图像传感器及制作方法技术

本发明专利技术提供一种图像传感器及形成方法，通过于衬底上形成第一外延层；采用碳离子注入工艺于所述第一外延层内形成初始第一吸杂层。碳离子可有效吸附金属离子，通过设置退火温度及退火过程，所述碳离子可以和氧离子之间快速反应并生成碳氧簇团，有效提升对金属离子的吸杂速率。同时，退火处理还修复了碳离子注入中带来的损伤。本发明专利技术还可以通过设置多层的初始第一吸杂层，以逐级捕获自衬底逃逸出的氧离子及金属离子。金属离子。金属离子。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及制作方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种图像传感器及制作方法。

技术介绍

[0002]光伏硅片相对于半导体硅片在纯度和翘曲度等等方面要求较低，在纯度方面，光伏用单晶硅片的纯度要求硅含量为4N～6N之间 (99.99％
‑
99.9999％)，而半导体用单晶硅片在9N(99.9999999％) ～11N(99.999999999％)左右，纯度要求最低是光伏单晶硅片的1000 倍。在外观方面，半导体用硅片在表面的平整度，光滑度和洁净程度要比光伏用硅片的要求高。
[0003]随着图像传感技术的发展，CMOS图像传感器越来越多地取代 CCD图像传感器应用于各类电子产品中。受金属粒子的影响，会导致在没有光线照射到像素单元上时，像素点自身也会产生电荷，随着电荷不断增多并聚集在一起，就形成了暗电流。对于一个像素单元而言，当暗电流值超过了通过捕获光子产生的光电流后，该像素点就会被控制电路默认为白像素，由此可见，CMOS图像传感器对金属污染非常敏感。
[0004]亟需一种图像传感器的形成方法，以将光伏硅片应用至半导体硅片，降低制造成本的同时，还能兼顾改善图像传感器的性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种图像传感器及形成方法，以避免衬底所含的杂质离子对图像传感器性能的影响。
[0006]基于以上考虑，本专利技术提供一种图像传感器，包括：步骤S01：提供衬底；步骤S02：于所述衬底上形成第一外延层；步骤S03：采用碳离子注入工艺于所述第一外延层内形成初始第一吸杂层。
[0007]优选的，所述初始第一吸杂层邻近所述第一外延层的顶面。
[0008]优选的，还包括：步骤S04：退火处理所述初始第一吸杂层形成第一吸杂层。
[0009]优选的，所述第一吸杂层包括碳氧簇团。
[0010]优选的，步骤S04之前，循环若干次执行步骤S02及步骤S03，于所述衬底上对应形成若干层内设有所述初始第一吸杂层的所述第一外延层。
[0011]优选的，步骤S04之前，还包括：于所述第一外延层上形成第二外延层。
[0012]优选的，还包括：步骤S05：于所述第二外延层内形成若干感光单元。
[0013]优选的，步骤S05之前，采用碳离子注入工艺于所述第二外延层内形成初始第二吸杂层。
[0014]优选的，所述退火工艺还处理所述初始第二吸杂层形成第二吸杂层。
[0015]优选的，各所述感光单元设有邻近所述第二外延层的钉扎层，所述钉扎层形成于所述初始第二吸杂层下。
[0016]优选的，还包括：步骤S06：去除所述衬底、所述第一吸杂层及所述第一外延层。
[0017]优选的，所述碳离子注入工艺的注入能量包括4KeV～80KeV，注入剂量包括1E14atom/cm2～5E15atom/cm2。
[0018]优选的，所述退火工艺包括先低温处理后高温处理。
[0019]优选的，所述低温处理的温度包括600℃～850℃，所述高温处理的温度包括850℃～1200℃。
[0020]优选的，低温处理之前，所述退火工艺还包括预退火处理。
[0021]优选的，所述预退火处理的温度包括1000℃～1200℃。
[0022]本专利技术的另一方面提供一种图像传感器，采用上述形成方法而形成。
[0023]本专利技术通过于衬底上形成第一外延层，采用碳离子注入工艺于所述第一外延层内形成初始第一吸杂层。碳离子可有效吸附金属离子，同时，通过设置退火温度及退火过程，所述碳离子可以和氧离子之间快速反应并生成碳氧簇团，以有效提升对金属离子的吸杂速率。同时，退火处理还修复了碳离子注入中带来的损伤。
[0024]进一步的，本专利技术通过设置多层的初始第一吸杂层，以逐级捕获自衬底逃逸出的氧离子及金属离子。
附图说明
[0025]通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
[0026]图1～图4示出本专利技术实施例一的图像传感器的形成方法的剖面示意图；
[0027]图5～图7示出本专利技术实施例二的图像传感器的形成方法的剖面示意图。
[0028]在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示相同或相似的装置(模块)或步骤。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本专利技术的内容做进一步说明。当然本专利技术并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本专利技术的保护范围内。
[0030]需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本专利技术的实施方式时，为了清楚地表示本专利技术的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本专利技术的限定来加以理解。
[0031]正如
技术介绍
所述，受制于制造工艺及产品性能的不同，光伏硅片存在纯度较差及平整度不佳等问题，无法直接应用于半导体制程。
[0032]中国专利技术专利申请201380059268.6公开了半导体外延晶片的制造方法、半导体外延晶片以及固体摄像元件的制造方法，其指出在外延层形成前，将单体离子(单个离子)注入到半导体晶片，存在吸杂能力不充分的问题，因此，其通过对具有包括碳和氮的至少一个的块状半导体晶片的半导体晶片照射簇离子，使每1原子或每1分子的能量比单体离子的情况小地碰撞于半导体晶片；其还指出由于能够一次照射多个原子，所以能够使照射的元素的深度方向分布(profile)的峰值浓度为高浓度，使峰值位置位于更靠近半导体晶片表面的位置，由此提高吸杂能力。
[0033]如上所述，其在半导体晶片上完成上述制造方法，且对半导体晶片的碳浓度限制为1
×
10
15
原子/cm3以上1
×
10
17
原子/cm3以下(ASTMF123 1981)，氮浓度为5
×
10
12
原子/cm3以上5
×
10
14
原子/cm3以下，对于纯度更低的光伏硅片，上述制造方法已不适用。
[0034]为解决上述现有技术中的问题，本专利技术提供一种图像传感器的制造方法，本专利技术的技术思路是在衬底上形成第一外延层，采用碳离子注入工艺于所述第一外延层内形成初始第一吸杂层，所述初始第一吸杂层主动吸引来自于衬底的氧缺陷和/或金属离子，且通过退火处理，进一步转化为含有碳氧簇团的第一吸杂层，增强金属离子吸附能力，以避免金属离子对图像传感器的干扰。
[0035]以下通过具体实施方式并结合附图，对本专利技术的一种图像传感器的形成方法进行详细说明。
[0036]实施例一
[0037]图1示出本专利技术实施例一的一种图像传感器的剖面示意图，如图1 所示，图像传感器包括衬底100，所述衬底100的材料为硅，在其他实施例中，所述衬底100的材料还可以为锗、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：步骤S01：提供衬底；步骤S02：于所述衬底上形成第一外延层；步骤S03：采用碳离子注入工艺于所述第一外延层内形成初始第一吸杂层。2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述初始第一吸杂层邻近所述第一外延层的顶面。3.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，还包括：步骤S04：退火处理所述初始第一吸杂层形成第一吸杂层。4.如权利要求3所述的形成方法，其特征在于，所述第一吸杂层包括碳氧簇团。5.如权利要求3所述的形成方法，其特征在于，步骤S04之前，循环若干次执行步骤S02及步骤S03，于所述衬底上对应形成若干层内设有所述初始第一吸杂层的所述第一外延层。6.如权利要求3或5所述的形成方法，其特征在于，步骤S04之前，还包括：于所述第一外延层上形成第二外延层。7.如权利要求6所述的形成方法，其特征在于，还包括：步骤S05：于所述第二外延层内形成若干感光单元。8.如权利要求7所述的形成方法，其特征在于，步骤S05之前，采用碳离子注入工艺于所述第二外延层内形成初始第二吸杂层。9.如权利要求8所述的形成方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈林，付文，孙玉鑫，许乐，
申请(专利权)人：格科微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：