JP2015508233A - 裏面照射型センサを作製するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、2012年3月21日に出願され、「裏面照射型センサを作製するための方法(Method for Fabricating Backside-Illuminated Sensors)」という名称を有する米国特許出願番号第13/425,877号への優先権を主張する。米国特許出願番号第13/425,877号は、2012年2月8日に出願され、「裏面照射型センサを作製するための方法(Method for Fabricating Backside-Illuminated Sensors)」という名称を有する米国仮出願番号第61/596,694号への優先権を主張する。これらは両方ともここで、すべての目的のために参照により援用される。この出願はまた、2012年3月21日に出願され、「スーパーストレート・レシーバ要素を有する薄片を含むバックコンタクト型光起電力セル(Back-Contact Photovoltaic Cell Comprising A Thin Lamina Having A Superstrate Receiver Element)」という名称を有する米国特許出願番号第13/425,870号に関係付けられており、すべての目的のために参照により援用される。
イメージセンサは、光を受け取り、受け取られた光の量に基づいてエネルギーを電気信号に変換する。イメージセンサは一般に、シリコン光感応層と、電気信号を処理するための集積チップのような電気回路網とを含む。分解能を向上するようチップ上のピクセル密度を増加させることが望ましい。しかしながら、ピクセル密度が増加すると、クロストークおよび回路の配線の高密度化のような問題が生じる。
裏面照射型センサを作製するための方法は、第1の導電性を有する薄膜半導体薄片を提供するステップと、薄片内および薄片の表面に第2の導電性を有するドープ領域を形成するステップとを含む。ドープ領域への電気的接続部が形成される。仮キャリアが、半導体の裏面に接触され、その後、取り除かれる。裏面照射型センサが半導体薄片から作製され、作製中に、提供された半導体薄片の厚さが実質的に変化しないままである。
裏面照射型センサは、完成したセンサデバイスについての所望の厚さと実質的に同等の厚さを有する薄片を使用して作製される。いくつかの実施形態では、薄片は、ドープ領域が薄片の表面内および表面に形成される自立薄片として提供され得る。他の実施形態では、ドープ領域は、半導体ドナー体の第1の面に形成され、薄片が当該ドナー体から劈開され、ドープ領域が薄片の表面内および表面に存在する。本願明細書において開示される方法は、スループットの改善および製造コストの減少を可能にする。
Claims (22)
- 裏面照射型センサを作製する方法であって、
表面、裏面、および前記表面と前記裏面との間の厚さを有する薄膜半導体薄片を提供するステップを備え、前記半導体薄片は第1の導電性を有しており、前記方法はさらに、
前記薄片の前記表面において前記半導体薄片内にドープ領域を形成するステップを備え、前記ドープ領域は第2の導電性を有しており、前記方法はさらに、
前記半導体薄片の前記裏面に仮キャリアを接触させるステップと、
前記半導体薄片の表側に前記ドープ領域への電気的接続部を形成するステップと、
前記裏面から前記仮キャリアを取り除くステップと、
前記半導体薄片から裏面照射型センサを作製するステップとを備え、前記半導体薄片の厚さは、前記裏面照射型センサの作製中に実質的に変化しないままである、方法。 - 第1の面を有する半導体ドナー体を提供するステップをさらに備え、前記半導体ドナー体は前記第1の導電性を有しており、前記方法はさらに、
劈開面を規定するように前記半導体ドナー体の前記第1の面にイオンを注入するステップと、
前記劈開面において前記半導体ドナー体を劈開するステップとを備え、前記劈開面は前記半導体薄片の前記裏面を形成し、前記半導体ドナー体の前記第1の面は前記半導体薄片の前記表面を形成する、請求項1に記載の方法。 - 前記イオンを注入するステップ、前記半導体ドナー体を劈開するステップ、および前記ドープ領域を形成するステップのみが摂氏約450度を上回る処理温度を有する、請求項2に記載の方法。
- 前記ドープ領域を形成するステップが、前記イオンを注入するステップに先立って行われる、請求項2に記載の方法。
- 前記イオンを注入するステップは注入エネルギーを含み、
前記注入エネルギーは前記劈開面の深さを決定し、前記深さは、前記半導体ドナー体の前記第1の面から測定され、
前記深さは、前記半導体薄片の厚さと実質的に同等になるように選ばれる、請求項2に記載の方法。 - 前記電気的接続部を形成するステップは、
前記半導体薄片の表側に金属化層を施すステップと、
前記金属化層に集積回路を結合するステップとを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記集積回路は相補型金属酸化膜半導体(CMOS)である、請求項6に記載の方法。
- 前記半導体薄片の裏面にカラーフィルタを結合するステップをさらに備える、請求項1に記載の方法。
- 前記薄膜半導体薄片の厚さは約25ミクロン未満である、請求項1に記載の方法。
- 前記薄膜半導体薄片の厚さは、約1ミクロンから約50ミクロンの間である、請求項1に記載の方法。
- 前記半導体薄片の厚さは、前記裏面照射型センサの作製中に、その当初に提供された厚さの20%の偏差内にあるままである、請求項1に記載の方法。
- 裏面照射型センサを作製する方法であって、
第1の面および第1の導電性を有する半導体ドナー体を提供するステップと、
前記第1の面において前記半導体ドナー体内にドープ領域を形成するステップとを備え、前記ドープ領域は第2の導電性を有しており、前記方法はさらに、
劈開面を規定するように前記半導体ドナー体の第1の面にイオンを注入するステップと、
前記劈開面において前記半導体ドナー体から半導体薄片を劈開するステップとを備え、前記劈開面は前記半導体薄片の裏面を形成し、前記半導体ドナー体の第1の面は前記半導体薄片の表面であり、前記表面は前記ドープ領域を含んでおり、前記方法はさらに、
前記半導体薄片の裏面に仮キャリアを接触させるステップと、
前記半導体薄片の表側上に前記ドープ領域への電気的接続部を形成するステップと、
前記裏面から前記仮キャリアを取り除くステップと、
前記半導体薄片から裏面照射型センサを作製するステップとを備え、前記半導体薄片の前記表側と前記裏面との間の厚さは、前記裏面照射型センサの作製中に実質的に変化しないままである、方法。 - 前記電気的接続部を形成するステップは、
前記半導体薄片の表側に金属化層を施すステップと、
前記金属化層に集積回路を結合するステップとを含む、請求項12に記載の方法。 - 前記半導体薄片の裏面にカラーフィルタを結合するステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 前記ドープ領域を形成するステップが、前記イオンを注入するステップに先立って行われる、請求項12に記載の方法。
- 前記薄膜半導体薄片の厚さは、約1ミクロンから約50ミクロンの間である、請求項12に記載の方法。
- 前記半導体薄片の厚さは、前記裏面照射型センサの作製中に、その当初に提供された厚さの20%の偏差内にあるままである、請求項12に記載の方法。
- 前記イオンを注入するステップは注入エネルギーを含み、前記注入エネルギーは前記劈開面の深さを決定し、前記深さは、前記半導体ドナー体の第1の面から測定される、請求項12に記載の方法。
- 劈開された前記半導体薄片の厚さは、作製された前記裏面照射型センサにおける半導体基板の所望の最終厚さと実質的に同等である、請求項12に記載の方法。
- 前記ドープ領域を形成するステップ、前記イオンを注入するステップ、および前記半導体ドナー体を劈開するステップのみが摂氏約450度を上回る処理温度を有する、請求項12に記載の方法。
- 前記薄片から裏面照射型センサを作製するステップは、前記薄片の裏面をパッシベートする層を堆積することを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記パッシベートする層は、水素化アモルファスシリコンを含む、請求項21に記載の方法。
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