[發明專利]圖像傳感器及其制造方法

無效

• 申請號: 201310352393.8
• 申請日: 2009-07-03
• 公開（公告）號: CN103500748A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 樸炳俊;金相熙
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 屈玉華

本申請文件是2009年7月3日提交的發明名稱為“圖像傳感器及其制造方法”的第200910205713.0號發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明實施例涉及一種圖像傳感器、用于該圖像傳感器的基板、包括該圖像傳感器的圖像傳感裝置以及相關方法。

背景技術

圖像傳感器可以形成為“前側”互補金屬氧化物半導體（CMOS）圖像傳感器，其在基板中包括多個光電二極管。在形成光電二極管之后，金屬布線圖案可以形成在光電二極管上。金屬布線圖案可以形成為向光電二極管接收外部光提供開口。然而，以某一角度進入開口的光會被金屬布線圖案反射。此外，圍繞金屬布線圖案的層間電介質層會吸收入射在其上的光。因此，穿過開口到達光電二極管的光的數量會被減少，導致差的器件靈敏度。此外，在圖像傳感器內反射的光會影響相鄰的光電二極管，使得在光電二極管之間發生串擾（cros-stalk）。前側圖像傳感器的一個替代物是背側圖像傳感器。然而，目前背側圖像傳感器的設計以及制造工藝會經受各種缺陷，例如暗電流、缺乏感光性（也就是低量子效率）以及在制造過程中需要保護熱敏結構等。

發明內容

本發明實施例涉及一種圖像傳感器、用于該圖像傳感器的基板、包括該圖像傳感器的圖像傳感裝置以及相關方法，其基本上克服了由于現有技術的限制和缺陷而引起的一個或多個問題。

本發明實施例的一個特征是提供一種圖像傳感器、用于該圖像傳感器的基板、包括該圖像傳感器的圖像傳感裝置以及相關方法，其中暗電流被減小。

本發明實施例的一個特征是提供一種圖像傳感器、用于該圖像傳感器的基板、包括該圖像傳感器的圖像傳感裝置以及相關方法，其中感光性被提高。

本發明實施例的另一特征是提供一種圖像傳感器、用于該圖像傳感器的基板、包括該圖像傳感器的圖像傳感裝置以及相關方法，其在使用高溫工藝之后阻止熱敏結構（或者形成熱阻結構）。

至少一個上述和其它的特征以及優點可以通過提供一種制造CMOS圖像傳感器的方法來實現，該方法包括：形成基板結構，該基板結構具有第一基板、第二基板以及在第一基板和第二基板之間的氧化層和含氮的指數匹配層（index?matching?layer）；以及在第二基板中形成至少一個感光器件；在形成基板結構之后，在第二基板的第一表面上形成金屬互連結構，該第一表面朝向遠離第一基板，使得至少一個感光器件在金屬互連結構和指數匹配層以及氧化層之間，金屬互連結構電連接到至少一個感光器件。

氧化層可以通過熱氧化第二基板的與第一表面相反的第二表面來形成，并且氧化層可以形成在指數匹配層和第二基板之間。

該方法還可以包括在第二基板中形成淺注入層，使得淺注入層位于第二基板的主體（bulk）和氧化層之間。

形成淺注入層可以包括將p型摻雜劑的離子注入到第二基板中并熱激活注入的離子。

指數匹配層可以由氮化硅層形成，形成基板結構還可以包括在氮化硅層上形成接合氧化層（bonding?oxide?layer），該接合氧化層與第一基板接觸。

形成基板結構還可以包括：在第一基板和第二基板接合在一起之后且在形成至少一個感光器件之前，去除第二基板的一部分使得第二基板減薄約50%或更多。

形成基板結構還可以包括：在第一基板和第二基板接合在一起之前，在第二基板中離氧化層預定距離處形成微腔層；將第一基板和第二基板接合在一起；以及去除部分第二基板到微腔層的深度。

該方法還可以包括：在去除部分第二基板到微腔層的深度之后，在第二基板上形成外延層，其中至少一個感光器件在形成外延層之后形成。

形成基板結構還可以包括：在形成氧化層和微腔層之后，在第二基板內形成淺注入層，該淺注入層在第一氧化層和微腔層之間形成。

指數匹配層可以由氮化硅層形成。

氧化層和指數匹配層可以形成抗反射層。

該方法還可以包括：在第二基板中形成相鄰的感光器件，并在相鄰的感光器件之間形成絕緣層。絕緣層可以被形成為從第二基板的第一表面延伸至足夠的厚度以阻止每個相鄰感光器件之間的光學串擾。

該方法還可以包括：在形成金屬互連結構之后，將第一基板的厚度減少約50%或更多。

形成基板結構可以包括在第一基板和指數匹配層之間形成蝕刻終止層。

該方法還可以包括：在形成金屬互連結構之后且在將第一基板的厚度減少約50%或更多之前，將第三基板接合到第二基板的第一表面。