KR20180131501A - Backside illuminated image sensor with reduced noises, and preparing process of the same - Google Patents

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KR20180131501A
KR20180131501A KR1020180062805A KR20180062805A KR20180131501A KR 20180131501 A KR20180131501 A KR 20180131501A KR 1020180062805 A KR1020180062805 A KR 1020180062805A KR 20180062805 A KR20180062805 A KR 20180062805A KR 20180131501 A KR20180131501 A KR 20180131501A
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Abstract

The present invention relates to a backside illuminated image sensor and a preparing process of the backside illuminated image sensor. The backside illuminated image sensor comprises a backside passivation layer on which SiGe or a p-type SiGe is grown without using an absorption layer on the backside of a semiconductor substrate.

Description

저잡음 후면 조사 이미지 센서 및 이의 제조 공정 {BACKSIDE ILLUMINATED IMAGE SENSOR WITH REDUCED NOISES, AND PREPARING PROCESS OF THE SAME} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a low-noise backside illuminated image sensor and a manufacturing process thereof. BACKGROUND OF THE INVENTION [0002]

본원은, 이미지 센서의 잡음을 줄일 수 있는 후면 조사 이미지 센서, 및 상기 후면 조사 이미지 센서의 제조 공정에 관한 것이다.The present invention relates to a backside illumination image sensor capable of reducing noise of an image sensor, and a manufacturing process of the backside illumination image sensor.

광(light)과 같은 방사(radiation)를 감지하는 데에 반도체 이미지 센서들이 이용된다. 상보형 금속산화반도체(complementary metal-oxide-semiconductor; CMOS) 이미지 센서(CMOS image sensor; CIS)들 및 전하결합 장치(charge-coupled device; CCD) 센서들은 디지털 스틸 카메라 또는 휴대폰 카메라 애플리케이션들과 같은 여러 애플리케이션들에서 광범위하게 이용된다. 이 장치들은 기판을 향하여 투사되는 방사를 흡수(즉, 감지)하고 감지된 방사를 전기 신호들로 변환하기 위해, 기판의 픽셀들(포토다이오드들 및 트랜지스터들을 포함할 수 있음)의 어레이(array)를 이용한다.Semiconductor image sensors are used to sense radiation, such as light. Complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) CMOS image sensors (CIS) and charge-coupled device (CCD) sensors are widely used in digital still cameras, It is widely used in applications. These devices include an array of pixels (which may include photodiodes and transistors) of the substrate to absorb (i.e., sense) the radiation projected toward the substrate and convert the sensed radiation into electrical signals. .

이미지 센서 공정에서 실리콘 표면의 결함으로 인해 많은 잡음이 발생하게 되는데 이를 저감하기 위해서는 표면을 정공으로 축적시켜야 한다. 일반적으로 p+ 층을 이온주입한 후 열처리를 한다. 이러한 공정으로 인하여 이온주입 시 많은 결정결함이 생기게 되고, 또한 이를 열처리를 하여 결함을 줄인다. 그러나, 열처리 온도가 제한적으로 적용되어야 하는 공정의 경우, 예를 들어, 후면 조사 이미지 센서(backside illuminated image sensor)의 경우에는 금속 배선이 이미 만들어져 있기 때문에 금속 배선으로 인해 고온 어닐링 공정을 적용할 수 없다. 이러한 경우, 극히 짧은 시간에 레이저 어닐링을 사용하기도 하지만, 레이저 어닐링은 고가의 공정이고 시간도 많이 걸리는 단점이 있다.In the image sensor process, a lot of noise is generated due to the defect of the silicon surface. In order to reduce this noise, the surface should be accumulated in the hole. In general, the p + layer is ion-implanted and then annealed. These processes result in many crystal defects during ion implantation, and heat treatment is performed to reduce defects. However, in the case of a process in which the heat treatment temperature has to be limitedly applied, for example, in the case of a backside illuminated image sensor, a high temperature annealing process can not be applied due to metal wiring since metal wiring has already been made . In this case, although laser annealing is used in an extremely short time, laser annealing is an expensive process and takes a long time.

이와 관련하여, 대한민국 등록특허 제10-1738248호에는, 에피택셜층, 복수의 플러그 구조물들, 및 상호 접속 구조물을 포함하는 이미지를 캡처하기 위해 개선된 이미지 센서 및 이의 제조 방법에 관하여 개시하고 있다.In this regard, Korean Patent No. 10-1738248 discloses an improved image sensor and a method of manufacturing the same for capturing an image comprising an epitaxial layer, a plurality of plug structures, and an interconnect structure.

본원은, 이미지 센서의 잡음을 줄일 수 있는 후면 조사 이미지 센서 및 상기 후면 조사 이미지 센서의 제조 공정을 제공하고자 한다. The present invention provides a backside illuminated image sensor capable of reducing noise of an image sensor and a manufacturing process of the backside illuminated image sensor.

그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본원의 일 측면은, 후면 조사 이미지 센서에 있어서, 반도체 기판의 후면에 흡수층을 사용하지 않고, SiGe 또는 p-타입 SiGe가 성장된 후면 패시베이션층을 포함하는, 후면 조사 이미지 센서(backside illuminated image sensor)를 제공한다. One aspect of the present invention is directed to a backside illuminated image sensor comprising a backside illuminated image sensor comprising a rear passivation layer grown of SiGe or p-type SiGe without using an absorbent layer on the backside of the semiconductor substrate, Lt; / RTI >

본원의 다른 측면은, 전면 및 상기 전면에 대향하는 후면을 갖는 반도체 기판을 후면 그라인딩(grinding)한 후, 상기 기판의 후면에 SiGe 또는 p-타입 SiGe를 성장 또는 증착시켜 후면 패시베이션층을 형성하는 것을 포함하는, 후면 조사 이미지 센서의 제조 공정을 제공한다.Another aspect of the present invention relates to a method of forming a back passivation layer by rearranging a semiconductor substrate having a front surface and a rear surface opposite to the front surface and then growing or vapor-depositing SiGe or p-type SiGe on the back surface of the substrate The present invention also provides a manufacturing process of a backside illuminated image sensor.

본원의 구현예들에 있어서, 후면 조사 이미지 센서에 있어서, 실리콘과 같은 기판 표면에 홀(hole)이 축적되도록 실리콘과 가전대역의 밴드오프셋(band offset)이 발생하는 물질을 성장시켜 후면 패시베이션층(passivation layer, 보호막) 내에 홀을 축적시킴으로써, 이미지 센서의 잡음을 억제할 수 있는 후면 조사 이미지 센서(backside illuminated image sensor) 및 이의 제조 공정을 제공한다.In embodiments of the present invention, in a backside illuminated image sensor, a material in which band offsets occur between silicon and the home bands such that holes are accumulated on the surface of a substrate such as silicon is grown to form a rear passivation layer a backside illuminated image sensor capable of suppressing the noise of the image sensor by accumulating holes in the passivation layer (passivation layer, protective film), and a manufacturing process thereof.

본원의 구현예들에 있어서, 상기 후면 조사 이미지 센서는 반도체 기판의 후면에 흡수층을 사용하지 않고, 후면 패시베이션층을 바로 형성하는 것으로서, 상기 후면 패시베이션층으로서 SiGe 또는 p-타입 SiGe를 성장시키는 것이다. In embodiments of the present invention, the backside illuminated image sensor is to grow SiGe or p-type SiGe as the back passivation layer, directly forming a back passivation layer without using an absorbing layer on the backside of the semiconductor substrate.

상기 후면 패시베이션층으로서 SiGe 또는 p-타입 SiGe를 성장시킴으로써, 실리콘 표면에 홀이 축적될 수 있는 층이 형성되어 실리콘과 SiGe 또는 p-타입 SiGe의 밴드정렬에 의해 가전자대역의 밴드오프셋이 발생하고, 따라서 이러한 가전자 대역의 밴드오프셋으로 인해 정공이 표면에 축적되는 효과가 발생할 수 있다. 상기 밴드오프셋으로 인해 정공(홀)이 SiGe 또는 p-타입 SiGe층에 모이게 되므로, 표면 실리콘 혹은 SiGe과 SiO2의 계면에서 발생한 전자는 SiGe 또는 p-타입 SiGe영역에서 재결합되고 실제 이미지 센서에 포집되지 않기 때문에 잡음을 억제할 수 있다.By growing SiGe or p-type SiGe as the rear passivation layer, a layer capable of accumulating holes can be formed on the silicon surface, band offset of the valence band occurs due to band alignment of silicon and SiGe or p-type SiGe , And thus the effect of accumulating holes on the surface due to band offset of the valence band can occur. Since the band offset causes the holes (holes) to gather in the SiGe or p-type SiGe layer, the electrons generated at the interface between the surface silicon or SiGe and SiO 2 recombine in the SiGe or p-type SiGe region and are not collected in the actual image sensor Noise can be suppressed because it does not.

종래 이온주입 공정의 경우에는 후속 열처리가 반드시 수행되어야 하는 문제점이 있으나, 본원의 구현예들에 따른 후면 조사 이미지 센서는 상기 SiGe 또는 p-타입 SiGe 후면 패시베이션층을 저온에서 에피택시(epitaxy)로 성장시키는 것에 의해 추가적인 열처리나 어닐링 등을 하지 않아도 되며, 이러한 성장만으로도 홀이 축적되어 잡음을 저감시킬 수 있다. 본원의 구현예들에 있어서, 상기 SiGe 또는 p-타입 SiGe 후면 패시베이션층을 저온에서 에피택시(epitaxy)로 성장시키는 것은 약 300℃ 내지 약 800℃ , 약 300℃ 내지 약 600℃, 약 300℃ 내지 약 500℃, 또는 약 300℃ 내지 약 400℃에서 수행될 수 있다.In the case of the conventional ion implantation process, there is a problem that a subsequent heat treatment must be performed. However, the backside illuminated image sensor according to embodiments of the present invention is formed by growing the SiGe or p-type SiGe rear passivation layer at low temperature into an epitaxy It is not necessary to perform additional heat treatment or annealing, and holes can be accumulated by this growth alone to reduce noise. In embodiments herein, growing the SiGe or p-type SiGe rear passivation layer at low temperature into an epitaxy can be performed at a temperature of from about 300 캜 to about 800 캜, from about 300 캜 to about 600 캜, About 500 < 0 > C, or about 300 < 0 > C to about 400 < 0 > C.

본원의 구현예들에 있어서, SiGe 또는 p-타입 SiGe 층의 에피택시 증착만 수행하므로 어닐링 공정이 필요없고, 또한 상기 SiGe 또는 p-타입 SiGe 층을 균일하게 아주 얇게 증착가능하므로 균일한 SiGe 막을 성장할 수 있으므로 이온주입시의 분균일, 레이저어닐링의 분균일이 해결될 수 있는 장점이 있다.In embodiments herein, only an epitaxial deposition of a SiGe or p-type SiGe layer is performed, and thus an annealing process is not required, and the SiGe or p-type SiGe layer can be uniformly thinly deposited, Therefore, it is possible to solve the problem of homogeneity of the concentration during ion implantation and uniformity of laser annealing.

본원의 구현예들에 있어서, 상기 후면 패시베이션층 형성 시 상기 SiGe 또는 p-타입 SiGe를 에피택시 성장시킨 후, 상기 SiGe 또는 p-타입 SiGe 층 상에 또한 보호층으로서 얇은 캡핑(capping) Si을 성장시켜 Si, SiGe, 또는 Ge 등의 물질 조합을 통해 잡음을 더욱 억제할 수 있다.In embodiments herein, after epitaxially growing the SiGe or p-type SiGe in the formation of the back passivation layer, thin capping Si is grown as a passivation layer on the SiGe or p-type SiGe layer So that noise can be further suppressed through a combination of materials such as Si, SiGe, or Ge.

도 1은, 본원의 일 구현예에 있어서, SiGe 또는 p-타입 SiGe 후면 패시베이션층을 포함하는 후면 조사 이미지 센서 디바이스의 개략도이다.
도 2는, 본원의 일 구현예에 있어서, (a) 후면 조사 이미지 센서의 소자 단면 및 (b) 밴드 다이아그램을 나타낸 것이다.
도 3은, 본원의 일 구현예에 있어서, 후면 조사 이미지 센서의 제조 방법(공정)을 나타낸 흐름도이다.
도 4a는, 본원의 일 구현예에 있어서, 후면 조사 이미지 센서의 제조 과정을 나타낸 흐름도이고; 도 4b는 본원의 일 구현예에 있어서, 후면 조사 이미지 센서의 제조 과정을 나타낸 모식도이다.
도 5는, 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 도 4b에서 후면 패시베이션 층을 상세하게 나타낸 모식도이다.
1 is a schematic diagram of a backside illuminated image sensor device including an SiGe or p-type SiGe backside passivation layer in one embodiment of the invention.
Figure 2 illustrates, in one embodiment of the present application, (a) a device cross-section and (b) band diagram of a backside illuminated image sensor.
3 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a backside illuminated image sensor in accordance with an embodiment of the present invention.
4A is a flow diagram illustrating a process for fabricating a backside illuminated image sensor, in one embodiment of the invention; FIG. 4B is a schematic diagram illustrating a manufacturing process of a backside illuminated image sensor in one embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 5 is a schematic view illustrating the rear passivation layer in detail in FIG. 4B according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is " on " another member, it includes not only when the member is in contact with the other member, but also when there is another member between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. Throughout this specification, when an element is referred to as " including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise. The terms " about ", " substantially ", etc. used to the extent that they are used throughout the specification are intended to be taken to mean the approximation of the manufacturing and material tolerances inherent in the stated sense, Accurate or absolute numbers are used to help prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the referenced disclosure.

본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~ 를 위한 단계”를 의미하지 않는다.The word " step (or step) " or " step " used to the extent that it is used throughout the specification does not mean " step for.

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 “이들의 조합(들)”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term " combination (s) thereof " included in the expression of the machine form means a mixture or combination of one or more elements selected from the group consisting of the constituents described in the expression of the form of a marker, Quot; means at least one selected from the group consisting of the above-mentioned elements.

본원 명세서 전체에서, “A 및/또는 B”의 기재는 “A 또는 B, 또는 A 및 B”를 의미한다.Throughout this specification, the description of "A and / or B" means "A or B, or A and B".

본원 명세서 전체에서, "후면 조사 이미지 센서(backside illuminated image sensor)"는 이미지 센서 장치의 한 유형으로서, 후면으로부터 입사되는(감지되는) 광을 검출하는 이미지 센서를 의미한다.Throughout this specification, a "backside illuminated image sensor" is a type of image sensor device, which means an image sensor that detects light incident (sensed) from the back surface.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and examples and drawings.

본원의 제 1 측면은, 후면 조사 이미지 센서에 있어서, 반도체 기판의 후면에 흡수층을 사용하지 않고, SiGe 또는 p-타입 SiGe가 성장된 후면 패시베이션층(passivation)을 포함하는, 후면 조사 이미지 센서(backside illuminated image sensor)를 제공한다. A first aspect of the present application is directed to a backside illuminated image sensor comprising a backside illuminated image sensor comprising a rear passivation layer on which SiGe or p-type SiGe is grown, illuminated image sensor.

본원의 일 구현예에 있어서, 도 1을 참고하면, 상기 후면 조사 이미지 센서는 하기를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다:In one embodiment of the present invention, referring to FIG. 1, the backside illuminated image sensor may include, but is not limited to:

지지 기판 (300) 상에 형성된 산화물 절연층(미도시);An oxide insulating layer (not shown) formed on the supporting substrate 300;

상기 산화물 절연층 상에 형성된 금속 배선층 (302);A metal wiring layer 302 formed on the oxide insulating layer;

상기 금속 배선층 상에 형성되며, 포토다이오드(PD)를 포함하는 후면 에피층 (304);A backside epi layer 304 formed on the metal wiring layer and including a photodiode PD;

상기 후면 에피층 상에 형성된 후면 패시베이션 층 (306);A rear passivation layer 306 formed on the backside epilayer;

상기 후면 패시베이션 층 상에 형성된 반사 방지층 (미도시); 및An antireflection layer (not shown) formed on the rear passivation layer; And

상기 반사 방지층 상에 형성된 이미지 센서 층 (310);An image sensor layer (310) formed on the antireflection layer;

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 후면 에피층은 p-타입 도핑된 Si 층 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the backside epi layer may be a p-type doped Si layer, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 이미지 센서 층은 컬러 필터 (312), 및 상기 컬러 필터 상에 형성된 마이크로렌즈(314)를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 필요한 경우, 상기 이미지 센서 층은 상기 마이크로렌즈 상부에 형성되는 글래스 플레이트를 추가 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the image sensor layer may include, but is not limited to, a color filter 312 and a microlens 314 formed on the color filter. If necessary, the image sensor layer may further include a glass plate formed on the microlens, but the present invention is not limited thereto.

도 2는, 상기 후면 조사 이미지 센서의 (a) 소자 단면 및 (b) 밴드 다이아그램을 나타낸 것이다 (후면 조사 이미지 센서의 기판으로서 p-타입 Si를 사용한 경우를 나타냄).2 is a cross-sectional view of the device (a) and a band diagram (b) of the backside illuminated image sensor (when p-type Si is used as the substrate of the backside illuminated image sensor).

도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 상기 이미지 센서의 실리콘 기판 후면에 상기 SiGe 또는 p-타입 SiGe가 성장된 후면 패시베이션층(보호막)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2 (a), the backside of the silicon substrate of the image sensor may include a rear passivation layer (protective film) on which the SiGe or p-type SiGe is grown.

도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상기 SiGe 또는 p-타입 SiGe가 성장된 후면 패시베이션층에 의해 실리콘과 같은 기판 표면에 홀이 축적되도록 실리콘과 가전대역의 밴드 오프셋이 발생하여 후면 보호막인 SiGe 내에 홀을 축적시킴으로써, 이미지 센서의 잡음을 억제할 수 있다.As shown in FIG. 2 (b), a band offset of silicon and an electric field band is generated so that holes are accumulated on the surface of a substrate such as silicon by the rear passivation layer on which SiGe or p-type SiGe is grown, The noise of the image sensor can be suppressed.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 p-타입 SiGe 층은 B 등 p-타입 불순물에 의하여 도핑되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the invention, the p-type SiGe layer may be doped with p-type impurities such as B, but is not limited thereto.

본원의 제 2 측면은, 전면 및 상기 전면에 대향하는 후면을 갖는 반도체 기판을 후면 그라인딩(grinding)한 후, 상기 기판의 후면에 SiGe 또는 p-타입 SiGe를 성장 또는 증착시켜 후면 패시베이션층을 형성하는 것을 포함하는, 후면 조사 이미지 센서의 제조 공정을 제공한다.A second aspect of the present invention is a method of forming a rear passivation layer by rearranging a semiconductor substrate having a front surface and a rear surface opposite to the front surface and then growing or vapor-depositing SiGe or p-type SiGe on the rear surface of the substrate The present invention also provides a manufacturing process of a backside illuminated image sensor.

본원의 일 구현에에 있어서, 상기 후면 조사 이미지 센서의 제조 공정은 하기를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다:In one embodiment of the present invention, the manufacturing process of the backside illuminated image sensor may include but is not limited to:

반도체 기판의 일측에 형성된, 포토다이오드를 포함하는 후면 에피층을 형성하고;Forming a rear epilayer formed on one side of the semiconductor substrate, the rear epilayer including a photodiode;

상기 후면 에피층 상에 금속 배선층을 형성하고;Forming a metal wiring layer on the rear epilayer;

상기 금속 배선층 상에 산화물 절연층을 형성하고;Forming an oxide insulating layer on the metal wiring layer;

상기 절연층 상에 지지 기판을 부착하고;Attaching a supporting substrate on the insulating layer;

상기 반도체 기판의 타측을 후면 그라인딩하여 상기 포토다이오드를 포함하는 후면 에피층을 노출시키고;Rear side grinding the other side of the semiconductor substrate to expose a rear epilayer including the photodiode;

상기 후면 에피층 상에 후면 패시베이션 층을 형성하고;Forming a back passivation layer on the backside epilayer;

상기 후면 패시베이션 층 상에 반사 방지층을 형성하고; Forming an antireflective layer on the rear passivation layer;

상기 반사 방지층 상에 이미지 센서 층을 형성함;Forming an image sensor layer on the antireflection layer;

여기에서, 상기 후면 패시베이션 층을 형성하는 것은, 1 nm 내지 50 nm 두께의 SiGe 층 또는 p-타입 도핑된 SiGe 층을 에피택시 증착하는 것을 포함하는 것이며, 단, 어닐링 공정은 포함하지 않는다.Here, forming the back passivation layer includes epitaxially depositing a SiGe layer or a p-type doped SiGe layer with a thickness of 1 nm to 50 nm, but does not include an annealing process.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 후면 패시베이션층의 두께는 약 0.1 nm 내지 약 50 nm인 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 후면 패시베이션층의 두께는 약 0.1 nm 내지 약 50 nm, 약 0.1 nm 내지 약 40 nm, 약 0.1 nm 내지 약 30 nm, 약 0.1 nm 내지 약 20 nm, 약 0.1 nm 내지 약 18 nm, 약 0.1 nm 내지 약 16 nm, 약 0.1 nm 내지 약 14 nm, 약 0.1 nm 내지 약 12 nm, 약 0.1 nm 내지 약 10 nm, 약 0.1 nm 내지 약 5 nm, 약 0.1 nm 내지 약 1 nm, 약 0.1 nm 내지 약 0.5 nm, 약 0.1 nm 내지 약 0.3 nm, 약 0.3 nm 내지 약 20 nm, 약 0.5 nm 내지 약 20 nm, 약 1 nm 내지 약 20 nm, 약 5 nm 내지 약 20 nm, 약 10 nm 내지 약 20 nm, 약 12 nm 내지 약 20 nm, 약 14 nm 내지 약 20 nm, 약 16 nm 내지 약 20 nm, 또는 약 18 nm 내지 약 20 nm인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the thickness of the back passivation layer may be about 0.1 nm to about 50 nm. For example, the thickness of the back passivation layer may be from about 0.1 nm to about 50 nm, from about 0.1 nm to about 40 nm, from about 0.1 nm to about 30 nm, from about 0.1 nm to about 20 nm, from about 0.1 nm to about 18 nm From about 0.1 nm to about 5 nm, from about 0.1 nm to about 1 nm, from about 0.1 nm to about 16 nm, from about 0.1 nm to about 14 nm, from about 0.1 nm to about 12 nm, from about 0.1 nm to about 10 nm, From about 0.1 nm to about 0.5 nm, from about 0.1 nm to about 0.3 nm, from about 0.3 nm to about 20 nm, from about 0.5 nm to about 20 nm, from about 1 nm to about 20 nm, from about 5 nm to about 20 nm, From about 20 nm to about 20 nm, from about 12 nm to about 20 nm, from about 14 nm to about 20 nm, from about 16 nm to about 20 nm, or from about 18 nm to about 20 nm.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 후면 조사 이미지 센서는 반도체 기판의 후면에 흡수층을 사용하지 않고, 후면 패시베이션층을 바로 형성하는 것으로서, 상기 후면 패시베이션층으로서 SiGe 또는 p-타입 SiGe를 성장시키는 것이다. 상기 후면 패시베이션층으로서 SiGe 또는 p-타입 SiGe를 성장시킴으로써, 실리콘 표면에 홀이 축적될 수 있는 층이 형성되어 실리콘과 SiGe의 밴드정렬에 의해 가전자대역의 밴드오프셋(band offset)이 발생하고, 따라서 이러한 가전자대역의 밴드오프셋으로 인해 정공이 표면에 축적되는 효과가 발생할 수 있다. 상기 밴드오프셋으로 인해 정공(홀)이 SiGe층에 모이게 되므로, 표면 실리콘 혹은 SiGe과 SiO2의 계면에서 발생한 전자는 SiGe 영역에서 재결합되고 실제 이미지 센서에 포집되지 않기 때문에 잡음을 억제할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the backside illuminated image sensor is to grow SiGe or p-type SiGe as the back passivation layer, without directly forming an absorbing layer on the backside of the semiconductor substrate, but directly forming the back passivation layer. By growing SiGe or p-type SiGe as the rear passivation layer, a layer capable of accumulating holes can be formed on the silicon surface, band offset of the valence band occurs due to band alignment of silicon and SiGe, Therefore, the band offset of the valence band can cause the holes to accumulate on the surface. Since the holes offset into the SiGe layer due to the band offset, electrons generated at the interface between the surface silicon or SiGe and SiO 2 are recombined in the SiGe region and are not captured by the actual image sensor, thereby suppressing noise.

종래 이온주입 공정의 경우, 후속 열처리를 반드시 수행하여야 하지만, 본원의 일 구현예에 따른 후면 조사 이미지 센서는 상기 후면 패시베이션층을 어느 정도의 저온에서 에피택시로 성장시키는 것에 의해 추가적인 열처리나 어닐링을 수행 하지 않아도 되며, 이러한 성장만으로도 홀이 축적이 되어 상기 이미지 센서의 잡음을 저감시킬 수 있다. 본원의 구현예들에 있어서, 상기 저온에서 에피택시로 성장시키는 것은 약 300℃ 내지 약 800℃, 약 300℃ 내지 약 600℃, 약 300℃ 내지 약 500℃, 또는 약 300℃ 내지 약 400℃에서 수행될 수 있다.In the case of the conventional ion implantation process, a subsequent heat treatment must be performed, but a backside irradiation image sensor according to an embodiment of the present invention performs additional heat treatment or annealing by epitaxially growing the rear passivation layer at a certain low temperature The holes may be accumulated by only the growth, and the noise of the image sensor may be reduced. In embodiments herein, epitaxial growth at said low temperature may be performed at a temperature of from about 300 캜 to about 800 캜, from about 300 캜 to about 600 캜, from about 300 캜 to about 500 캜, or from about 300 캜 to about 400 캜 .

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 후면 패시베이션층을 성장시킨 후 표면에 또한 얇은 캡핑(capping) Si을 성장시키는 것에 의하여 Si, SiGe, 또는 Ge 등의 물질 조합을 통해 잡음을 더욱 억제할 수 있다.In one embodiment of the present invention, noise can be further suppressed through a combination of materials such as Si, SiGe, or Ge by growing the back passivation layer and then growing thin capping Si on the surface.

본원의 일 구현예에 따른 후면 조사 이미지 센서의 제조 공정은 도 3에 나타낸 바와 같이 제조할 수 있고, 상기 제조 공정 중, 박막 두께를 조절하는 공정 후 후면 패시베이션층을 형성하는 것일 수 있으며, 상기 후면 패시베이션층을 형성한 후 방사방지 필름 코팅(anti-reflection film coating) 공정을 수행하는 것일 수 있다.The manufacturing process of the backside illuminated image sensor according to one embodiment of the present invention can be manufactured as shown in FIG. 3, and the rear passivation layer may be formed after the process of adjusting the thin film thickness in the manufacturing process. And then performing an anti-reflection film coating process after forming the passivation layer.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 후면 조사 이미지 센서 제조 공정에서 실리콘과 접합 시 가전자대의 밴드오프셋(band offset)이 발생하는 반도체를 실리콘 표면 위에 성장 또는 증착시키는 공정을 포함하고, 상기 성장 또는 증착시키는 물질로서 SiGe 또는 p-타입 SiGe를 포함할 수 있다.In one embodiment of the invention, the method includes growing or depositing a semiconductor on a silicon surface where a band offset of a valence band occurs during bonding with silicon in the backside illuminated image sensor manufacturing process, Lt; RTI ID = 0.0 > SiGe < / RTI > or p-type SiGe.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 후면 조사 이미지 센서는 반도체 기판의 후면에 흡수층을 사용하지 않고, 후면 패시베이션층을 바로 직접 형성하는 것으로서, 상기 후면 패시베이션층으로서 SiGe 또는 p-타입 SiGe 층을 성장시키는 것이다. 상기 후면 패시베이션층으로서 SiGe 또는 p-타입 SiGe를 성장시킴으로써, 실리콘 표면에 홀이 축적될 수 있는 층이 형성되어 실리콘과 SiGe의 밴드정렬에 의해 가전자대역의 밴드오프셋(band offset)이 발생하고, 따라서 이러한 가전자대역의 밴드오프셋으로 인해 정공이 표면에 축적되는 효과가 발생할 수 있다. 상기 밴드오프셋으로 인해 정공(홀)이 SiGe층에 모이게 되므로, 표면 실리콘 혹은 SiGe과 SiO2의 계면에서 발생한 전자는 SiGe영역에서 재결합되고 실제 이미지 센서에 포집되지 않기 때문에 잡음을 억제할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the backside illuminated image sensor directly forms a back passivation layer directly on the backside of the semiconductor substrate without using an absorbing layer, wherein the back passivation layer is formed by growing a SiGe or p-type SiGe layer will be. By growing SiGe or p-type SiGe as the rear passivation layer, a layer capable of accumulating holes can be formed on the silicon surface, band offset of the valence band occurs due to band alignment of silicon and SiGe, Therefore, the band offset of the valence band can cause the holes to accumulate on the surface. Since the holes offset into the SiGe layer due to the band offset, electrons generated at the interface between the surface silicon or SiGe and SiO 2 are recombined in the SiGe region and are not captured by the actual image sensor, thereby suppressing noise.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 기판은 실리콘, 반도체 물질, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the invention, the substrate may comprise a material selected from the group consisting of silicon, semiconductor material, and combinations thereof.

예를 들어, 상기 실리콘 기판은 붕소(boron)와 같은 p-타입 도펀트(dopant)로 도핑된 실리콘 물질(p-타입 기판) 또는 인(phosphorous), 비소(arsenic)와 같은 n-타입 도펀트로 도핑된 실리콘(n-타입 기판)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.For example, the silicon substrate may be doped with a silicon material (p-type substrate) doped with a p-type dopant such as boron or with an n-type dopant such as phosphorous, arsenic, (N-type substrate), although it is not limited thereto.

또한, 예를 들어, 상기 반도체 기판은 게르마늄 또는 다이아몬드와 같은 기초 반도체들, 또는 복합 반도체 및/또는 합금 반도체를 선택적으로 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.Also, for example, the semiconductor substrate may optionally include, but is not limited to, basic semiconductors such as germanium or diamond, or composite semiconductors and / or alloy semiconductors.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 SiGe 또는 p-타입 SiGe를 성장시키는 것은 에피택시(epitaxy) 성장시키는 것일 수 있다.In one embodiment of the invention, growing the SiGe or p-type SiGe may be epitaxy growth.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 에피택시 성장시키는 것은 화학기상증착법(CVD) 또는 분자선 에피택시(molecular beam epitaxy, MBE)를 이용하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 CVD는 UHVCVD(ultrahigh vacuum CVD) 또는 LPCVD(low pressure CVD)를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the invention, the epitaxial growth may be by using chemical vapor deposition (CVD) or molecular beam epitaxy (MBE). For example, the CVD may include, but is not limited to, UHV CVD (ultrahigh vacuum CVD) or LPCVD (low pressure CVD).

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 SiGe 또는 p-타입 SiGe를 성장시킨 후, 상기 표면에 Si를 성장시키는 것을 추가 포함할 수 있다. 상기 Si 성장은 SiO2와의 계면에서의 댕글링 본드(dangling bond)를 낮출 수 있다. 예를 들어, 상기 Si의 소스는 디클로로실란(dichlorosilane), 실란(silane), 디실란(disilane), 트리실란(trisilane), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있다.In one embodiment of the invention, it may further comprise growing the SiGe or p-type SiGe and then growing Si on the surface. The Si growth can lower the dangling bond at the interface with SiO 2 . For example, the source of Si may include those selected from the group consisting of dichlorosilane, silane, disilane, trisilane, and combinations thereof.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 후면 패시베이션층의 두께는 약 0.1 nm 내지 약 50 nm인 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 후면 패시베이션층의 두께는 약 0.1 nm 내지 약 50 nm, 약 0.1 nm 내지 약 40 nm, 약 0.1 nm 내지 약 30 nm, 약 0.1 nm 내지 약 20 nm, 약 0.1 nm 내지 약 18 nm, 약 0.1 nm 내지 약 16 nm, 약 0.1 nm 내지 약 14 nm, 약 0.1 nm 내지 약 12 nm, 약 0.1 nm 내지 약 10 nm, 약 0.1 nm 내지 약 5 nm, 약 0.1 nm 내지 약 1 nm, 약 0.1 nm 내지 약 0.5 nm, 약 0.1 nm 내지 약 0.3 nm, 약 0.3 nm 내지 약 20 nm, 약 0.5 nm 내지 약 20 nm, 약 1 nm 내지 약 20 nm, 약 5 nm 내지 약 20 nm, 약 10 nm 내지 약 20 nm, 약 12 nm 내지 약 20 nm, 약 14 nm 내지 약 20 nm, 약 16 nm 내지 약 20 nm, 또는 약 18 nm 내지 약 20 nm인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the thickness of the back passivation layer may be about 0.1 nm to about 50 nm. For example, the thickness of the back passivation layer may be from about 0.1 nm to about 50 nm, from about 0.1 nm to about 40 nm, from about 0.1 nm to about 30 nm, from about 0.1 nm to about 20 nm, from about 0.1 nm to about 18 nm From about 0.1 nm to about 5 nm, from about 0.1 nm to about 1 nm, from about 0.1 nm to about 16 nm, from about 0.1 nm to about 14 nm, from about 0.1 nm to about 12 nm, from about 0.1 nm to about 10 nm, From about 0.1 nm to about 0.5 nm, from about 0.1 nm to about 0.3 nm, from about 0.3 nm to about 20 nm, from about 0.5 nm to about 20 nm, from about 1 nm to about 20 nm, from about 5 nm to about 20 nm, From about 20 nm to about 20 nm, from about 12 nm to about 20 nm, from about 14 nm to about 20 nm, from about 16 nm to about 20 nm, or from about 18 nm to about 20 nm.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 후면 패시베이션층 형성과 관련하여 Ge를 성장시키는 것은, 상기 Ge의 소스로서 GeH4(germane), Ge2H8(digermane), GeCl4(germanechloride), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 이용하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the invention, wherein it is of the back grow Ge with respect to the passivation layer formed, GeH 4 (germane), Ge 2 H 8 (digermane), GeCl 4 (germanechloride) as the source for the Ge, and their And combinations thereof. However, the present invention is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 Si에 상기 후면 패시베이션층의 형성 시, 상기 Si와 결정상수가 다른 SiGe 또는 Ge을 성장시킬 경우 변형(strain)이 발생할 수 있으므로, strain relaxation이 발생하지 않는 두께, 즉, 임계두께 미만의 두께의 박막을 성장시켜야 한다. 예를 들어, Ge 농도가 커질수록 임계두께가 작아지므로 임계두께보다 얇게 성장시켜 결함이 발생하지 않도록 해야 한다. 상기 SiGe 내의 Si 및 Ge의 비율은 응용에 따라 달라질 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the rear passivation layer is formed on Si, strain may be generated when SiGe or Ge having a crystal constant different from that of the Si is grown, That is, a thin film having a thickness less than the critical thickness must be grown. For example, as the Ge concentration increases, the critical thickness becomes smaller. Therefore, the thickness must be thinner than the critical thickness to prevent the occurrence of defects. The ratio of Si and Ge in the SiGe may vary depending on the application.

도 4a는, 본원의 일 구현예에 있어서, 후면 조사 이미지 센서의 제조 과정을 나타낸 흐름도이고; 도 4b는 본원의 일 구현예에 있어서, 후면 조사 이미지 센서의 제조 과정을 나타낸 모식도이다.4A is a flow diagram illustrating a process for fabricating a backside illuminated image sensor, in one embodiment of the invention; FIG. 4B is a schematic diagram illustrating a manufacturing process of a backside illuminated image sensor in one embodiment of the present invention. FIG.

도 5는, 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 도 4b에서 후면 패시베이션 층을 상세하게 나타낸 모식도이다.FIG. 5 is a schematic view illustrating the rear passivation layer in detail in FIG. 4B according to an embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하면, 후면 조사 이미지 센서의 제조 공정은, 우선 일반적인 전면 조사 이미지센서 공정에 따라 웨이퍼를 가공하고(FAB process) 상기 가공된 웨이퍼를 뒤집어서 다른 Si 기판 (지지 기판)과 본딩을 한다(wafer bonding). 그 다음으로 상기 뒤집어서 본딩된 웨이퍼를 갈아내면(thinning) 포토다이오드를 포함하는 후면 에피층이 노출된다. 상기 노출된 후면 에피층의 표면에 SiGe 또는 p-타입 SiGe를 에피택시 성장시켜 후면 패시베이션층을 형성한다(surface passivation). 상기 후면 패시베이션층을 형성한 후 반사 방지 필름 코팅층(anti-reflection film coating)을 증착하고, 컬러 필터(color filter), 마이크로렌즈 등의 일반적인 이미지 센서 공정을 수행한다.4 and 5, the manufacturing process of the backside illuminated image sensor is performed by first processing a wafer according to a general front illuminated image sensor process (FAB process), inverting the processed wafer and bonding it with another Si substrate (supporting substrate) (Wafer bonding). The backside epitaxial layer comprising the photodiode is then exposed by thinning the turn-over bonded wafer. SiGe or p-type SiGe is epitaxially grown on the surface of the exposed rear epitaxial layer to form a rear passivation layer (surface passivation). After forming the rear passivation layer, an anti-reflection film coating is deposited and a general image sensor process such as a color filter and a microlens is performed.

만약, 상기 흡수층이 노출된 후에 공정을 끝내고 반사 방지 코팅층을 코팅할 경우(본원의 일 구현예에 따른 후면 패시베이션층을 형성하지 않을 경우), 반사 방지 코팅층과 p층 사이에 빛이 없더라도 전자홀이 발생할 가능성이 커지고, 이것이 포토다이오드(photodiode)에 들어가서 노이즈가 발생할 수 있다.If there is no light between the antireflective coating layer and the p-layer when the process is completed and the antireflective coating layer is coated (when the passivation layer according to an embodiment of the present invention is not formed) after the absorption layer is exposed, The possibility of occurrence is increased, and this may enter the photodiode and noise may be generated.

구체적으로, 상기 후면 박막화(thinning) 공정에서 후면 p-타입 에피층(101)을 전부 식각하고, 상기 p-타입 에피층(101)의 식각 후 노출되는 p-타입 Si층(또는 p-타입 Si 에피층)(102)이 남은 상태에서 p-타입 SiGe 후면 패시베이션 층(201)을 에피택시 성장시킨다 (도 5 참조). 이 때, n-타입 임플란트로 형성된 n-타입 Si층 포토다이오드(photodiode, PD)(108)가 노출되면 안된다. 또한, 상기 p-타입 에피층(101)이 극히 얇을 경우는 상관없지만, 상기 p-타입 에피층(101)을 전부 식각하지 않고 너무 많이 남아있으면 빛이 p-타입 에피층(101)에 흡수되어 감도(sensitivity)가 저하될 수 있다.In detail, the rear p-type epi layer 101 is entirely etched in the rear thinning process, and the p-type Si layer (or the p-type Si Epitaxial growth of the p-type SiGe rear passivation layer 201 is performed (see FIG. 5). At this time, the n-type Si layer photodiode (PD) 108 formed of the n-type implant should not be exposed. If the p-type epilayers 101 are extremely thin, the light is absorbed by the p-type epilayers 101 if the p-type epilayers 101 are left without etching the entire p-type epilayers 101 The sensitivity may be lowered.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반사 방지 필름 코팅층은 상기 후면 패시베이션층(p-타입 SiGe층) 상에 코팅된다. 예를 들어, 상기 반사 방지 필름 코팅층은 유전막(예를 들어, high-k 물질)을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In one embodiment of the present invention, the antireflection film coating layer is coated on the rear passivation layer (p-type SiGe layer). For example, the anti-reflective film coating layer may include, but is not limited to, a dielectric film (e.g., a high-k material).

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

101: p-타입 에피층
102: p-타입 Si 에피층 또는 p-타입 Si층
103: 에피층
104: STI(shallow trench isolation)
105: 트랜스퍼 게이트(transfer gate)의 게이트 산화물(gate oxide)
106: 트랜스퍼 게이트의 전극
107: 트랜스퍼 게이트
108: 포토다이오드(photodiode)
109: 트랜스퍼 게이트의 측벽 산화물(oxide)
110: 플로팅 디퓨전(floating diffusion)
111: p+ Si(photodiode의 암전류를 막기위한 p+ Si)
201: p-타입 SiGe 후면 패시베이션 층
300: 지지 기판
302: 금속 배선층
304: 포토다이오드를 포함하는 후면 에피층
306: 후면 패시베이션 층
310: 이미지 센서 층
312: 컬러 필터
314: 마이크로렌즈
101: p-type epilayer
102: a p-type Si epi layer or a p-type Si layer
103: Epi layer
104: shallow trench isolation (STI)
105: gate oxide of the transfer gate
106: electrode of transfer gate
107: Transfer gate
108: photodiode
109: Side wall oxide of the transfer gate
110: floating diffusion
111: p + Si (p + Si for preventing dark current of photodiode)
201: p-type SiGe rear passivation layer
300: Support substrate
302: metal wiring layer
304: rear epilayer including photodiode
306: rear passivation layer
310: image sensor layer
312: Color filter
314: Microlens

Claims (6)

지지 기판 상에 형성된 산화물 절연층;
상기 산화물 절연층 상에 형성된 금속 배선층;
상기 금속 배선층 상에 형성되며, 포토다이오드를 포함하는 후면 에피층;
상기 후면 에피층 상에 형성된 후면 패시베이션 층;
상기 후면 패시베이션 층 상에 형성된 반사 방지층; 및
상기 반사 방지층 상에 형성된 이미지 센서 층
을 포함하는, 후면 조사 이미지 센서(back side illumination image sensor)로서,
상기 후면 패시베이션 층은 0.1 nm 내지 50 nm 두께의 SiGe 층 또는 p-타입 도핑된 SiGe 층을 포함하는 것인,
후면 조사 이미지 센서.
An oxide insulating layer formed on the support substrate;
A metal wiring layer formed on the oxide insulating layer;
A backside epi layer formed on the metal wiring layer and including a photodiode;
A rear passivation layer formed on the rear epilayer;
An antireflection layer formed on the rear passivation layer; And
The image sensor layer formed on the antireflection layer
A back side illumination image sensor,
Wherein the back passivation layer comprises a SiGe layer or a p-type doped SiGe layer having a thickness of 0.1 nm to 50 nm.
Back-illuminated image sensor.
제 1 항에 있어서,
상기 후면 에피층은 p-타입 도핑된 Si 층인 것인, 후면 조사 이미지 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the backside epilayer is a p-type doped Si layer.
제 1 항에 있어서,
상기 이미지 센서 층은 컬러 필터, 및 상기 컬러 필터 상에 형성된 마이크로렌즈를 포함하는 것인, 후면 조사 이미지 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the image sensor layer comprises a color filter, and a microlens formed on the color filter.
반도체 기판의 일측에 형성된, 포토다이오드를 포함하는 후면 에피층을 형성하고;
상기 후면 에피층 상에 금속 배선층을 형성하고;
상기 금속 배선층 상에 산화물 절연층을 형성하고;
상기 절연층 상에 지지 기판을 부착하고;
상기 반도체 기판의 타측을 후면 그라인딩하여 상기 포토다이오드를 포함하는 후면 에피층을 노출시키고;
상기 후면 에피층 상에 후면 패시베이션 층을 형성하고;
상기 후면 패시베이션 층 상에 반사 방지층을 형성하고;
상기 반사 방지층 상에 이미지 센서 층을 형성하는 것
을 포함하는, 후면 조사 이미지 센서의 제조 방법으로서,
상기 후면 패시베이션 층을 형성하는 것은, 0.1 nm 내지 50 nm 두께의 SiGe 층 또는 p-타입 도핑된 SiGe 층을 에피택시 증착하는 것을 포함하는 것이며, 단, 어닐링 공정은 포함하지 않는 것인,
후면 조사 이미지 센서의 제조 방법.
Forming a rear epilayer formed on one side of the semiconductor substrate, the rear epilayer including a photodiode;
Forming a metal wiring layer on the rear epilayer;
Forming an oxide insulating layer on the metal wiring layer;
Attaching a supporting substrate on the insulating layer;
Rear side grinding the other side of the semiconductor substrate to expose a rear epilayer including the photodiode;
Forming a back passivation layer on the backside epilayer;
Forming an antireflective layer on the rear passivation layer;
Forming an image sensor layer on the antireflection layer
The method comprising the steps of:
Wherein forming the back passivation layer comprises epitaxially depositing a SiGe layer or a p-type doped SiGe layer having a thickness of 0.1 nm to 50 nm, but not an annealing process.
Method of manufacturing a backside illuminated image sensor.
제 4 항에 있어서,
상기 SiGe 층 또는 p-타입 도핑된 SiGe 층을 에피택시 증착하는 것은, 화학기상증착법(CVD) 또는 분자선 에피택시(molecular beam epitaxy, MBE)에 의하여 수행되는 것인, 후면 조사 이미지 센서의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the epitaxial deposition of the SiGe layer or the p-type doped SiGe layer is performed by chemical vapor deposition (CVD) or molecular beam epitaxy (MBE).
제 4 항에 있어서,
상기 SiGe 층 또는 p-타입 도핑된 SiGe 층을 에피택시 증착은 300℃ 내지 약 800℃ 온도 범위에서 수행되는 것인, 후면 조사 이미지 센서의 제조 방법.


5. The method of claim 4,
Wherein the epitaxial deposition of the SiGe layer or the p-type doped SiGe layer is performed at a temperature in the range of about 300 < 0 > C to about 800 < 0 > C.


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