制作图像传感器的方法技术

一种制作图像传感器的方法包括：在衬底中植入第一掺杂剂；移除所述衬底的一部分以界定突出部；在所述突出部之上形成导电特征；以及在所述突出部中植入第二掺杂剂。所述移除所述衬底的所述一部分界定环绕所述突出部的第一表面。所述第二掺杂剂具有与所述第一掺杂剂相同的导电类型。

Method of Making Image Sensor

A method for fabricating an image sensor includes: inserting a first dopant into the substrate; removing a portion of the substrate to define the protrusion; forming a conductive characteristic above the protrusion; and implanting a second dopant in the protrusion. The portion of the removed substrate defines a first surface surrounding the protrusion. The second dopant has the same conductive type as the first dopant.

【技术实现步骤摘要】
制作图像传感器的方法
本专利技术实施例涉及一种制作图像传感器的方法。
技术介绍
半导体图像传感器被用于检测例如可见光等辐射。互补金属氧化物半导体(complementarymetal-oxide-semiconductor，CMOS)图像传感器(CMOSimagesensor，CIS)及电荷耦合组件(charge-coupleddevice，CCD)被应用于例如照相机、移动电话及膝上型计算机等各种应用中以捕获图像。CIS利用在衬底中像素阵列，所述像素阵列包括用于吸收在所述衬底处接收到的光子并将所述光子转换成电荷的晶体管及光电二极管。由电荷而造成的模拟信号被放大且模拟/数字转换器(analog-to-digitalconverter)将所述经放大的信号转换成数字信号。此后，执行例如颜色校正(colorcorrection)、伽马校正(gammacorrection)及白平衡(whitebalance)等多个颜色内插过程(processofcolorinterpolation)以实现图像精细化或图像压缩。与前侧照明式CIS(front-sideilluminationCIS，FSICIS)相比，背侧照明式CIS(back-sideilluminationCIS，BSICIS)使得入射光能够从衬底的背侧(即，与内连线结构相对的侧)穿透。如此一来，由于BSICIS的内连线结构对入射辐射的反射较少，BSICIS会捕获到比FSICIS多的图像信号的光子。因此，图像传感器操作得到改善。
技术实现思路
本专利技术一些实施例的制作图像传感器的方法包括：在衬底中植入第一掺杂剂；移除所述衬底的一部分以界定突出部，其中所述移除所述衬底的所述一部分界定环绕所述突出部的第一表面；在所述突出部之上形成导电特征；以及在所述突出部中植入第二掺杂剂，其中所述第二掺杂剂具有与所述第一掺杂剂相同的导电类型。附图说明结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本专利技术的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。图1A是根据一个或多个实施例的像素区域的剖视图。图1B至图1D是根据一个或多个实施例的像素区域的俯视图。图2是根据一个或多个实施例的制作像素的方法的流程图。图3A至图3F是根据一个或多个实施例的像素区域在各种制造阶段处的剖视图。图4是根据一个或多个实施例的像素区域的剖视图。图5是根据一个或多个实施例的像素区域的剖视图。图6是根据一个或多个实施例的像素区域的剖视图。图7是根据一个或多个实施例的像素区域的剖视图。图8是根据一个或多个实施例的像素区域的剖视图。图9是根据一个或多个实施例的像素区域的剖视图。图10是根据一个或多个实施例的像素区域的剖视图。具体实施方式以下公开内容提供用于实作所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件、值、操作、材料、排列等的具体实例以简化本公开内容。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。预期存在其他组件、值、操作、材料、排列等。举例来说，以下说明中将第一特征形成在第二特征“之上”或第二特征“上”可包括其中第一特征及第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征、进而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本公开内容可能在各种实例中重复使用参考编号及/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而不是自身表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。此外，为易于说明，本文中可能使用例如“之下(beneath)”、“下面(below)”、“下部的(lower)”、“上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个组件或特征与另一(其他)组件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括组件在使用或操作中的不同取向。在四晶体管(four-transistor，4T)胞元中，CMOS图像传感器包括感光组件(photosensitivedevice)(例如，辐射检测器(radiationdetector))、传输栅极晶体管(transfergatetransistor)、重设晶体管(resettransistor)、选择晶体管(selectiontransistor)及源极跟随器(source-follower)。当图像传感器暴露至入射辐射时，光子会积累并转变成载子(carrier)。此后，当传输栅级晶体管接通时，感光组件会将载子传送到浮置扩散节点(floatingdiffusionnode)，所述浮置扩散节点作为所述传输栅级晶体管的源极/漏极特征。接下来，重设晶体管通过移除载子并允许浮置扩散节点接收一组新的载子来对所述浮置扩散节点进行重设。由于感光组件的大小已减小到更小的程度以减小像素节距(即，相邻像素之间的距离)，因此像素阵列更靠近环绕参考黑色信号区(surroundingreferenceblacksignalregion)及/或周边电路系统。尺寸的减小使得量子效率(quantumefficiency)会因填充因数(fillfactor)较小而减小。在一些情形中，量子效率被确定为由入射光子产生的载子的数目除以感光组件中入射光子的数目，且填充因数被确定为由所述感光组件占据的芯片面积除以每一像素单元的总芯片面积，且阱电容(wellcapacitance)是通过在所述感光组件中积累的载子的数目来确定。在一些实施例中，晶体管的沟道方向与像素区域的顶表面实质上正交。与其他方式相比，晶体管的沟道长度/宽度与填充因数之间的折衷(tradeoff)得到减小或消除。此外，与其他方式相比，由于浮置扩散节点与胞元隔离区分离，因此寄生电容(parasiticcapacitance)实质上得到减少或避免，从而使光传输曲线及图像质量提高。此外，与其他方式相比，图像传感器能够应用全局快门捕获(globalshuttercapture)，原因是每一像素具有独立的浮置扩散节点从而会将从感光组件到输出电路系统的信号传输加速至少四倍。在全局快门捕获中，感光组件的行及列在捕获图像时被同时激活。图1A是根据一个或多个实施例的像素区域100的剖视图。像素区域100包括工件110，工件110包括主体112及突出部114、介电特征140及导电特征142。导电特征142耦合到第一节点170。主体112包括载子积累区120、第一掺杂区122、第二掺杂区124、深阱区126、胞元阱区128及第三掺杂区130。第三掺杂区130与第二掺杂区124间隔开。突出部114包括突出部掺杂区150。突出部掺杂区150耦合到第二节点172。工件110包括半导体材料，例如硅、锗、硅锗、碳化硅、III-V族化合物、有机化合物或另一适合的材料。在一些实施例中，工件110为绝缘层上硅(silicononinsulatorlayer，SOI)衬底或蓝宝石上硅(silicononsapphire，SOS)衬底。在一些实施例中，在工件110的底表面处形成有绝缘层(图中未示出)。工件110中具有至少一个隔离结构(也称作浅沟槽隔离(shallowtrenchisolation，STI))(图中未示出)，且所述至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制作图像传感器的方法，其特征在于，包括：在衬底中植入第一掺杂剂；移除所述衬底的一部分以界定突出部，其中所述移除所述衬底的所述一部分界定环绕所述突出部的第一表面；在所述突出部之上形成导电特征；以及在所述突出部中植入第二掺杂剂，其中所述第二掺杂剂具有与所述第一掺杂剂相同的导电类型。

【技术特征摘要】
2017.09.28 US 15/718,3181.一种制作图像传感器的方法，其特征在于，包括：在衬底中植入第一掺杂剂；移除所述衬底的一部分以...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡伯宗，
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