[發明專利]圖像傳感器及其形成方法

在審

• 申請號: 202011514528.2
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN113113433A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 鄭有宏;郭俊聰;盧玠甫;蔡敏瑛;許喬竣;李靜宜
• 申請（專利權）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
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種形成圖像傳感器的方法，包括：

從圖像感測管芯的正面形成用于多個像素區域的多個光電二極管，其中，光電二極管被形成為具有第一摻雜類型的光電二極管摻雜柱，所述光電二極管摻雜柱被第二摻雜類型的光電二極管摻雜層包圍，所述第二摻雜類型不同于所述第一摻雜類型；

從所述圖像感測管芯的正面，在所述光電二極管摻雜層中的相鄰像素區域之間形成深溝槽，其中，所述光電二極管摻雜層的暴露于所述深溝槽的上部部分在所述深溝槽的蝕刻期間轉化為缺陷層；

交替地進行至少兩種蝕刻劑的周期清洗工藝以去除所述缺陷層；

形成給所述深溝槽的側壁表面加襯的所述第二摻雜類型的摻雜襯墊；以及

形成填充所述深溝槽的內部空間的介電填充層，以形成背面深溝槽隔離結構。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，進行所述周期清洗工藝包括使用氫氟酸以及氨和過氧化氫混合物的溶液交替地進行多個周期。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述周期清洗工藝去除所述光電二極管摻雜層的所述上部部分的至少約1nm～20nm。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，在低于500℃的溫度下通過外延沉積工藝形成所述摻雜襯墊，然后進行摻雜劑活化工藝。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述摻雜襯墊被形成為厚度小于10nm。

6.根據權利要求4所述的方法，其中，通過硼的δ摻雜形成所述摻雜襯墊，硼的摻雜濃度大于約1×10¹⁹cm^-3。

7.根據權利要求4所述的方法，其中，所述摻雜劑活化工藝是激光退火工藝。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，在所述周期清洗工藝之后減小所述深溝槽的彎曲寬度和彎曲角。

9.一種形成圖像傳感器的方法，包括：

從圖像感測管芯的正面形成用于多個像素區域的光電二極管，其中，光電二極管被形成為具有第一摻雜類型的光電二極管摻雜柱，所述光電二極管摻雜柱被第二摻雜類型的光電二極管摻雜層包圍，所述第二摻雜類型不同于所述第一摻雜類型；

通過經由至少一個注入工藝將摻雜劑注入到所述光電二極管摻雜層中，從所述圖像感測管芯的所述正面形成摻雜隔離阱；

在所述圖像感測管芯的所述正面上形成柵極結構和金屬化堆疊件，其中，所述金屬化堆疊件包括布置在一個或多個層間介電層內的多個金屬互連層，

從所述圖像感測管芯的所述正面將所述圖像感測管芯接合到邏輯管芯，其中，所述邏輯管芯包括邏輯器件；

在所述圖像感測管芯的背面中的相鄰像素區域之間形成深溝槽；

進行清洗工藝以去除所述光電二極管摻雜層的暴露于所述深溝槽的上部部分，其中，所述清洗工藝包括氫氟酸的第一蝕刻劑以及氨和過氧化氫混合物的第二蝕刻劑；

形成給所述深溝槽的側壁表面加襯的所述第二摻雜類型的摻雜襯墊；以及

形成填充所述深溝槽的內部空間以形成背面深溝槽隔離結構的介電填充層。

10.一種圖像傳感器，包括：

圖像感測管芯，具有正面和與所述正面相對的背面；

多個像素區域，被放置在所述圖像感測管芯內，并且分別包括光電二極管，所述光電二極管被配置為將從所述圖像感測管芯的所述背面進入的輻射轉換成電信號，所述光電二極管包括被光電二極管摻雜層包圍的第一摻雜類型的光電二極管摻雜柱，所述光電二極管摻雜層具有不同于所述第一摻雜類型的第二摻雜類型；以及

背面深溝槽隔離結構，被放置在相鄰像素區域之間并且從所述圖像感測管芯的所述背面延伸到所述光電二極管摻雜層內的位置；

其中，所述背面深溝槽隔離結構包括所述第二摻雜類型的摻雜襯墊和介電填充層，所述摻雜襯墊給所述介電填充層的側壁表面加襯。