[0038]隨后，在第一襯底11上形成覆蓋邏輯區(qū)的掩膜圖案12以暴露像素陣列區(qū)。掩膜圖案12可以是光致抗蝕劑層、絕緣層、或?qū)盈B了絕緣層和光致抗蝕劑層的層疊層。
[0039]隨后，通過使用掩膜圖案12作為離子注入阻擋層并且離子注入第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)到像素陣列區(qū)的第一襯底11中，形成雜質(zhì)區(qū)13。第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)可以包括磷(P)、砷(As)和氮(N)。
[0040]隨后，執(zhí)行退火工藝。執(zhí)行退火工藝以激活雜質(zhì)區(qū)13，換句話說，激活注入到第一襯底11中的雜質(zhì)。另外，隨著執(zhí)行退火工藝，可以解決在雜質(zhì)離子注入工藝期間對(duì)像素陣列區(qū)的第一襯底11造成的損壞。退火工藝可以是快速熱退火(RTA)工藝，以防止雜質(zhì)過度傳播。例如，退火工藝可以是在大約1000°C或1000°C以下的溫度執(zhí)行的RAT工藝。
[0041]通過上述工藝在第一襯底11的像素陣列區(qū)中形成的第二導(dǎo)電型的雜質(zhì)區(qū)13在后續(xù)的減薄工藝中用作刻蝕阻擋層。形成在第一襯底11的像素陣列區(qū)中的雜質(zhì)區(qū)13允許通過一次執(zhí)行的減薄工藝而將邏輯區(qū)和像素陣列區(qū)形成為不同的高度，這在下文中將進(jìn)行描述。
[0042]隨后，雖然在圖中沒有示出，但是去除掩膜圖案12。
[0043]參見圖4B，在第一襯底11的正面之上形成第二襯底14。第二襯底14可以具有與第一襯底11相同的晶體狀態(tài)、相同的材料和相同的導(dǎo)電類型。例如，第二襯底14可以是單晶狀態(tài)，且可以包括含硅材料并具有第一導(dǎo)電類型。例如，第二襯底14可以是通過外延生長(zhǎng)工藝形成且摻有硼(B)的硅外延層。
[0044]第二襯底14的導(dǎo)電類型可以與第一襯底11相同，但是第二襯底14的雜質(zhì)摻雜濃度可以與第一襯底11不同。這是為了在后續(xù)的減薄工藝期間基于雜質(zhì)摻雜濃度而在第一襯底11和第二襯底14之間產(chǎn)生刻蝕速率上的不同。
[0045]參見圖4C，在第二襯底14中形成包括阱(未示出)和隔離結(jié)構(gòu)(未示出)的給定結(jié)構(gòu)。例如，在像素陣列區(qū)的第二襯底14中形成多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器件15以分別對(duì)應(yīng)于像素。光電轉(zhuǎn)換器件15可以是光電二極管。
[0046]隨后，在第二襯底14的正面之上形成層間電介質(zhì)層16，所述層間電介質(zhì)層16包括:多個(gè)有源器件(未示出)、多個(gè)無(wú)源器件(未示出)、和用于將有源器件和無(wú)源器件相互耦接的線結(jié)構(gòu)(未示出)。線結(jié)構(gòu)(未示出)可以包括金屬線和插塞的多層。層間電介質(zhì)層16可以是選自氧化物層、氮化物層和氮氧化物層中的單層或者是層疊了它們之中的至少兩層的層疊層。
[0047]如圖4D和4E所示，在第一襯底11和第二襯底14的背面上執(zhí)行減薄工藝以減少其厚度。減薄工藝可以是濕法刻蝕工藝。在減薄工藝期間，由于第一襯底11和第二襯底14之間的不同雜質(zhì)摻雜濃度以及襯底11和14與雜質(zhì)區(qū)13之間的不同導(dǎo)電類型的緣故，可以立刻形成包括表面比像素陣列區(qū)的表面更低的邏輯區(qū)的第二襯底14。
[0048]在下文中，描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的減薄工藝。
[0049]首先，如圖4D所示，刻蝕第一襯底11。這里，因?yàn)殡s質(zhì)區(qū)13具有與第一襯底11不同的導(dǎo)電類型和不同的雜質(zhì)摻雜濃度，所以雜質(zhì)區(qū)13保持不被刻蝕而第一襯底11被刻蝕掉。這種現(xiàn)象是源自于第一襯底11和雜質(zhì)區(qū)13之間相對(duì)于刻蝕劑在刻蝕速率上的差異。
[0050]隨后，如圖4E所示，在相同的腔體內(nèi)原位刻蝕雜質(zhì)區(qū)13。由于雜質(zhì)區(qū)13的導(dǎo)電類型和雜質(zhì)摻雜濃度與第二襯底14不同，因此可以刻蝕與邏輯區(qū)對(duì)應(yīng)的第二襯底14的給定厚度，而雜質(zhì)區(qū)13全部被刻蝕掉。這也是源自于第二襯底14和雜質(zhì)區(qū)13之間相對(duì)于刻蝕劑在刻蝕速率上的差異。
[0051]結(jié)果，通過一次執(zhí)行的減薄工藝，可以形成包括表面比像素陣列區(qū)的表面更低的邏輯區(qū)的第二襯底14。簡(jiǎn)而言之，可以通過執(zhí)行一次減薄工藝而在邏輯區(qū)的第二襯底14中形成溝槽17。可以通過調(diào)節(jié)第一襯底11和第二襯底14以及雜質(zhì)區(qū)13的雜質(zhì)摻雜濃度來控制溝槽17的高度，所述雜質(zhì)區(qū)13具有與第一襯底11和第二襯底14不同的導(dǎo)電類型。
[0052]參見圖4F，沿著包括溝槽17的第二襯底14的表面形成阻擋層18。阻擋層18可以是絕緣層。具體來說，阻擋層18可以是選自氧化物層、氮化物層和氮氧化物層中的一個(gè)單層或者是層疊了它們之中的至少兩層的層疊層。
[0053]隨后，形成遮光層以充分間隙填充阻擋層18之上的溝槽17。遮光層可以是金屬層。
[0054]隨后，執(zhí)行平坦化工藝，直到暴露像素陣列區(qū)的第二襯底14的表面，以形成掩埋在溝槽17中的遮光圖案19。平坦化工藝可以是化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝。
[0055]結(jié)果，邏輯區(qū)的遮光圖案19被形成為使其表面與像素陣列區(qū)的第二襯底14的表面處于相同的平面。
[0056]參見圖4G，在第二襯底14之上形成彩色濾光片20以覆蓋像素陣列區(qū)且覆蓋邏輯區(qū)的一部分。彩色濾光片20可以通過旋涂工藝、曝光工藝和顯影工藝來形成。由于包括遮光圖案19的第二襯底14的表面是平的，因此防止了在形成彩色濾光片20的工藝期間出現(xiàn)條紋。
[0057]隨后，在彩色濾光片20之上形成微透鏡21以分別對(duì)應(yīng)于像素。
[0058]隨后,可以通過已知的制造工藝來完成圖像傳感器的制造。
[0059]以上述工藝形成的圖像傳感器具有掩埋在邏輯區(qū)的第二襯底14中的遮光圖案19，使得遮光圖案19使其表面與像素陣列區(qū)的第二襯底14的表面處于相同的平面。這樣，可以從根源上消除在典型的圖像傳感器結(jié)構(gòu)中由遮光圖案19造成的在邏輯區(qū)和像素陣列區(qū)之間的臺(tái)階高度差。
[0060]另外，由于在形成第二襯底14之前在像素陣列區(qū)的第一襯底11中形成了雜質(zhì)區(qū)13，所以可以通過一次的減薄工藝來形成所要形成的遮光圖案19，由此簡(jiǎn)化了圖像傳感器制造工藝并且提高了生產(chǎn)率。
[0061]圖5是示出包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像傳感器的電子系統(tǒng)的框圖。
[0062]參見圖5，電子系統(tǒng)可以包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像傳感器2000，所述圖像傳感器2000與系統(tǒng)總線2200、存儲(chǔ)器件2100和處理器2300耦接。電子系統(tǒng)的非限制性實(shí)例可以包括:數(shù)碼相機(jī)、裝配有數(shù)碼相機(jī)的移動(dòng)電話、以及裝配有照相機(jī)的衛(wèi)星系統(tǒng)。
[0063]處理器2300可以產(chǎn)生用于控制根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像傳感器2000以及存儲(chǔ)器件2100的操作的控制信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像傳感器2000可以產(chǎn)生拍攝對(duì)象的圖像，且存儲(chǔ)器件2100可以儲(chǔ)存在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像傳感器2000中產(chǎn)生的圖像。
[0064]另外，當(dāng)電子系統(tǒng)被實(shí)施為便攜式應(yīng)用時(shí)，電子系統(tǒng)還可以包括電池2600，所述電池2600用于向圖像傳感器2000、存儲(chǔ)器件2100和處理器2300提供電力。這里，便攜式應(yīng)用的非限制性實(shí)例可以包括:便攜式計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、手機(jī)、MP3播放器、便攜式多媒體播放器(PMP)、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、存儲(chǔ)卡、電子字典等。
[0065]另外，電子系統(tǒng)還可以包括接口 2400，所述接口 2400用于向外部數(shù)據(jù)處理設(shè)備、例如輸入/輸出設(shè)備傳送數(shù)據(jù)，或者從外部數(shù)據(jù)處理設(shè)備、例如輸入/輸出設(shè)備接收數(shù)據(jù)。
[0066]另外，當(dāng)電子系統(tǒng)是無(wú)線系統(tǒng)時(shí)，電子系統(tǒng)還可以包括無(wú)線電接口 2500。無(wú)線系統(tǒng)的非限制性實(shí)例可以包括無(wú)線電設(shè)備，諸如PDA、便攜式計(jì)算機(jī)、手機(jī)、呼機(jī)，以及數(shù)碼相機(jī)、射頻識(shí)別(RFID)讀取器或RFID系統(tǒng)。無(wú)線系統(tǒng)還可以是無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)或無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)系統(tǒng)。另外，無(wú)線系統(tǒng)可以是蜂窩網(wǎng)絡(luò)。
[0067]根據(jù)上述的本發(fā)明的實(shí)施例，通過將遮光圖案形成為掩埋在邏輯區(qū)的襯底中，使得遮光圖案的表面與像素陣列區(qū)的襯底的表面處于相同的平面，可以從根源上去除由遮光圖案造成的在邏輯區(qū)和像素陣列區(qū)之間的臺(tái)階高度差。
[0068]由于可以在早期階段去除由遮光圖案造成的在兩個(gè)區(qū)域之間的臺(tái)階高度差，因此可以防止在形成彩色濾光片的工藝期間出現(xiàn)條紋缺陷。另外，由于切斷了在像素陣列區(qū)的邊緣上的漫反射，可以防止由漫反射造成的噪聲。另外，由于不必在邏輯區(qū)和像素陣列區(qū)之間額外地形成虛設(shè)區(qū)，因此可以顯著提高圖像傳感器的集成度。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過在形成第二