TW200849577A - Method of fabricating back-illuminated imaging sensors - Google Patents
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Description
200849577 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明之領域是半導體裝置製造及裝置結構。更具體言 之’本發明係關於一種背照明影像陣列裝置以及一種建構 此一裝置的方法。 本申請案主張2007年3月27日申請之美國臨時專利申請 案第60/908，199號之權利，該案所揭示之内容以引用的方 式全部併入本文中。
【先前技術】 在包括用戶，商業，工業以及空間電子學在内之廣泛領 域範圍内的多種感測及影像應用中，CM〇s或CCD影像感 測器具有重要意義。當前以基於電荷耦合裝置（CCD)之成 像器的利用最為廣泛。所使用之CCD可採正照明組態或背 …、明組恶。與为照明CCD影像相比較，製造正照明CCD影 像更具成本效益，使得正照明裝置在用戶影像市場中佔主 要地位。冑管正面照明傳統上係用於標準成像器_，但其 具有明顯性能限制諸如低填充因子/低敏感度。低填充因 子/低敏感度之問題典型地歸因於由不透明金屬匯流排線 之存在所造成的陰影，以及像素區域巾正表面上所形成之 陣列電路結構的吸收。因此，在大圖幅（高解析度）正照明 成像器中像素之主動區域典型地非常小（低填充因子）。 “薄的月舨明衫像裝置由於具有高填充因子以及較好的電 何載流子產生及收集總效率而優於正照明影像。背照明半 導體影像裝置之一性能目標係：冑面上由光或其他發射事 128927.doc 200849577 件所產生之電荷載流子應被迅速驅動至正面以避免可能塗 污影像之任何水平漂移。亦希望產生之載流子到達正面之 丽其再結合最小化，因為此類再結合會降低裝置的總效率 及敏感度。 此等希望可藉由提供一薄半導體層及該層内之一強電場 的方式來實現。該電場應延伸至背表面以便諸如電子或電 洞所產生的载流子能被迅速驅動至正面。此需在裝置背面 進行額外處置，其增加了製造製程的複雜性。一項當前技 術包括半導體晶圓之化學薄化以及薄化後將溢料口沉積於 背面處。此需對背面溢料口進行臨界厚度控制。另一項技 術包括利用分子束蠢晶（MBE)在晶圓背面生長—薄換雜 層。還有另一種用於提供-所需電場之已知方法係藉由背 面植入層’接著進行適當的退火及活化熱處置而在該薄半 導體層内產生-摻雜梯度。該等方法無法容易地包括在慣 用半導體鑄造處理中，且需要更昂貴的客製處理。 製造薄的背照明成像器還有其他挑戰：舉例而言，薄的 背照明成像器之矽背表面可有 有固有懸鍵存在，其可能使所 產生的電子在背表面處再纟士人 + 处冉、、、口 口。因此，若該薄成像器背面 未經處理以减少陷啡 貝丨吾 阱則里子效率（QE)可能降低。晶圓薄 化提出諸如薄晶圓之庫力以β Μ & 應力以及厚度均勻性等產量問題。基 於這些及上述原因，大吾4太北 ^ 生產月照明成像器之製造成本遠 咼於正照明成像器。 共同擁有之同在審杳中的装 ..^ τ 一中的美國專利申請案第1 1/350,546 號k出了 一種製造基 、巴緣層上覆矽（SOI)之背照明 128927.doc 200849577
CCD/CMOS成像器建議的優勢，其 效益的方法，該案之全部揭 中。該申請案所提出的製造 還具有數項超越其他背照明 ，其包括： 像器鑄造製程完全相 所提方法與現有CCD/CMOS成像 所和:方法無需任何特殊背面處置。 對於高通量薄化製程，S0I晶圓之埋入氧化層係充當 自然終止層。 田 利用此製私所生長之磊晶層厚度係經精確控制。結合 該SOI之自然終止氧化絕緣層可產生與慣用方法相比 高度均勻的厚度。 所提方法可進行多級金屬處理。 降低。 利用所提方法所製成的裝置在應用晶圓薄化/分層步 驟之前可經完全測試，此可使生產環境中之主要成本 些景》像系統將彩色濾光器及微透鏡併入影像感測器中 用以產生波長相依訊號。目前為止，這大部分係以正照明 影像完成。甚至對於上面所提方法而言，薄背照明成像器 之彩色濾光益及微透鏡的製造都是一個複雜製程。背面上 彩色;慮光裔/微透鏡對準正面中之像素是非常關鍵的。背 面可以對準正面之，但對準精確度較低。除此之外，帶有 彩色濾光器及微透鏡之此類薄背成像器之打線接合及封裝 增加製程的複雜度。 128927.doc 200849577 因此，所希望但尚未獲提供者係一種背照明成像器裝置 及其製造方法’其中該方法可具成本效益地併入彩色濾光 器、微透鏡以及打線接合技術。 【發明内容】 本發明揭示-種使用絕緣層底之半導體（soi)基板之背 照明影像裝置方法及所形成之裝置。製造該影像裝置之方 法包括以下諸步驟：提供一基板，該基板包含一絕緣層及 實質上覆於該絕緣層之一蟲晶層；至少形成一個接合塾區
域，其延伸入該蟲晶層至該絕緣層之一表面；製造至少一 個接合墊’該接合塾至少部分上覆於該至少—個接合塾區 域；製造至少—個影像組件，該影像組件至少部分上覆於 並延伸入#亥晶層；制；生一^ /μ 〇 ^ 衣4 鈍化層，该鈍化層實質上覆於 該蟲晶層、該至少—個接合塾以及該至少-個影像組件；、 將-處理晶圓接合至該鈍化層；至少蝕刻穿透該絕緣層之 一部分及該接合塾區域之—部分以便曝露出該至少一個接 合塾之至少一部分。 該蟲晶層之對準標記係藉由下列方式所形成：將標記圖 案印刷在該蟲晶層之頂部；利用溝㈣刻製㈣刻該標記 圖案下的基底磊晶I ’直到以該基底絕緣層/埋入氧化層 、、止姓刻石夕，及以石夕之氧化物填充該開口溝槽。钮刻掉蟲 晶層中接近該等對準標記位置用於連接接合線之至少—個 接合墊。-處理晶圓係連接或接合至該鈍化層之—平面， 其係藉由黏接該處理晶圓至該平面，或藉由利用陽極接人 將财熱玻璃接合至該平面，_將該處理晶圓接合至_ 128927.doc 200849577 熱玻璃。 該所形成之背照明半導體影像裝置包含：一絕緣層；一 蠢晶層，其實質上覆於該絕緣層；至少一個接合墊區域， 其延伸入該磊晶層至該絕緣層之一表面，該至少一個接合 墊區域係形成於該絕緣層及該蠢晶層内，該接合墊區域具 有至少部分延伸穿過其中之内開口區域，從而在該至少一 個接合墊區域中形成側壁；至少一個接合墊，其實質上覆 於该接合墊區域；至少一個影像組件，其係以至少部分上 覆於及延伸入該磊晶層而形成；一鈍化層，其係以實質上 覆於該磊晶層、該至少一個影像組件以及該至少一個接合 塾上所形成；及一處理晶圓，其接合至該鈍化層。在該蠢 晶層中形成複數個對準標記。至少一個光學組件接合至該 絕緣層中，其可包含彩色濾光器及微透鏡之任何組合。該 等影像組件可以任何組合包括CMOS影像組件、電荷輕合 叙置（CCD)組件、光二極體、崩潰光二極體或光電晶體。 【實施方式】 欲以下面實施例為例示，而非限制。與習慣做法一致， 諸圖不必按比例繪製。 圖1-10說明一個製造薄背照明成像器之方法及所形成結 構之實施例。圖1說明初始基板10，其在此項技術中有時 稱為絕緣層底之半導體（SOI)基板。如圖！所示，起始s〇i 基板10係由處理期間用於提供機械支撑之處理晶圓2 5、一 絕緣層20(其可為諸如埋入之矽氧化層）以及晶種層15所組 成。在本發明實施例中，處理晶圓25可為製造積體電路所 128927.doc -10· 200849577 用之標準矽晶圓。或者，處理晶圓25可為由與本文所揭示 方法之諸步驟相容之材料所組成之任何足够堅硬的基板。 絕緣層20可包含一厚度約為！微米的矽氧化物。在其他實 施例中’絕緣層20之厚度可以落入約10 nm至約5000 nmi 範圍内。晶種層15可以由厚度約為5奈米至約1〇〇奈米的晶 體矽所組成。 SOI基板係市售物並可藉由多種已知方法製得。在一種 方法中，熱石夕氧化物生長於石夕晶圓上。此兩種晶圓係經由 氧化面而接觸連結並升溫至高溫。在一些變化例中，在該 兩個sa圓與氧化物之間施加一電位差。這些處置之結果使 兩個晶圓上之氧化層流入彼此中，在該等晶圓之間形成一 單片接& 旦接合元成，研磨及抛光一面上之石夕至晶種 層15之所需厚度，而氧化物之相反面上的矽形成處理晶圓 25。該氧化物形成絕緣層2〇。 製造SOI基板之另—種方法首先獲得—更標準的絕緣層 底之半導體（SOI)晶圓，其中晶種層15之厚度係在約1〇〇 nm至㈣⑽nm範圍内。利用已知方法使一熱氧化物生長 於該半導體基板上。隨著該氧化層的生長";肖耗該半導體 基板之半導體材料。接著，選擇性地餘刻掉該氧化層，留 下一具有所需SOI厚度之薄半導體基板。 稱為smart Cut.TM.之另—方法所製得的s〇i基板係由 Soitec S.A銷售。 日日種層15可包含矽（Si)、鍺（Ge)、矽鍺⑻合金、⑴-V半導體、II_VI半導體或適於製造光電子裝置的其他任何 128927.doc -11 - 200849577 半導體材料。 見在參閱圖2 用晶種層15作為模板使蟲晶層3〇形成 於該晶種層15上。視晶種層15的材料而定，蠢晶㈣可包 含石夕（Si)、鍺（Ge)、石夕鍺合金、㈣半導體、㈣半導體 或適於製造光電子裝置的其絲何半導體材料。遙晶層3〇 可具有從約1微米至約50微米的厚度。蟲晶層3()之電阻係 數可藉由控制外延蟲晶生長製程來進行控制。
現在參閱圖3，一旦蠢 並钱刻入該磊晶層3 0中。 晶層30生長，將對準標記45印刷 該等對準標記45在影像製造製程 』間可用於對準後續層，且在晶圓薄化後也可用於對準背 面上之彩色濾光ϋ。使用對準標記可為後續沉積層造成約 0 · 1微米或更小之高度精確對準 對準標記45亦可用於打 k 開打線接合至所形成裝置背面之接合墊區域。利用光刻將 標記圖案50印刷於該以㈣之頂部。可將—種溝槽钮刻 製程用於蝕刻該等標記圖案50下的基底磊晶層3〇以蝕刻掉 矽而留下基底絕緣/埋入氧化層2〇。接著，以諸如矽氧化 物、矽碳化物、矽氮化物或多晶矽之適當材料填充開口溝 槽5 5可使用化學或機械拋光技術來獲得更為平坦的磊晶層3 0 。 曰曰 現在參閱圖4，將接合墊區域58周圍的一個或多個溝槽 57印刷並蝕刻入磊晶層30之適當位置處。對準標記45可用 作參考位準以對準溝槽57之位置，或在印刷及蝕刻對準標 記45的同時圖案化及蝕刻溝槽57。接著，以矽氧化物填充 由钱刻所形成之一個或多個開口區域以便在該一個或多個 128927.doc 12 200849577 接合墊區域60周圍形成溝槽57。 現在參閱圖5，可形成一個或多個接合墊67而實質上覆 於違一個或多個接合塾區域6〇。可利用半導體製迭之已头 方法製造一個或多個影像組件70而上覆於該—個或多個接 合墊67及/或該磊晶層30。這些影像組件7〇可包括電荷耦 合裝置（CCD)組件、CM0S影像組件、光二極體、崩潰光 二極體、光電晶體或其他光電子裝置之任何組合。該=影 像組件70可包括CCD及CM〇s組件兩者，此兩者係利用t 知遮罩方法製造於磊晶層30之不同區域中。同樣，也可包 括諸如CMOS電晶體、雙極電晶體、電容器 他電子組件（未示出）。 时之八 現在參閱圖6, T對該裝置之背面作進一步組件處理， 需要添加第二處理晶圓75至正面77錢提供進—步機械支 撐。為了添加該第二處理晶圓75至成像器之正面77，該成 像器係經一鈍化/電介質層8〇封裝。接著，利用—種化學 機械拋光製程（CMP)來拋光該鈍化層8Q，以為添加第二: 理晶圓75提供—平面85。，然後，藉由幾種方法中之一種將 第：處理晶圓75連接或接合至該平面85。在—實施例中， 將第:處理晶圓75黏接至該平面85上。在其他實施例中， 利用陽極接合將由耐熱玻璃製成的處理晶圓75接合至該平 面85 〇 參閱圖7及8，該製程的下一步驟包括移除第一處理晶圓 25。不再需要處理晶圓乃來提供機械穩定性。可藉由部分 枝械研磨，接著進行化學蝕刻，或藉由該等方法之組合來 128927.doc -13- 200849577 元成處理晶圓2 5的移除。使用化學钱刻，在不移除絕緣層 20之情况下就可選擇性地移除處理晶圓25而產生成像器之 平滑背面90。該絕緣層20係充當蝕刻終止層。接著，倒置 該成像器（圖8)以進行進一步處理。 現在參閱圖9，利用該等對準標記45作為精確引導可將 光學組件95接合至該成像器之背面9〇。該一個或多個光學 組件可包含彩色濾光器及微透鏡以產生波長相依訊號。 現在參閱圖10，將一保護層（未示出）應用於該等光學組 件95之曝露部分以保護該等光學組件％以免於後續光刻步 驟中受損。應用一種光阻劑並利用光刻打開直接上覆於接 合墊67之接合墊區域6〇。蝕刻接合墊區域6〇上的矽。再次 參閱圖4，溝槽57形成於這些接合墊區域6〇周圍並經氧化 物填充。現在，該等接合墊區域6〇之該區域内的矽係藉由 各向異性蝕刻而完全移除並終止於氧化層2〇上。接著，進 =氧化蝕刻以蝕刻該層2〇並終止於接合墊金屬”上。接 者，進行溝槽氧化物蝕刻並終止於 -電介質層8。上。這姓刻留下侧壁u。以覆蓋= 及攸而保護蟲晶層30以免於打線接合製程中受損。就此， 接合塾67係由該氧化/鈍化/電介質層⑽，接著由第二處理 晶圓75來支撑。將導線12〇接合至接合塾67。光學組件％ 之頂部上的保護層係被移除。 應瞭解該等例示性實施例僅為說明本發明，
此希望所有此類變化均包含於 128927.doc 况昍本發明，熟習此項技 述實施例進行許多變化。 以下申請專利範圍及其均 -14- 200849577 專物之範_内。 【圖式簡單說明】 圖1係根據本發明之一實施例，顯示製造背照明影像裝 置之製程中所使用的一種超薄絕緣層上覆石夕（S0I)基板； 圖2顯示在圖1所述之soi基板的晶種層上形成一磊晶層 的步驟； 圖3係根據本發明之一實施例，顯示在該磊晶層中形成 對準標記的步驟； ，一 、 圖4顯示在該磊晶層中靠近圖3之對準標記之位置處印刷 及姓刻接合墊區域的步驟； 圖5係根據本發明之一實施例，顯示在該磊晶層上製造 一個或多個影像組件的步驟； 圖6顯示製造一由圖！ _ 5中所說明之諸步驟所產生的純化 層以及將第二處理晶圓接合至該裝置之正面以提供進—步 機械支撑等步驟； ( ® 7顯示移除屬於圖1初始⑽晶圓之第-處理晶圓的步 驟； 圖8顯示倒置該裝置以便用於進一步處理的步驟； —圖9顯料㈣該㈣準標記作為引導將光學組件接合至 ' 该成像器背面的步驟；及 圖10顯示打開接合墊區域内之區域以便曝露出該 墊以及將接合線連接至該等接合墊的步驟。 口 【主要元件符號說明】 1〇 基板 128927.doc -15- 200849577 15 晶種層 20 絕緣層 25 處理晶圓 30 蠢晶層 45 對準標記 50 標記圖案 55 開口溝槽 57 溝槽 58 接合墊區域 60 接合墊區域 67 接合墊 70 影像組件 75 處理晶圓 77 成像器之正面 80 鈍化/電介質層 85 平面 90 成像器之背面 95 光學組件 110 側壁 120 導線 128927.doc -16
Claims (1)
- 200849577 十、申請專利範圍： 1. 一種製造背照明半導體影像裝置之方法，其包含以 步驟： = 提供一基板，該基板包含： 一絕緣層，及 一蠢晶層’其實質上覆於該絕緣層； 至少形成一個接合墊區域，其延伸入該磊晶層至該絕 緣層之一表面； 製造至少一個接合墊，該接合墊至少部分上覆於該至 少一個接合墊區域； 衣造至少一個影像組件，該影像組件至少部分上覆於 並延伸入該磊晶層； 製造一鈍化層，該鈍化層實質上覆於該磊晶層、該至 少一個接合墊以及該至少一個影像組件； 將一處理晶圓接合至該鈍化層；及 蝕刻穿透該絕緣層之至少一部分及該接合墊區域之至 少一部分以曝露出該至少一個接合墊之至少一部分。 2·如π求項1之方法，其進一步包含形成複數個對準標 記’其實質上覆於該磊晶層。 3·如請求項2之方法，其中形成實質上覆於該磊晶層之複 數個對準標記的步驟進一步包括以下諸步驟： 將標記圖案印刷於該磊晶層之頂部； 曰利用-種溝槽蝕刻製程蝕刻該等標記圖案下的基底磊 晶層以蝕刻掉矽並終止於該基底絕緣層上；及 128927.doc 200849577 以石夕氧化物、石夕碳化物、石夕氮化物及多晶石夕中之一種 填充該等開口溝槽。 4·如明求項1之方法，其中該至少一個接合墊區域係形成 於接近該等對準標記之位置處。 s长員1之方去’其中形成至少一個接合墊區域之步 驟進一步包括以下諸步驟： 利用光刻以建構一 f質上覆於該蠢晶層之該至少一個 接合墊區域的輪廓； 溝槽蝕刻接近該輪廓之磊晶層以蝕刻掉矽並終止於該 基底絕緣層，從而形成-開口區域；及 以石夕氧化物填充該開口區域。 6. 如請求項2之^，其進一#包含利用複數個對準標記 作為引‘將至少一個光學組件接合至該絕緣層的步驟。 7. 如請求項6之方法，其中該至少一個光學組件包括彩色 渡光裔及微透鏡之任意組合。 8·如凊求項1之方法，其中製造一個或多個影像組件之步 驟包括製造CMOS影像組件、電荷耦合裝置（CCD)組件、 光二極體、崩潰光二極體或光電晶體之任何組合的步 驟。 9·如請求項1之方法，其進一步包含將一處理晶圓接合至 該鈍化層的步驟。 10·如凊求項9之方法，其中將一處理晶圓接合至該鈍化層 之步驟進一步包括利用一種化學機械拋光製程（CMP)來 拋光该鈍化層之上表面以為該處理晶圓之添加提供一平 128927.doc 200849577 面的步驟。 ιΐ·如請求項10之方法 其中將該處理晶圓接合至該鈍化層 之步驟進一步包括將該處理晶圓黏接至該平面的步驟。 12·如請求項丨之方法，其中蝕刻該絕緣層之至少一部分及 該接合墊區域之至少一部分以曝露出該至少一個接合墊 的至少-部分之該步驟進—步包含利㈣槽氧化物钮刻 打開在該至少一個接合塾區域中之第二區域並終止於該 鈍化層’從而在該至少一個接合墊區域中形成側壁並至 少曝露出該接合塾之—部分的步驟，其中該第二區域具 有比孩至少一個接合墊區域更小之體積。 如請求们之方法，其進一步包含將二導線接合至該至 少一個接合墊的步驟。 13. 14. 一種背照明半導體影像裝置，包含： 一絕緣層； 一磊晶層，其實質上覆於該絕緣層； 们接合墊區域，其延伸入該磊晶層至該絕緣層 ，石，面’该至少_個接合墊區域係形成於該絕緣層及 ^日日層0，该接合墊區_具有至少部分延伸穿過立中 的-内開口區域，從而在該至少一個接合墊區域内形成 個接合墊，其實質上覆於該接合墊區域； 至；-個影像組件，其係以至少部分上覆於及延伸入 該蠢晶層所形成； 層’其係以實質上覆於該磊晶層、該至少一個 128927.doc 200849577 影像組件以及該至少一個接合塾上而形成；及 一處理晶圓，其接合至該鈍化層。 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 如請求項14之影像裝置，其進—步包含複數個對準伊 圮，其係以至少部分上覆於及 " 7八忑猫日日層而形成。 如=求項15之影像裝置，其中_氧化物1碳化物、 #化物及多晶_中之—種填充該等對準標記。 如請求们4之影像裝置，其中該^層包 緣層包含矽氧化物。 5亥、、巴 如明求項14之影像裝置，其巾該至少―個影像組件包括 ⑽s影像組件、電荷麵合裝置（ccd)組件、光二極體、 朋潰光二極體或光電晶體之任意組合。 如請求項Μ之影像裝置，進一步包含至少一個光學組 件’其接合至該絕緣層。 :請求項19之影像裝置，其中該至少-個光學組件包括 念色濾光器及微透鏡之任意組合。 月求項1 5之衫像裝置，其中該至少一個接合墊係形成 於該為晶層内接近於該等對準標記的位置。 如明求項14之影像裝置’其中該鈍化層與該處理晶圓之 間係以耐熱玻璃接合。 如請求項12之影像裝置，其中該鈍化層由矽氧化物所製 成0 如請求項14之影像裝置，其進一步包含一導線，其接合 至該至少一個接合墊。 128927.doc
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| TWI440169B (zh) * | 2009-08-31 | 2014-06-01 | Sumco Corp | 固態攝影元件用半導體晶圓的薄膜化控制方法 |
| TWI415253B (zh) | 2011-05-17 | 2013-11-11 | Novatek Microelectronics Corp | 光學感測器及其製造方法 |
| WO2013152176A1 (en) | 2012-04-04 | 2013-10-10 | Massachusetts Institute Of Technology | Monolithic integration of cmos and non-silicon devices |
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| DE102017129524A1 (de) | 2017-12-12 | 2019-06-13 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum Herstellen eines semitransparenten Displays sowie ein semitransparentes Display |
| DE102018105462A1 (de) * | 2018-03-09 | 2019-09-12 | Infineon Technologies Ag | Halbleitervorrichtung, die ein bondpad und einen bonddraht oder -clip enthält |
| WO2020205045A1 (en) * | 2019-04-02 | 2020-10-08 | Massachusetts Institute Of Technology | Rapid prototyping of single-photon-sensitive silicon avalanche photodiodes |
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| US5227313A (en) * | 1992-07-24 | 1993-07-13 | Eastman Kodak Company | Process for making backside illuminated image sensors |
| US5270221A (en) * | 1992-11-05 | 1993-12-14 | Hughes Aircraft Company | Method of fabricating high quantum efficiency solid state sensors |
| US6498073B2 (en) * | 2001-01-02 | 2002-12-24 | Honeywell International Inc. | Back illuminated imager with enhanced UV to near IR sensitivity |
| US7067853B1 (en) * | 2004-08-26 | 2006-06-27 | Jie Yao | Image intensifier using high-sensitivity high-resolution photodetector array |
| US7425460B2 (en) * | 2004-09-17 | 2008-09-16 | California Institute Of Technology | Method for implementation of back-illuminated CMOS or CCD imagers |
| US7238583B2 (en) * | 2005-02-11 | 2007-07-03 | Sarnoff Corporation | Back-illuminated imaging device and method of fabricating same |
| US8049293B2 (en) * | 2005-03-07 | 2011-11-01 | Sony Corporation | Solid-state image pickup device, electronic apparatus using such solid-state image pickup device and method of manufacturing solid-state image pickup device |
| WO2008118525A1 (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-02 | Sarnoff Corporation | Method of fabricating back-illuminated imaging sensors |
| US7541256B2 (en) * | 2007-03-28 | 2009-06-02 | Sarnoff Corporation | Method of fabricating back-illuminated imaging sensors using a bump bonding technique |
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| WO2008118525A1 (en) | 2008-10-02 |
| US20080237668A1 (en) | 2008-10-02 |
| US8178914B2 (en) | 2012-05-15 |
| US20100032783A1 (en) | 2010-02-11 |
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