用于图像传感器的光电二极管及其制造方法、图像传感器技术

本发明专利技术公开了一种用于图像传感器的光电二极管及其制造方法和图像传感器，本发明专利技术的光电二极管的光入射面具有凸起，即，光入射面为非平坦表面，从而降低被反射的光线，提高光线的捕捉能力，进而提高图像传感器的填充比，最终改善图像传感器的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路制造领域，特别涉及一种用于图像传感器的光电二极管及其制造方法、图像传感器。
技术介绍
集成电路技术使计算机、控制系统、通讯和图像等许多领域发生了巨大的变化。在图像领域中，图像传感器是组成数字摄像头的重要组成部分。根据元件的不同，可分为CXD(Charge Coupled Device,电荷稱合兀件)和互补金属-氧化物-半导体(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor, CMOS)有源像素图像传感器两大类。其中，CMOS图像传感器已在电荷耦合成像器件涉及的应用中占领了相当大的领域。·公开号为CN101986432A的中国专利申请公开了一种CMOS图像传感器，具体请参阅图1，所述CMOS图像传感器包括透镜11、多个微棱镜(microlens) 13、多个彩色滤光(color filter)单元15和多个感光元件(sensor) 17,所述微棱镜13、所述彩色滤光单元15和所述感光元件17 —一对应设置，外界光线依次经所述透镜11、微棱镜13、彩色滤光单元15而照射到所述感光元件17上。授权公告号为CN2681352Y的中国专利申请公开了另一种图像传感器，具体请参阅图2，所述图像传感器主要包括保护盖I、微透镜阵列3、多个棱镜4、彩色滤光片阵列5、光接收单元7及信号处理电路板9，该各部件从上至下依次排布设置。其中，微透镜阵列3是由多个微透镜于二维空间内排列成的阵列。在现有的图像传感器结构中，通常来说，每一像素包括一个感光元件(光电转换组件)，其将接收到的光信号转换成电信号。如图3所示，以CMOS图像传感器为例，每一像素包括一个进行光电转化的光电二极管(photodiode)以及进行电信号方法与切换的MOS晶体管，光电二极管的第一电极可对应于P型基板，光电二极管的第二电极可对应于N+区，MOS晶体管可以通过施加信号到两个N+区之间的栅极而操作。栅极可以包括例如堆叠在基板上的栅电介质GD和栅导电膜GC。光2输入到光电二极管F1D的P基板时光电二极管F1D的可接收光2的区域可以大于光I输入到光电二极管H)的N+区时光电二极管H)的可接收光I的区域。以背侧照明CMOS图像传感器为例，其可以接受输入到光电二极管ro的P基板的光。但是，由于其P基板(通常为P型硅衬底)的表面均为平坦表面，导致光线发生较多的反射，使得图像传感器的填充比降低。尽管现有技术中的微棱镜(微透镜阵列)能够增强入射光线的光强，但是仍不能满足要求。因此，提供一种能够提高填充系数(fill factor)的光电二极管及其图像传感器是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于图像传感器的光电二极管及其制造方法，使光电二极管的光入射面具有凸起，从而降低被反射的光线，提高光线的捕捉能力，从而提高图像传感器的填充比，最终改善图像传感器的性能。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于图像传感器的光电二极管，所述光电二极管的光入射面具有凸起。可选的，在所述的用于图像传感器的光电二极管中，所述凸起为三棱锥结构、四棱锥结构、六棱锥结构、八棱锥结构或圆锥结构。可选的，在所述的用于图像传感器的光电二极管中，所述光电二极管包括形成于硅衬底中的P阱以及设置于所述P阱中的N+区。可选的，在所述的用于图像传感器的光电二极管中，所述光电二极管包括硅衬底以及设置于所述硅衬底中的N+区。本专利技术还提供一种用于图像传感器的光电二极管的制造方法，包括提供一硅衬底； 在所述硅衬底的部分区域上形成凸起。可选的，在所述的用于图像传感器的光电二极管的制造方法中，所述硅衬底包括第一区域和第二区域，在所述硅衬底的第一区域上形成凸起。可选的，在所述的用于图像传感器的光电二极管的制造方法中，在所述硅衬底的第一区域上形成凸起之前，在所述硅衬底的第二区域上形成掩膜层；在所述硅衬底的第一区域上形成凸起之后，去除所述掩膜层。可选的，在所述的用于图像传感器的光电二极管的制造方法中，在所述硅衬底的第一区域上形成凸起的步骤包括将硅衬底的正面置于碱性溶液中、背面置于碱性溶液外，刻蚀硅衬底的正面的第一区域形成凸起，所述硅衬底的正面作为光电二极管的光入射面。可选的，在所述的用于图像传感器的光电二极管的制造方法中，在所述硅衬底的第一区域上形成凸起的步骤还包括对所述硅衬底进行第一漂洗操作；对所述硅衬底进行脱水及去除金属离子处理； 对所述硅衬底进行第二漂洗操作；将所述硅衬底风干。可选的，在所述的用于图像传感器的光电二极管的制造方法中，在所述硅衬底的第一区域上形成凸起的步骤包括在所述硅衬底的正面的第一区域上形成多个光刻胶台；对所述光刻胶台进行烘烤；以烘烤后的光刻胶台为掩膜，执行感应耦合等离子体刻蚀工艺，直至所述烘烤后的光刻胶台被完全去除，从而在所述硅衬底的第一区域上形成凸起，所述硅衬底的正面作为光电二极管的光入射面；去除所述掩膜层。可选的，在所述的用于图像传感器的光电二极管的制造方法中，去除所述掩膜层之后，还包括在所述硅衬底的第一区域中形成P阱；在所述P阱中形成N+区。可选的，在所述的用于图像传感器的光电二极管的制造方法中，去除所述掩膜层之后，还包括在所述硅衬底的第一区域中形成N+区。本专利技术还提供一种图像传感器，包括所述的光电二极管。可选的，所述图像传感器为FSI图像传感器。可选的，所述图像传感器为BSI图像传感器。与现有技术相比，本专利技术的光电二极管的光入射面具有凸起，S卩，光入射面为非平坦表面，从而降低被反射的光线，提高光线的捕捉能力，进而提高图像传感器的填充比，最终改善图像传感器的性能。 附图说明图I为现有技术的一种图像传感器的剖面示意图；图2为现有技术的另一种图像传感器的剖面示意图；图3为现有技术的图像传感器的单位像素的剖面示意图；图4为本专利技术实施例一的用于图像传感器的光电二极管制造方法的流程图；图5A- 为本专利技术实施例一的用于图像传感器的光电二极管制造方法各步骤的器件剖面图；图6为本专利技术实施例二的用于图像传感器的光电二极管制造方法的流程图；图7A-7F为本专利技术实施例二的用于图像传感器的光电二极管制造方法各步骤的器件剖面图。具体实施例方式本专利技术的核心思想在于，所述的光电二极管的光入射面具有凸起，从而降低被反射的光线，提高光线的捕捉能力，从而提高图像传感器的填充比，最终改善图像传感器的性能。并且，由于光线在光电二极管的传输距离增加，能够提高量子效率(QE，QuantumEfficiency),特别是在波长较长的红光波段。其中，所述所述凸起为三棱锥结构、四棱锥结构、六棱锥结构、八棱锥结构或圆锥结构。所述光电二极管包括形成于硅衬底中的P阱以及设置于所述P阱中的N+区，或者，直接利用P型娃衬底作为光电二极管的第一电极，在P型娃衬底中形成N+区作为光电二极管的第二电极。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。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。实施例一如图4所示，本实施例的用于图像传感器的光电二极管的制造方法，包括S41 :提供一硅衬底，所述硅衬底包括第一区域和第二区域；如图5A所示，硅衬底100包括第一区域IOOa和100b本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于图像传感器的光电二极管，其特征在于，所述光电二极管的光入射面具有凸起。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑春生，张文广，陈玉文，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：