專利名稱：影像傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種傳感器，且特別是涉及一種影像傳感器。
背景技術：
利用半導體制作工藝制作的影像傳感器可用來感測投影至半導體基底的光線，例如是互補式金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor, CMOS)。這些影像傳感器利用感測單元陣列來接收光能量并轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)。然而，因為硅(silicon) 基底對不同波長光的吸收深度不同，各感測單元之間會存在不同程度的串音問題。例如，硅基底吸收藍光(450nm)90%光強度的吸收深度約1微米，此深度范圍可完全落在感測單元的電場范圍中。但是，硅基底吸收綠光(550nm)及紅光(650nm)90%光強度的吸收深度分別達到約3. 7微米及8微米，在硅基底的深處因光線產(chǎn)生的載流子已遠離感測單元的電場范圍，此時載流子的運動方式會以擴散為主而由鄰近其它顏色的感測單元吸收。如此一來，就會造成各種顏色的感測單元無法吸收僅由對應的色光所產(chǎn)生的載流子，使得感應結(jié)果所對應的顏色不正確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種影像傳感器，可改善感測單元之間的串音現(xiàn)象。本發(fā)明的另一目的在于提供一種影像傳感器的制造方法，此方法所制造的影像傳感器可改善感測單元之間的串音現(xiàn)象。為達上述目的，本發(fā)明的影像傳感器包括一基底、一深阱層、多個第一感測單元、 多個第二感測單元與多個第三感測單元。深阱層位于基底內(nèi)。第一感測單元、第二感測單元與第三感測單元位于基底的一第一表面與深阱層間。深阱層分布于各第一感測單元下方的部分的面積與各第一感測單元的面積的比例為一第一面積比。深阱層分布于各第二感測單元下方的部分的面積與各第二感測單元的面積的比例為一第二面積比。深阱層分布于各第三感測單元下方的部分的面積與各第三感測單元的面積的比例為一第三面積比。第一面積比大于第二面積比與第三面積比。在本發(fā)明的影像傳感器的一實施例中，第一感測單元的感測波長小于第二感測單元的感測波長與第三感測單元的感測波長。在本發(fā)明的影像傳感器的一實施例中，第二面積比大于與第三面積比。此外，第二感測單元的感測波長例如小于第三感測單元的感測波長。在本發(fā)明的影像傳感器的一實施例中，影像傳感器還包括一濾光層，配置于基板的第一表面上。濾光層具有多個第一濾光單元、多個第二濾光單元與多個第三濾光單元。各第一濾光單元位于一個第一感測單元上方。各第二濾光單元位于一個第二感測單元上方。 各第三濾光單元位于一個第三感測單元上方。此外，第一濾光單元例如允許藍光通過，第二濾光單元允許綠光通過，第三濾光單元允許紅光通過。在本發(fā)明的影像傳感器的一實施例中，第一面積比為1。
在本發(fā)明的影像傳感器的一實施例中，各第一感測單元、各第二感測單元與各第三感測單元分別包括一第一型摻雜區(qū)與位于第一型摻雜區(qū)的兩側(cè)的多個第二型摻雜阱。此夕卜，第一型摻雜區(qū)例如為N型摻雜區(qū)，第二型摻雜阱為P型摻雜阱。另外，深阱層例如為深 P型摻雜阱層。再者，任二相鄰的第一感測單元、第二感測單元與第三感測單元例如共享一個第二型摻雜阱。在本發(fā)明的影像傳感器的一實施例中，影像傳感器還包括一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，位于基底并用以隔離第一感測單元、第二感測單元與第三感測單元。在本發(fā)明的影像傳感器的一實施例中，深阱層呈點狀分布于第一感測單元下方。在本發(fā)明的影像傳感器的一實施例中，深阱層包括互相平行的多個條狀部分。在本發(fā)明的影像傳感器的一實施例中，深阱層呈網(wǎng)狀，第一感測單元、第二感測單元與第三感測單元位于深阱層的多個網(wǎng)目上方。在本發(fā)明的影像傳感器的一實施例中，影像傳感器還包括一表面摻雜層(pinned layer)，位于基底的第一表面?；谏鲜?，本發(fā)明影像傳感器利用感測單元下方的深阱層的分布方式而限制載流子的運動，因此可改善感測單元之間的串音現(xiàn)象。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖作詳細說明如下。


圖1是本發(fā)明一實施例的影像傳感器的剖示圖；圖2A至圖2G為本發(fā)明七種實施例的深阱層的上視圖；圖3至圖7為本發(fā)明一實施例的影像傳感器的制造方法的部分流程剖示圖。主要組件符號說明100 影像傳感器110:基底112:第一表面120、120A、120B、120C、120D、120E、120F、120G 深阱層122B、122C:網(wǎng)目124D、124F 條狀部分130 第一感測單元140 第二感測單元150 第三感測單元160:濾光層162 第一濾光單元164 第二濾光單元166 第三濾光單元172 第一型摻雜區(qū)174 第二型摻雜阱180 淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)
190 表面摻雜層
具體實施例方式圖1是本發(fā)明一實施例的影像傳感器的剖示圖，其中為了說明方便而將用于感測三種不同色光的感測單元畫在同一剖面，并不代表實際應用情況。請參照圖1，本實施例的影像傳感器100包括一基底110、一深阱層120、多個第一感測單元130、多個第二感測單元 140與多個第三感測單元150。深阱層120位于基底110內(nèi)。第一感測單元130、第二感測單元140與第三感測單元150位于基底110的一第一表面112與深阱層120間。因此，光線照射到感測單元130、140與150所產(chǎn)生的載流子的運動會受到深阱層120的限制。深阱層120分布于每個第一感測單元130下方的部分的面積與每個第一感測單元 130的面積的比例為一第一面積比。深阱層120分布于每個第二感測單元140下方的部分的面積與每個第二感測單元140的面積的比例為一第二面積比。深阱層分布于每個第三感測單元150下方的部分的面積與每個第三感測單元150的面積的比例為一第三面積比。其中，第一面積比大于第二面積比，且第一面積比大于第三面積比。換言之，每個第一感測單元130下方被深阱層120遮擋的比例大于每個第二感測單元140下方被深阱層120遮擋的比例，也大于每個第三感測單元150下方被深阱層120遮擋的比例。在此，深阱層120分布的面積以及各感測單元130、140與150的面積的定義是，以垂直于第一表面112時所見的深阱層120及各感測單元130、140與150的面積。通過上述設計，深阱層120可遮擋較多由第二感測單元140與第三感測單元150 擴散往第一感測單元130的載流子，避免第一感測單元130感測的信號失真。因此，本實施例的影像傳感器具有較佳的準確性。本實施例中，第一感測單元130的感測波長小于第二感測單元140的感測波長與第三感測單元150的感測波長，第二感測單元140的感測波長例如小于第三感測單元150 的感測波長。舉例而言，第一感測單元130的感測波長為450納米的藍光，第二感測單元 140的感測波長為550納米的綠光，第三感測單元150的感測波長為650納米的紅光。因此，第三感測單元150下方會產(chǎn)生載流子的深度大于第二感測單元140下方會產(chǎn)生載流子的深度，第二感測單元140下方會產(chǎn)生載流子的深度大于第一感測單元130下方會產(chǎn)生載流子的深度。另外，本實施例中第二面積比大于與第三面積比，亦即深阱層120幫第二感測單元140遮擋的載流子多于幫第三感測單元150遮擋的載流子。此設計可以有效減少在第二感測單元140與第三感測單元150下方產(chǎn)生的載流子進入第一感測單元130的范圍的機會，除了能減少串音現(xiàn)象外，還可以增加第二感測單元140與第三感測單元150的光感應度并減少噪聲。因此，甚至可選擇第一面積比為1，亦即第一感測單元130的下方完全被深阱層120遮擋。在本實施例中，敘述各感測單元130、140與150下方的深阱層120的分布方式時，都以面積比為比較基礎，而非單純以深阱層120的面積為比較基礎，因為各感測單元 130,140與150的面積可能相同或不同。為了控制進入各感測單元130、140與150的光的波長，影像傳感器100可還包括一濾光層160，配置于基板110的第一表面112上。濾光層160具有多個第一濾光單元162、 多個第二濾光單元164與多個第三濾光單元166，但圖1中僅繪示部分。每個第一濾光單元162位于一個第一感測單元130上方。每個第二濾光單元164位于一個第二感測單元140 上方。每個第三濾光單元166位于一個第三感測單元150上方。此外，第一濾光單元162 例如允許藍光通過，第二濾光單元164允許綠光通過，第三濾光單元166允許紅光通過。本實施例中，各第一感測單元130、各第二感測單元140與各第三感測單元150分別包括一第一型摻雜區(qū)172與位于第一型摻雜區(qū)172的兩側(cè)的多個第二型摻雜阱174。此夕卜，第一型摻雜區(qū)172例如為N型摻雜區(qū)，第二型摻雜阱174為P型摻雜阱。另外，深阱層 120例如為深P型摻雜阱層?；?10本身在各感測單元130、140與150附近的部分例如是P型基底。當然，以上各組件的摻雜離子的類型也可互換。再者，任兩個相鄰的第一感測單元130、第二感測單元140與第三感測單元150例如共享一個第二型摻雜阱174。本實施例的影像傳感器100還包括一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)180，位于基底110并用以隔離第一感測單元130、第二感測單元140與第三感測單元150。淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)180可以是網(wǎng)狀、多個平行的長條、多個短條或任何適當形狀。淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)180通常位于基底110 的第一表面112。另外，本實施例的影像傳感器100還包括一表面摻雜層190，位于基底110 的第一表面112。表面摻雜層190摻雜的離子的型態(tài)以相同于深阱層120與第二型摻雜阱 174摻雜的離子的型態(tài)為例，但不同于第一型摻雜區(qū)172摻雜的離子的型態(tài)。圖2A至圖2G為本發(fā)明七種實施例的深阱層的上視圖。請參照圖2A，本實施例的深阱層120A呈點狀分布于第一感測單元130下方，亦即深阱層120A僅分布在第一感測單元130下方。請參照圖2B，本實施例的深阱層120B呈網(wǎng)狀，第一感測單元130、第二感測單元140與第三感測單元150位于深阱層120B的多個網(wǎng)目122B上方。本實施例的深阱層 120B僅于第二感測單元140與第三感測單元150下方具有網(wǎng)目122B，而第一感測單元130 下方仍完全被深阱層120B遮擋。但是，深阱層120B在第一感測單元130下方也可以有網(wǎng)目122B，只是第一感測單元130下方的網(wǎng)目122B的面積會小于其它網(wǎng)目122B的面積。請參照圖2C，本實施例的深阱層120C與圖2B的深阱層120B同樣呈網(wǎng)狀，但第二感測單元140 下方的網(wǎng)目122C的面積會小于第三感測單元150下方的網(wǎng)目122C的面積。請參照圖2D，本實施例的深阱層120D包括互相平行的多個條狀部分124D，這些條狀部分124D在圖2D中為水平排列，且第一感測單元130下方完全被深阱層120D遮擋。請參照圖2E，本實施例的深阱層120E與圖2D的深阱層120D同樣呈條狀，但第二感測單元140 下方被深阱層120E遮擋的面積比會大于第三感測單元150下方被深阱層120E遮擋的面積比。請參照圖2F，本實施例的深阱層120F與圖2D的深阱層120D同樣包括互相平行的多個條狀部分124F，但條狀部分124F在圖2F中為垂直排列。請參照圖2G，本實施例的深阱層120G與圖2F的深阱層120F同樣呈條狀，但第二感測單元140下方被深阱層120G遮擋的面積比會大于第三感測單元150下方被深阱層120G遮擋的面積比。圖3至圖7為本發(fā)明一實施例的影像傳感器的制造方法的部分流程剖示圖。請先參照圖1，本實施例的影像傳感器的制造方法包括下列步驟。在基底110內(nèi)形成一深阱層 120。在基底110的第一表面112與深阱層120之間形成第一感測單元130、第二感測單元 140與第三感測單元150。深阱層120的分布方式與感測單元130、140與150的關系在此不再贅述。本實施例的影像傳感器的制造方法所制造的影像傳感器100可改善串音現(xiàn)象， 以提升感測的準確性。以下，舉例說明本實施例的影像傳感器的制造方法的具體流程，但非用以限定本發(fā)明。另外，本實施例中各組件的形成順序也僅為舉例，可適當調(diào)整各組件的形成順序。請參照圖3，形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)180于基底110，用以隔離第一感測單元130、第二感測單元140與第三感測單元150。請參照圖4，在基底110形成多個第二型摻雜阱174， 形成第二型摻雜阱174的方法例如是進行P型摻雜制作工藝。請參照圖5，在基底110內(nèi)形成深阱層120，形成深阱層120的方法例如是進行P型摻雜制作工藝。深阱層120位于第二型摻雜阱174的下方。請參照圖6，在第二型摻雜阱174之間形成多個第一型摻雜區(qū)172， 形成第一型摻雜區(qū)172的方法例如是進行N型離子摻雜制作工藝。請參照圖7，形成表面摻雜層190于基底110的第一表面112。最后請參照圖1，配置濾光層160于基板110的第一表面112上。綜上所述，在本發(fā)明影像傳感器中，依據(jù)各感測單元的特性的不同而決定下方的深阱層的分布方式，因此可控制對于載流子的運動的限制作工藝度，進而改善感測單元之間的串音現(xiàn)象。雖然結(jié)合以上實施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術領域中熟悉此技術者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護范圍當視后附的權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種影像傳感器，包括基底，具有第一表面；深阱層，位于該基底內(nèi)；多個第一感測單元，位于該第一表面與該深阱層之間；多個第二感測單元，位于該第一表面與該深阱層之間；以及多個第三感測單元，位于該第一表面與該深阱層之間，其中該深阱層分布于各該第一感測單元下方的部分的面積與各該第一感測單元的面積的比例為一第一面積比，該深阱層分布于各該第二感測單元下方的部分的面積與各該第二感測單元的面積的比例為一第二面積比，該深阱層分布于各該第三感測單元下方的部分的面積與各該第三感測單元的面積的比例為一第三面積比，該第一面積比大于該第二面積比與該第三面積比。
2.如權利要求1所述的影像傳感器，其中該第一感測單元的感測波長小于該第二感測單元的感測波長與該第三感測單元的感測波長。
3.如權利要求1所述的影像傳感器，其中該第二面積比大于與該第三面積比。
4.如權利要求3所述的影像傳感器，其中該該第二感測單元的感測波長小于該第三感測單元的感測波長。
5.如權利要求1所述的影像傳感器，還包括濾光層，配置于該基板的該第一表面上，其中該濾光層具有多個第一濾光單元、多個第二濾光單元與多個第三濾光單元，各該第一濾光單元位于一個該些第一感測單元上方，各該第二濾光單元位于一個該些第二感測單元上方，各該第三濾光單元位于一個該些第三感測單元上方。
6.如權利要求5所述的影像傳感器，其中該些第一濾光單元允許藍光通過，該些第二濾光單元允許綠藍光通過，該些第三濾光單元允許紅光通過。
7.如權利要求1所述的影像傳感器，其中該第一面積比為1。
8.如權利要求1所述的影像傳感器，其中各該第一感測單元、各該第二感測單元與各該第三感測單元分別包括第一型摻雜區(qū)與位于該第一型摻雜區(qū)的兩側(cè)的多個第二型摻雜阱。
9.如權利要求8所述的影像傳感器，其中該些第一型摻雜區(qū)為N型摻雜區(qū)，該些第二型摻雜阱為P型摻雜阱。
10.如權利要求9所述的影像傳感器，其中該深阱層為深P型摻雜阱層。
11.如權利要求8所述的影像傳感器，其中任兩個相鄰的該些第一感測單元、該些第二感測單元與該些第三感測單元共享一個該些第二型摻雜阱。
12.如權利要求1所述的影像傳感器，還包括淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，位于該基底并用以隔離該些第一感測單元、該些第二感測單元與該些第三感測單元。
13.如權利要求1所述的影像傳感器，其中該深阱層呈點狀分布于該些第一感測單元下方。
14.如權利要求1所述的影像傳感器，其中該深阱層包括互相平行的多個條狀部分。
15.如權利要求1所述的影像傳感器，其中該深阱層呈網(wǎng)狀，該些第一感測單元、該些第二感測單元與該些第三感測單元位于該深阱層的多個網(wǎng)目上方。
16.如權利要求1所述的影像傳感器，還包括表面摻雜層，位于該基底的該第一表面。
全文摘要
本發(fā)明公開一種影像傳感器。影像傳感器包括一基底、一深阱層、多個第一感測單元、多個第二感測單元與多個第三感測單元。深阱層位于基底內(nèi)。第一感測單元、第二感測單元與第三感測單元位于基底的一第一表面與深阱層間。深阱層分布于各第一感測單元下方的部分的面積與各第一感測單元的面積的比例為一第一面積比。深阱層分布于各第二感測單元下方的部分的面積與各第二感測單元的面積的比例為一第二面積比。深阱層分布于各第三感測單元下方的部分的面積與各第三感測單元的面積的比例為一第三面積比。第一面積比大于第二面積比與第三面積比。
文檔編號H01L27/146GK102468310SQ20101055466
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權日2010年11月17日
發(fā)明者姚裕源, 黃維國 申請人:聯(lián)詠科技股份有限公司