图像传感器以及制造该图像传感器的方法技术

一种图像传感器以及制造该图像传感器的方法。所述图像传感器包括支撑衬底、位于所述支撑衬底下的布线层、位于所述布线层下的外延层、以及位于所述外延层中的光电二极管。所述外延层相对于[001]晶向具有大约0.3°至大约1.5°的偏离角。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
实施例涉及一种图像传感器以及制造该图像传感器的方法。
技术介绍
近年来，CMOS图像传感器被作为下一代图像传感器受到关注。这样的CMOS传感器是利用MOS(Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体)晶体管以切换方式进行顺序检测的器件。在控制电路和信号处理电路被用作外围电路的情况下，这些MOS传感器利用CMOS技术形成在半导体衬底上，其中MOS传感器的数量与单元像素的数量相同。也就是说，CMOS传感器在每个单元像素中形成有一光电二极管和一MOS晶体管，并且通过以切换方式对这些单元像素的电信号进行顺序检测来得到图像。CMOS图像传感器使用CMOS制作技术，并因此具有诸如低功耗、少量的光刻工艺导致的简单的制作工艺等等优点。此外，因为CMOS图像传感器能够将控制电路、信号处理电路、模数转换器电路等等集成到一个CMOS图像传感器芯片中，所以很容易将使用该CMOS图像传感器的产品做到最小。相应地，CMOS图像传感器已被广泛用于诸如数字静物照相机和数字摄像机之类的各种产品。通常情况下，倘若像素具有低分辨率以及半导体设计规则不够精细，则使用具有正面光照(FSI，front side illumination)结构的图像传感器。然而，随着半导体设计规则变得非常精细，并且CMOS图像传感器具有高分辨率，则很难保证入射到光电二极管以及光传输路径中的光量。相应地，具有背面光照(BSI，back side illumination)结构的图像传感器已经被开发出来，在背面光照结构中滤色片和透镜被形成在晶圆的背面上。如上制造的BSI CMOS图像传感器可以克服FSI CMOS图像传感器的缺点，并且由于所具有的高敏感度而对于实现高清晰度是非常有利的。然而，因为BSI CMOS图像传感器使用对晶圆的背面进行处理以接收光的方法，所以CMOS图像传感器难以通过半导体工艺进行制造并且产量很低。同样地，在形成光电二极管的区域以及晶圆背面上的硅单晶区域中应当完全除去杂质。在此，通常可使用外延生长晶圆(epitaxy wafer)而不是抛光晶圆作为用作CMOS图像传感器的衬底。
技术实现思路
实施例提供一种具有更少缺陷和改进性能的图像传感器以及制造该传感器的方法。在一个实施例中，图像传感器包括：支撑衬底；布线层，位于所述支撑衬底下；外延层，位于所述布线层下；以及光电二极管，位于所述外延层中，其中，所述外延层相对于[001]晶向具有大约0.3°至大约1.5°的偏离角。在另一个实施例中，一种制造图像传感器的方法，包括：提供相对于[001]晶向具有大约0.3°至大约1.5°的偏离角的硅晶圆；在所述硅晶圆上形成外延层；在所述外延层上形成光电二极管；在所述外延层上形成布线层；在所述布线层上形成支撑衬底；以及移除所述硅晶圆。根据该实施例，图像传感器相对于[001]晶向具有大约0.3°至大约1.5°的偏离角。在此情况下，外延层的缺陷被显著降低。因此，根据实施例的图像传感器能够减少缺陷并且能够具有改进的感应效率。附图说明图1为对用于形成硅晶圆的生长硅锭工艺进行说明的示意图；图2为对在硅晶圆上形成外延层的工艺进行说明的示意图；图3至8为对根据一个实施例制造图像传感器的工艺进行说明的示意图；图9为对根据外延层的偏离角的缺陷数量进行说明的示意图；图10为对根据硅晶圆的偏离角的图像传感器的缺陷率进行说明的示意图。具体实施方式在实施例的说明中，应当理解的是，当衬底、图案、区域或者层被称为在另一衬底、图案、区域或者层“上”或“下”时，术语“上”和“下”包括“直接地”和“非直接地”两种意思。图1为对用于形成硅晶圆的硅锭生长工艺进行说明的示意图。参照图1，生长硅锭。可以在[001]晶向上生长硅锭。也就是说，硅锭的延展方向可以是[001]晶向。之后，通过诸如线切割工艺之类的切片工艺将硅锭切片为多个晶圆。此时，晶圆中每一个的偏离角(off angle)(θ)可以被确定。也就是说，硅锭可以在相对于[100]平面倾斜的方向上被切片。硅锭可以在相对于[100]平面倾斜预定的偏离角(θ)的方向上被切片。在此，硅锭以大约0.3°至大约1.5°的偏离角(θ)被切片，从而形成多个晶圆(200)。更加详细地，硅锭可以在倾斜大约0.3°至大约0.7°的更窄的偏离角(θ)的方向上被切片。也就是说，偏离角(θ)就是硅锭的[001]晶向与垂直于切片表面的方向之间的角。[001]晶向是垂直于[100]平面的方向。也就是说，偏离角(θ)就是垂直于切片表面的方向与[001]晶向之间的角。此后，硅晶圆(200)可以通过抛光工艺被抛光以使得硅晶圆(200)适合于其它工艺。如上所述，硅晶圆(200)可以具有大约0.3°至大约1.5°的偏离角(θ)。而且，硅晶圆(200)可以具有大约0.3°至大约0.7°的偏离角(θ)。硅晶圆(200)的偏离角(θ)是晶圆的上表面与晶圆(200)的[100]平面之间的角。也就是说，硅晶圆(200)的偏离角(θ)是垂直于晶圆的上表面的直线与晶圆(200)的[001]晶向之间的角。也就是说，硅晶圆(200)的偏离角(θ)可以代表在不考虑X轴和Y轴的情况下相对于[001]晶向倾斜的角。同样地，硅晶圆(200)可以是p型硅晶圆。可替代地，硅晶圆(200)可以是n型硅晶圆。硅晶圆(200)可以具有大约0.005Ω·cm至大约0.02Ω·cm的电阻率。图2为对在硅晶圆上形成外延层的工艺进行说明的示意图。参照图2，在晶圆上形成外延层的方法中，硅晶圆(200)被放置在用于生长外延层(210)的装置(此后被称为“外延层生长装置”)内以形成外延层(210)。外延层生长装置包括加热器(11)和基座(12)。加热器(11)加热硅晶圆(200)。在这个时候，基座(12)支撑硅晶圆(200)。如上所述，在硅晶圆(200)被加热的状态中，源气体被提供到硅晶圆(200)上。四氯化硅可以被用作用于生长外延层(210)的源气体。乙硼烷(B2H6)可以被用作用于将掺杂物注入到外延层(210)中的气体。同样地，氢气可以被用作运载气体。相应地，p型杂质可以被掺杂到外延层(210)中。在此，硅晶圆(200)还可以是p型硅晶圆。可替代地，n型杂质可以被掺杂到外延层(210)中。在此，硅晶圆(200)还可以是n型硅晶圆。在用于生长外延层(210)的工艺中，用于生长外延层(200)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，包括：支撑衬底；布线层，位于所述支撑衬底下；外延层，位于所述布线层下；以及光电二极管，位于所述外延层中，其中，所述外延层相对于[001]晶向具有大约0.3°至大约1.5°的偏离角。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.29 KR 10-2012-00211531.一种图像传感器，包括：
支撑衬底；
布线层，位于所述支撑衬底下；
外延层，位于所述布线层下；以及
光电二极管，位于所述外延层中，
其中，所述外延层相对于[001]晶向具有大约0.3°至大约1.5°的偏离角。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述外延层相对于[001]晶
向具有大约0.3°至大约0.7°的偏离角。
3.根据权利要求1所述的图像传感器，进一步包括位于所述外延层上的传
输晶体管，所述传输晶体管被连接到所述光电二极管上。
4.根据权利要求1所述的图像传感器，进一步包括位于所述外延层下的滤
色片。
5.根据权利要求4所述的图像传感器，进一步包括位于所述滤色片下的微
透镜。
6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述外延层具有大约1Ω·cm

【专利技术属性】
技术研发人员：林鸿江，
申请(专利权)人：LG矽得荣株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR