背照式CMOS影像传感器及其形成方法技术

本发明专利技术提供了一种背照式CMOS影像传感器及其形成方法，其中，所述背照式CMOS影像传感器包括：硅基底；形成于所述硅基底中的光电二极管及隔离结构，其中，所述光电二极管及隔离结构靠近所述硅基底的正面；形成于所述硅基底背面上的应力膜层。通过所述应力膜层能有效地降低载流子的迁移，从而能够减轻/避免背照式CMOS影像传感器中的暗电流问题，提高背照式CMOS影像传感器的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及影像传感器
，特别涉及一种背照式CMOS影像传感器及其形成方法。
技术介绍
影像传感器是在光电技术基础上发展起来的，所谓影像传感器，就是能够感受光学图像信息并将其转换成可用输出信号的传感器。影像传感器可以提高人眼的视觉范围，使人们看到肉眼无法看到的微观世界和宏观世界，看到人们暂时无法到达处发生的事情，看到超出肉眼视觉范围的各种物理、化学变化过程，生命、生理、病变的发生发展过程，等等。可见影像传感器在人们的文化、体育、生产、生活和科学研究中起到非常重要的作用。可以说，现代人类活动已经无法离开影像传感器了。 影像传感器可依据其采用的原理而区分为电荷稱合装置(Charge-CoupledDevice)影像传感器(亦即俗称CCD影像传感器)以及CMOS (Complementary Metal OxideSemiconductor)影像传感器，其中CMOS影像传感器即基于互补型金属氧化物半导体(CMOS)技术而制造。由于CMOS影像传感器是采用传统的CMOS电路工艺制作，因此可将影像传感器以及其所需要的外围电路加以整合，从而使得CMOS影像传感器具有更广的应用前景。按照接收光线的位置的不同，CMOS影像传感器可以分为正照式CMOS影像传感器及背照式CMOS影像传感器，其中，背照式CMOS影像传感器与正照式CMOS影像传感器相比，最大的优化之处就是将元件内部的结构改变了，即将感光层的元件调转方向，让光线能从背面直射进去，避免了在正照式CMOS影像传感器结构中，光线会受到微透镜和光电二极管之间的结构的影响，提高了光线接收的效能。但是，背照式CMOS影像传感器同样面临着一些困扰，其中，比较严重的一个问题就是暗电流(dark current)问题。暗电流问题是指在无光线照射的情况下，由于载流子的迁移，光电二极管检测到了电流，从而降低了光电二极管的可靠性，进而降低了背照式CMOS影像传感器的可靠性。为此，现有技术在形成背照式CMOS影像传感器的过程中采用了离子注入及退火工艺，以期减轻暗电流问题。请参考图1，其为现有工艺形成的背照式CMOS影像传感器的结构示意图。如图I所示，现有工艺形成的背照式CMOS影像传感器I包括硅基底10 ;形成于所述硅基底10中的光电二极管11及隔离结构12，其中，所述光电二极管11及隔离结构12靠近所述硅基底10的正面；形成于所述硅基底10正面上的介质金属层13 ;及形成于所述硅基底10中的离子注入层14，其中，所述离子注入层14靠近所述硅基底10的背面。通过所述离子注入层14能够在一定程度上抑制载流子的迁移，从而减轻暗电流问题，提高背照式CMOS影像传感器的可靠性。其中，所述离子注入层14具体需要通过如下两步工艺形成1、对硅基底10执行离子注入工艺，以形成离子注入材料层(图I中未示出)；2、对离子注入材料层执行退火工艺，以激活注入离子，形成离子注入层。在该离子注入层14的形成过程中，面临两个问题1、无法精确控制离子注入的深度，从而将导致离子注入层14的深度不可控(或者说较难控制)；2、需要较为复杂的退火工艺激活注入离子,工艺成本较高。综上，形成一种暗电流问题较轻的背照式CMOS影像传感器，特别的，该背照式CMOS影像传感器所需的制造工艺简单、可靠，成了本领域技术人员不断追求的一个目标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种背照式CMOS影像传感器及其形成方法，以解决现有的背照式CMOS影像传感器中存在的暗电流问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种背照式CMOS影像传感器，所述背照式CMOS影像传感器包括硅基底；形成于所述硅基底中的光电二极管及隔离结构，其中，所述光电二极管及隔离结构靠近所述硅基底的正面；形成于所述硅基底背面上的应力膜层。·可选的，在所述的背照式CMOS影像传感器中，在所述硅基底和应力膜层之间形成有氧化娃层。可选的，在所述的背照式CMOS影像传感器中，当所述硅基底为N型硅基底时，所述应力膜层为拉应力膜层。可选的，在所述的背照式CMOS影像传感器中，所述拉应力膜层经过了紫外线照射。可选的，在所述的背照式CMOS影像传感器中，当所述硅基底为P型硅基底时，所述应力膜层为压应力膜层。本专利技术还提供一种背照式CMOS影像传感器的形成方法，所述背照式CMOS影像传感器的形成方法包括提供硅基底，所述硅基底中形成有光电二极管及隔离结构，其中，所述光电二极管及隔离结构靠近所述硅基底的正面；在所述硅基底的背面上形成应力膜层。可选的，在所述的背照式CMOS影像传感器的形成方法中，利用化学气相沉积工艺形成所述应力膜层。可选的，在所述的背照式CMOS影像传感器的形成方法中，在所述硅基底的背面上形成应力膜层之前,还包括对所述硅基底执行热氧化工艺，以在所述硅基底的背面上形成氧化硅层。可选的，在所述的背照式CMOS影像传感器的形成方法中，当所述硅基底为N型硅基底时，所述应力膜层为拉应力膜层。可选的，在所述的背照式CMOS影像传感器的形成方法中，在所述硅基底的背面上形成拉应力膜层之后，还包括对所述拉应力膜层执行紫外线照射工艺。可选的，在所述的背照式CMOS影像传感器的形成方法中，当所述硅基底为P型硅基底时，所述应力膜层为压应力膜层。在本专利技术提供的背照式CMOS影像传感器及其形成方法中，通过所述应力膜层能有效地降低载流子的迁移，从而能够减轻/避免背照式CMOS影像传感器中的暗电流问题，提高背照式CMOS影像传感器的可靠性。附图说明图I是现有工艺形成的背照式CMOS影像传感器的结构示意图；图2是本专利技术实施例的背照式CMOS影像传感器的形成方法的流程示意图；图3a 3c是本专利技术实施例的背照式CMOS影像传感器的形成方法所形成的器件的结构示意图；图4是本专利技术实施例中的拉应力膜层经过紫外线照射后的参数变化示意图。具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的背照式CMOS影像传感器及其形成方 法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。请参考图2，其为本专利技术实施例的背照式CMOS影像传感器的形成方法的流程示意图。如图2所示，在本实施例中，所述背照式CMOS影像传感器的形成方法包括S20:提供硅基底，所述硅基底中形成有光电二极管及隔离结构，其中，所述光电二极管及隔离结构靠近所述硅基底的正面；S21 :对所述硅基底执行热氧化工艺，以在所述硅基底的背面上形成氧化硅层；S22 :在所述氧化硅层上形成拉应力膜层；S23 :对所述拉应力膜层执行紫外线照射工艺。在本实施例中，所选取的硅基底为N型硅基底，由此，所选取的应力膜层为拉应力膜层；在本专利技术的其他实施例中，所选取的硅基底可以为P型硅基底，由此，所选取的应力膜层为压应力膜层。在此，通过所述应力膜层能有效地降低载流子的迁移，从而能够减轻/避免背照式CMOS影像传感器中的暗电流问题，提高背照式CMOS影像传感器的可靠性。接下去，本实施例将针对所选取的硅基底为N型硅基底，所选取的应力膜层为拉应力膜层的情况予以进一步描述，同时，关于所选取的硅基底为P型硅基底，所选取的应力膜层为压应力膜层的情况亦可适应性的参考下述描述，本申本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种背照式CMOS影像传感器，其特征在于，包括：硅基底；形成于所述硅基底中的光电二极管及隔离结构，其中，所述光电二极管及隔离结构靠近所述硅基底的正面；形成于所述硅基底背面上的应力膜层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：费孝爱，肖海波，洪齐元，
申请(专利权)人：豪威科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：