半導體襯底100進行研磨，直到半導體襯底100的厚度為5μm左右，再通過刻蝕工藝將半導體襯底100的厚度減薄到2μm左右，然后在經過上述處理所形成的表面上形成微透鏡。

但是實際中發現，通過上述方法所形成的BSI圖像傳感器的產品良率比較低，并且圖像傳感器的性能不好，比如容易產生偏色現象。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種BSI圖像傳感器的形成方法，所提供的方法可以提高BSI圖像傳感器的良率，并且改進BSI圖像傳感器的性能。

為解決上述問題，本發明提供一種BSI圖像傳感器的形成方法，包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底包括第一表面和與之相對第二表面；

在第一表面形成第一外延層，所述半導體襯底相對于所述第一外延層具有較高研磨選擇比；

在第一外延層表面形成第二外延層，所述第二外延層包括朝向第一外延層的下表面，和背離第一外延層的上表面；

沿所述第二表面研磨所述半導體襯底，直至暴露第一外延層；

去除第一外延層，暴露第二外延層的下表面；

在第二外延層的下表面依次形成有濾光片和微透鏡。

優選地，所述半導體襯底相對于所述第一外延層的研磨選擇比為3∶1-10∶1。

優選地，所述第一外延層的材料是砷化鎵。

優選地，所述第一外延層的形成工藝為金屬有機化學汽相淀積(MOCVD)工藝。

優選地，所述第一外延層的形成參數為：溫度600-800℃，氣壓50-500torr，反應氣體為GaRn與AsH₃或者GaRn與AsRn’，其中Rn，Rn’為烷基。

優選地，所述第一外延層的厚度為1-50μm。

優選地，采用含有H₂SO₄或者HCl的溶液濕法去除第一外延層。

優選地，所述第二外延層的材料是硅。

優選地，所述第二外延層的形成工藝為外延工藝。

優選地，所述外延沉積工藝的含硅氣體為SiH₄或SiH₂Cl₂或Si₂H₆，含硅氣體的流量為10-1000sccm，溫度600-1100℃，壓強1-500Torr，還包括HCl氣體，HCl氣體的作用是提高第二外延層的外延選擇性。

優選地，形成第二外延層的步驟還包括對第二外延層進行摻雜，所述摻雜采用離子注入摻雜法或者原位摻雜法。