本发明专利技术提供一种带有背面像素衬底偏置的背面照射型图像传感器。图像传感器包括具有前侧和后侧的衬底。图像传感器还包括设置于衬底中的隔离部件。图像传感器进一步包括在衬底中并且临近隔离部件设置的辐射感应区。辐射感应区能感应从背侧投射向辐射感应区的辐射。图像传感器还包括设置于衬底的背侧上方的透明导电层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的公开总体上涉及一种半导体器件，更具体地，涉及一种图像传感器。
技术介绍
半导体图像传感器用于感应光线。互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器 (CIS)和电荷耦合器件(CCD)传感器广泛用于诸如数字静态照相机或手机照相机应用的各种应用中。这些器件在衬底中使用像素阵列，该像素阵列包括能够吸收投射到衬底的辐射并且将感应的辐射转换成电信号的光电二极管和晶体管。背面照射型图像传感器(BSI)器件是一种图像传感器。通常，制造BSI器件需要减少衬底厚度的减薄工艺。但是如果衬底太薄，则BSI器件不能有效吸收辐射，尤其涉及具有长波长的辐射。换而言之，当BSI衬底的厚度减少时，BSI器件的灵敏度会降低。另一方面，如果衬底不是足够薄，则会发生相邻像素之间的串扰，这降低了图像质量。因此，现有的 BSI器件需要在光灵敏度与图像质量之间进行不期望的权衡。因此，尽管BSI图像传感器的现有制造方法总体上已满足它们的预期目的，但是还不能在每个方面令人完全满意。
技术实现思路
本公开的一个较概括的形式涉及一种图像传感器，包括衬底，具有前侧和背侧； 隔离部件(feature)，设置于衬底中；辐射感应区，设置于衬底中并且临近隔离部件，该辐射感应区能感应从背侧投射向辐射感应区的辐射；以及透明导电层，设置于衬底的背侧上。本公开的另一较概括的形式涉及一种图像传感器，包括掺杂衬底，具有前侧和背侧；设置于衬底中的延伸结构，该延伸结构基本上从前侧延伸至后侧；辐射检测器件，设置于衬底中并且位于延伸结构的旁边，该辐射检测器件能检测穿过背侧进入衬底的辐射波； 以及设置于衬底的背侧上的层，所述层基本上透明并且基本导电。本公开的又一较概括的形式涉及一种制造图像传感器的方法，该方法包括提供具有前侧和背侧的衬底；在衬底中形成隔离部件；在衬底中并临近隔离部件形成辐射感应区，该辐射感应区能感应从背侧投射向辐射感应区的辐射；以及在衬底的背侧上方形成透明导电层。附图说明当阅读附图时，从以下详细描述可以最好地明白本公开的各个方面。需要强调的是，根据工业中的标准惯例，多种部件不按比例绘制。实际上，为了描述清楚，多种部件的尺寸可以任意增加或减小。图1是示出根据本公开的各方面的半导体器件制造方法的流程图；图2-7是在根据图1中示出方法的各制造阶段，半导体器件的不完整的横截面侧视示意图8是在根据图1中示出方法的替换实施例的制造阶段，半导体器件的不完整的横截面侧视示意图；以及图9是示出曲线图的图表，该曲线图示出了衬底厚度与辐射吸收率之间的关系。 具体实施例方式应该明白，以下公开提供了多个不同实施例或示例，用于实现本专利技术的不同部件。 为简化本公开，以下描述组件和装置的具体示例。当然，这些仅是示例，而不是旨在构成限定。另外，在以下说明书中，在第二部件上或者上方形成第一部件，可以包含第一和第二部件直接接触的实施例，也可以包含在第一和第二部件之间以插入的方式形成附加部件，从而使第一和第二部件不直接接触的实施例。出于简化和清楚的目的，各部件可以不同比例任意画出。图1示出了用以制造根据本公开各方面的背面照射(BSI)图像传感器器件的方法 11的流程图。参见图1，方法11从提供具有前侧和背侧的衬底的方块13开始。方法11继续在衬底中形成隔离部件的方块15。方法11继续在衬底中形成辐射感应区的方块17。辐射感应区可感应从背侧向辐射感应区投射的辐射。方法11继续在衬底背侧上方形成透明导电层的方块19。图2至图7是，根据图1中的方法11的实施例，在制造期间在各个阶段包括BSI 图像传感器器件30的装置的不完整横截面侧视示意图。应该理解，为更好地理解本公开的专利技术构思，图2至图7已经被简化。参见图2，图像传感器器件30包括衬底32，该衬底也称为器件衬底。衬底32是掺杂有诸如硼的P型掺杂物(或剂)的硅衬底，此时衬底32是P型衬底。可替换地，衬底32 可以是另一种适宜的半导体材料。例如，衬底32可以是掺杂有诸如磷或砷的N型掺杂物的硅衬底，此时衬底32是N型衬底。衬底32可包括诸如锗的其它基本半导体。可选地，衬底 32可以包括化合物半导体和/或合金半导体。进一步，衬底32可包括外延层(印i层)，可应变以增强性能，并且可包括绝缘体上硅(SOI)结构。衬底32具有前侧34和后侧36。衬底32还具有大约100微米(μ m)至大约3000 μ m 的初始厚度38。在一个实施例中，初始厚度38大约为700 μ m。衬底32包括周边区50和像素阵列区55。图2中的断开曲线表示周边区50与像素阵列区之间的近似边界。周边区50是衬底32的要形成除了辐射感应器件之外的器件的区域，像素阵列区阳是衬底的要形成辐射感应器件的区域。以下将进行更为详细的说明。浅沟槽隔离(STI)结构60和61形成于周边区50中。通过从衬底32的前侧34 蚀刻开孔(或沟槽)，然后用诸如氧化物材料或氮化物材料或它们的混合物的电介质材料填充该开孔，以形成STI结构60和61。STI结构60由阱62围绕。STI结构61由阱63围绕。阱62-63具有与衬底32相同的掺杂极性。换而言之，如果衬底32掺杂有P型掺杂物， 则阱62-63也掺杂有P型掺杂物，反之亦然。隔离部件65和66形成于衬底32的像素阵列区55中。隔离部件65和66是深沟槽隔离结构(或器件)。隔离部件65和66每个具有细长形状、并且可具有近似矩形、梯形、 或三角形的外形。隔离部件65和66各具有宽度70和深度75。在一实施例中，深度75的范围是大约2. 5微米(μπι)至大约6 μ m，并且隔离部件65和66的纵横比(定义为深度75除以宽度70)为大约10至大约100。通过在衬底32的前侧34蚀刻开孔或沟槽，例如通过公知的反应离子刻蚀(RIE) 工艺，然后用适当材料填充该开孔，以形成隔离部件65和66。该适当材料的折射率小于硅的折射率(大约是4)。换而言之，衬底32具有比隔离部件65和66大的光密度。在一实施例中，隔离部件65和66包括折射率大约为1. 46的氧化硅。在另一实施例中，隔离部件65 和66包括折射率大约为2. 05的氮化硅。在又一实施例中，隔离部件65和66包括折射率大约为1的空气。隔离部件65由阱67A和深阱67B围绕。隔离部件66由阱68A和深阱68B围绕。 阱67A-68A以及深阱67B-68B具有与衬底32相同的掺杂极性。换而言之，如果衬底32掺杂有P型掺杂物，则阱67A-67B以及深阱67B-68B也掺杂有P型掺杂物，反之亦然。现在参考附图3，辐射感应区90和95形成于衬底32的像素阵列区55中并靠近衬底32的前侧34。在衬底被减薄(下面将更详细地论述)至适当的最终厚度时，辐射感应区90和95可感应或检测通过衬底32的背侧36投射向辐射感应区的辐射波。在一实施例中，辐射感应区90和95包括光电二极管。通常光电二极管通过使用各种掺杂物、注入剂量 (implantdosage)以及注入能量的多重注入工艺形成。例如，可以实施N+注入、阵列N阱注入以及深阵列N阱注入。光电二极管可形成为具有大约1-2 μ m的深度。辐射感应区90和 95由阱67A-68A和深阱67B-68B彼此隔离(并且临近未示出的辐射感应区)。在其他实施例中，辐射感应区90和95可包括针型光电本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种图像传感器，包括：衬底，具有前侧和背侧；隔离部件，设置于所述衬底中；辐射感应区，设置于所述衬底中并且临近所述隔离部件，所述辐射感应区能感应从所述背侧投射向所述辐射感应区的辐射；以及透明导电层，设置于所述衬底的所述背侧上方。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵亦平，
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：71
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