CN101771063A - 用于制造背面照明图像传感器的方法 - Google Patents
用于制造背面照明图像传感器的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101771063A CN101771063A CN200910265546A CN200910265546A CN101771063A CN 101771063 A CN101771063 A CN 101771063A CN 200910265546 A CN200910265546 A CN 200910265546A CN 200910265546 A CN200910265546 A CN 200910265546A CN 101771063 A CN101771063 A CN 101771063A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- back side
- carry out
- photoelectric detector
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000005286 illumination Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 143
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 43
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 10
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 8
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 25
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 8
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 5
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 5
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 5
- -1 helium ion Chemical class 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- RPAJSBKBKSSMLJ-DFWYDOINSA-N (2s)-2-aminopentanedioic acid;hydrochloride Chemical compound Cl.OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O RPAJSBKBKSSMLJ-DFWYDOINSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
- H01L27/14689—MOS based technologies
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1464—Back illuminated imager structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L27/14627—Microlenses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
本发明公开了一种制造背面照明图像传感器的方法。所述方法可以包括：在第一基底的正面中形成离子注入层；在第一基底上形成光电检测器和读出电路；在第一基底的正面上形成层间介电层和金属线；将第二基底与第一基底的正面接合；基于离子注入层去除第一基底的下部；对第一基底的背面执行退火工艺；以及在光电检测器上方形成微镜头。
Description
技术领域
本申请涉及一种制造背面照明图像传感器的方法。
背景技术
图像传感器是一种将光学图像转换为电信号的半导体器件。图像传感器通常被分类为电荷耦合器件(CCD)或者互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)。
根据现有技术，通过离子注入方案在基底上形成光电二极管。然而，由于为了增加像素数目而不增大芯片尺寸，光电二极管变得更小，因此光接收部件的面积按比例减小，从而导致图像质量的下降。
此外，因为堆叠高度没有对应于光接收部件的面积减小而充分减小，所以输入到光接收部件中的光子的数目可以由于通常被称为“艾里斑(Airy Disk)”的光的衍射而减少。
可以提供背面照明图像传感器，其通过晶片背面接收光以最小化光接收部件的上部的步差(step difference)，并且消除由金属布线引起的光干涉。
图1是示出根据现有技术的用于形成背面照明图像传感器的过程的横截面图。
在基底的正面上形成光接收装置和金属线，然后使基底进行背面研磨工艺，以使得可以去除基底背面的预定部分。即，按照预定厚度研磨基底背面，以便调整外部模块和光学镜头之间的距离。
然而，根据现有技术的背面照明图像传感器，使用绝缘体上硅(SOI，silicon on insulator)晶片作为具有光接收装置和电路部件的施主(donor)晶片，然后将SOI晶片接合到处理晶片(handle wafer)。然后，对施主晶片执行背面减薄工艺。
在根据现有技术的针对施主晶片的背面减薄工艺中，对施主晶片执行背面研磨工艺，以使得具有几十微米厚度的硅层可以保留在隐埋氧化物(BOX，buried oxide)层上。然后，执行回蚀工艺，从而完成背面减薄工艺。
然而，根据现有技术，使用昂贵的SOI晶片作为施主晶片，这导致高制造成本。
此外，参照图1，当对施主晶片执行背面研磨工艺时，可能出现晶片边缘减薄。因此，当执行随后的回蚀工艺时，可能在晶片边缘部分发生芯片损坏，从而显著地降低经济效率。
此外，当对具有几十微米厚度的晶片执行回蚀工艺时，晶片中心部分受到等离子体损伤，从而使传感器性能下降。
此外，必须对硅基底背面的光电二极管区域执行去除工艺。这通过去除硅基底的背面的工艺而导致在硅基底的表面上产生很多缺陷。因此，使泄漏特性变差，从而可能会使CIS图像特性变差。
此外，通过使用无定形硅(Si)来沉积光电二极管。或者，在在硅基底上形成读出电路并且在另一晶片上形成光电二极管之后，通过晶片到晶片接合方案在读出电路上方形成光电二极管，以形成图像传感器(以下，称为“3D图像传感器”)。在这种情况下，光电二极管通过金属线与读出电路相连。
然而，根据用于制造3D图像传感器的现有技术方法，必须对具有读出电路的晶片和具有光电二极管的晶片执行晶片到晶片接合。由于晶片到晶片接合，所以不能保证读出电路和光电二极管之间的电连接。例如，根据现有技术，在读出电路上形成金属线，然后执行晶片到晶片接合，以允许金属线与光电二极管接触。此时，金属线可能不能与光电二极管牢固地接触，并且难于在金属线和光电二极管之间形成欧姆接触。此外，在电连接到光电二极管的金属线中可能发生短路。尽管为防止这种短路发生已经进行了很多研究和努力，但是本技术领域中仍需要一种改进的制造背面照明图像传感器的方法。
发明内容
本发明实施例提供了一种制造背面照明图像传感器的方法，该方法能够稳定并且有效地去除图像传感器中基底的背面。
本发明实施例还提供了一种制造背面照明图像传感器的方法，该方法能够通过有效去除在制造图像传感器时引起的、存在于基底表面上的缺陷来提高图像质量。
本发明提供了一种能够显著降低制造成本的、制造背面照明图像传感器的方法。
本发明实施例提供了一种制造背面照明图像传感器的方法，该方法能够通过在同一基底上形成光电检测器和读出电路的同时最小化光接收部件上的堆叠来显著增加入射光的量，并且能够抑制由金属布线引起的光干涉和光反射。
根据本发明一实施例，一种制造背面照明图像传感器的方法可以包括：在第一基底的正面中形成离子注入层；在第一基底的正面上形成隔离区域，以限定像素区域；在像素区域中形成光电检测器和读出电路；在第一基底的正面上形成层间介电层和金属线；将第二基底与具有金属线的第一基底的正面接合；基于离子注入层去除第一基底的下部；在第一基底的背面上执行退火工艺，其中第一基底的背面与正面相反；以及在第一基底的背面上在光电检测器上方形成微镜头。
根据另一实施例，一种制造背面照明图像传感器的方法可以包括：在第一基底的正面中形成离子注入层；在第一基底的正面上形成光电检测器和读出电路；在第一基底的正面上形成层间介电层和金属线；将第二基底接合到第一基底的正面；基于离子注入层去除第一基底的下部；在第一基底的背面上执行退火工艺，其中第一基底的背面与正面相反；以及在第一基底背面的光电检测器上形成微镜头。
附图说明
图1是示出根据现有技术的背面照明图像传感器的制造工艺的横截面图；以及
图2至7是示出根据本发明实施例的制造背面照明图像传感器的方法的横截面图。
具体实施方式
以下，将参照附图描述根据本发明实施例的背面照明图像传感器及其制造方法。
当在这里使用术语“上”或“上方”时，如果涉及层、区域、图案或者结构，则理解为层、区域、图案或者结构可以直接在另一层或者结构上，或者也可以存在中间的层、区域、图案或者结构。当在这里使用术语“下”或“下方”时，如果涉及层、区域、图案或者结构，则理解为层、区域、图案或者结构可以直接在其他层或者结构下，或者也可以存在中间的层、区域、图案或者结构。
图2A至2C是示出形成离子注入层105的工艺的横截面图。
参照图2A，可以在第一基底100的正面上形成离子注入层105。第一基底100可以是例如外延晶片，但是实施例不限于此。可以基于离子注入层105将第一基底100分割为下部100a和上部100b。
根据本发明实施例，可以使用外延晶片作为施主晶片。通过使用外延晶片，与使用SOI晶片相比，可以显著降低制造成本。
此外，光电检测器可以连同电路部件一起在外延晶片上形成。因此，可以简化制造工艺，而不需要3D图像传感器的接合工艺来在电路上方形成光电二极管，从而减少接合和接触中潜在问题的出现。
可以通过将离子注入到第一基底100的正面上来形成离子注入层105。由于第一基底100的背面可以具有例如约几百微米量级的厚度，因此优选地对第一基底100的正面执行离子注入工艺。
换言之，由于与离子注入深度相比，第一基底100非常厚，因此针对第一基底100的背面的离子注入可能是困难的。因此，可以在可以执行形成金属线140的工艺或者与第二基底200的接合工艺之前形成离子注入层105，以使得可以在执行了接合工艺之后容易地去除第一基底100的下部100a。
可以通过注入例如氢离子或者氦离子来形成离子注入层105，但是实施例不限于此。
参照图2B，可以在第一基底100的正面上形成隔离区域110。隔离区域110可以在离子注入层105之前或者之后形成。可以例如在第一基底100的正面上形成隔离区域110，以限定像素区域。然后，在一实施例中，此后可以形成离子注入层105。可以例如通过浅沟槽隔离(shallow trenchisolation，STI)工艺来形成隔离区域110，但是实施例不限于此。
因此，可以不通过研磨工艺去除基底的背面，而是通过使用离子注入层105来容易地并且稳定地去除基底的背面。因此，可以显著提高背面照明图像传感器的成品收率。
当使用外延晶片执行制造工艺时，可以通过使用氢或者氦离子来执行离子注入工艺，以形成用作切开层(cleaving layer)的离子注入层105。然后，在完成了针对第一基底100的工艺之后，可以将用作施主晶片的第一基底100接合到用作处理晶片的第二基底200(参见例如图4)。由于可以去除第一基底100的下部，因此用作施主晶片的剩余第一基底100能够较薄，所以可能需要用作处理晶片的第二基底200，以便在执行了接合工艺之后便于进行滤色器工艺。为了背面减薄，可以对第一基底100执行切开工艺。
根据本发明实施例，由于可以采用离子注入工艺和切开工艺，因此可以不需要背部研磨工艺和回蚀工艺。因此，不会出现诸如在现有技术中常见的边缘小片脱落和等离子体损伤的问题。
此外，由于可以不对施主晶片执行研磨工艺，因此可以不向施主晶片施加物理压力。因此，可以防止光电检测器和读出电路被损坏。
参照图2C，在形成离子注入层105之前或者之后，可以在像素区域中形成光电检测器120。光电检测器120可以包括例如光电二极管，但是实施例不限于此。在一实施例中，可以通过在P型第一基底100上形成N型离子注入区域，然后在第一基底100的N型离子注入区域上形成Po区域(未示出)来形成光电检测器120。额外的电子可以由Po区域阻挡。此外，可以形成PNP结，以便可以获得电荷转储效应。
参照图3，可以在具有光电检测器120的第一基底100上形成可以是电路部件的读出电路130。读出电路130可以包括转移晶体管、复位晶体管、驱动晶体管和选择晶体管，但是实施例不限于此。
根据本发明，可以使用外延晶片作为用作施主晶片的第一基底100，并且光电检测器120可以连同读出电路130一起在第一基底100上形成。因此，由于在其中光电检测器120在电路上方形成的3D图像传感器中可以不需要接合工艺，因此可以简化制造工艺，并且不会出现与接合和接触有关的问题。此外，当处理晶片与施主晶片接合时，可以在处理晶片和施主晶片之间插入层间介电层，以使得不会出现与接合有关的问题。
根据实施例，可以最小化光电检测器上的堆叠，从而最大化(或者至少显著增加)入射光的量。此外，可以抑制由金属布线引起的光干涉和反射，以便可以改进图像传感器的光学特性。
可以在第一基底100上形成层间介电层160，并且可以在层间介电层160中形成金属线140。金属线140可以包括第一金属M1。
可以在逻辑区域中形成衬垫线150。衬垫线150可以包括例如第一金属M1、第二金属M2和第三金属M3，但是实施例不限于此。衬垫线150的第一金属M1可以与金属线140的第一金属M1相同，但是并不一定如此。在一实施例中，PAD可以与衬垫线150的第一金属M1成直线对齐。因此，在执行了与第二基底200的接合工艺之后，可以容易地对第一基底100的背面执行衬垫显露(pad open)工艺。这是因为从第一基底100的背面到PAD可以存在较浅的深度。
参照图4，可以将第二基底200接合到具有金属线140的第一基底100的正面。例如，可以将用作处理晶片的第二基底200与第一基底100接合，以使得第二基底200对应于第一基底100的金属线140的边线。
在一实施例中，可以在与第一基底100接合之前在第二基底200的上表面上形成绝缘层210，从而增大在接合工艺期间与第一基底100的粘附力。绝缘层210可以包括例如氧化物层或者氮化物层，但是实施例不限于此。在接合工艺期间，绝缘层210可以与第一基底100的正面上的层间介电层160接触，以便可以显著增大第一基底100和第二基底200之间的粘附力。
参照图5，可以基于离子注入层105去除第一基底100的下部100a。例如，可以对离子注入层105执行热处理，从而使氢离子起泡。在一实施例中，可以通过使用刀片来切掉第一基底的下部100a，以便保留第一基底100的上部100b。此后，可以对第一基底100的表面执行平面化工艺。
在现有技术的3D图像传感器中，光电检测器和读出电路可以在它们自己的晶片上形成，然后执行接合和互连工艺。然而，根据现有技术的3D图像传感器，不能保证读出电路和光电二极管之间的电连接，并且在电连接到光电二极管的金属线中可能发生短路。
相反，根据本发明，可以使用外延晶片作为用作施主晶片的第一基底100，并且光电检测器120可以连同读出电路130一起在外延晶片中形成。因此，由于在其中光电检测器120在电路上方形成的3D图像传感器中不需要在具有光电检测器120的基底和具有电路的基底之间的接合工艺，所以可以容易地执行制造工艺，并且不会出现与接合和接触有关的问题。
如果紧挨在接合工艺之前注入氢离子或者氦离子，则由光电检测器产生的电子会被转移到电子电路部件，以便改变电压。
然而，根据实施例，光电检测器120可以连同读出电路130一起在作为晶片的第一基底100上形成。因此，可以使用后段(back end of line，BEOL)工艺来形成金属线140和层间介电层160。
在本发明实施例中，可以不紧挨在接合工艺之前执行使用氢离子或者氦离子的离子注入工艺，而是可以在在用作第一基底100的外延晶片上形成了金属线140和层间介电层160之前，使用氢离子或者氦离子执行离子注入工艺，从而形成离子注入层105。
参照图6，可以对第一基底100的背面执行退火工艺A。例如，退火工艺A可以包括氢退火工艺，但是实施例不限于此。
在一实施例中，可以在执行退火工艺A之前在第一基底100的背面上形成氧化物层310。即，因为在随后的工艺中形成的氮化物层320和第一基底100之间的粘附力可能由于氮化物层320和第一基底100之间的晶体结构的不同而较弱，所以可以形成用作缓冲层的薄氧化物层。氧化物层310可以是例如通过化学气相沉积(CVD)或者热氧化工艺形成的二氧化硅层，但是实施例不限于此。
然后，可以在氧化物层310上形成氮化物层320。在一实施例中，氮化物层320可以包括具有很多氢离子的SiN层，但是实施例不限于此。
在一实施例中，可以对第一基底100的背面执行烧结工艺。氢离子H+可以与缺陷(诸如悬浮键(dangle bond))结合并且进行固化工艺。因此，可以消除存在于第一基底的背面上的缺陷，从而可以改善泄漏特性。
例如，可以通过在大约1Torr至大约10Torr的压力和大约250℃至大约450℃的温度对第一基底的背面进行退火来执行烧结工艺。烧结工艺可以在一个小时之内执行，但是实施例不限于此。
参照图7，可以去除氧化物层310和氮化物层320。然后，可以在第一基底100的背面的光电检测器120上形成滤色器170。在某些实施例中，(例如，如果光电检测器120包括垂直堆叠的RGB光电二极管)，可以省略滤色器170。
此后，可以在滤色器170上形成微镜头180，或者如果省略了滤色器170，则在第一基底100的背面上在光电检测器120上方形成微镜头180。
然后，在一实施例中，可以执行PAD显露工艺。可以对第一基底100的背面执行PAD显露工艺。由于PAD可以与第一金属M1对齐，所以可以穿过第一基底100的背面容易地显露PAD。
根据本发明的制造背面照明图像传感器的方法，可以通过离子注入技术稳定并且有效地去除基底的背面。即，由于可以在不执行背部研磨和回蚀工艺的情况下执行离子注入和切开方案，所以不会出现边缘小片脱落和等离子体损伤。
此外，在去除了基底的背面之后，可以执行退火工艺。因此，可以抑制在制造图像传感器时基底上可能出现的缺陷，以便提高图像质量。
此外，施主晶片可以不进行研磨工艺，所以可以防止光电检测器和电路部件被损坏。
此外，可以使用外延晶片作为施主晶片，并且光电检测器可以连同电路部件一起在外延晶片上形成。因此，由于可以使用外延晶片代替SOI晶片，所以可以显著降低制造成本。
可以使用外延晶片作为施主晶片，并且光电检测器可以连同电路部件一起在外延晶片上形成，以使得在其中光电检测器在电路上方形成的3D图像传感器中可以不需要接合工艺。因此，可以简化制造工艺，并且不会出现与接合和接触有关的问题。此外，当将处理晶片接合到施主晶片时，可以在处理晶片和施主晶片之间插入绝缘层(诸如层间介电层)，从而改进接合工艺。
此外，可以通过最小化(或者至少显著降低)光接收部件上的堆叠高度来最大化入射光的量，并且可以抑制由金属布线引起的光干涉和光反射，从而显著改善图像传感器的光学特性。
本说明书中对“一个实施例”、“一实施例”、“示例实施例”等的任何提及意味着结合实施例所描述的特定特征、结构或者特性包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现的这种短语不一定都指的是同一实施例。此外，当结合任何实施例描述特定特征、结构或者特性时，可以认为，本领域的技术人员能够想到结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特性。
虽然已经参照多个说明性实施例描述了实施例，但是应该理解的是，可以由本领域的技术人员做出众多将落入本公开内容的原理的精神和范围内的其他修改和实施例。更具体地，在公开内容、附图和所附权利要求的范围内，可以对主题组合布置的组成部件和/或布置进行各种变化和修改。除了组成部件和/或布置方面的变化和修改之外，对于本领域的技术人员来说，替选使用也是显然的。
Claims (10)
1.一种制造背面照明图像传感器的方法，包括：
在第一基底的正面中形成离子注入层；
在所述第一基底的正面上形成隔离区域，以限定像素区域；
在所述像素区域中形成光电检测器和读出电路；
在所述第一基底的正面上形成层间介电层和金属线；
将第二基底与具有所述金属线的所述第一基底的正面接合；
基于所述离子注入层去除所述第一基底的下部；
在所述第一基底的背面上执行退火工艺，其中所述第一基底的背面与所述第一基底的正面相反；以及
在所述第一基底的背面的光电检测器上方形成微镜头。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一基底的背面上执行退火工艺包括：
在所述第一基底的背面上形成氧化物层；
在所述氧化物层上形成SiN层；以及
在所述第一基底的背面上执行烧结工艺。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：在去除了所述第一基底的下部之后，在所述第一基底的背面上形成滤色器。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在去除了所述第一基底的下部之后执行衬垫显露工艺。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：在将所述第二基底与所述第一基底的正面接合之前在所述第二基底上形成绝缘层，其中当所述第二基底与所述第一基底的正面接合时，所述绝缘层与所述第一基底的正面物理接触。
6.一种制造背面照明图像传感器的方法，包括：
在第一基底的正面中形成离子注入层；
在所述第一基底的正面上形成光电检测器和读出电路；
在所述第一基底的正面上形成层间介电层和金属线；
将第二基底接合到所述第一基底的正面；
基于所述离子注入层去除所述第一基底的下部；
对所述第一基底的背面执行退火工艺，其中所述第一基底的背面与所述第一基底的正面相反；以及
在所述第一基底的背面上在光电检测器上方形成微镜头。
7.根据权利要求6所述的方法，其中在所述第一基底的背面上执行退火工艺包括：
在所述第一基底的背面上形成氧化物层；
在所述氧化物层上形成SiN层；以及
在所述第一基底的背面上执行烧结工艺。
8.根据权利要求7所述的方法，其中通过对所述第一基底的正面执行离子注入工艺，在所述第一基底的正面的整个区域上在所述第一基底内以均匀的深度形成所述离子注入层。
9.根据权利要求7所述的方法，还包括：在去除了所述第一基底的下部之后执行衬垫显露工艺。
10.根据权利要求7所述的方法，还包括：在将所述第二基底与所述第一基底的正面接合之前在所述第二基底上形成绝缘层，其中当所述第二基底与所述第一基底的正面接合时，所述绝缘层与所述第一基底的正面物理接触。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2008-0134608 | 2008-12-26 | ||
| KR1020080134608A KR20100076525A (ko) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | 후면 수광 이미지센서의 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101771063A true CN101771063A (zh) | 2010-07-07 |
Family
ID=42285431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200910265546A Pending CN101771063A (zh) | 2008-12-26 | 2009-12-25 | 用于制造背面照明图像传感器的方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7985613B2 (zh) |
| KR (1) | KR20100076525A (zh) |
| CN (1) | CN101771063A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019242188A1 (zh) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | 中芯集成电路（宁波）有限公司 | 光电探测器及其制造方法、图像传感器 |
| US11101311B2 (en) | 2018-06-22 | 2021-08-24 | Ningbo Semiconductor International Corporation | Photodetector and fabrication method, and imaging sensor |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103545334B (zh) * | 2013-10-30 | 2018-10-16 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 3d cmos图像传感器的像素单元 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6191007B1 (en) * | 1997-04-28 | 2001-02-20 | Denso Corporation | Method for manufacturing a semiconductor substrate |
| US20050104148A1 (en) * | 2003-11-17 | 2005-05-19 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method of manufacturing solid-state imaging device background of the invention |
| CN1716628A (zh) * | 2004-06-30 | 2006-01-04 | 索尼株式会社 | 固态成像装置、相机及制造固态成像装置的方法 |
| CN1838423A (zh) * | 2005-03-07 | 2006-09-27 | 索尼株式会社 | 固态图像拾取器件和使用其的电子装置及制造其的方法 |
| CN1992205A (zh) * | 2005-12-28 | 2007-07-04 | 东部电子股份有限公司 | Cmos图像传感器的制造方法 |
| WO2007148891A1 (en) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Siliconfile Technologies Inc. | Image sensor using back-illuminated photodiode and method of manufacturing the same |
| US20080070340A1 (en) * | 2006-09-14 | 2008-03-20 | Nicholas Francis Borrelli | Image sensor using thin-film SOI |
| CN101312204A (zh) * | 2007-05-24 | 2008-11-26 | 索尼株式会社 | 固态成像装置及其生产方法以及成像设备 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101425619B1 (ko) * | 2008-01-16 | 2014-08-04 | 삼성전자주식회사 | 기판 표면 처리 방법, 이를 이용한 이미지 센서의 제조방법 및 이에 따라 제조된 이미지 센서 |
| KR100882991B1 (ko) * | 2008-08-06 | 2009-02-12 | 주식회사 동부하이텍 | 후면 수광 이미지센서의 제조방법 |
| US20100159632A1 (en) * | 2008-12-23 | 2010-06-24 | Omnivision Technologies, Inc. | Technique for fabrication of backside illuminated image sensor |
-
2008
- 2008-12-26 KR KR1020080134608A patent/KR20100076525A/ko not_active Application Discontinuation
-
2009
- 2009-12-18 US US12/641,391 patent/US7985613B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-12-25 CN CN200910265546A patent/CN101771063A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6191007B1 (en) * | 1997-04-28 | 2001-02-20 | Denso Corporation | Method for manufacturing a semiconductor substrate |
| US20050104148A1 (en) * | 2003-11-17 | 2005-05-19 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method of manufacturing solid-state imaging device background of the invention |
| CN1716628A (zh) * | 2004-06-30 | 2006-01-04 | 索尼株式会社 | 固态成像装置、相机及制造固态成像装置的方法 |
| CN1838423A (zh) * | 2005-03-07 | 2006-09-27 | 索尼株式会社 | 固态图像拾取器件和使用其的电子装置及制造其的方法 |
| CN1992205A (zh) * | 2005-12-28 | 2007-07-04 | 东部电子股份有限公司 | Cmos图像传感器的制造方法 |
| WO2007148891A1 (en) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Siliconfile Technologies Inc. | Image sensor using back-illuminated photodiode and method of manufacturing the same |
| US20080070340A1 (en) * | 2006-09-14 | 2008-03-20 | Nicholas Francis Borrelli | Image sensor using thin-film SOI |
| CN101312204A (zh) * | 2007-05-24 | 2008-11-26 | 索尼株式会社 | 固态成像装置及其生产方法以及成像设备 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019242188A1 (zh) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | 中芯集成电路（宁波）有限公司 | 光电探测器及其制造方法、图像传感器 |
| CN110634892A (zh) * | 2018-06-22 | 2019-12-31 | 中芯集成电路（宁波）有限公司 | 光电探测器及其制造方法、图像传感器 |
| US11101311B2 (en) | 2018-06-22 | 2021-08-24 | Ningbo Semiconductor International Corporation | Photodetector and fabrication method, and imaging sensor |
| CN110634892B (zh) * | 2018-06-22 | 2022-02-15 | 中芯集成电路（宁波）有限公司 | 光电探测器及其制造方法、图像传感器 |
| US11764245B2 (en) | 2018-06-22 | 2023-09-19 | Ningbo Semiconductor International Corporation | Fabrication method of photodetector and imaging sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20100167452A1 (en) | 2010-07-01 |
| US7985613B2 (en) | 2011-07-26 |
| KR20100076525A (ko) | 2010-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11942501B2 (en) | Solid-state image pickup apparatus and image pickup system | |
| US7582502B1 (en) | Method for manufacturing back side illumination image sensor | |
| US8278130B2 (en) | Back side illumination image sensor and method for manufacturing the same | |
| KR101545630B1 (ko) | 후면 수광 이미지센서의 제조방법 | |
| US8178381B2 (en) | Back side illumination image sensor and method for manufacturing the same | |
| CN101771063A (zh) | 用于制造背面照明图像传感器的方法 | |
| KR20070120456A (ko) | 단위픽셀들 사이의 신호간섭을 방지하는 3차원 구조를 갖는픽셀어레이 및 이를 구비하는 이미지센서 | |
| CN105023930B (zh) | 固态图像拾取装置和图像拾取系统 | |
| KR101053736B1 (ko) | 후면수광 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR101545636B1 (ko) | 후면 수광 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR20100079249A (ko) | 후면수광 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR20100079247A (ko) | 후면수광 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR20100079246A (ko) | 후면수광 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR20100077544A (ko) | 후면수광 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR20100077557A (ko) | 후면수광 이미지센서 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20100707 |