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具有背側(cè)擴散摻雜的背側(cè)照明(bsi)圖像傳感器的制作方法

文檔序號:7181310閱讀:141來源:國知局
專利名稱:具有背側(cè)擴散摻雜的背側(cè)照明(bsi)圖像傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明大體上涉及圖像傳感器,且具體來說但非排他地,涉及具有改進的背側(cè)摻
雜的背側(cè)照明圖像傳感器。
背景技術(shù)
背側(cè)照明(BSI)成像傳感器包括制造于半導(dǎo)體襯底的前側(cè)上的像素陣列,然而卻 可使用通過襯底的背側(cè)接收的光來捕捉圖像。在制造期間,必須通過從襯底的背側(cè)移除材 料來將硅質(zhì)BSI傳感器的背側(cè)薄化以允許附近的收集光電二極管產(chǎn)生和收集相關(guān)電荷。為 了減少色彩串擾并改進像素陣列中的像素的量子效率(QE),經(jīng)常將襯底厚度減小到幾微 米。 在襯底薄化之后,使用清潔步驟來從背側(cè)移除粒子和其它污染物。當前在襯底薄 化之后使用某些工藝來改進傳感器性能,例如背側(cè)摻雜劑植入,之后是經(jīng)施加以活化植入 的摻雜劑的激光/熱退火。這些工藝造成若干難題。所述難題尤其在于(1)植入的摻雜劑 可能進入過深且危害像素的短波長量子效率(QE), (2)難以活化所有背側(cè)摻雜劑并避免未 活化的缺陷,以及(3)高能激光退火的使用可導(dǎo)致例如熔化襯底表面的缺陷。與當前制造 工藝相關(guān)聯(lián)的這些問題可引起所得圖像傳感器中不合意的問題,例如高的暗電流和高的白 像素計數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個方面,一種方法包含
在襯底的前側(cè)上形成像素;
將所述襯底薄化; 在所述經(jīng)薄化襯底的背側(cè)上沉積經(jīng)摻雜硅層;以及
使摻雜劑從所述經(jīng)摻雜硅層擴散到所述襯底中。
根據(jù)另一方面, 一種設(shè)備包含
形成于經(jīng)薄化襯底的前側(cè)上的像素; 形成于所述經(jīng)薄化襯底的背側(cè)上的經(jīng)摻雜硅層;以及 在所述經(jīng)薄化襯底中且在所述背側(cè)附近的區(qū)域,其中摻雜劑已從所述經(jīng)摻雜硅層
擴散到所述經(jīng)薄化襯底中。 根據(jù)第三方面,一種系統(tǒng)包含 背側(cè)照明圖像傳感器,其形成于襯底中,其中所述背側(cè)照明圖像傳感器具有像素 陣列,所述像素陣列包括 形成于經(jīng)薄化襯底的前側(cè)上的像素; 形成于所述經(jīng)薄化襯底的背側(cè)上的經(jīng)摻雜硅層;以及 在所述經(jīng)薄化襯底中且在所述背側(cè)附近的區(qū)域,其中摻雜劑已從所述經(jīng)摻雜硅層 擴散到所述經(jīng)薄化襯底中;以及
處理電路,其耦合到所述像素陣列以處理從所述像素陣列接收的信號。


本說明書中參看以下圖式描述本發(fā)明的非限制性和非詳盡實施例,其中除非另有 規(guī)定,否則所有各個視圖中的相同參考標號指代相同零件。 圖1是用于制造背側(cè)照明圖像傳感器的實施例的制造組合件的實施例的橫截面 圖。 圖2是在通過從襯底的背側(cè)移除材料而將襯底薄化之后的圖1所示的制造組合件 的實施例的橫截面圖。 圖3是在將經(jīng)摻雜硅層等離子體沉積于經(jīng)薄化襯底的背側(cè)上期間的圖2所示的制 造組合件實施例的橫截面圖。 圖4A是在對襯底背側(cè)上的經(jīng)摻雜硅層進行激光退火期間的圖3所示的制造組合 件實施例的實施例的橫截面圖。 圖4B是在對襯底背側(cè)上的經(jīng)摻雜硅層進行激光退火期間的圖4A所示的制造組合 件實施例的替代實施例的橫截面圖。 圖5A是在已于經(jīng)摻雜硅層上涂覆抗反射涂層之后的圖4A所示的制造組合件實施 例的橫截面圖。 圖5B是在將抗反射涂層涂覆于襯底的背側(cè)上之前移除經(jīng)摻雜硅層的圖5A的替代 實施例的橫截面圖。 圖6是可采用背側(cè)照明圖像傳感器的實施例的成像系統(tǒng)的實施例的框圖,在圖1 到圖5B中展示了所述背側(cè)照明圖像傳感器的制造。
具體實施例方式
本文中描述用于對背側(cè)照明(BSI)成像傳感器的背側(cè)進行改進的摻雜的方法、設(shè) 備和系統(tǒng)的實施例。在以下描述中,描述眾多特定細節(jié)以提供對本發(fā)明的實施例的透徹理 解。然而,所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到,可在無所述特定細節(jié)中的一者或一者以上的情況 下,或可憑借其它方法、組件、材料等來實踐本發(fā)明。在其它例子中,眾所周知的結(jié)構(gòu)、材料 或操作未詳細展示或描述,但仍然涵蓋于本發(fā)明的范圍內(nèi)。 在整個本說明書中對"一個實施例"或"一實施例"的引用意味著結(jié)合實施例所描 述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括于本發(fā)明的至少一個實施例中。因此,在本說明書中出現(xiàn)短 語"在一個實施例中"或"在一實施例中"未必都指代同一實施例。此外,可在一個或一個 以上實施例中以任何合適的方式組合所述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。 圖1說明用于制造背側(cè)照明圖像傳感器的實施例的制造組合件100的實施例。制 造組合件100包含耦合到載體晶片102的圖像傳感器101。在大多數(shù)實施例中,可在制造完 成時移除載體晶片102。 圖像傳感器101包括襯底104,所述襯底104具有前側(cè)103、背側(cè)105和分離前側(cè) 103與背側(cè)105的初始厚度A 。襯底104可為半導(dǎo)體材料,且在各種實施例中可為p型半 導(dǎo)體、n型半導(dǎo)體、未經(jīng)摻雜(也就是既非p型也非n型)半導(dǎo)體,或所列舉的半導(dǎo)體類型 的某一組合。在一個特定實施例中,襯底104可為p型外延硅襯底。盡管圖式中未展示,但在一些實施例中,襯底104可在其中包括用以控制圖像傳感器101和/或處理來自圖像傳 感器的像素的信號的電路。 在襯底104的前側(cè)103上形成多個個別像素108,且每一個別像素108通過淺槽 隔離(STI)110與鄰近像素分離和電隔離。本文中所使用的術(shù)語像素意欲涵蓋所有像素設(shè) 計,包括CMOS像素、CCD像素等。盡管圖式中僅說明兩個像素108,但圖像傳感器101的實 施例當然可包括更多的像素,其通常被布置成可用于圖像捕捉的像素陣列。在一個實施例 中,像素108為使用四個晶體管的有源像素(稱作4T有源像素),但在其它實施例中,像素 108可包括更多或更少的晶體管,且在其它實施例中,每一像素108無需使用與同一陣列內(nèi) 的其它像素相同數(shù)目個晶體管。每一像素108形成于襯底104的前側(cè)103上,且包括光電 二極管112、浮動節(jié)點114和將累積于光電二極管112中的電荷轉(zhuǎn)移到浮動節(jié)點114的轉(zhuǎn)移 柵極118。盡管所說明實施例描述為光電二極管,但在其它實施例中,光電二極管112可為 任何種類的光電檢測器元件,例如任何類型的光電柵極或光電電容器。
在每一像素108的操作中,在積分周期(也稱作曝光周期或累積周期)期間,光電 二極管112接收來自前側(cè)103和背側(cè)105中的一者或兩者的入射光,并產(chǎn)生保持于光電二 極管中的對應(yīng)電荷。在積分周期末尾,通過向轉(zhuǎn)移柵極118施加電壓脈沖而將保持于光電 二極管中的電荷轉(zhuǎn)移到浮動節(jié)點114中。當已將信號轉(zhuǎn)移到浮動節(jié)點114時,再次斷開轉(zhuǎn) 移柵極118以開始光電二極管112的另一個積分周期。在已將信號從光電二極管112轉(zhuǎn)移 到浮動節(jié)點114后,使用保持在浮動節(jié)點114中的信號來調(diào)制放大晶體管(未圖示),且使 用地址晶體管(也未圖示)來定址像素并選擇性地將信號讀出到信號線上。在通過信號線 讀出之后,復(fù)位晶體管(也未圖示)將浮動節(jié)點114復(fù)位為參考電壓,參考電壓在一個實施 例中是Vdd。 在于襯底104中形成像素108之后,將介電層106安裝到襯底104的前側(cè)103上。 介電層106在其中已形成各個導(dǎo)電跡線120層,以及電耦合不同導(dǎo)電跡線層的通路122。跡 線120和通路122 —起提供允許將信號發(fā)送到圖像傳感器101中的每一像素108和從每一 像素108取回信號的電互連件。 將載體晶片102附接到介電層106的與介電層耦合到襯底104的側(cè)相對的側(cè)。載 體晶片102尤其提供對介電層106和襯底104的物理支撐,使得這兩個層不會被在不同制 造步驟期間施加到制造組合件100的力損壞。在不同實施例中,載體晶片102可由例如硅 的各種材料制成。在圖像傳感器101將專門與背側(cè)照明一起使用的實施例中,可在必要時 保持載體晶片102附接到其它層,但在圖像傳感器101將與前側(cè)和背側(cè)照明兩者一起使用 的實施例中,可在完成圖像傳感器101的制造之后移除載體晶片102。 圖2說明制造組合件100的后續(xù)狀態(tài)。以圖1所示的制造組合件開始,通過從背 側(cè)105移除材料而使襯底104的初始厚度A減小為較小的厚度S 。將襯底104從其初始 厚度A薄化為較小厚度S允許像素108的更有效的背側(cè)照明。可在不同實施例中以不同 方式實現(xiàn)襯底104的厚度減小。在一個實施例中,可通過使用機械技術(shù)(例如,研磨或化學(xué) 機械拋光(CMP))從背側(cè)105移除材料而將襯底104薄化,但在其它實施例中,可通過例如 濕式或干式化學(xué)蝕刻的其它技術(shù)來移除材料。在其它實施例中,可使用機械和化學(xué)技術(shù)的 組合或不同化學(xué)技術(shù)的組合來從背側(cè)移除材料。 圖3說明制造組合件100的后續(xù)狀態(tài),其中使用等離子體增強型化學(xué)氣相沉積(PECVD)在背側(cè)105上沉積經(jīng)摻雜硅層310。因為在相對低的溫度下執(zhí)行等離子體沉積(等 離子體處理可具有低達10(TC的溫度,其將不會損壞金屬結(jié)構(gòu)),所以其適合于在背側(cè)105 上進行沉積。當然,如下文所進一步論述,在其它實施例中,可使用其它沉積工藝來沉積經(jīng) 摻雜硅層310。 在如圖2所示將襯底104薄化之后,首先將制造組合件100放置于腔室302中,腔 室302包括借以將硅源注射到腔室中的第一入口 304和借以將摻雜劑源注射到腔室中的第 二入口 306。在一個實施例中,可調(diào)整硅源與摻雜劑源的相對比例以提供摻雜劑的化學(xué)計量 的量,但在其它實施例中,可在需要時將硅源與摻雜劑源的相對比例調(diào)整成非化學(xué)計量的 在一個實施例中,通過入口 304注射到腔室中的硅源可為例如硅烷(名稱為SiH4) 的氣體,且通過入口 306注射到腔室302中的摻雜劑源可為例如二硼烷(名稱為B2H6)或三 氯化硼(名稱為BC1》的p型摻雜劑氣體。在其它實施例中,可使用其它氣態(tài)或非氣態(tài)的 所使用的硅源和摻雜劑源。舉例來說,在一個實施例中,可使用磷和/或銦作為摻雜劑,但 當然,在其它實施例中,可使用其它摻雜劑或摻雜劑的組合;所使用的確切摻雜劑或摻雜劑 組合將大多數(shù)取決于所要的像素性能特性。 在所說明的實施例中,從硅源和摻雜劑源原位(即,在腔室302內(nèi))產(chǎn)生等離子體 308。硅源和摻雜劑源流入到腔室302中,其在腔室302中混合。調(diào)整腔室中的條件(例如, 腔室內(nèi)的溫度和壓力以及向氣體施加的能量)以從混合物產(chǎn)生等離子體308。在硅源和摻 雜劑源為氣態(tài)的實施例中,選定源流入腔室302中。在不同的實施例中,源的氣體流動速率 可在約10標準立方厘米/分鐘(SCCM)與約10, OOOSCCM之間,而腔室壓力在約0. lmTorr 與約100Torr之間的范圍內(nèi),且溫度在約IO(TC與約40(TC之間的范圍內(nèi)。
用以產(chǎn)生等離子體308的能量可為(例如)射頻(RF)能量或直流(DC)能量。在 使用RF以產(chǎn)生等離子體308的實施例中,可向氣體混合物施加約10W與約1000W之間的RF 功率。盡管所說明的實施例展示了等離子體的原位產(chǎn)生,但在其它實施例中,等離子體308 可在腔室302外部產(chǎn)生且接著被注射到腔室中。 在等離子體308形成于腔室302中時,硅源和摻雜劑源起化學(xué)反應(yīng)。等離子體308 接著冷卻且凝結(jié)到背側(cè)105上。隨著時間的過去,等離子體308的累積性凝結(jié)在背側(cè)上留 下經(jīng)摻雜硅層310。當經(jīng)摻雜硅層310具有所要厚度時,可停止等離子體工藝。在一個實施 例中,經(jīng)摻雜硅層310具有約100埃與900埃之間的厚度,但當然,在其它實施例中,經(jīng)摻雜 硅層310可具有此范圍之外的厚度。在又一實施例中,經(jīng)摻雜硅層310可以選定厚度沉積 且接著在沉積之后通過各種手段(例如研磨、化學(xué)機械拋光或者濕式或干式化學(xué)蝕刻)被 薄化。在使用硅烷作為硅源且使用二硼烷(名稱為B^e)或三氯化硼(名稱為BC1》作為 摻雜劑源的實施例中,經(jīng)摻雜硅層310可為硼硅玻璃(BSG),但在其它實施例中,經(jīng)摻雜硅 層310可視選定硅源和摻雜劑源而定為其它某物。 盡管所說明的實施例使用等離子體沉積來沉積經(jīng)摻雜硅層310,但在其它實施例 中,可使用其它方法來沉積經(jīng)摻雜硅層,只要所選的沉積方法不要求會毀壞互連件120和 通路122或造成其它溫度相關(guān)問題的溫度即可。舉例來說,在互連件120和通路122由鋁 制成的實施例中,溫度必須保持在450°C以下以避免使通路和互連件熔融和/或蒸發(fā)且防 止在載體晶片102的結(jié)合過程期間所產(chǎn)生的小氣泡變大且推開載體晶片和介電層106之間的縫??捎脕沓练e經(jīng)摻雜硅層310的其它方法的實例包括使用旋涂玻璃法(S0G),其中在背 側(cè)上沉積液化的經(jīng)摻雜硅玻璃,旋轉(zhuǎn)襯底以分布經(jīng)摻雜硅玻璃,且在旋涂涂層之后將溶劑 烘焙出經(jīng)摻雜硅玻璃。 圖4A到圖4B說明制造組合件100的后續(xù)狀態(tài)的不同實施例。在圖4A中,在如圖 3所示沉積經(jīng)摻雜硅層310后,將激光輻射402引導(dǎo)到經(jīng)摻雜硅層310上以對經(jīng)摻雜硅進行 激光退火。在一個實施例中,激光輻射402具有例如藍光波長的短波長,其在表面處或表面 附近吸收較佳,也就是說,大部分由經(jīng)摻雜硅層310吸收,且不穿透襯底104??墒褂美缂t 色激光的較長波長激光輻射但較為困難,因為其可穿透襯底104到達介電層106,從而有可 能使跡線120和通路122熔融或變形。向經(jīng)摻雜硅層310施加的激光退火致使經(jīng)摻雜硅層 內(nèi)的摻雜劑分子擴散越過經(jīng)摻雜硅層310和背側(cè)105之間的界面且進入襯底104 ;由箭頭 404說明摻雜劑的此固態(tài)擴散。作為由激光退火引起的固態(tài)擴散的結(jié)果,在襯底104內(nèi)產(chǎn)生 經(jīng)摻雜區(qū)域406。經(jīng)摻雜區(qū)域406從背側(cè)105處或背側(cè)105附近延伸到襯底104中。經(jīng)摻 雜區(qū)域延伸到襯底104中的程度可視例如激光能量和退火時間的工藝變量而定。
圖4B說明激光退火期間的制造組合件100的替代實施例。此替代實施例與圖4A 所示的實施例共享許多特征。圖4A和圖4B的實施例之間的主要差異在于經(jīng)摻雜硅層310 的放置。在圖4A中,經(jīng)摻雜硅層在實質(zhì)上整個背側(cè)105上延伸。相比而言,在圖4B中,經(jīng) 摻雜硅層310已被圖案化和蝕刻,使得其僅覆蓋背側(cè)105上的選定位置。作為對經(jīng)摻雜硅 層進行圖案化和蝕刻的結(jié)果,襯底104內(nèi)的經(jīng)摻雜區(qū)域406也僅出現(xiàn)于襯底104內(nèi)的選定 區(qū)域處。 圖5A到圖5B說明制造組合件100的后續(xù)狀態(tài)的不同實施例。圖5A說明其中以 圖4A所示的制造組合件開始的在經(jīng)摻雜硅層310上沉積抗反射涂層(ARC)層501的實施 例。通常,ARC層501包括一對層502和504,其具有失配的折射率以使得ARC層可防止入 射于組合件IOO背面上的光的反射。在一個實施例中,所述對層由一對光學(xué)透明絕緣體制 成層502可為氧化硅(名稱為SiO》,且層504可為氮化硅(名稱為Si^),反之亦然。在 其它實施例中,構(gòu)成ARC層501的所述對層502和504可為例如氧化銦錫(ITO)的透明導(dǎo) 體,使得ARC層501除了其抗反射功能之外還可充當電路徑。 圖5B說明類似于圖5A的實施例的替代實施例,主要差異在于經(jīng)摻雜硅層310被 移除,且ARC 501替代地被沉積在背側(cè)105上。在圖5A到圖5B的兩個實施例中,也可出于 不同目的在ARC層501上添加額外層,且在任一實施例中,可使用等離子體增強型化學(xué)氣相 沉積(PECVD)或其它沉積技術(shù)來沉積ARC層501。 圖6說明成像系統(tǒng)600的實施例??砂ㄕ凵?、衍射或反射光學(xué)器件或其組合的 光學(xué)器件601耦合到圖像傳感器602以將圖像聚焦到圖像傳感器的像素陣列604中的像素 上。像素陣列604捕捉圖像且成像系統(tǒng)600的剩余部分處理來自圖像的像素數(shù)據(jù)。
圖像傳感器602包含像素陣列604和信號讀取與處理電路610。在一個實施例中, 圖像傳感器602為包括像素陣列604的背側(cè)照明圖像傳感器,像素陣列604是二維的,且包 括排列在行606和列608中的多個像素。像素陣列604中的像素中的一者或一者以上可為 如圖1到圖5B所示而制造的像素。在像素陣列604捕捉圖像的操作期間,像素陣列604中 的每一像素在某一曝光周期期間捕捉入射光(即,光子),且將所收集的光子轉(zhuǎn)換成電荷。 由每一像素產(chǎn)生的電荷可作為模擬信號讀出,且模擬信號的特性(例如其電荷、電壓或電流)將表示在曝光周期期間入射于像素上的光的強度。 所說明的像素陣列604規(guī)則成形,但在其它實施例中,陣列可具有不同于所示布 置的規(guī)則或不規(guī)則布置,且可包括比所示情況多或少的像素、行和列。此外,在不同實施例 中,像素陣列604可為經(jīng)設(shè)計以捕捉頻譜的可見部分中的圖像的包括紅色、綠色和藍色像 素的彩色圖像傳感器,或可為黑白圖像傳感器和/或經(jīng)設(shè)計以捕捉頻譜的不可見部分中的 圖像(例如,紅外光或紫外光)的圖像傳感器。 圖像傳感器602包括信號讀取與處理電路610。電路610尤其可包括有系統(tǒng)地從 每一像素讀取模擬信號、對這些信號進行濾波、校正有缺陷像素等的電路和邏輯。在電路 610僅執(zhí)行一些讀取和處理功能的實施例中,功能的剩余部分可由例如信號調(diào)節(jié)器612或 DSP 616的一個或一個以上其它組件執(zhí)行。盡管在圖式中示為與像素陣列604分離的元件, 但在一些實施例中,讀取與處理電路610可與像素陣列604集成于同一襯底上,或可包含嵌 入于像素陣列內(nèi)的電路和邏輯。然而,在其它實施例中,讀取與處理電路610可為在像素陣 列604外部的元件,如圖式中所示。在其它實施例中,讀取與處理電路610可為不僅在像素 陣列604外部,還在圖像傳感器602外部的元件。 信號調(diào)節(jié)器612耦合到圖像傳感器602以接收并調(diào)節(jié)來自像素陣列604和讀取與 處理電路610的模擬信號。在不同實施例中,信號調(diào)節(jié)器612可包括用于調(diào)節(jié)模擬信號的 各種組件??稍谛盘栒{(diào)節(jié)器中找到的組件的實例包括濾波器、放大器、偏移電路、自動增益 控制器等等。在其中信號調(diào)節(jié)器612僅包括這些元件中的一些且僅執(zhí)行一些調(diào)節(jié)功能的實 施例中,剩余功能可由例如電路610或DSP 616等一個或一個以上其它組件執(zhí)行。模/數(shù) 轉(zhuǎn)換器(ADC)614耦合到信號調(diào)節(jié)器612以從信號調(diào)節(jié)器612接收對應(yīng)于像素陣列604中 的每一像素的經(jīng)調(diào)節(jié)模擬信號,且將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。 數(shù)字信號處理器(DSP) 616耦合到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器614以從ADC 614接收數(shù)字化像 素數(shù)據(jù)且處理數(shù)字數(shù)據(jù)以產(chǎn)生最終數(shù)字圖像。DSP 616可包括處理器和DSP 616可在其中 存儲和檢索數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲器。在圖像經(jīng)DSP 616處理之后,其可被輸出到例如快閃存儲 器或者光學(xué)或磁性存儲單元等存儲單元618和例如LCD屏幕等顯示單元620中的一者或兩 者。 對本發(fā)明的所說明實施例的以上描述(包括"摘要"中所描述的內(nèi)容)預(yù)期不是 排他的或?qū)⒈景l(fā)明限于所揭示的精確形式。雖然出于說明性目的在本文中描述本發(fā)明的特 定實施例和實例,但如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到的,各種等效修改在本發(fā)明的范圍內(nèi) 是可能的。可根據(jù)以上詳細描述來對本發(fā)明作出這些修改。 所附權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語不應(yīng)被解釋為將本發(fā)明限于本說明書和權(quán)利要 求書中所揭示的特定實施例。而是,本發(fā)明的范圍完全由將要根據(jù)所確立的權(quán)利要求書解 釋原則而解釋的所附權(quán)利要求書確定。
9
權(quán)利要求
一種方法,其包含在襯底的前側(cè)上形成像素;將所述襯底薄化;在所述經(jīng)薄化襯底的背側(cè)上沉積經(jīng)摻雜硅層;以及使摻雜劑從所述經(jīng)摻雜硅層擴散到所述襯底中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述襯底包括P+經(jīng)摻雜襯底上的P型外延層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中沉積經(jīng)摻雜硅層包含使用等離子體增強型化學(xué)氣相沉積(PECVD)來沉積所述經(jīng)摻雜硅層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中用p型摻雜劑摻雜所述經(jīng)摻雜硅層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其中所述p型摻雜劑為硼或銦。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中使摻雜劑從所述經(jīng)摻雜硅層擴散包含對所述經(jīng)摻雜硅層進行激光退火。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其中激光退火包含在藍色波長下或在接近其的波長下進行激光退火。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其中激光退火包含低能量激光退火。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其進一步包含將所述經(jīng)摻雜硅層薄化。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其進一步包含在所述經(jīng)摻雜硅層上沉積抗反射涂層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的方法,其中所述抗反射涂層包含透明導(dǎo)電層和絕緣層,所述透明導(dǎo)電層夾在所述經(jīng)摻雜硅層與所述絕緣層之間。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法,其中所述抗反射涂層包含具有不同折射率的一對絕緣層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其進一步包含從所述襯底的所述背側(cè)移除所述經(jīng)摻雜硅層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其進一步包含在所述襯底的所述背側(cè)上沉積抗反射涂層。
15. —種設(shè)備,其包含形成于經(jīng)薄化襯底的前側(cè)上的像素;形成于所述經(jīng)薄化襯底的背側(cè)上的經(jīng)摻雜硅層;以及在所述經(jīng)薄化襯底中且在所述背側(cè)附近的區(qū)域,其中摻雜劑已從所述經(jīng)摻雜硅層擴散到所述經(jīng)薄化襯底中。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備,其中所述襯底包括p+經(jīng)摻雜襯底上的p型外延層。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備,其中所述經(jīng)摻雜硅層摻雜有p型摻雜劑。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備,其中所述p型摻雜劑為硼或銦。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備,其進一步包含在所述經(jīng)摻雜硅層上沉積抗反射涂層。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備,其中所述抗反射涂層包含透明導(dǎo)電層和絕緣層,所述透明導(dǎo)電層夾在所述經(jīng)摻雜硅層與所述絕緣層之間。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備,其中所述抗反射涂層包含具有不同折射率的一對絕緣層。
22. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備,其中所述經(jīng)摻雜硅層被從所述襯底的所述背側(cè)移除。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備,其進一步包含所述襯底的所述背側(cè)上的抗反射涂層。
24. —種系統(tǒng),其包含背側(cè)照明圖像傳感器,其形成于襯底中,其中所述背側(cè)照明圖像傳感器具有像素陣列, 所述像素陣列包括形成于經(jīng)薄化襯底的前側(cè)上的像素; 形成于所述經(jīng)薄化襯底的背側(cè)上的經(jīng)摻雜硅層;以及在所述經(jīng)薄化襯底中且在所述背側(cè)附近的區(qū)域,其中摻雜劑已從所述經(jīng)摻雜硅層擴散 到所述經(jīng)薄化襯底中;以及處理電路,其耦合到所述像素陣列以處理從所述像素陣列接收的信號。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng),其中所述襯底包括p+經(jīng)摻雜襯底上的p型外延層。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng),其中所述經(jīng)摻雜硅層摻雜有p型摻雜劑。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng),其中所述p型摻雜劑為硼或銦。
28. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng),其進一步包含沉積在所述經(jīng)摻雜硅層上的抗反射涂層。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng),其中所述抗反射涂層包含透明導(dǎo)電層和絕緣層,所 述透明導(dǎo)電層夾在所述經(jīng)摻雜硅層與所述絕緣層之間。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng),其中所述抗反射涂層包含具有不同折射率的一對絕 緣層。
31. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng),其中所述經(jīng)摻雜硅層被從所述襯底的所述背側(cè)移除。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的系統(tǒng),其進一步包含所述襯底的所述背側(cè)上的抗反射涂層。
33. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng),其進一步包含數(shù)字信號處理器,所述數(shù)字信號處理 器耦合到所述圖像傳感器以處理從所述圖像傳感器接收的所述信號。
34. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng),其進一步包含光學(xué)耦合到所述像素陣列的光學(xué)元件。
全文摘要
本申請案涉及一種具有背側(cè)擴散摻雜的背側(cè)照明圖像傳感器。一方法的實施例包含在襯底的前側(cè)上形成像素;將所述襯底薄化;在所述經(jīng)薄化襯底的背側(cè)上沉積經(jīng)摻雜硅層;以及使摻雜劑從所述經(jīng)摻雜硅層擴散到所述襯底中。一種設(shè)備的實施例包含形成于經(jīng)薄化襯底的前側(cè)上的像素;形成于所述經(jīng)薄化襯底的背側(cè)上的經(jīng)摻雜硅層;以及在所述經(jīng)薄化襯底中且在所述背側(cè)附近的區(qū)域,其中摻雜劑已從所述經(jīng)摻雜硅層擴散到所述經(jīng)薄化襯底中。揭示并主張其它實施例。
文檔編號H01L21/82GK101794730SQ20091021586
公開日2010年8月4日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者真鍋宗平 申請人:全視科技有限公司
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