背照式圖像傳感器的制造方法及背照式圖像傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及半導(dǎo)體集成電路的技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種背照式圖像傳感器的制造方法及背照式圖像傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有圖像傳感器通?；诨パa(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù)制作而成。按照接收光線的位置的不同，圖像傳感器可以分為前照式圖像傳感器和背照式圖像傳感器。前照式圖像傳感器中的感光二級管位于電路晶體管后方，使得進(jìn)光量受到遮擋，進(jìn)而導(dǎo)致量子轉(zhuǎn)換效率降低。背照式圖像傳感器與前照式圖像傳感器相比，最大的優(yōu)化之處就是將元件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)改變了，即將感光層的元件入射光路調(diào)轉(zhuǎn)方向，讓光線首先從背部進(jìn)入光電二極管，避免了在前照式圖像傳感器結(jié)構(gòu)中光線會受到微透鏡和光電二極管之間的結(jié)構(gòu)和厚度的影響，提高了光線接收的效能。
[0003]圖1至圖3示出了現(xiàn)有背照式圖像傳感器的制造方法。該制作方法包括以下步驟:首先，提供襯底1(V，該襯底10'的正面I廣上形成有CMOS器件及金屬層；然后，將襯底10'的正面1Γ與承載基板20'鍵合，并對襯底10'的背面13' —側(cè)進(jìn)行減薄處理；最后，在減薄處理后的襯底10'的背面13' —側(cè)形成光電二極管30'。其中，光電二極管30'的制作包括對減薄處理后的襯底10'的背面13' —側(cè)進(jìn)行離子注入(HIP)以形成離子注入?yún)^(qū)31'，以及對離子注入后的襯底10'的背面13'進(jìn)行激光退火處理以形成退火層33'的步驟；在形成光電二極管30'的步驟之后，該制作方法進(jìn)一步包括在光電二極管30'上依次形成濾波片和透鏡等步驟。
[0004]在上述制作方法中，減薄處理會對襯底10'的背面13'造成損傷，例如產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷和晶格應(yīng)變?nèi)毕莸?。這些損傷會影響后續(xù)光電二極管30'的工藝性能，例如影響后續(xù)離子注入步驟中注入離子均勻性和注入深度等，從而降低背照式圖像傳感器的性能。目前，技術(shù)人員嘗試增加化學(xué)機(jī)械拋光的時(shí)間以期減少襯底10'的背面13'上的損傷，然而該方法不僅效果有限，而且還會使得襯底10'的厚度難以控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請旨在提供一種背照式圖像傳感器的制造方法及背照式圖像傳感器，以減少由減薄處理造成的襯底背面的損傷，從而提高后續(xù)形成的光電二極管的工藝性能，并進(jìn)一步提高背照式圖像傳感器的性能。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝艘环N背照式圖像傳感器的制造方法，該制作方法包括:提供襯底；對襯底的背面一側(cè)進(jìn)行減薄處理；對減薄處理后的襯底的背面進(jìn)行第一次激光退火處理，以形成第一退火層；在第一次激光退火處理后的襯底的背面一側(cè)形成光電二極管。
[0007]進(jìn)一步地，上述制作方法中，在第一次激光退火處理的步驟中，激光波長為200?350nm，激光能量密度為1.7?2.0J/cm2。
[0008]進(jìn)一步地，上述制作方法中，在第一次激光退火處理的步驟中，表面處理溫度為1000?1400°C，處理時(shí)間小于I μ S。
[0009]進(jìn)一步地，上述制作方法中，第一次激光退火處理的步驟中，形成厚度為30?120nm的第一退火層。
[0010]進(jìn)一步地，上述制作方法中，形成光電二極管的步驟包括:對第一次激光退火處理后的襯底的背面一側(cè)進(jìn)行離子注入，以形成離子注入?yún)^(qū)；對離子注入后的襯底的背面進(jìn)行第二次激光退火處理形成第二退火層，以形成光電二極管。
[0011]進(jìn)一步地，上述制作方法中，在離子注入的步驟中形成位于第一退火層中的離子注入?yún)^(qū)。
[0012]進(jìn)一步地，上述制作方法中，在第二次激光退火處理的步驟中形成厚度不小于離子注入?yún)^(qū)的厚度的第二退火層。
[0013]進(jìn)一步地，上述制作方法中，襯底的導(dǎo)電類型為N型，離子注入?yún)^(qū)的導(dǎo)電類型為P型；或襯底的導(dǎo)電類型為P型，離子注入?yún)^(qū)的導(dǎo)電類型為N型。
[0014]進(jìn)一步地，上述制作方法中，在減薄處理的步驟之前，將襯底的正面與承載基板進(jìn)行鍵合。
[0015]進(jìn)一步地，上述制作方法進(jìn)一步包括:在光電二極管上依次形成濾波片和透鏡。
[0016]本申請還提供了一種背照式圖像傳感器，該背照式圖像傳感器由本申請上述的制作方法制作而成。
[0017]應(yīng)用本申請的技術(shù)方案，對減薄處理后的襯底的背面進(jìn)行第一次激光退火處理，然后在第一次激光退火處理后的襯底的背面一側(cè)形成了光電二極管。該第一次激光退火處理會使得減薄處理后的襯底的背面發(fā)生表面熔化，使得襯底中的缺陷得以去除，從而減少了由減薄處理造成的襯底背面的損傷，提高了后續(xù)形成的光電二極管的工藝性能，并進(jìn)一步提高背照式圖像傳感器的性能。
【附圖說明】
[0018]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進(jìn)一步理解，本申請的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0019]圖1示出了現(xiàn)有背照式圖像傳感器的制造方法中，提供襯底后的基體的剖面結(jié)構(gòu)不意圖；
[0020]圖2示出了將圖1所示的襯底的正面與承載基板鍵合，并對襯底的背面一側(cè)進(jìn)行減薄處理后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3示出了在圖2所示的襯底的背面一側(cè)形成光電二極管后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4示出了本申請優(yōu)選實(shí)施方式所提供的背照式圖像傳感器的制造方法的流程示意圖；
[0023]圖5示出了在本申請優(yōu)選實(shí)施方式所提供的背照式圖像傳感器的制造方法中，提供襯底后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6示出了對圖5所示的襯底的背面一側(cè)進(jìn)行減薄處理后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7示出了對圖6所示的襯底的背面進(jìn)行第一次激光退火處理后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖8示出了在圖7所示的襯底的背面一側(cè)形成光電二極管后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0027]圖9示出了在圖8所示的光電二極管上依次形成濾波片和透鏡后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請。
[0029]需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述【具體實(shí)施方式】，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用屬于“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0030]為了便于描述，在這里可以使用空間相對術(shù)語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個(gè)器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應(yīng)解釋。
[0031]正如【背景技術(shù)】中所介紹的，背照式圖像傳感器的制造方法中的減薄處理會對襯底的背面造成損傷，這些損傷會影響后續(xù)光電二極管的工藝性能，從而降低背照式圖像傳感器的性能。本申請的發(fā)明人針對上述問題進(jìn)行研究，提出了一種背照式圖像傳感器的制造方法。如圖4所示，該制作方法包括:提供襯底；對襯底的背面一側(cè)進(jìn)行減薄處理；對減薄處理后的襯底的背面進(jìn)行第一次激光退火處理，以形成第一退火層；在第一次激光退火處理后的襯底的背面一側(cè)形成光電二極管。
[0032]上述第一次激光退火處理會使得減薄處理后的襯底的背面發(fā)生表面熔化，使得襯底中的缺陷得以去除，從而減少了由減薄處理造成的襯底背面的損傷，提高了后續(xù)形成的光電二極管的工藝性能，并進(jìn)一步提高背照式圖像傳感器的性能。
[0033]下面將更詳細(xì)地描述根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式。然而，這些示例性實(shí)施方式可以由多種不同的形式來實(shí)施，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為只限于這里所闡述的實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)理解的是，提供這些實(shí)施方式是為了使得本申請的公開徹底且完整，并且將這些示例性實(shí)施方式的構(gòu)思充分傳達(dá)給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在附圖中，為了清楚起見，擴(kuò)大了層和區(qū)域的厚度，并且使用相同的附圖標(biāo)記表示相同的器件，因而將省略對它們的描述。
[0034]圖5至圖9示出了本申請?zhí)峁┑谋痴帐綀D像傳感器的制造方法中，經(jīng)過各個(gè)步驟后得到的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。下面將結(jié)合圖5至圖9，進(jìn)一步說明本申請所提供的背照式圖