CN101409300B

CN101409300B - 背面照明影像传感器及其制造方法

Info

Publication number: CN101409300B
Application number: CN2008101276973A
Authority: CN
Inventors: 许慈轩; 刘汉琦; 王俊智
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2007-07-09
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2028-07-09
Also published as: CN101409300A

Abstract

本发明涉及背面照明影像传感器及其制造方法，该背面照明影像传感器包含基板及传感器。上述的基板具有正面及背面，且传感器位于基板的正面内。上述传感器包含至少一光二极管、及一空乏区，其中上述空乏区的位于基板的背面内，空乏区的深度小于基板厚度的20％。

Description

背面照明影像传感器及其制造方法

技术领域

本发明是有关于一种影像传感器及其制造方法，且特别是有关于一种背面照明的影像传感器及其制造方法。

背景技术

影像传感器例如感光二极管或光二极管、重置晶体管、源极随耦晶体管、固定层光二极管、非固定层光二极管和/或传导电晶体，可提供像素格而用以记录光强度或光亮度。像素可通过累积电荷来回应光线，光线越多则电荷越多。可利用另一电路来处理上述电荷，而可将色彩及亮度运用于一适当的相关应用如数字相机中。常用的像素格包含电荷耦合装置(charge couple device，CCD)或互补型金属氧化物半导体(complimentary metal oxide semiconductor，CMOS)影像传感器。

背面照明传感器可用以感测朝向基板的后表面投射的曝光量。与正面照明传感器相较之下，背面照明传感器可提供较高的填充因子(fill factor)以及较低的相消性干涉(destructive interference)。像素位于基板的正面，且基板够薄而使得朝向基板背面投射的光线能够到达像素。相对应地，在设计薄的基板时仍必须兼顾合理的厚度，以便提供理想的光反应以及降低串扰。然而，使基板变薄的过程可能会损伤硅晶格，这可能导致影像感测装置的暗流(darkcurrent)增加。所谓暗流是指在没有照明的情形下，像素所产生的无用电流。暗流也可能有其它成因，例如硅晶圆中的杂质以及像素区域中累积的热。过多的暗流可能导致影像质量装置效能降低。

因此，相关领域中，亟需提出一种装置及方法，以提供一种背面照明影像传感器，其具有较少的暗流且不会降低装置的效能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种背面照明影像传感器及其制造方法，具有较少的暗流且不会降低装置的效能。

为了实现上述目的，本发明的一方面就是在提供一种背面照明影像传感器，用以减少暗流。上述背面照明影像传感器包含基板、传感器及空乏区。上述基板具有正面及背面；上述传感器位于该基板的正面中且包含至少光二极管；上述空乏区位于基板的背面中，其中空乏区的深度小于基板厚度的20％。

为了实现上述目的，本发明的另一方面就是在提供用以制造背面照明影像传感器的方法，该方法包含提供基板，该基板具有正面及背面，且有第一厚度；在该基板的正面中形成多个传感器，其中该多个传感器的每一个包含至少一光二极管；将该基板的厚度由第一厚度减小至第二厚度；以及在该基板的背面中形成空乏区，其中该空乏区的深度小于第二基板厚度的20％。

为了实现上述目的，本发明又一方面就是在提供一半导体装置，包含半导体基板、多个传感元件、第一掺杂层及第二掺杂层。上述半导体基板具有前表面及后表面，多个传感元件位于基板前表面的下方，其中传感元件的每一个包含至少一光二极管以感测导向后表面的光辐射。上述第一掺杂层位于距离基板后表面第一深度处，且第二掺杂层位于距离基板后表面第二深度处，且第二深度小于第一深度。与第一及第二掺杂层相连的空乏区的深度小于半导体基板厚度的20％。

本发明的背面照明影像传感器具有较少的暗流且不会降低装置的效能。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的详细说明如下：

图1为根据本发明一实施例，包含多个像素的背面照明影像感测装置的上视图；

图2为图1的影像感测装置的剖面图；

图3为根据本发明另一实施例，具有延伸的光传感区及浅p+掺杂层的背面照明影像传感器的剖面图；

图4根据本发明另一实施例，具有背面空乏区的背面照明影像传感器的剖面图；

图5为流程图，阐明图4的背面照明影像传感器的制造方法；

图6A-6E阐明根据图5的方法，不同制造阶段的图4的背面照明影像传感器的剖面图；

图7阐明以各种影像传感器的量子效率相对于不同光波长所绘制的点线图。

【主要元件符号说明】

50：影像传感器 100、100R、100G及100B：像素

110：基板 112、112R、112G及112B：光传感区

113：前表面 114、440：后表面

120、122：互连金属层 124：层间介电质

126：钝化层 150：光辐射

160：彩色滤光层 160R、160G及160B：滤色器

170：微镜片 300、400：背面照明影像传感器

302：浅p+掺杂层 402：背面空乏区

320：电子 420：基板的理想厚度

410：背面空乏区的深度 430：基板初始厚度

450：p+离子植入 455：p+掺杂层

460：n+离子植入 465：n+掺杂层

470：激光退火 510-570：步骤

700：图式 702：X轴

704：Y轴 706-710：曲线

具体实施方式

应可理解，实施方式仅在提供多种不同具体实施例或实施例，以实作本发明的不同特征。下文叙述元件及排列的特定实施例的目的在于简化本说明书，因此当可理解，上述实施例仅为例示且非用以限制本发明。此外，在本说明书的不同实施例中可能运用重复的元件符号，这是基于简洁及清楚的目的，而不在于暗示各具体实施例和/或组态间的关系。更有甚者，基于第一种特征而于后文产生第二种特征时，可包含该第一及第二种特征直接接触而形成的具体实施例，且亦可包含以额外特征安插于该第一及第二特征间的具体实施例，此时第一及第二特征可能并未直接接触。

参照图1，影像传感器50提供背面照明(back-illuminated)像素100的像素格或阵列。在本具体实施例中，像素100包含感光二极管或光二极管，可用以记录二极管上的光强度或亮度。像素100可还包含重置晶体管、源极随耦晶体管及传导电晶体。影像传感器50可为多种类型，如CCD、CMOS影像传感器(CMOS image sensor，CIS)、主动像素传感器(active-pixel sensor，ACP)或被动像素传感器。通常会在邻近像素格100的处配置额外的电路及输入/输出，以提供像素的操作环境，且可支持由外部和像素进行通讯。

参照图2，影像传感器50包含基板110。基板110可包含一基本半导体例如硅、锗及钻石。或者是，基板110可非必须地包含一化合物半导体例如碳化硅、镓砷、砷化铟及磷化铟。此外，可提供例如绝缘层和/或晶膜层(亦称为“epi层”)上覆硅的半导体排列。基板110可包含合金半导体例如硅锗、碳化硅锗、磷砷化镓及磷化铟镓。在本具体实施例中，基板110包含p-epi层。基板110包含前表面113及后表面114。进行掺杂时，可在各步骤中利用例如离子植入或扩散等工艺。可利用不同的掺杂，如p-型或n-型。基板110可更包含横向隔离的特征(图中未示)，以分隔基板110上形成的不同装置。

影像传感器50包含形成于基板110中的多个像素100，其位于基板的前表面113下方。基于例示的目的，进一步将像素标示为100R、100G及100B，以分别对应例示的红、绿、蓝三种光波长。像素100可包含光二极管，其可用以感测由基板110的后表面导向像素的光辐射的量。光二极管可包含固定层光二极管。固定层光二极管可包含位于p-epi层中的n-型掺杂区，以及位于n-型掺杂区之表面上的高掺杂p-型区(亦称为p+固定层)。相对应地，p-n-p接面区(亦称为空乏区)可构成光二极管的光传感区112。或者是，光二极管可非必须地包含非固定层光二极管。接续本实施例，还可将光传感区标记为112R、112G及112B，以分别对应于像素100R、100G及100B。

如前所述，可将影像传感器50作为主动像素传感器，其中每一像素100包含光二极管及多个晶体管。像素100可用以吸收光辐射并产生光电荷或光电子，光二极管的光传感区112可收集并累积上述光电子。晶体管可用以读出所产生的光电子，并将之转换成电子信号。晶体管包含重置晶体管、源极随耦晶体管、传导电晶体及其它适当的晶体管。

在影像传感器50的基板110的前表面113上，可还包含额外的层，包含第一及第二互连金属层120、122及层间介电质124。互连金属层提供了影像传感器50的各种微电子装置间的连接。相较于二氧化硅的介电常数，层间介电质124包含一低介电常数材料。或者是，层间介电质124可包含碳-掺杂氧化硅、氟-掺杂氧化硅、氧化硅、氮化硅和/或有机低介电常数材料。可利用包含旋涂、化学气相沉积(CVD)或溅镀等技术，形成上述层间介电质。金属层120及122的材料可包含铝、铜、钨、钛、氮化钛、钽、氮化钽、金属硅化物或其组合。此外，可利用整合工艺来形成互连金属层120、122及层间介电质124，例如利用金属镶嵌工艺或显影/等离子蚀刻工艺。影像传感器50可还包含钝化层126以保护影像传感器。

亦存在额外的电路，以提供适当的性能来组里正在使用的像素100的类型以及正感应到的光线的类型。可以理解，本说明书中基于例示的目的提出红光、绿光及蓝光波长，且通常以光二极管来描述像素100。

影像传感器50经设计可接收在使用过程中导向基板110的后表面114的光辐射150，排除其它物体如栅极形体及金属线对光路径的阻碍，以及最大化照明光线在光传感区112上的曝光。可使基板110变薄而使得经过其后表面114的光线150可有效地到达光二极管上。照明光线150不限于可见光束，亦可为红外线(IR)、紫外线(UV)及其它辐射光束。

影像传感器50可还包含一彩色滤光层160，其位于基板110的后表面114上。彩色滤光层160可支持数种不同的滤色器(如，红、绿及蓝)，且可配置该彩色滤光层160而使得可将入射光导向并穿透该处。在一具体实施例中，此种彩色透明层可包含一聚合物材料(如，以丙烯聚合物为主的负光阻)或树脂。彩色滤光层160可包含以丙烯聚合物为主的负光阻，上述丙烯聚合物包含彩色的色素。接续本实施例，滤色器160R、160G及160B分别对应于像素100R、100G及100B。影像传感器50可还包含多个微镜片170，其位于彩色滤光层160之上而使得可将背面照明的光线聚焦于光传感区112上。

当导引光辐射150通过基板110的后表面114时，基板110可在电子到达光二极管的光传感区112之前吸收电子。此时会产生一些问题，举例而言，当导引蓝光通过残余基板110时，所产生的电子非常接近后表面114。因此，基板110会快速地吸收其中大量的电子，且只有少量的电子会到达光二极管的光传感区112。上述情形会导致光敏感度低落且像素效能较差。

本说明书揭露的实施例可用以提升背面照明影像传感器的敏感度，其是通过在于基板的后表面114植入p+离子之前，降低基板厚度110。参照图3，示出具有浅p+掺杂层302的背面照明影像传感器300。影像传感器300类似图1及图2所示的影像传感器50，不同之处分述如下。为求简洁，图1～3中的类似元件以相同的元件符号表示。为求简洁，在本实施例中，所示的影像传感器300仅具有一个像素100，且更有助于理解本具体实施例。

首先，可提高基板110的电阻，以延伸光传感区112。在本实施例中，将p-epi层的电阻由约10欧姆提升至约100欧姆。这会使得光传感区112可延伸而更靠近p-epi层的后表面114。一般(变薄前)基板110的厚度约745μm。在一具体实施例中，要使基板110变薄，可将基板磨小，而后利用传统的多步骤湿式蚀刻，以便将基板的厚度减小到理想的厚度，而能提供理想的光学反应(敏感度)及降低像素100间的串扰。或者是，可非必须地利用化学机械平坦化(CMP)将基板110变薄，其是利用机械抛光以及化学反应来进行。

一旦将基板110变薄至理想的厚度，可在p-epi层的后表面114上进行p+离子植入，以便在背面形成浅p+掺杂层302。在一说明性具体实施例中，浅p+掺杂层302的厚度可为约100

至约1μm，且在较佳的情形中为约100

至约1000

掺杂物可包含p-型掺杂物，例如硼、BF2或其它适当材料。植入浅p+掺杂层302所需的植入能量可为约500eV至约500KeV。浅p+掺杂层302的浓度可为约1e16cm^-3至约1e21cm^-3。

通过在后表面114形成浅p+掺杂层302，可增加p-epi层及p+掺杂层302间的电位差。因此，电子320可更轻易地到达光二极管的光传感区112，而不会被p-epi层吸收。为了针对蓝光提供更好的电子反应，在较佳的情形中，浅p+掺杂层302的厚度应小于1000

或0.1μm。

一旦形成了浅p+掺杂层302，可进行退火，其是利用激光来活化p+离子的植入。在本说明性具体实施例中，激光退火优于传统退火技术如快速升温退火(Rapid Thermal Annealing，RTA)，因为RTA所需的高温可能对影像传感器300造成损毁。特别是，高于450℃的高温可能导致影像传感器300的金属层120及122熔化。由于激光退火仅需在后表面114提供高温，影像传感器300的金属层120及122不会受到影响。一旦激光退火活化了p+离子植入，由浅p+掺杂层302朝向p-epi层的向外扩散也会较少。因此，浅p+掺杂层302可提供影像传感器300的电力接地，且可降低其电流外泄，且同时可提升光敏感度，特别是对于蓝光。相对应地，也可提升影像传感器300的量子效率(侦测到的入射光的比例)。

在使基板110变薄的过程中，后表面114可能受损，这会导致暗流的增加。所谓暗流是指在欠缺光辐射的情形下，所产生的无用电流(电荷)。这可能会导致装置效能变差。图3中，位于背面的p+掺杂层302可减少暗流并提升量子效率。此外，本说明书的实施例更提供了可在不降低量子效率的情形下减少暗流的实施例，其是通过提供背面空乏区。参照图4，示出具有背面空乏区402的背面照明影像传感器400。影像传感器400类似图3的影像传感器300。为求简洁，以相同元件符号来表示图3及图4中的类似元件。背面空乏区402的深度410小于基板110的厚度420的20％。在某些具体实施例中，基板110的厚度420可为约1μm至约5μm。在某些其它具体实施例中，空乏区402的深度410可小于1000

可由背面空乏区402收集在欠缺光线时于后表面114所产生的电荷(如，电子)，且因此这些电荷不会到达光二极管的光传感区112。相对应地，可减少影像传感器400中的暗流。

参照图5，示出用以制造图4的背面照明影像传感器400的方法500的流程图。同时参照图6A至6D，其示出了根据第5图的方法500，处于不同制造阶段的第4图的影像传感器400。方法500由区块510开始，提供基板110，其中该基板110的前表面113下方有多个传感元件。每一传感元件包含至少一光二极管，例如固定层光二极管其具有光传感区112。此外，影像传感器400可作为主动像素传感器，其中每一像素100包含一光二极管及多个晶体管(图中未示)。此外，可在基板110的前表面113上形成互连金属层120、124及层间介电质124。再者，可在金属层120、122及层间介电质上方形成钝化层126。

在图6A，显示如上述方法在前表面113形成各种元件后的影像传感器400。在本实施例中，基板110可包含p-epi层且有一初始厚度430。在将基板110变薄之前，基板通常的厚度430约为745μm。方法500进行到区块520，由后表面440着手减少基板110的厚度。首先可将基板110磨小，接着进行多步骤湿式蚀刻或CMP，以将基板110的厚度减小至一理想厚度420。基板110的理想厚度420可为约1μm至约5μm。在图6B中，方法500进行到区块530，将p+离子植入450至基板110的后表面114，以形成p+掺杂层455。在本实施例中，p+掺杂层455的传导性通常与和影像传感器400中所产生的电荷相关的少数载子(如，电子)的传导性相反。相对应地，掺杂物可包含p-型掺杂物，例如硼、BF2或其它适当材料。植入能量的范围为约500eV至约50KeV。可利用之剂量约为10e3原子/cm²至约50e5原子/cm²。p+掺杂层的深度可以不同，且会随所用的植入能量而改变。

在图6C，方法500进行到区块540，由基板110的后表面114植入n+离子，以形成n+掺杂层465。在本具体实施例中，植入460n+离子的深度(由后表面114起算)小于区块530中植入p+离子的深度。也就是说，n+掺杂层465位于p+掺杂层455及后表面114之间。掺杂物可包含n-型掺杂物，例如砷、磷或其它适当材料。用以植入n+离子的植入能量可为约500eV至约40KeV。所用的剂量为约10e3原子/cm²至约50e5原子/cm²。在图6D中，一旦完成了p+及n+离子植入，方法500进行到区块550，在后表面114进行激光退火470，以活化上述植入。激光退火470需要在靠近后表面114处提供高温。激光射退火470包含利用约0.5至约10J/cm²的电流密度。相对应地，影像传感器400的金属层120、122不会受到高温的影响。

在图6E中，示出后表面114有一空乏区402，该空乏区402的深度410小于基板110厚度420的20％。在较佳的情形中，空乏区402的深度410小于1000

空乏区402与p+掺杂层455、n+掺杂层465及p-epi层的接面相连。相对应地，可更精确地决定空乏区402的深度410，且此一深度410会受到上述在p-epi层中形成p+掺杂层455(区块530)及n+掺杂层465(区块540)的条件的影响，如其植入能量、使用剂量等。

方法500进行到区块560，在后表面114上方形成彩色滤光层160。彩色滤光层160可支持数种不同的滤色器(如，红、绿及蓝)。方法500进行到区块570，可在彩色滤光层160上形成多个微镜片170。微镜片170可用以将导向后表面114的光辐射聚焦至影响传感器400的光传感区112。应可发现，相较于图3的影像传感器400，本实施例通过提供背面空乏区402，可进一步减少其中所产生的暗流。再者，如下所述，影像传感器400的量子效率实质上与影像传感器300的量子效率相等。因而，具有背面空乏区402的影像传感器400可进一步减少暗流且不会减损装置效能。

参照图7，阐明以各种影像传感器的量子效率(侦测到的入射光(电子)的百分比)相对于不同光波长所绘制的点线图。在图式700中，X轴702表示各种光波长，单位为μm。Y轴704表示影像传感器的量子效率。曲线706表示背面照明影像传感器(例如图2的影像传感器50)，其背面并未植入p+掺杂层及n+掺杂层。曲线708表示背面照明影像传感器(例如图3的影像传感器300)，其背面植入了p+掺杂层。曲线710表示背面照明影像传感器(例如图4的影像传感器400)，其背面植入了p+掺杂层及n+掺杂层(如，背面空乏区)。

如图7所示，后表面植入p+掺杂层的背面照明影像传感器300(图3)的量子效率(曲线708)大致上等于背面植入p+掺杂层及n+掺杂层(如，背面空乏区)的背面照明影像传感器400(图4)的量子效率(曲线710)。换句话说，影像传感器300及400对于各种波长范围的光线具有大致上相等的光敏感度。然而，上述影像传感器300及400的量子效率(曲线708及710)皆优于背面并未植入p+掺杂层及n+掺杂层的背面照明影像传感器50(图2)的量子效率(曲线706)。也就是说，背面照明影像传感器300(背面有p+掺杂层)及400(背面有p+掺杂层及n+掺杂层)的光敏感度优于背面不具有p+掺杂层及n+掺杂层的影像传感器50的光敏感度。

应指出，上述具体实施例中所用的掺杂物的类型(如，n-型及p-型)及工艺参数(如，植入能量、所用剂量等等)仅为例示，且可对上述示范性具体实施例加以修改，而不致实质悖离本发明的创新教示及优点。举例而言，可相对应地颠倒本说明书中所用的各种形体及掺杂组态。

简言之，本发明的实施例提供了一种用以减低背面照明影像传感器的暗流的方法。在制造影像传感器时，将基板的背面变薄至合理厚度，以提供理想的光反应且可减低串扰。然而，这可能损及基板的后表面，而可能导致暗流增加。通过在背面提供空乏区，背面空乏区可收集在欠缺光辐射时于后表面所产生的电荷载体(如，暗流)，且因此上述电荷载体不会到达光二极管的光传感区。因此，根据本发明的一实施例，可降低暗流而不会损影像传感器的量子效率。

在一具体实施例中，提供背面照明影像传感器，其包含基板、传感器及空乏区。上述基板具有正面及背面；上述传感器位于该基板的正面中且包含至少光二极管；上述空乏区位于基板的背面中，其中空乏区的深度小于基板厚度的20％。在某些具体实施例中，基板厚度为约1μm至约5μm。在某些其它具体实施例中，基板之类型可为p型基板、n型基板、晶膜层，绝缘层上覆硅、硅或上述的组合。

在其它具体实施例中，空乏区的深度小于1000

在又一些其它具体实施例中，光二极管的类型可为固定层光二极管或非固定层光二极管。在其它具体实施例中，传感器的类型可为主动像素传感器或被动像素传感器。在其它具体实施例中，影像传感器更包含位于基板正面上的金属互连层及层间介电质、位于基板背面上且和传感器排列成一直行的滤色器以及位于滤色器上方的微镜片器。

在另一具体实施例中，提供用以制造背面照明影像传感器的方法，该方法包含提供基板，该基板具有正面及背面，且有第一厚度；在该基板的正面中形成多个传感器，其中该多个传感器的每一个包含至少一光二极管；将该基板的厚度由第一厚度减小至第二厚度；以及在该基板的背面中形成空乏区，其中该空乏区的深度小于第二基板厚度的20％。在某些具体实施例中，形成该空乏区的步骤包含：在距离基板背面第一深度的位置植入具有第一种传导类型的离子；在距离基板背面第二深度的位置植入具有第二种传导类型的离子；以及进行激光退火以活化第一传导型的离子以及第二传导型之离子。上述第一传导型和第二传导型不同，且二深度小于第一深度。

在其它具体实施例中，植入第一传导型离子的步骤包含利用p-型掺杂物，植入能量为约500eV至约50KeV且使用剂量为约10e3原子/cm²至约50e5原子/cm²。在某些其它具体实施例中，植入第二传导型离子的步骤包含利用n-型掺杂物，植入能量为约500eV至约40KeV，且使用剂量为约10e3原子/cm²至约50e5原子/cm²。在另一些其它具体实施例中，进行激光退火的步骤包含利用约0.5J/cm²至约10J/cm²的电流密度。在其它具体实施例中，空乏区的深度小于约1000

在其它具体实施例中，第二基板厚度为约1μm至约5μm。

在又一具体实施例中，提供半导体装置，其包含半导体基板、多个感测元件、第一掺杂层及第二掺杂层。上述半导体基板具有前表面及后表面，多个传感元件位于基板前表面的下方，其中传感元件的每一个包含至少一光二极管以感测导向后表面的光辐射。上述第一掺杂层位于距离基板后表面第一深度处，且第二掺杂层位于距离基板后表面第二深度处，且第二深度小于第一深度。与第一及第二掺杂层相连的空乏区的深度小于半导体基板厚度的20％。

在某些具体实施例中，空乏区的深度小于约1000

在某些其它具体实施例中，半导体基板的厚度为约1μm至约5μm。在其它具体实施例中，第一掺杂层包含p+掺杂层，且第二掺杂层包含n+掺杂层。在又一些其它具体实施例中，上述装置包含位于基板前表面上的金属互连层及层间介电质、位于基板后表面上且和传感器排成一列的滤色器以及位于滤色器上方的微镜片。

由上文实施方式并参照附随图式，将可更清楚了解本发明的实施例。必须强调，根据业界的标准操作方式，并未依比例绘示各种形体。事实上，为求清楚描述各实施例，可将各种形体的尺寸任意增减。亦需强调，所附附图仅为本发明的代表性具体实施例，且因而不会限制本发明的范围，且本发明可同样适用其它具体实施例。举例而言，可将本说明书中揭露的各种形体及掺杂组态相对应地颠倒。

虽然本发明已以某些示范性具体实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉本技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种得更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为准。举例而言，可在p-基板中植入n+掺杂层以形成空乏区，来取代在p-基板中植入p+掺杂层及n+掺杂层。可以理解，上述步骤的各种不同组合的顺序可以不同，且可平行进行，且没有任何关键或必须的特定步骤。此外，图中所示且于上文参照具体实施例所述的形体可和参照其它具体实施例所示的形体结合。相对应地，所有此类修改皆属于本发明的范围。上述及其它具体实施例具有数种不同各征，例如减少暗流而不会损及量子效率、降低成本以及易于制造。

Claims

1.一种背面照明影像传感器，其特征在于，包含：

一基板，具有一正面及一背面；

一传感器，位于该基板的该正面中，该传感器包含至少一光二极管；以及

一空乏区，位于该基板的该背面中，其中该空乏区的一深度小于一基板厚度的20％。

2.根据权利要求1所述的背面照明影像传感器，其特征在于，该基板厚度为1μm至5μm。

3.根据权利要求1所述的背面照明影像传感器，其特征在于，该基板选自由一p-型基板、一n-型基板、一晶膜层、绝缘层上覆硅、硅及上述的组合所组成的一群组。

4.根据权利要求1所述的背面照明影像传感器，其特征在于，该空乏区的该深度小于

5.根据权利要求1所述的背面照明影像传感器，其特征在于，该光二极管为一固定层光二极管或一非固定层光二极管。

6.根据权利要求1所述的背面照明影像传感器，其特征在于，该传感器为一主动像素传感器或一被动像素传感器。

7.根据权利要求1所述的背面照明影像传感器，其特征在于，还包含：

一金属互连层及层间介电质位于该基板的该正面上；

一滤色器位于该基板的该背面上且和该传感器排成一列；以及

一微镜片位于该滤色器上方。

8.一种用以制造一背面照明影像传感器的方法，其特征在于，包含：

(a)提供一基板，其具有一正面、一背面及一第一厚度；

(b)形成多个传感器于该基板的该正面中，其中该多个传感器的每一个包含至少一光二极管；

(c)将该基板厚度由该第一厚度减小至一第二厚度；以及

(d)形成一空乏区于该基板的该背面中，其中该空乏区的一深度小于该第二基板厚度的20％。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(d)包含：

在距离该基板的该背面一第一深度处植入一第一传导型离子；

在距离该基板的该背面一第二深度处植入一第二传导型离子，其中该第二传导型和该第一传导型不同，且该第二深度小于该第一深度；以及

进行激光退火以活化该第一传导型离子及该第二传导型离子。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，植入该第一传导型离子的该步骤包含利用一p-型掺杂物，一能量为500eV至50KeV，以及一使用剂量为10e3原子/cm²至50e5原子/cm²。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，植入该第二传导型离子的该步骤包含利用一n-型掺杂物，一能量为500eV至40KeV，以及一使用剂量为10e3原子/cm²至50e5原子/cm²。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，执行激光射退火的该步骤包含利用0.5J/cm²至10J/cm²的电流密度。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该空乏区的该深度小于

14.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该第二基板厚度为1μm至5μm。

15.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包含：

形成一金属互连层及层间介电质于该基板的该正面上；

形成一滤色器于该基板的该背面上且与该传感器排成一列；以及

形成一微镜片于该滤色器上方。