[發明專利]具有應力膜的背側照明圖像傳感器

有效

• 申請號: 201110261316.2
• 申請日: 2011-08-08
• 公開（公告）號: CN102376732A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 戴幸志;H·E·羅茲;W·鄭;V·韋內齊亞;錢胤;D·毛
• 申請（專利權）人: 美商豪威科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 李玲

1.一種背側照明(“BSI”)互補金屬氧化物半導體(“CMOS”)圖像傳感器，其包含：

感光區，其安置于半導體層內，所述感光區對入射于所述BSI?CMOS圖像傳感器的背側上的光敏感以便收集圖像電荷；以及

第一應力調節層，其安置于所述半導體層的背側上，建立第一應力特性以促進光生電荷載流子朝所述感光區遷移。

2.如權利要求1所述的BSI?CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述第一應力調節層在所述半導體層的背側上安置于所述感光區之下。

3.如權利要求2所述的BSI?CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述感光區包含N型光電二極管區，且其中所述第一應力調節層具有壓縮應力特性。

4.如權利要求2所述的BSI?CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述感光區包含P型光電二極管區，且其中所述應力調節層具有拉伸應力特性。

5.如權利要求1所述的BSI?CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述第一應力調節層安置于所述半導體層上以將經圖案化的應力特性施加至所述半導體層，使得所述第一應力調節層將所述第一應力特性施加至在所述半導體層的背側上的像素的第一部分，而基本上不將所述第一應力特性施加至在所述半導體層的背側上的像素的第二部分。

6.如權利要求5所述的BSI?CMOS圖像傳感器，其特征在于，進一步包含：

像素陣列，所述像素陣列中的像素各自包括安置于所述半導體層內的感光區，

其中所述第一應力調節層不存在于介于鄰近像素之間的區下方。

7.如權利要求5所述的BSI?CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述應力調節層不存在于P阱的一部分下方，在該部分中安置該像素的像素電路。

8.如權利要求5所述的BSI?CMOS圖像傳感器，其特征在于，進一步包含：

緩沖層，其具有基本上中性的應力特性，所述緩沖層沿所述半導體層的背側上的該像素的第二部分而安置在所述半導體層與所述第一應力調節層之間。

9.如權利要求5所述的BSI?CMOS圖像傳感器，其特征在于，進一步包含：

第二應力調節層，其沿該像素的第二部分而安置于所述半導體層的背側上，在所述半導體層上建立與所述第一應力特性相反的第二應力特性以抑制所述光生電荷載流子沿該像素的第二部分向上遷移。

10.如權利要求1所述的BSI?CMOS圖像傳感器，其特征在于，進一步包含：

第二應力調節層，其安置于所述第一應力調節層上，其中所述第一應力調節層及所述第二應力調節層一起在所述半導體層上賦予組合的應力特性。

11.如權利要求1所述的BSI?CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述第一應力調節層具有抗反射性質。

12.如權利要求1所述的BSI?CMOS圖像傳感器，其特征在于，進一步包含：

金屬疊層，其安置于所述半導體層的前側之上；以及

第二應力調節層，其安置于所述金屬疊層之上以從像素的前側將第二應力特性賦予該像素。

13.如權利要求1所述的BSI?CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述第一應力調節層包含選自由氧化硅、氮化硅及氮氧化硅組成的一組的材料。

14.一種圖像傳感器，其包含：

外延層；

像素陣列，所述像素陣列中的像素各自包括安置于所述外延層內的感光區，所述感光區用于響應于經由所述外延層的第一側入射的光而收集圖像電荷；以及

第一應力調節層，其安置于所述外延層的第一側之上，在所述外延層上建立第一應力特性以促進光生電荷載流子朝所述外延層的與所述第一側相反的第二側遷移。

15.如權利要求14所述的圖像傳感器，其特征在于，所述感光區包含N型光電二極管區，且其中所述第一應力調節層具有壓縮應力特性。

16.如權利要求14所述的圖像傳感器，其特征在于，所述感光區包含P型光電二極管區，且其中所述應力調節層具有拉伸應力特性。