[發明專利]圖像傳感器及其形成方法

在審

• 申請號: 201811025554.1
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109192743A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 田成俊;洪紀倫;吳宗祐;林宗賢
• 申請（專利權）人: 德淮半導體有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 武振華;吳敏

一種圖像傳感器及其形成方法，所述圖像傳感器的形成方法包括：提供第一半導體襯底和第二半導體襯底，所述第二半導體襯底的正面形成有外延層，其中，所述第一半導體襯底的正面和/或所述外延層的表面形成有碳化物層；對所述第一半導體襯底的正面和所述第二半導體襯底的正面進行鍵合；去除所述第二半導體襯底，以暴露出所述外延層；在所述外延層表面形成金屬互連層。本發明方案可以利用碳化物層對金屬粒子的吸附能力，降低外延層內的金屬污染，提高圖像傳感器的品質。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種圖像傳感器及其形成方法。

背景技術

目前CMOS圖像傳感器(CMOS Image Sensors，CIS)器件在攝像頭領域得到了廣泛應用，為了獲得更佳的拍攝效果，對于CIS器件的性能要求也越來越高。其中，白像素(WhitePixel)以及暗電流(Dark Current)被視為評價CIS器件性能的關鍵參數。

具體地，在半導體制造工藝中，金屬雜質污染是導致白像素數量增加的主要原因。更具體地，由于金屬粒子的影響，會導致在沒有光線照射到像素單元上時，像素點自身也會產生電荷，隨著電荷不斷增多并聚集在一起，就形成了暗電流。對于一個像素單元而言，當暗電流值超過了通過捕獲光子產生的光電流后，該像素點就會被控制電路默認為白像素。

由上可知，圖像傳感器對金屬污染非常敏感，亟需一種圖像傳感器的形成方法，可以減少或避免金屬污染，有效的改善圖像傳感器的品質。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種圖像傳感器及其形成方法，可以利用碳化物層對金屬粒子的吸附能力，降低外延層內的金屬污染，提高圖像傳感器的品質。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種圖像傳感器的形成方法，包括：提供第一半導體襯底和第二半導體襯底，所述第二半導體襯底的正面形成有外延層，其中，所述第一半導體襯底的正面和/或所述外延層的表面形成有碳化物層；對所述第一半導體襯底的正面和所述第二半導體襯底的正面進行鍵合；去除所述第二半導體襯底，以暴露出所述外延層；在所述外延層表面形成金屬互連層。

可選的，所述碳化物層的形成工藝包括：化學氣相沉積工藝或者碳離子注入工藝。

可選的，所述碳離子注入工藝的工藝參數選自以下一項或多項：注入能量為0.5KeV至60KeV；注入劑量為1E13atom/cm²至5E16atom/cm²。

可選的，在對所述第一半導體襯底的正面和所述第二半導體襯底的正面進行鍵合之前，所述的圖像傳感器的形成方法還包括：采用退火工藝對所述碳化物層進行退火。

可選的，所述退火工藝的工藝參數選自以下一項或多項：退火溫度為800攝氏度至1200攝氏度；退火時長為5s至60s。

可選的，所述第一半導體襯底以及所述第二半導體襯底為硅襯底，所述碳化物層的材料為碳化硅。

可選的，所述圖像傳感器為BSI-CIS，所述方法還包括：自所述第一半導體襯底的背面，移除所述碳化物層以及所述第一半導體襯底。

可選的，所述碳化物層的厚度為2μm至10μm。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種圖像傳感器，包括：第一半導體襯底；與所述第一半導體襯底的正面鍵合的外延層；碳化物層，位于所述第一半導體襯底的正面和所述外延層之間；金屬互連層，位于所述外延層的表面。

可選的，所述半導體襯底為硅襯底，所述碳化物層的材料為碳化硅。

可選的，所述碳化物層的厚度為2μm至10μm。

與現有技術相比，本發明實施例的技術方案具有以下有益效果：