專利名稱：制造圖像傳感器的方法
制造圖傳 降感器的方法
相關(guān)申請的交叉引用
本申請根據(jù)3511.8.(:.§119要求2007年9月10日提交的韓國專利申請 No.10-2007-0091338的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其全部內(nèi)容并入本文。
背景技術(shù)：
圖像傳感器是將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)化為電信號的半導(dǎo)體器件。圖像傳感器通 常分類為電荷耦合器件(CCD)或互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像 傳感器(CIS)。
CMOS圖像傳感器通常在每個單元像素中包括光電二極管和MOS晶 體管從而以切換方式依次檢測電信號，由此形成圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施方案提供制造圖像傳感器的改進的方法.
在一個實施方案中，制造圖像傳感器的方法可包括制備包括晶體管 的半導(dǎo)體襯底；在該半導(dǎo)體襯底上形成質(zhì)子層；通過對包括質(zhì)子層的該半 導(dǎo)體襯底進行熱處理工藝形成氫氣層;和除去半導(dǎo)體襯底的底部部分。該 半導(dǎo)體襯底的底部部分可包括氫氣層。


圖1 ~ 10是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的制造圖像傳感器的方法的橫截 面圖。
具體實施例方式
在本發(fā)明中使用"上(on)"或"之上(over)"或"上方(above)，， 時，當(dāng)涉及層、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)時，應(yīng)理解為所述層、區(qū)域、圖案或結(jié) 構(gòu)可以直接在另一個層或結(jié)構(gòu)上，或也可存在插入其間的層、區(qū)域、圖案 或結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中使用"之下(under)，，或"下(below)"時，當(dāng)涉及
層、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)時，理解為所述層、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)可以直接在 另一個層或結(jié)構(gòu)下，或也可存在插入其間的層、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)。
以下，將參考附圖詳細地描述根據(jù)本發(fā)明實施方案的制造圖像傳感器 的方法。
本發(fā)明的描述包括參考互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器 (CIS)進行的描述。然而，本發(fā)明的實施方案不限于此。例如，本發(fā)明 的方法可應(yīng)用于本領(lǐng)域已知的任何適合的圖像傳感器，諸如電荷耦合器件 (CCD)圖像傳感器。
圖1 ~ 10是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的制造圖像傳感器的方法的橫截 面圖。
參考圖1，可以在半導(dǎo)體襯底10中形成器件隔離層12。半導(dǎo)體襯底 10可以是本領(lǐng)域內(nèi)已知的任何適合的襯底。例如，半導(dǎo)體襯底10可以是 高濃度p-型(pi硅襯底。
在一個實施方案中，可以在半導(dǎo)體襯底10上形成低濃度p-型外延層 (未顯示)，并在該外延層中形成器件隔離層12。 p-型外延層(未顯示) 可有助于使得光電二極管的耗盡區(qū)變得大且深使得光電二極管收集光電 荷的能力可得到增強。而且，如果在pw半導(dǎo)體襯底中形成p-型外延層， 則電荷可在擴散至相鄰單元像素之前復(fù)合，由此減少光電荷的無規(guī)擴散并 4吏得能夠減小光電荷的傳輸功能的改變。
器件隔離層12可以通過任何本領(lǐng)域中已知的適合的方法形成。在一個 實施方案中，器件隔離層12的形成可包括在半導(dǎo)體襯底10中形成溝槽， 通過將離子注入溝槽在溝槽周圍形成溝道停止離子注入?yún)^(qū)域13，并在溝槽 中形成絕緣材料。
溝道停止離子注入?yún)^(qū)域13可以有助于抑制相鄰像素之間的串?dāng)_或漏 電流。
參考圖2，可在半導(dǎo)體襯底10上形成柵極25。柵極25可包括柵極氧 化物膜22和柵電極24。在一個實施方案中，柵極25可以通過如下形成 在半導(dǎo)體襯底io上形成柵極氧化物層(未顯示)，在該^f極氧化物層上形 成柵電極層(未顯示)，然后圖案化該柵極氧化物層和柵電極層以形成柵 極25.
柵極氧化物膜22可由本領(lǐng)域已知的任何適合的材料形成，例如氧化物 膜。此外，柵極24可由本領(lǐng)域已知的任何適合的材料形成，例如多晶硅層 或金屬硅化物層。
參考圖3，可在半導(dǎo)體襯底10和柵極25上形成第一光刻膠圖案26， 暴自極25的一側(cè)。通過使用第一光刻膠圖案26作為離子注入掩模進行 笫一離子注入工藝可形成第一離子注入層14。
在一個實施方案中，第一 離子注入層14可通過注入n-型雜質(zhì)形成。
參考圖4，通過使用第一光刻膠圖案26作為離子注入掩模進行第二離 子注入工藝可形成第二離子注入層16。
在一個實施方案中，笫二離子注入層16可以通過注入p-型雜質(zhì)形成。 因此，P-N結(jié)區(qū)17可以由第一離子注入層14和第二離子注入層16形成。
在某些實施方案中，可以由P-N結(jié)區(qū)17和半導(dǎo)體襯底10提供PNP 光電二極管。在這些實施方案中，半導(dǎo)體襯底10可以是p-型襯底。
參考圖5，可以除去第一光刻膠圖案26，可以在半導(dǎo)體襯底10和柵極 25上形成第二光刻膠圖案27，暴露^h極25的與形成第一離子注入層14 和第二離子注入層16的側(cè)面相反的側(cè)面。通過使用第二光刻膠圖案27作 為離子注入掩模進行第三離子注入工藝可以形成第三離子注入層18。第三 離子注入層18可以作為浮置擴散區(qū)域。
在一個實施方案中，可以通過以高濃度注入n-型雜質(zhì)形成第三離子注 入層18。
在圖像傳感器^作期間，在P-N結(jié)區(qū)17中產(chǎn)生的光電荷可以傳輸至 第三離子注入層18，并且傳輸至第三離子注入層18的光電荷可以傳輸至 電路單元(未顯示)。
參考圖6，可以在柵極25的側(cè)壁上形成間隔物28。
可以通過本領(lǐng)域中已知的任何適合的工藝形成間隔物28。在一個實施 方案中，可以在半導(dǎo)體襯底10上依次形成氧化物層、氮化物層和氧化物層， 以形成氧化物-氮化物-氧化物(ONO)層?？梢詫NO層實施蝕刻工藝 以形成間隔物28.在一個替代實施方案中，可以形成氧化物-氮化物(ON) 層并蝕刻以形成間隔物28。
參考圖7，通過進行第四離子注入工藝，可以在半導(dǎo)體襯底IO中形成
質(zhì)子層30。
可以使用質(zhì)子(H+)進行第四離子注入工藝。
可由在第四離子注入工藝期間使用的離子注入能量控制質(zhì)子層30的 深度。
參考圖8，可以在包括柵極25以及第一離子注入層14、第二離子注入 層16和第三離子注入層18的半導(dǎo)體襯底10上形成金屬前電介質(zhì) (premetal dielectric, PMD)41?？梢栽诮饘偾半娊橘|(zhì)41上形成包括導(dǎo) 線42的金屬布線層40.
參考圖9，通過對半導(dǎo)體襯底10進行熱處理工藝可形成氫氣(H2)層35。
通過對半導(dǎo)體襯底10進行熱處理工藝可以將質(zhì)子層30轉(zhuǎn)化為氫氣層35。
此時，可以將質(zhì)子層30轉(zhuǎn)化為氫氣層35，由此使得能夠分離半導(dǎo)體 村底10的底部部分。半導(dǎo)體襯底10的底部部分可以包括氫氣層35的至少 一部分。在一個實施方案中，半導(dǎo)體襯底10的底部部分可以包括氫氣層 35的至少大部分。在另一個實施方案中，半導(dǎo)體村底10的底部部分可以 包括約全部的氫氣層35。在仍另一個實施方案中，半導(dǎo)體襯底的底部部分 可以包括整個氫氣層35。
根據(jù)質(zhì)子層30的形成深度可以控制半導(dǎo)體襯底10的分離部分的厚度， 通過在笫四離子注入工藝期間使用的離子注入能量可以控制質(zhì)子層30的 形成深度。
即，半導(dǎo)M底10的可分離的底部部分的厚度可以通過在第四離子注 入工藝期間使用的離子注入能量控制。
參考圖10,在半導(dǎo)體襯底10的背面上可以形成濾色器陣列52。
在對應(yīng)于光接收區(qū)的單元像素的區(qū)域中可以形成濾色器陣列52。濾色 器陣列52可以通過形成濾色器層(未顯示)和圖案化所述濾色器層形成。
由于可以在半導(dǎo)^底10的背面上形成濾色器陣列52，所以光可以 從半導(dǎo)M底10中的光電二極管17的下面進入。
雖然未顯示，但是在一個實施方案中，在濾色器陣列52之上或之下可
以形成微型透鏡和用于保護所述微型透鏡的微型透鏡保護層。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，可以分離并除去半導(dǎo)體襯底10的底部或背面
部分，使得能夠改善圖像傳感器的靈敏度。
在本說明書中對"一個實施方案"、"實施方案"、"示例性實施方案" 等的任何描述，表示結(jié)合該實施方案描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或性能包括于 本發(fā)明的至少一個實施方案中。在說明書不同地方出現(xiàn)的這些術(shù)語不必都 涉;M目同的實施方案。另外，當(dāng)結(jié)*何實施方案描述具體特征、結(jié)構(gòu)或 性能時，認(rèn)為將這些特征、結(jié)構(gòu)或性能與其它的實施方案相關(guān)^本領(lǐng)域 技術(shù)人員的范圍之內(nèi)。
盡管已經(jīng)參考許多說明性實施方案描述了本發(fā)明的實施方案，但M 理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知道^艮多其它的改變和實施方案，這些也在本/> 開原理的精神和范圍內(nèi)。更具體地，在本公開、附圖和所附權(quán)利要求的范 圍內(nèi)在對象組合布置的構(gòu)件和/或布置中可能具有不同的變化和改變。除構(gòu) 件和/或布置的變化和改變之外，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言可替代的用途會是 明顯的。
權(quán)利要求
1. 一種制造圖像傳感器的方法，包括:制備包括晶體管的半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底中形成質(zhì)子層；通過對包括所述質(zhì)子層的所述半導(dǎo)體襯底進行熱處理工藝形成氫氣層；和除去所述半導(dǎo)體襯底的底部部分，其中所述底部部分包括所述氫氣層的至少一部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，還包括在除去所述半導(dǎo)體襯底的所述底部部分之后，在所述半導(dǎo)體村底的背 面上形成濾色器陣列。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述半導(dǎo)體襯底的制備包括在所述 襯底中在所述晶體管側(cè)形成光電二極管，其中所述濾色器陣列的濾色器形 成為對應(yīng)于所述光電二極管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括在除去所述半導(dǎo)體襯底的所述底 部部分之后，在所述半導(dǎo)體襯底的所述背面上形成微型透鏡.
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括在除去所述半導(dǎo)體襯底的所底部部分之后，在所述半導(dǎo)體襯底的所述背面上形成用于保護所述微型透鏡 的保護層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述半導(dǎo)體襯底的制備包括 在所述半導(dǎo)體襯底中形成器件隔離層； 在所述半導(dǎo)體襯底上形成^t極；在所述半導(dǎo)體襯底中在所述柵極的笫 一側(cè)面形成P-N結(jié)區(qū)；和 在所述半導(dǎo)體襯底中在所述柵極的笫二側(cè)面形成擴散區(qū)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述器件隔離層的形成包括 在所述半導(dǎo)體襯底中形成溝槽；和在所述溝槽中沉積絕緣材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括在所述溝槽中沉積所述絕緣材 料之前，通過在所述溝槽中注入離子形成溝道停止離子注入?yún)^(qū)域。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中進行所述熱處理工藝將所述質(zhì)子層 的至少 一部分轉(zhuǎn)化為所述氫氣層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述半導(dǎo)體襯底上形成金屬布 線層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述質(zhì)子層的形成包括對所述半導(dǎo) 體襯底進行離子注入工藝，
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述離子注入工藝的進行包括將質(zhì) 子注入所述半導(dǎo)體襯底中。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中通過在所述離子注入工藝期間使用 的離子注入能量控制在所述半導(dǎo)體襯底中的所述質(zhì)子層的深度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述半導(dǎo)體襯底的所述底部部分包 括所述氫氣層的至少大部分。
15. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述半導(dǎo)體襯底的所述底部部分包 括約全部的所述氫氣層。
16. 祁^據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述半導(dǎo)體襯底的所述底部部分包 括所述氫氣層。
全文摘要
本發(fā)明提供制造圖像傳感器的方法。可以制備具有晶體管的半導(dǎo)體襯底，并且在所述襯底中可以形成質(zhì)子層。通過對所述半導(dǎo)體襯底進行熱處理工藝可以形成氫氣層，并且可以除去由所述氫氣層限定的所述半導(dǎo)體襯底的底部部分。
文檔編號H01L21/70GK101388361SQ200810212120
公開日2009年3月18日 申請日期2008年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月10日
發(fā)明者金升炫 申請人:東部高科股份有限公司