背照式传感器的制造方法技术

本发明专利技术公开一种背照式传感器的制造方法，包括：提供半导体基材；形成光电流产生区在该半导体基材上；形成针札层包含注入区在该光电流产生区上；以及在形成该针札层之后，形成包含光学反射材料的传输栅极在该半导体基材上，其中该传输栅极形成在该光电流产生区的全部表面上和该针札层的全部表面上。本发明专利技术能够解决穿通问题，并提高影像传感元件的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
背照式传感器的制造方法本专利技术是一件分案申请，原申请的申请日为：2008年1月30日；原申请号为：200810005307.5；原专利技术创造名称为：背照式传感器。
本专利技术涉及一种半导体装置的制造方法，且特别涉及一种背照式传感器的制造方法。
技术介绍
在半导体技术应用上，背照式传感器用于传感投射到基材背表面的辐射量(如光)，为达此目的，影像传感器利用元件的阵列(如像素)来检测辐射量。每一个影像传感元件包括，至少一个辐射传感元件，在此辐射传感元件指的是光传感器。该光传感器可以位于基材前侧，且基材必须够薄，才能使得入射到基材背面的辐射光到达光传感器。薄的基材可以降低影像传感元件之间光学上或电性上的串扰。然而，薄的基材也可能降低传感器的性能，例如降低量子效率(指将辐射转换成信号的能力)，特别是对长波长(如650nm)的可见光而言。每一个光传感元件通常至少包含一个与光传感器耦接的晶体管。该晶体管必须被最佳化以避免穿通(punchthrough)的问题产生。因此，业界亟需针对背照式传感器及其制造方法加以改进。
技术实现思路
本专利技术公开一种背照式传感器的制造方法，其包括：提供半导体基材；形成光电流产生区在该半导体基材上；形成针札层包含注入区在该光电流产生区上；以及在形成该针札层之后，形成包含光学反射材料的传输栅极在该半导体基材上，其中该传输栅极形成在该光电流产生区的全部表面上和该针札层的全部表面上。在本公开的一种示例实施方式中，其中形成该传输栅极的步骤包含沉积、光刻、蚀刻和光致抗蚀剂剥除工艺，并且在进行该蚀刻和该光致抗蚀剂剥除工艺的期间，该光电流产生区和该针札层被该传输栅极覆盖。在本公开的一种示例实施方式中，其中该针札层经由注入具有第一导电类型的掺杂物至该光电流产生区内形成，该光电流产生区经由注入具有第二导电类型的掺杂物至该半导体基材内形成，并且该半导体基材被掺杂以具有该第一导电类型的掺杂物。在本公开的一种示例实施方式中，更包括：经由注入具有该第二导电类型的掺杂物至半导体基材内而形成浮动扩散区，该浮动扩散区相邻于该传输栅极，并位于该光电流产生区的相对侧。在本公开的一种示例实施方式中，更包括：经由对该半导体基材掺杂以具有该第一导电类型的掺杂物而形成保护环阱；以及形成第一隔离结构在该半导体基材上相邻于该浮动扩散区，及形成第二隔离结构在该半导体基材上相邻于该针札层，其中该第二隔离结构形成在该保护环阱内。在本公开的一种示例实施方式中，其中形成该第一隔离结构和该第二隔离结构的步骤包含浅沟槽隔离工艺。在本公开的一种示例实施方式中，其中该传输栅极由金属材料形成。在本公开的一种示例实施方式中，其中该传输栅极包含栅极电极层，并且该光学反射材料形成在该栅极电极层上。在本公开的一种示例实施方式中，其中该栅极电极层包含多晶硅，并且该光学反射材料包含硅化物。在本公开的一种示例实施方式中，其中该半导体基材的厚度介于1μm至5μm之间。在本公开的一种示例实施方式中，其中该半导体基材的厚度介于1.5μm至4μm之间。在本公开的一种示例实施方式中，其中该针札层和该光电流产生区形成针札光电二极管。本专利技术能够解决穿通问题，并提高影像传感元件的灵敏度。附图说明图1为传感装置的俯视图，包含多个影像传感元件。图2为影像传感元件的实施例图。图3为影像传感元件的剖面图，其中影像传感元件是为了检测入射到传感器前面的光而设置的影像传感元件。图4为实施例剖面图，包含数个背照式影像传感装置的影像传感元件。图5为影像传感元件的实施例剖面图，其包含背光影像传感器装置。图6为影像传感元件的实施例剖面图，包含受益于本专利技术公开的背光影像传感器装置。图7为另一种影像传感器元件的具体实施例剖面图，包含受益于本专利技术公开的背光影像传感器装置。图8为制造背照式传感器方法的流程图。其中，附图标记说明如下：100～影像传感装置110～影像传感元件200～影像传感元件202～复位晶体管204～源极跟随晶体管206～选择晶体管208～恒定电流源210～电源供应器212～传输晶体管214～光传感器300～影像传感元件302～入射光304～基材306～光传感器308～注入区310～阱区312a、312b～浅沟槽隔离区314～浮动扩散区域316～传输栅极316a～栅极电极316b～硅化物层400～影像传感装置402～入射光404～基材406～反射光408～光反射层500～影像传感元件502～入射光504～未被吸收的入射光600～影像传感元件602～入射光604～反射光606～基材608～光电流产生区610～保护环阱612a、612b～隔离区614～浮动扩散区616～注入区618～传输栅极618a～栅极电极层618b～光反射层700～影像传感元件D～光传感器的厚度T～基材厚度具体实施方式本专利技术涉及一种影像传感器，且特别涉及一种背照式影像传感器。虽然本专利技术将以数个优选实施例公开，然而所属
普通技术人员可以将本专利技术公开的方法应用于其他方法或装置。而且，本专利技术公开的方法与装置包含一些常见的结构和/或工艺。由于这些结构与工艺已被本
人员所知，所以在本文中只会讨论到一般程度。至于在参考图中的附图标记重复出现，是为了便于举例，重复出现的附图标记不代表必须与图中的图形或步骤结合。此外，实施例中对于第一特征图案与第二特征图案的形成，若使用下列述语，如在……上方、之上、重叠、覆盖、在……之下等，则除了代表第一特征图案与第二特征图案形成直接接触以外，也可能代表第一与第二特征图并无直接接触，亦即，两者间还可能包含额外的特征图案。若实施例中提及特征图案形成于基材上或基材表面上，表示此特征图案位于基材表面上方、紧邻基材表面或直接在基材表面上形成，和/或延伸进入到基材内部(如注入区)。请参见图1，影像传感装置100包含影像传感元件(即像素)110的阵列。该影像传感装置100可以是互补式金属氧化物半导体(CMOS)传感器或主动式像素传感器。在另一实施例中，该影像传感装置100可以是电荷耦合器件(CCD)传感器或被动式像素传感器。该影像测装置100是一种背照式传感器(BSI)。影像传感元件110包含光传感器，用于测量辐射光的强度或亮度。在另一实施例中，影像传感元件(110)中的光传感器包含光电二极管。在另一实施例中，光传感器则包含针札光电二极管。光传感器也有其他种类，例如：光电栅传感器、光电晶体管，和/或其他本领域公知的传感器。该影像传感元件110也包括复位晶体管、源极跟随晶体管、选择晶体管、和/或传输晶体管。在以下数个实施例中，所述的影像传感器元件含有四个晶体管元件(或者说具有4T结构)，然而其他配置如5T结构也是可行的。邻近于影像传感元件阵列的额外电路与输出/输入装置，其主要功能是供给影像传感元件110操作接口并支持影像传感元件与外界的联系。为简化说明起见，以下以包含单一影像传感元件进行说明，然而，一般影像传感元件以阵列的形式组成传感装置，如图1所示。如图2所示的影像传感器元件200包含复位晶体管202、源极跟随晶体管204、选择晶体管206、传输晶体管212(或传输栅极晶体管)以及光传感器214(图示为光电二极管)。该光传感器214串联连接到传输晶体管212，接着再串联连接到复位晶体管202。源极跟随晶体管204本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种背照式传感器的制造方法，包括：提供半导体基材；形成光电流产生区在该半导体基材上；形成针札层包含注入区在该光电流产生区上；以及在形成该针札层之后，形成包含光学反射材料的传输栅极在该半导体基材上，其中该传输栅极形成在该光电流产生区的全部表面上和该针札层的全部表面上。

【技术特征摘要】
2007.09.24 US 11/859,8481.一种背照式传感器的制造方法，包括：提供半导体基材；形成光电流产生区在该半导体基材上，其中该光电流产生区具有第一侧和相对于该第一侧的第二侧；形成针札层包含注入区在该光电流产生区上，其中该针札层具有第三侧和相对于该第三侧的第四侧，且该针札层的该第三侧在该光电流产生区的该第一侧和该第二侧之间，该光电流产生区的该第二侧在该针札层的该第三侧和该第四侧之间；形成栅极电极层覆盖该针札层及该光电流产生区；形成光学反射材料在该栅极电极层上；以及图案化该栅极电极层及该光学反射材料以形成传输栅极，其中该传输栅极覆盖该光电流产生区的该第一侧和该第二侧以及该针札层的该第三侧和该第四侧。2.如权利要求1所述的背照式传感器的制造方法，其中形成该传输栅极的步骤包含沉积、光刻、蚀刻和光致抗蚀剂剥除工艺。3.如权利要求1所述的背照式传感器的制造方法，其中该针札层经由注入具有第一导电类型的掺杂物至该光电流产生区内形成，该光电流产生区经由注入具有第二导电类型的掺杂物至该半导体基材内形成，并且该半导体基材被掺杂以具有该第一导电类型的掺杂物。4.如权利要求3所述的背照式传感器的制造方法，更包括：经由注入...

【专利技术属性】
技术研发人员：许慈轩，杨敦年，王俊智，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71