專利名稱：用于圖像傳感器的改良的激光退火的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體而言涉及圖像傳感器，且具體地(但非排他地)，本發(fā)明涉及背面照射式CMOS圖像傳感器。
背景技術(shù)：


圖1說明常規(guī)的包括像素電路101及周邊電路102的背面照射式 (“BSI”)圖像傳感器100。像素電路101包括置于P型硅外延(“印i”)層110內(nèi)的光電二極管(“PD”)區(qū)域105。晶體管像素電路至少部分地形成在P阱115中或P阱115上。 為清楚起見且免得附圖混亂，僅說明像素電路101的轉(zhuǎn)移晶體管(Tl)及復(fù)位晶體管(T2)。 用于耦合至轉(zhuǎn)移晶體管及復(fù)位晶體管的柵極的第一金屬層Ml置于層間介電層120內(nèi)。周邊電路102也置于外延層110中或外延層110上，且可作為控制電路、讀出電路、邏輯電路、暗電流基準(zhǔn)單元等。將周邊電路定義為不是像素電路101的部分的任何互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)器件。在圖1中，像素電路101示成緊鄰于周邊電路102 ；然而， 像素電路101與周邊電路102可由外延層110內(nèi)的淺溝槽隔離(STI)和/或摻雜阱分隔開， 這些淺溝槽隔離(STI)和/或摻雜阱隔離像素陣列與圖像傳感器100的其余部分。BSI圖像傳感器100對(duì)入射在傳感器管芯的背面上的光具有光敏感性。對(duì)于BSI 圖像傳感器，大部分的光子吸收發(fā)生在背面硅表面附近。為了分離由光子吸收所產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)且將電子驅(qū)趕至PD區(qū)域105，背硅表面附近的電場是有幫助的?？赏ㄟ^對(duì)背表面進(jìn)行摻雜及激光退火來產(chǎn)生該電場。激光退火是形成局部加熱的退火工藝。對(duì)于厚P-外延層110，激光脈沖使背表面溫度大大升高(例如，超過1000C)，但歸因于短脈沖，溫度在外延層110體(bulk)中迅速降低。然而，當(dāng)外延層110薄(例如，P-外延層110<4微米厚)時(shí)，層間介電層120與后端工藝(“BE0L”)元件的剩余部分的絕緣可造成襯底及外延層溫度在激光退火期間的顯著增加，此可導(dǎo)致不利的影響，諸如大于800C 的溫度下的摻雜劑擴(kuò)散和/或大于400C的溫度下的BEOL金屬劣化/熔融?？赏ㄟ^使用較厚的P-外延層110來解決此問題，可通過在背面薄化工藝期間移除較少外延層來產(chǎn)生較厚的P-外延層。在背面與前側(cè)之間保留厚硅層使激光輻照的高溫背表面遠(yuǎn)離前側(cè)上的摻雜劑分布及金屬/硅化物觸點(diǎn)。然而，增加厚度導(dǎo)致圖像傳感器陣列中鄰近像素之間的電串?dāng)_增加。因此，趨勢已變成使P-外延層110較薄。附圖簡述參照以下諸附圖來描述本發(fā)明的非限制性及非詳盡的實(shí)施例，其中除非另有規(guī)定，否則相似附圖標(biāo)記在各種視圖中始終指代相似部分。圖1 (現(xiàn)有技術(shù))是常規(guī)背面照射式圖像傳感器的截面圖。圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的背面照射式成像系統(tǒng)的框圖。圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的背面照射式成像系統(tǒng)內(nèi)的兩個(gè)4T像素的像素電路的框圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的背面照射式圖像傳感器的截面圖。圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的用于制造背面照射式圖像傳感器的工藝的流程圖。
圖6A是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的直至BEOL完成所制造的部分制造的背面照射式成像傳感器的截面圖。圖6B是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的部分制造的背面照射式成像傳感器的截面圖， 其說明背面上的摻雜劑層植入物。圖6C是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的部分制造的背面照射式成像傳感器的截面圖， 其說明背面上的激光退火工藝。圖6D是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的部分制造的背面照射式成像傳感器的截面圖， 其說明金屬光屏蔽物的形成。圖6E是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的部分制造的背面照射式成像傳感器的截面圖， 其說明背面上的氮化硅層的沉積。圖6F是完全制造的背面照射式成像傳感器的截面圖。
具體實(shí)施例方式本文中描述用于制造背面照射式(“BSI”)成像傳感器的系統(tǒng)及方法的實(shí)施例。 在以下描述中，陳述眾多特定細(xì)節(jié)以提供對(duì)實(shí)施例的透徹理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可在沒有這些特定細(xì)節(jié)之一或多個(gè)的情況下或用其它方法、組件、材料等來實(shí)踐本文中所描述的技術(shù)。在其它實(shí)例中，未展示或詳細(xì)描述熟知結(jié)構(gòu)、材料或操作以避免混淆某些方面。貫穿本說明書引用“一項(xiàng)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”意味著結(jié)合實(shí)施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少一實(shí)施例中。因此，貫穿本說明書在各處出現(xiàn)的短語 “在一項(xiàng)實(shí)施例中”或“在一實(shí)施例中”未必均指代同一實(shí)施例。此外，在一或多個(gè)實(shí)施例中可按照任何合適方式組合特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。圖2是說明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的BSI成像系統(tǒng)200的框圖。成像系統(tǒng)200的所說明實(shí)施例包括像素陣列205、讀出電路210、功能邏輯215及控制電路220。像素陣列205是背面照射式成像傳感器或像素(例如，像素P1、P2.....Pn)的二
維(“2D”)陣列。在一項(xiàng)實(shí)施例中，每一像素為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(“CMOS”)成像像素。如所說明，將每一像素排列成行(例如，行Rl至Ry)及列(例如，列Cl至Cx)以獲取人、地點(diǎn)或?qū)ο蟮膱D像數(shù)據(jù)，隨后可使用圖像數(shù)據(jù)來呈現(xiàn)人、地點(diǎn)或?qū)ο蟮亩S圖像。在每一像素已獲取其圖像數(shù)據(jù)或圖像電荷之后，圖像數(shù)據(jù)由讀出電路210讀出并被轉(zhuǎn)移至功能邏輯215。讀出電路210可包括放大電路、模數(shù)(“ADC”)轉(zhuǎn)換電路或其它電路。功能邏輯215可僅儲(chǔ)存圖像數(shù)據(jù)或甚至通過應(yīng)用后期圖像效果(例如，裁剪、旋轉(zhuǎn)、去紅眼、調(diào)整亮度、調(diào)整對(duì)比度或其它操作)來操縱圖像數(shù)據(jù)。在一項(xiàng)實(shí)施例中，讀出電路210 可沿著讀出列線一次讀出一行圖像數(shù)據(jù)(經(jīng)說明)或可使用多種其它技術(shù)(諸如，串行讀出或同時(shí)對(duì)所有像素的全并行讀出)讀出圖像數(shù)據(jù)(未說明)?？刂齐娐?20耦合至像素陣列205以控制像素陣列205的操作特性。舉例而言， 控制電路220可產(chǎn)生用于控制圖像獲取的快門信號(hào)。在一項(xiàng)實(shí)施例中，快門信號(hào)為用于同時(shí)使像素陣列205內(nèi)的所有像素能夠在單個(gè)獲取窗期間同時(shí)俘獲其各自圖像數(shù)據(jù)的全局快門信號(hào)。在一替代實(shí)施例中，快門信號(hào)為滾動(dòng)快門(rolling shutter)信號(hào)，以在連續(xù)的獲取窗期間順序地啟用像素的各行、列或群組。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的BSI成像陣列內(nèi)的兩個(gè)四晶體管(“4T”)像素的像素電路300的電路圖。像素電路300為用于實(shí)現(xiàn)圖2的像素陣列200內(nèi)的每一像素的一個(gè)可能的像素電路體系結(jié)構(gòu)。然而，應(yīng)了解，本發(fā)明的實(shí)施例并不限于4T像素體系結(jié)構(gòu)；更確切而言，受益于本發(fā)明的普通技術(shù)人員將理解，本發(fā)明的教示亦可適用于3T設(shè)計(jì)、 5T設(shè)計(jì)及各種其它像素體系結(jié)構(gòu)。在圖3中，將像素1 及1 排列成兩行及一列。每一像素電路300的所說明實(shí)施例包括光電二極管PD、轉(zhuǎn)移晶體管Tl、復(fù)位晶體管T2、源極跟隨器 (“SF”)晶體管T3及選擇晶體管T4。在操作期間，轉(zhuǎn)移晶體管Tl接收轉(zhuǎn)移信號(hào)TX，該轉(zhuǎn)移信號(hào)TX將積聚在光電二極管PD中的電荷轉(zhuǎn)移至浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)FD。在一項(xiàng)實(shí)施例中，浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)FD可耦合至用于臨時(shí)儲(chǔ)存圖像電荷的儲(chǔ)存電容器。復(fù)位晶體管T2耦合在電軌 VDD與浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)FD之間以在復(fù)位信號(hào)RST的控制下復(fù)位(例如，使FD放電或充電至預(yù)設(shè)電壓)。浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)FD經(jīng)耦合以控制SF晶體管T3的柵極。SF晶體管T3耦合在電軌 VDD與選擇晶體管T4之間。SF晶體管T3作為提供來自像素的高阻抗輸出的源極跟隨器而操作。最后，選擇晶體管T4在選擇信號(hào)SEL的控制下選擇性地將像素電路300的輸出耦合至讀出列線。在一項(xiàng)實(shí)施例中，由控制電路220產(chǎn)生TX信號(hào)、RST信號(hào)及SEL信號(hào)。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的BSI圖像傳感器400的截面圖，該BSI圖像傳感器400包括像素電路區(qū)域401及周邊電路區(qū)域402且具有置于其背面上的經(jīng)激光退火的摻雜劑層405。像素電路區(qū)域401包括用于實(shí)現(xiàn)圖2的像素陣列205內(nèi)的像素Pl至Pn的電路的電路及像素元件。像素電路區(qū)域401的所說明實(shí)施例包括P+摻雜劑層405、P_外延層410、光電二極管區(qū)域415、P阱420、N+源極/漏極擴(kuò)散體425、像素晶體管(僅說明了轉(zhuǎn)移晶體管Tl及復(fù)位晶體管1 、層間介電層445、P+鈍化或釘扎層447及金屬疊層450。置于管芯背面上的層包括平坦化層460及465、彩色濾光片470及471、微透鏡480、抗反射層490、氮化硅層 491及492以及金屬光屏蔽物493。金屬疊層450的所說明實(shí)施例包括由層間電介質(zhì)455 分隔開且用觸點(diǎn)互連的多個(gè)金屬層(例如，M1、M2等)。盡管圖4僅說明兩層的金屬疊層， 但金屬疊層450可包括更多或更少層以用于經(jīng)由像素陣列205的前側(cè)來路由信號(hào)。最后， 淺溝槽隔離(“STI”)隔離所說明像素的內(nèi)部組件與鄰近像素(未說明)。在圖4中，像素電路區(qū)域401示成緊鄰于周邊電路區(qū)域402然而，像素電路區(qū)域 401與周邊電路區(qū)域402可由置于外延層410內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)STI和/或摻雜阱分隔開，該一個(gè)或多個(gè)STI和/或摻雜阱隔離像素陣列與圖像傳感器400的其余部分。在一項(xiàng)實(shí)施例中，周邊電路區(qū)域402包括用于實(shí)現(xiàn)讀出電路210、控制電路220及其它電路的電路，但至少排除圖3中所說明的晶體管T1-T4及光電二極管PD。圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的用于制造BSI圖像傳感器400的工序500的流程圖。將參照?qǐng)D6A至圖6E來描述工序500。在工序500中出現(xiàn)的一些或全部工序框的次序不應(yīng)被視作限制性的。更確切而言，受益于本發(fā)明的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，可按多種未說明的次序來執(zhí)行工序框中的一些。在工序框505中，圖像傳感器400的制造遵循常規(guī)技術(shù)直至后端工藝(“BE0L”) 組件的制造，包括擴(kuò)散植入物、硅化物、像素晶體管電路及金屬疊層450(參見圖6A)。在工序框510中，在金屬疊層450之上將處置晶片接合至BSI圖像傳感器400的前側(cè)。在工序框515中，使圖像傳感器400的背面薄化以移除P+襯底且曝露P-外延層410?？捎没瘜W(xué)機(jī)械拋光(“CMP”)與化學(xué)蝕刻的組合來執(zhí)行背面薄化。在工序框520中，將摻雜劑層405植入至圖像傳感器400的背面中作為覆蓋式 (blanket) P+摻雜劑層(參見圖6B)。在一項(xiàng)實(shí)施例中，使用已建立的離子植入技術(shù)將硼植入至背表面中。摻雜劑層405形成摻雜劑梯度，該梯度提供用于將光生電子垂直地推向光電二極管區(qū)域415的收集耗盡區(qū)域的垂直電力。另外，摻雜劑層405使P-外延層410的背表面鈍化，且由此防止來自背表面的漏電流進(jìn)入N+光電二極管區(qū)域415。在使用背面植入物的標(biāo)準(zhǔn)BSI制造工序中，摻雜劑植入后通常跟隨激光退火以激活摻雜劑。在激光退火期間，經(jīng)退火的表面的溫度可取決于激光波長、功率、穿透深度及脈沖時(shí)間而大大上升超過1000C。然而，預(yù)期溫度在半導(dǎo)體材料(例如，硅)內(nèi)歸因于至主體中的熱擴(kuò)散而下降。BSI結(jié)構(gòu)基本上為絕緣體上半導(dǎo)體(“S0I”)器件，因?yàn)楣栌性磪^(qū)域由 BEOL介電層與較大體硅襯底隔離。當(dāng)硅有源區(qū)域較厚(L>4微米)時(shí)，背表面與前表面之間的距離足夠大以使得前表面溫度顯著低于背表面溫度。舉例而言，若背表面溫度上升至 > 1000C，則前表面溫度應(yīng)仍在400C以下。然而，厚硅增加鄰近像素之間的電串?dāng)_。在背表面附近產(chǎn)生的光電子歸因于背表面P+摻雜(即，摻雜劑層405)而經(jīng)受朝向前表面的垂直力。除了所產(chǎn)生的垂直運(yùn)動(dòng)之外，電子歸因于擴(kuò)散而橫向地移動(dòng)。電子為了到達(dá)光電二極管收集區(qū)域必須行進(jìn)越遠(yuǎn)，其橫向地?cái)U(kuò)散至相鄰像素中(稱為電串?dāng)_的現(xiàn)象)的機(jī)率便越高。因此，BSI技術(shù)傾向于較薄的硅厚度(L<4微米)以減少電串?dāng)_。減小硅厚度在使背面摻雜劑層405激光退火方面引入工藝復(fù)雜性。在激光退火期間，像素電路及周邊電路中的金屬引線及觸點(diǎn)曝露于激光退火相關(guān)的熱，進(jìn)而導(dǎo)致可能的破壞。像素電路區(qū)域401中的金屬引線及觸點(diǎn)通常不承載與周邊電路區(qū)域402中的典型金屬引線一樣大的電流。因此，因?yàn)樗玫脑黾拥囊€電阻在較低電流下影響較小，像素電路區(qū)域401可經(jīng)受住比周邊電路區(qū)域402更大的熱應(yīng)力破壞(例如， 造成電阻增大的損害)。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在激光退火之前在摻雜劑層405之上沉積雙重目的的抗反射及絕熱層(例如，氧化物或氧化硅)時(shí)，達(dá)成相同的背面退火特性需要較小激光功率。因此，在工序框525中，在圖像傳感器400的背表面上沉積大致200埃士 100埃的抗反射層490 (例如，氧化硅)。在工序框530中，使用光圖案化從鄰近于周邊電路402或在周邊電路402之下的背面部分移除抗反射層490(參見圖6C)。在一項(xiàng)實(shí)施例中，抗反射層490形成像素陣列205之下的單個(gè)連續(xù)覆蓋層。在工序框535中，用激光(例如，綠光波長激光)對(duì)圖像傳感器400的背表面進(jìn)行退火?？狗瓷鋵?90作用為以下兩者抗反射膜，其促進(jìn)至摻雜劑層405中的較大激光穿透；及在像素電路401下方的區(qū)域中的摻雜劑層405之上的熱覆蓋層，其減少向背面外的散熱。因而，較小功率(例如，與在抗反射層490不存在的情況下對(duì)摻雜劑層405進(jìn)行激光退火所需的強(qiáng)度或脈沖持續(xù)時(shí)間相比，較小激光強(qiáng)度或較短激光脈沖)可達(dá)到使像素電路區(qū)域401下方的摻雜劑層405退火的必需熱量。然而，因?yàn)樽灾苓呺娐穮^(qū)域402下方的摻雜劑層405移除抗反射層490，所以較大激光功率在此區(qū)域中反射離開背表面且較大熱耗散可在此區(qū)域中向背表面外輻照，由此在退火工藝期間降低局部溫度，且導(dǎo)致對(duì)周邊電路區(qū)域402的較少的激光退火相關(guān)熱損害。在摻雜劑層405的激光退火之前從周邊電路區(qū)域402移除氧化物看似提供許多優(yōu)點(diǎn)。硅所吸收的能量的量減少，由此減小曝露的管芯部分的溫度上升。通常在光電二極管區(qū)域415上方不存在金屬/硅化物觸點(diǎn)，且因此前表面可容許比具有金屬觸點(diǎn)的區(qū)域大的溫度上升。金屬觸點(diǎn)通常在400C以上老化，但摻雜劑分布在800C以下通常不擴(kuò)散。在一些實(shí)施例中，在激光退火之前施用金屬光屏蔽物493，由此進(jìn)一步保護(hù)周邊電路區(qū)域402使其免于高溫退火工藝的有害影響。另外，金屬光屏蔽物493阻擋激光且禁止摻雜劑層405 的在金屬光屏蔽物493之后的部分被激活。摻雜劑層405的未激活部分導(dǎo)致高重組區(qū)。遷移至或形成于此區(qū)域中的電子將較容易重組，從而減少串?dāng)_。在工序框MO中，跨越圖像傳感器400的背面沉積金屬光屏蔽物493。在工序框 545中，從像素電路區(qū)域401下方移除金屬光屏蔽物493 (參見圖6D)，從而留下金屬以阻擋光進(jìn)入周邊電路及暗電流基準(zhǔn)單元。在工序框550中，跨越管芯的背面沉積氮化硅(圖 6E)，從而形成氮化硅層491及492 (參見圖6F)。雖然抗反射層490的厚度(例如，300埃)單獨(dú)用于改良綠光退火激光的透射，但亦可選擇成使得當(dāng)其與氮化硅層491組合時(shí)，產(chǎn)生寬帶抗反射多層結(jié)構(gòu)。在一項(xiàng)實(shí)施例中， 針對(duì)圖像傳感器400的操作期間的典型入射圖像光的RGB可見光譜設(shè)計(jì)抗反射多層結(jié)構(gòu)。在工序框555中，用添加平坦化層460及465、彩色濾光片470及471及微透鏡480 來完成圖像傳感器400的制造(參見圖6F)。請(qǐng)注意，圖4及圖6A至圖6F僅說明像素陣列 205內(nèi)的單個(gè)像素的橫截面。因此，盡管抗反射層490、氮化硅層491及492以及金屬光屏蔽物493的實(shí)施例可為由多個(gè)重復(fù)的器件共享的覆蓋層，但成像系統(tǒng)200的制造將包括彩色濾光片470及471的陣列及微透鏡480的陣列的制造。本發(fā)明的所說明實(shí)施例的以上描述(包括“發(fā)明摘要”中所描述的內(nèi)容)并不旨在詳盡的或?qū)⒈景l(fā)明限于所揭示的精確形式。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，盡管本文中出于說明性目的而描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例及示例，但各種修改在本發(fā)明的范圍內(nèi)是可能的。可根據(jù)上文的詳細(xì)描述來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行這些修改。在以下權(quán)利要求中所使用的術(shù)語不應(yīng)被解釋為將本發(fā)明限于本說明書中所揭示的特定實(shí)施例。更確切而言，本發(fā)明的范圍將完全由以下權(quán)利要求來確定，權(quán)利要求將根據(jù)權(quán)利要求解釋的已建立準(zhǔn)則來理解。
權(quán)利要求
1.一種制造包括像素電路區(qū)域及周邊電路區(qū)域的圖像傳感器的方法，所述方法包括 在所述圖像傳感器的前側(cè)上或所述前側(cè)中制造前側(cè)組件；在所述圖像傳感器的背面上植入摻雜劑層；在所述背面上形成抗反射層，所述抗反射層覆蓋所述摻雜劑層的在所述像素電路區(qū)域下方的第一部分而曝露所述摻雜劑層的在所述周邊電路區(qū)域下方的第二部分；以及經(jīng)由所述抗反射層從所述圖像傳感器的所述背面對(duì)所述摻雜劑層的所述第一部分進(jìn)行激光退火，其中所述抗反射層增大退火激光至所述摻雜劑層的所述第一部分中的穿透， 同時(shí)相對(duì)于所述激光退火期間從所述摻雜劑層的所述第二部分向所述圖像傳感器的所述背面外的第二散熱速率減小所述激光退火期間從所述摻雜劑層的所述第一部分向所述圖像傳感器的所述背面外的第一散熱速率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光退火的激光強(qiáng)度或激光脈沖持續(xù)時(shí)間中的至少一個(gè)減小至低于在所述抗反射層不存在的情況下激光退火所述摻雜劑層所需的級(jí)別。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述抗反射層使所述摻雜劑層的所述第一部分的第一溫度在所述激光退火期間相比于所述摻雜劑層的未被所述抗反射層所覆蓋的所述第二部分的第二溫度增大，從而導(dǎo)致所述周邊電路區(qū)域中的第一前側(cè)電路的熱損害小于所述像素電路區(qū)域中的第二前側(cè)電路的熱損害。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述抗反射層之上形成氮化硅層，其中所述抗反射層及所述氮化硅層的厚度選擇成使得所述抗反射層單獨(dú)用于增大所述退火激光的透射，同時(shí)所述抗反射層及所述氮化硅層的組合形成多層抗反射結(jié)構(gòu)，所述多層抗反射結(jié)構(gòu)用于改良在所述圖像傳感器的操作期間入射在所述圖像傳感器的所述背面上的寬帶可見光譜光的透射。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述抗反射層的厚度在100埃與300埃之間。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光退火包含利用綠光波長激光的激光退火。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述像素電路區(qū)域包含所述管芯的包括成像像素陣列的第一部分，且其中所述周邊電路區(qū)域包含所述管芯的不包括成像像素陣列的第二部分。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述抗反射層包含氧化硅。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述摻雜劑層的在所述周邊電路區(qū)域下方的所述第二部分之上形成金屬光屏蔽物。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，制造所述前側(cè)組件包括 在半導(dǎo)體襯底上形成外延層；在所述像素電路區(qū)域內(nèi)的所述外延層的前側(cè)上或所述前側(cè)內(nèi)形成光電二極管區(qū)域及相關(guān)聯(lián)的像素電路；在所述外延層的所述前側(cè)上形成金屬疊層；以及從所述外延層的背面移除所述半導(dǎo)體襯底。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包括從所述背面使所述外延層薄化，直至所述外延層的厚度小于或等于4微米。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述像素電路區(qū)域下方在所述背面之上形成微透鏡陣列。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述圖像傳感器包括背面照射式互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CM0Q圖像傳感器。
14.一種背面照射式(“BSI”)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(“CMOS”)圖像傳感器，其包括置于半導(dǎo)體層的第一區(qū)域中或所述第一區(qū)域上的光敏區(qū)域陣列與像素電路，所述光敏區(qū)域?qū)θ肷湓谒鯞SI CMOS圖像傳感器的背面上的光敏感；周邊電路，其置于所述半導(dǎo)體層的第二區(qū)域中或所述第二區(qū)域上； 摻雜劑層，其置于所述半導(dǎo)體層的背面上；以及抗反射層，其置于在所述半導(dǎo)體層的所述第一區(qū)域下方的所述摻雜劑層上。
15.如權(quán)利要求14所述的BSICMOS圖像傳感器，其特征在于，所述摻雜劑層的上面置有所述抗反射層的第一部分經(jīng)由激光退火來激活，且所述摻雜劑層的未被所述抗反射層所覆蓋的第二部分保持未激活。
16.如權(quán)利要求15所述的BSICMOS圖像傳感器，其特征在于，所述摻雜劑層的所述第一部分包括置于光敏區(qū)域陣列下方的單個(gè)連續(xù)部分，且所述摻雜劑層的所述第二部分在所述光敏區(qū)域陣列周邊。
17.如權(quán)利要求15所述的BSICMOS圖像傳感器，其進(jìn)一步包括置于所述抗反射層上的氮化硅層，其中所述抗反射層及所述氮化硅層的厚度選擇成使得所述抗反射層單獨(dú)用于增大退火激光的透射，同時(shí)所述抗反射層及所述氮化硅層的組合形成多層抗反射結(jié)構(gòu)，所述多層抗反射結(jié)構(gòu)用于改良寬帶可見光譜光至所述光敏區(qū)域陣列的透射。
18.如權(quán)利要求17所述的BSICMOS圖像傳感器，其特征在于，所述抗反射層包括氧化娃。
19.如權(quán)利要求17所述的BSICMOS圖像傳感器，其特征在于，所述氧化硅層的厚度在 100埃與300埃之間。
20.如權(quán)利要求17所述的BSICMOS圖像傳感器，其進(jìn)一步包括置于所述摻雜劑層的在所述周邊電路之下的所述第二部分上的金屬光屏蔽物，其中所述氮化硅層在所述抗反射層及所述金屬光屏蔽物之上延伸。
21.如權(quán)利要求20所述的BSICMOS圖像傳感器，其進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)平坦化層，所述一個(gè)或多個(gè)平坦化層置于所述氮化硅層上； 彩色濾光片陣列，其置于所述平坦化層之一上，所述彩色濾光片陣列置于所述光敏區(qū)域陣列之下；微透鏡陣列，其置于所述彩色濾光片陣列上，所述微透鏡陣列用于將入射在所述BSI CMOS圖像傳感器陣列的所述背面上的所述光聚焦至所述光敏區(qū)域陣列中。
全文摘要
本文涉及用于圖像傳感器的改良的激光退火。一種用于制造包括像素電路區(qū)域及周邊電路區(qū)域的圖像傳感器的技術(shù)包括在該圖像傳感器的前側(cè)上制造前側(cè)組件。在該圖像傳感器的背面上植入摻雜劑層?？狗瓷鋵有纬稍谠摫趁嫔锨腋采w該摻雜劑層的在像素電路區(qū)域下方的第一部分同時(shí)曝露該摻雜劑層的在周邊電路區(qū)域下方的第二部分。經(jīng)由該抗反射層從該圖像傳感器的背面對(duì)該摻雜劑層的第一部分進(jìn)行激光退火。該抗反射層使該摻雜劑層的第一部分的溫度在該激光退火期間增加。
文檔編號(hào)H04N5/374GK102237386SQ20111011468
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者D·毛, H·E·羅茲, V·韋內(nèi)齊亞, 戴幸志, 錢胤 申請(qǐng)人:美商豪威科技股份有限公司