專利名稱：背照式圖像傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背照式(back side illumination)圖像傳感器。
背景技術(shù)：
圖像傳感器是用于將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的半導(dǎo)體器件，主要分為電荷耦合器 件(CCD)或CMOS圖像傳感器(CIS)。 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的CIS，是通過(guò)離子注入方法在襯底上形成光電二極管。但是，為了 增加像素?cái)?shù)量而不增大芯片尺寸，光電二極管的尺寸逐漸減小，因此光接收部的面積也逐 漸縮小，導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降。 此外，因?yàn)槎询B高度沒(méi)有對(duì)應(yīng)于光接收部的面積減小而充分減小，所以由于被稱 為"艾里斑"的光衍射現(xiàn)象，輸入到光接收部的光子數(shù)量減少。 為了解決上述問(wèn)題，提供了一種背照式圖像傳感器，它通過(guò)晶片背側(cè)來(lái)接收光線，
從而將光接收部的上部的階梯差最小化，并避免因?yàn)榻饘俨季€所導(dǎo)致的光干涉。 圖1是剖視圖，示出形成根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的背照式圖像傳感器的過(guò)程。 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的背照式圖像傳感器，在襯底前側(cè)形成光接收器件和金屬線，然后
對(duì)襯底進(jìn)行背側(cè)研磨工藝，從而將襯底的背側(cè)去除預(yù)定厚度。也就是說(shuō)，將襯底的背側(cè)研磨
掉預(yù)定厚度，以調(diào)節(jié)外部模塊與光學(xué)透鏡之間的距離。 但是，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的背照式圖像傳感器，是將SOI (絕緣體上硅)晶片用作有光 接收器件和電路部分的供體晶片(donor wafer)，然后將SOI晶片接合到承載晶片。然后， 對(duì)供體晶片進(jìn)行背側(cè)打薄(thi皿ing)工藝。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的供體晶片的背側(cè)打薄工藝如下所述。 首先，對(duì)供體晶片進(jìn)行背側(cè)打薄工藝，使厚度為幾十個(gè)y m的硅層保留在SOI晶片
的埋置氧化物(BOX)層上。然后進(jìn)行回蝕工藝，從而完成背側(cè)打薄工藝。 但是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，是將昂貴的SOI晶片用作供體晶片，會(huì)因此而增加制造成本。 此外，根據(jù)如圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)，對(duì)供體晶片進(jìn)行背側(cè)研磨時(shí)會(huì)出現(xiàn)晶片邊緣
打薄現(xiàn)象。因此，在隨后進(jìn)行回蝕工藝時(shí)，在晶片邊緣部分會(huì)出現(xiàn)芯片故障，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益
顯著下降。 此外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，對(duì)厚度為幾十個(gè)Pm的晶片進(jìn)行回蝕工藝時(shí)，晶片中心部分 會(huì)暴露在等離子體損害下，從而降低傳感器性能。 此外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，只在形成有光電二極管的襯底的背側(cè)形成隔離區(qū)，因此會(huì)出 現(xiàn)串?dāng)_現(xiàn)象。 同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，可使用非晶硅(Si)來(lái)沉積光電二極管。另外，在Si襯底上
3形成讀出電路并在另一個(gè)晶片上形成光電二極管之后，也可通過(guò)晶片間(wafer-toiafer) 接合方法將光電二極管形成在讀出電路上方，以形成圖像傳感器(下面稱為"3D圖像傳感 器")。在這種情況下，光電二極管通過(guò)金屬線與讀出電路相連接。 然而，根據(jù)制造3D圖像傳感器的現(xiàn)有技術(shù)，必須對(duì)包括讀出電路的晶片與包括光 電二極管的晶片進(jìn)行晶片間接合工藝。由于這種晶片間的接合，所以不能保證讀出電路與 光電二極管之間的電連接。例如，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在讀出電路上形成金屬線，然后進(jìn)行晶片 間接合工藝，使金屬線與光電二極管形成接觸。此時(shí)，金屬線不一定穩(wěn)固地與光電二極管形 成接觸，因此在金屬線與光電二極管之間形成歐姆接觸會(huì)有困難。此外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在 與光電二極管電連接的金屬線中會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象。雖然已經(jīng)進(jìn)行了很多研究和探索來(lái)防止 這種短路現(xiàn)象，但是這需要很復(fù)雜的工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種背照式圖像傳感器及其制造方法，能夠穩(wěn)定有效地去除 背照式圖像傳感器的襯底的背側(cè)。 此外，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種背照式圖像傳感器及其制造方法，能夠抑制串?dāng)_ 現(xiàn)象。 本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種背照式圖像傳感器及其制造方法，能夠顯著降低制造 成本。 此外，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種背照式圖像傳感器及其制造方法，當(dāng)在同一襯底 上形成光電探測(cè)器和讀出電路時(shí)，能通過(guò)將光接收部上的堆疊最小化而將入射光的光量最 大化，并且能抑制因?yàn)榻饘俨季€(routing)所導(dǎo)致的光干涉和光反射現(xiàn)象。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供一種背照式圖像傳感器，包括隔離區(qū)和像素區(qū)，位于第一 襯底的前側(cè)；光電探測(cè)器和讀出電路，位于所述像素區(qū)上；層間介電層和金屬線，位于所述 第一襯底的前側(cè)；第二襯底，被接合到形成有所述金屬線的所述第一襯底的前側(cè)；像素分 隔離子注入層，在所述第一襯底的背側(cè)位于所述隔離區(qū)上；以及微透鏡，在所述第一襯底的 背側(cè)位于所述光電探測(cè)器上。 根據(jù)實(shí)施例，提供一種制造背照式圖像傳感器的方法，所述方法包以下步驟通過(guò) 在第一襯底的前側(cè)的整個(gè)區(qū)域上方注入離子，形成離子注入層；通過(guò)在形成有離子注入層 的所述第一襯底的前側(cè)形成隔離區(qū)，限定像素區(qū)；在所述像素區(qū)上形成光電探測(cè)器和讀出 電路；在所述第一襯底的前側(cè)形成層間介電層和金屬線；將第二襯底接合到形成有所述金 屬線的所述第一襯底的前側(cè)；去除由所述離子注入層限定的所述第一襯底的下部；在所述 第一襯底的背側(cè)于所述隔離區(qū)上形成像素分隔離子注入層；以及在所述第一襯底的所述背 側(cè)于所述光電探測(cè)器上形成微透鏡。 根據(jù)另一實(shí)施例，提供一種制造背照式圖像傳感器的方法，所述方法包括以下步 驟通過(guò)在第一襯底的前側(cè)形成隔離區(qū)，限定像素區(qū)；通過(guò)在第一襯底的前側(cè)的整個(gè)區(qū)域 上方注入離子，形成離子注入層；在所述像素區(qū)上形成光電探測(cè)器和讀出電路；在所述第 一襯底的前側(cè)形成層間介電層和金屬線；將第二襯底接合到形成有所述金屬線的所述第一 襯底的前側(cè)；去除由所述離子注入層限定的所述第一襯底的下部；在所述第一襯底的背側(cè) 于所述隔離區(qū)上形成像素分隔離子注入層；以及在所述第一襯底的所述背側(cè)于所述光電探測(cè)器上形成微透鏡。 根據(jù)本發(fā)明的背照式圖像傳感器及其制造方法，能夠通過(guò)離子注入方法穩(wěn)定而有 效地去除襯底的背側(cè)。也就是說(shuō)，本發(fā)明采用的是離子注入和分切方法而不是進(jìn)行背側(cè)研 磨和回蝕工藝，因此不會(huì)出現(xiàn)邊緣裸片故障和等離子體損害。


圖1是剖視圖，示出形成根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的背照式圖像傳感器的過(guò)程； 圖2是剖視圖，示出根據(jù)實(shí)施例的背照式圖像傳感器；以及 圖3a至圖8是剖視圖，示出制造根據(jù)實(shí)施例的背照式圖像傳感器的方法。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖描述背照式圖像傳感器及其制造方法的實(shí)施例。 在各個(gè)實(shí)施例的說(shuō)明中，可以理解的是當(dāng)一個(gè)層(或膜)被指稱是在另一個(gè)層或 襯底"之上"時(shí)，它可以直接位于另一個(gè)層或襯底之上，或者也可以存在中間層。此外，可以 理解的是當(dāng)一個(gè)層(或膜)被指稱是在另一個(gè)層"之下"時(shí)，它可以直接位于另一個(gè)層之下， 并且也可以存在一個(gè)或更多中間層。另外，當(dāng)一個(gè)層(或膜)被指稱是在兩層"之間"時(shí)， 它可以是該兩層之間的唯一一個(gè)層，或者也可以存在一個(gè)或更多中間層。
圖2是剖視圖，示出根據(jù)實(shí)施例的背照式圖像傳感器。 根據(jù)實(shí)施例的背照式圖像傳感器包括隔離區(qū)110和像素區(qū)，位于第一襯底100的 前側(cè)；光電探測(cè)器120和讀出電路130，位于像素區(qū)上；層間介電層160和金屬線140，位于 第一襯底100的前側(cè)；第二襯底200，被接合到形成有金屬線140的第一襯底100的前側(cè)； 像素分隔離子注入層115，在第一襯底100的背側(cè)位于隔離區(qū)110上；以及微透鏡1S0，在第 一襯底100的背側(cè)位于光電探測(cè)器120上。 根據(jù)實(shí)施例的背照式圖像傳感器及其制造方法，襯底的背側(cè)可通過(guò)離子注入方法
穩(wěn)定而有效地去除。也就是說(shuō)，實(shí)施例采用的是離子注入和分切(cleaving)方法，不用進(jìn)
行背側(cè)研磨和回蝕工藝，因此不會(huì)出現(xiàn)邊緣裸片(die)故障和等離子體損害。 此外，根據(jù)實(shí)施例，在襯底的背側(cè)于充當(dāng)隔離區(qū)(110)的像素分隔絕緣層上形成
像素分隔離子注入層，因此有效地抑制了像素之間的串?dāng)_，從而提高了圖像質(zhì)量。 下面參照?qǐng)D3a至圖8描述根據(jù)實(shí)施例的背照式圖像傳感器及其制造方法。 圖3a至圖3c示出形成離子注入層105的實(shí)例。 首先如圖3a所示，在第一襯底100的前側(cè)形成離子注入層105。第一襯底100可 以是外延晶片，但是實(shí)施例不限于此。由離子注入層105將第一襯底100分隔為下部100a 和上部100b。 根據(jù)實(shí)施例的制造背照式圖像傳感器的方法，用外延晶片作為供體晶片(第一襯
底100)。因?yàn)閷?shí)施例采用外延晶片而不是SOI晶片，所以能顯著降低制造成本。 此外，根據(jù)實(shí)施例，用外延晶片作為供體晶片，并且光檢測(cè)器和電路部分一起形成
在外延晶片上光電探測(cè)器，因此與將光檢測(cè)器設(shè)置在電路和金屬互連上方光電探測(cè)器的3D
圖像傳感器不同，本發(fā)明的實(shí)施例不要求接合工藝。因此，可以很容易地制造3D圖像傳感
器而不會(huì)產(chǎn)生與接合和接觸相關(guān)的問(wèn)題。
5
可通過(guò)將離子注入到第一襯底100的前側(cè)中而形成離子注入層105。因?yàn)榈谝灰r 底100的背側(cè)厚度為幾百個(gè)以上，所以優(yōu)選通過(guò)第一襯底100的前側(cè)來(lái)注入離子。
也就是說(shuō)，因?yàn)榈谝灰r底100的厚度大于離子注入深度，所以很難通過(guò)第一襯底 100的背側(cè)注入離子。因此根據(jù)實(shí)施例，在形成金屬線140或者對(duì)第二襯底200進(jìn)行接合工 藝之前，在第一襯底100中形成離子注入層105，所以很容易在接合工藝之后去除第一襯底 100的下部100a。 根據(jù)實(shí)施例，通過(guò)注入離子(例如氫(H)或氦(He)離子)來(lái)形成離子注入層105， 但是實(shí)施例不限于此。 此外，根據(jù)另一實(shí)施例，如圖3b所示，在第一襯底100的前側(cè)已形成隔離區(qū)110之 后形成離子注入層105。例如，在第一襯底100的前側(cè)形成隔離區(qū)110以限定像素區(qū)，然后 再形成離子注入層105。此時(shí)，可通過(guò)STI工藝來(lái)形成隔離區(qū)110。 根據(jù)實(shí)施例，通過(guò)使用離子注入層105，無(wú)須進(jìn)行研磨工藝即可輕易而穩(wěn)定地去除 襯底的背側(cè)，因此能顯著提高產(chǎn)品產(chǎn)量。 此外，根據(jù)實(shí)施例，通過(guò)利用氫或氦進(jìn)行離子注入工藝，以形成在對(duì)外延晶片進(jìn)行 制造工藝時(shí)充當(dāng)分切層的離子注入層105。然后，在已完成第一襯底100的工藝之后，將充 當(dāng)供體晶片的第一襯底100接合到充當(dāng)承載晶片(handle wafer)的第二襯底200。然后， 對(duì)充當(dāng)供體晶片的第一襯底100進(jìn)行分切工藝，以用于背側(cè)打薄的目的。在這種情況下，因 為已去除了第一襯底IOO的下部，所以充當(dāng)供體晶片的第一襯底IOO很薄，為了方便進(jìn)行接 合工藝之后的濾色鏡工藝，所以用第二襯底200充當(dāng)承載晶片。 根據(jù)實(shí)施例，采用的是離子注入和分切工藝，無(wú)須進(jìn)行背側(cè)研磨和回蝕工藝，因此 不會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中諸如邊緣裸片故障和等離子體損害這樣的問(wèn)題。 此外，根據(jù)實(shí)施例，不對(duì)供體晶片進(jìn)行研磨工藝，因此供體晶片上沒(méi)有施加物理應(yīng) 力，從而避免了光電探測(cè)器和讀出電路的損壞。 根據(jù)另一實(shí)施例，如圖3c所示，可在像素區(qū)中已形成光電探測(cè)器120之后形成離 子注入層105。光電探測(cè)器120可包括光電二極管，但是實(shí)施例不限于此。通過(guò)在P型第一 襯底100中形成N型離子注入?yún)^(qū)，然后在第一襯底100的N型離子注入?yún)^(qū)中形成Po區(qū)(未 示出)，可獲得光電探測(cè)器120，但是實(shí)施例不限于此。因?yàn)橛蠵o區(qū)，所以不會(huì)產(chǎn)生多余的 電子。此外，根據(jù)實(shí)施例，形成PNP結(jié)以實(shí)現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)儲(chǔ)(dumping)效應(yīng)。
參照?qǐng)D4，在形成離子注入層105和光電探測(cè)器120之后，在包括光電探測(cè)器120 的第一襯底100上形成充當(dāng)電路部分的讀出電路130。讀出電路130可包括傳輸晶體管、復(fù) 位晶體管、驅(qū)動(dòng)晶體管和選擇晶體管，但是實(shí)施例不限于此。 根據(jù)實(shí)施例，充當(dāng)供體晶片的第一襯底100可以是外延晶片，并且光電探測(cè)器120 是和讀出電路130 —起形成在第一襯底100上。因此，與將光電探測(cè)器形成在電路上方的 3D圖像傳感器不同，本發(fā)明的實(shí)施例不需要接合工藝，因此可簡(jiǎn)化制造工藝，不會(huì)產(chǎn)生與接 合和接觸相關(guān)的問(wèn)題。同時(shí)，當(dāng)將承載晶片接合到供體晶片時(shí)，將絕緣層(例如層間介電 層)插入在承載晶片與供體晶片之間，因此不會(huì)產(chǎn)生與接合相關(guān)的問(wèn)題。
此外，根據(jù)實(shí)施例，通過(guò)將光接收部上的堆疊最小化，可將入射光的光量最大化， 并且能抑制因?yàn)榻饘俨季€所導(dǎo)致的光干涉和光反射現(xiàn)象，因此能將圖像傳感器的光學(xué)特性 最優(yōu)化。
然后再參照?qǐng)D4，在第一襯底100上形成層間介電層160、金屬線140以及焊盤(pán)金 屬線。金屬線140可包括第一金屬M(fèi)1、第二金屬M(fèi)2等等。 在邏輯區(qū)中形成焊盤(pán)金屬線150。焊盤(pán)金屬線150可包括第一金屬M(fèi)l、第二金屬 M2、第三金屬M(fèi)3等等，但是實(shí)施例不限于此。焊盤(pán)可對(duì)準(zhǔn)金屬線140的第一金屬M(fèi)1。因此， 在已將第一襯底100接合到第二襯底200之后，就能很容易地通過(guò)第一襯底100的背側(cè)進(jìn) 行焊盤(pán)開(kāi)口工藝。這是因?yàn)閺牡谝灰r底100背側(cè)到焊盤(pán)的深度很淺。 然后如圖5所示，將第二襯底200接合到包括金屬線140的第一襯底100的前側(cè)。
例如，將充當(dāng)承載晶片的第二襯底200面向金屬線140而接合到第一襯底100。 根據(jù)實(shí)施例，在第二襯底200上表面形成絕緣層210并將其接合到第一襯底，從而
提高第一襯底100與第二襯底200之間的接合力。絕緣層210可包括氧化物層或氮化物層，
但是實(shí)施例不限于此。因?yàn)閷⒔^緣層210接合到第一襯底100，同時(shí)與充當(dāng)?shù)谝灰r底100的
前側(cè)的層間介電層160形成接觸，所以能顯著提高第一襯底100與第二襯底200之間的接合力。 然后如圖6所示，將第一襯底100的下部100a從如圖5所示那樣接合到第二襯底 200的第一襯底100去除。此時(shí)，離子注入層105充當(dāng)去除第一襯底100的下部100a的基 準(zhǔn)線。例如，對(duì)離子注入層105進(jìn)行熱處理工藝，以使氫離子進(jìn)入氣泡中，然后用刀片將第 一襯底100的下部100a切除，只留下第一襯底100的上部100b。之后，對(duì)第一襯底100的 切除表面進(jìn)行平坦化工藝。 同時(shí)，在與采用分切技術(shù)的3D圖像傳感器相關(guān)的專利中，光電探測(cè)器和讀出電路 分別形成于它們自己的晶片上，然后進(jìn)行接合和互連工藝。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，通常剛好在接合 之前使用氫離子或氦離子進(jìn)行離子注入工藝以形成分切層。 但是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的3D圖像傳感器，不能保證讀出電路與光電二極管之間的電 連接，并且在與光電二極管電連接的金屬線中可能會(huì)出現(xiàn)短路。 與此不同，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，是用外延晶片作為充當(dāng)供體晶片的第一襯底 IOO，并且光電探測(cè)器120是與讀出電路130 —起形成在第一襯底100上。因此，無(wú)須采用 將具有光電探測(cè)器的襯底接合到具有電路的襯底的接合工藝。因此，能夠很容易地制造圖 像傳感器而不會(huì)產(chǎn)生與接合和接觸相關(guān)的問(wèn)題。 同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的3D圖像傳感器，能夠剛好在接合工藝之前注入氫離子或氦 離子。也就是說(shuō)，光電探測(cè)器產(chǎn)生的電子被傳輸?shù)叫纬稍趩为?dú)的襯底上的電子電路部分，則 電壓會(huì)因此改變。所以，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，不必在形成有光電二極管的襯底上形成金屬線和層 間介電層，從而能夠剛好在接合工藝之前注入氫離子或氦離子。 與此不同，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，光電探測(cè)器120是與讀出電路130 —起形成在第 一襯底100上。也就是說(shuō)，因?yàn)楣怆娞綔y(cè)器120和讀出電路130形成在第一襯底100上， 所以對(duì)供體晶片(第一襯底100)進(jìn)行BEOL(后段)工藝以形成金屬線140和層間介電層 160。 因此，根據(jù)實(shí)施例的工藝方法，并非剛好在接合工藝之前進(jìn)行使用氫離子或氦離 子的離子注入工藝。而是在將金屬線140和層間介電層160形成于充當(dāng)?shù)谝灰r底100的外 延晶片上之前使用用氫離子或氦離子進(jìn)行離子注入工藝。 參照?qǐng)D7，在第一襯底的背側(cè)于隔離區(qū)110上形成像素分隔離子注入層115。例如，
7在制備了用以在隔離區(qū)110上部暴露出第一襯底背側(cè)的掩模圖案310之后，使用掩模圖案 310作為離子注入掩模而進(jìn)行離子注入工藝，從而形成像素分隔離子注入層115。例如，像 素分隔離子注入層115可包括重?fù)诫sP型離子注入?yún)^(qū)。 根據(jù)實(shí)施例，因?yàn)橄袼胤指綦x子注入層是形成在襯底背側(cè)且位于像素分隔絕緣層
(隔離區(qū))上方，所以能有效地抑制像素之間的串?dāng)_，從而提高圖像質(zhì)量。 然后如圖8所示，去除掩模圖案310，在第一襯底100的背側(cè)于光電探測(cè)器120上
形成濾色鏡170。同時(shí)，對(duì)于例如包括垂直堆疊的R、 G、 B光電二極管的光電探測(cè)器120這
樣的實(shí)施例，可省略濾色鏡170。 之后，在濾色鏡170上形成微透鏡180。 然后露出焊盤(pán)。根據(jù)實(shí)施例，通過(guò)第一襯底100的背側(cè)露出焊盤(pán)。因?yàn)楹副P(pán)與第 一金屬M(fèi)l對(duì)準(zhǔn)，所以很容易通過(guò)第一襯底100的背側(cè)來(lái)露出焊盤(pán)。 根據(jù)這些實(shí)施例的背照式圖像傳感器及其制造方法，能夠通過(guò)離子注入方法穩(wěn)定 而有效地去除襯底的背側(cè)。也就是說(shuō)，本發(fā)明采用的是離子注入和分切方法而不是進(jìn)行背 側(cè)研磨和回蝕工藝，因此不會(huì)出現(xiàn)邊緣裸片故障和等離子體損害。 此外，根據(jù)實(shí)施例，在襯底背側(cè)于像素分隔絕緣層(隔離區(qū))上形成像素分隔離子 注入層，因此能有效地抑制像素之間的串?dāng)_，從而提高圖像質(zhì)量。 此外，根據(jù)實(shí)施例，不對(duì)供體晶片進(jìn)行研磨工藝，因此能避免光電探測(cè)器和電路部 分的損壞。 此外，根據(jù)實(shí)施例，是將外延晶片作為供體晶片，并且光電探測(cè)器是與電路部分一 起形成在外延晶片上。因?yàn)椴捎玫氖峭庋泳皇荢OI晶片，所以能顯著降低制造成本。
根據(jù)實(shí)施例，是將外延晶片作為供體晶片，并且光電探測(cè)器是與電路部分一起形 成在外延晶片上，因此與將光電探測(cè)器形成在電路上方的3D圖像傳感器不同，本發(fā)明的實(shí) 施例不需要接合工藝，因此可簡(jiǎn)化制造工藝，不會(huì)產(chǎn)生與接合和接觸相關(guān)的問(wèn)題。同時(shí)，當(dāng) 將承載晶片接合到供體晶片時(shí)，將絕緣層(例如層間介電層)插入在承載晶片與供體晶片 之間，因此不會(huì)產(chǎn)生與接合相關(guān)的問(wèn)題。 此外，根據(jù)實(shí)施例，通過(guò)將光接收部上的堆疊最小化，可將入射光的光量最大化， 并且能抑制因?yàn)榻饘俨季€所導(dǎo)致的光干涉和光反射現(xiàn)象，因此能將圖像傳感器的光學(xué)特性 最優(yōu)化。 本說(shuō)明書(shū)中所涉及的"一個(gè)實(shí)施例"、"實(shí)施例"、"示例性實(shí)施例"等，其含義是結(jié)合 該實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性均包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。說(shuō)明書(shū)中出 現(xiàn)于各處的這些術(shù)語(yǔ)不一定都涉及同一個(gè)實(shí)施例。此外，當(dāng)結(jié)合任一實(shí)施例描述特定特征、 結(jié)構(gòu)或特性時(shí)，都認(rèn)為其落入本領(lǐng)域普通技術(shù)人員結(jié)合其他實(shí)施例就可以實(shí)現(xiàn)的這些特定 特征、結(jié)構(gòu)或特性的范圍內(nèi)。 盡管對(duì)實(shí)施例的描述中結(jié)合了其中多個(gè)示例性實(shí)施例，但可以理解的是，在本公 開(kāi)內(nèi)容的原理的精神和范圍之內(nèi)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員完全可以推導(dǎo)出許多其它變化和實(shí) 施例。尤其是，可以在該公開(kāi)、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)對(duì)組件和/或附件組合設(shè)置中 的排列進(jìn)行多種變化和改進(jìn)。除組件和/或排列的變化和改進(jìn)之外，其他可選擇的應(yīng)用對(duì) 于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言也是顯而易見(jiàn)的。
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權(quán)利要求
一種背照式圖像傳感器，包括隔離區(qū)和像素區(qū)，位于第一襯底的前側(cè)；光電探測(cè)器和讀出電路，位于所述像素區(qū)上；層間介電層和金屬線，位于所述第一襯底的前側(cè)；第二襯底，被接合到形成有所述金屬線的所述第一襯底的前側(cè)；像素分隔離子注入層，在所述第一襯底的背側(cè)位于所述隔離區(qū)上；以及微透鏡，在所述第一襯底的背側(cè)位于所述光電探測(cè)器上。
2. 如權(quán)利要求1所述的背照式圖像傳感器，其中所述像素分隔離子注入層包括P型離 子注入?yún)^(qū)。
3. 如權(quán)利要求1所述的背照式圖像傳感器，還包括焊盤(pán)，位于所述第一襯底的前側(cè)，所 述焊盤(pán)通過(guò)所述第一襯底的背側(cè)而露出。
4. 如權(quán)利要求1所述的背照式圖像傳感器，還包括絕緣層，介于所述第一襯底的前側(cè) 與所述第二襯底之間。
5.—種制造背照式圖像傳感器的方法，所述方法包括以下步驟 通過(guò)在第一襯底的前側(cè)的整個(gè)區(qū)域上方注入離子，形成離子注入層； 通過(guò)在所述第一襯底的前側(cè)形成隔離區(qū)，限定像素區(qū)； 在所述像素區(qū)上形成光電探測(cè)器和讀出電路； 在所述第一襯底的前側(cè)形成層間介電層和金屬線； 將第二襯底接合到形成有所述金屬線的所述第一襯底的前側(cè)； 去除由所述離子注入層限定的所述第一襯底的下部；在去除所述第一襯底的下部之后，在所述第一襯底的背側(cè)于所述隔離區(qū)上形成像素分 隔離子注入層；以及在所述第一襯底的背側(cè)于所述光電探測(cè)器上形成微透鏡。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中形成像素分隔離子注入層的步驟包括將離子注入 所述第一襯底的背側(cè)中，使得所述像素分隔離子注入層從所述第一襯底的背側(cè)的表面延伸 到所述隔離區(qū)。
7. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中形成像素分隔離子注入層的步驟包括在所述隔離 區(qū)上形成P型離子注入?yún)^(qū)。
8. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中形成離子注入層的步驟包括注入氫離子或氦離子。
9. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中形成離子注入層的步驟通過(guò)所述第一襯底的前側(cè)注 入離子，使得所述離子注入層以預(yù)定深度形成在所述第一襯底的前側(cè)的整個(gè)區(qū)域上方。
10. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中去除所述第一襯底的下部的步驟包括通過(guò)使用所述離子注入層，在所述第一襯底的與所述第一襯底的前側(cè)相對(duì)的一側(cè)去除所述第一襯底的 一部分。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種背照式圖像傳感器及其制造方法。所述背照式圖像傳感器包括隔離區(qū)和像素區(qū)，位于第一襯底的前側(cè)；光電探測(cè)器和讀出電路，位于所述像素區(qū)上；層間介電層和金屬線，位于所述第一襯底的前側(cè)；第二襯底，被接合到形成有所述金屬線的所述第一襯底的前側(cè)；像素分隔離子注入層，在所述第一襯底的背側(cè)位于所述隔離區(qū)上；以及微透鏡，在所述第一襯底的背側(cè)位于所述光電探測(cè)器上。根據(jù)本發(fā)明的背照式圖像傳感器及其制造方法，能夠通過(guò)離子注入方法穩(wěn)定而有效地去除襯底的背側(cè)。也就是說(shuō)，本發(fā)明采用的是離子注入和分切方法而不是進(jìn)行背側(cè)研磨和回蝕工藝，因此不會(huì)出現(xiàn)邊緣裸片故障和等離子體損害。
文檔編號(hào)H04N5/335GK101771059SQ20091026216
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者金文煥 申請(qǐng)人:東部高科股份有限公司