采用背照式深沟槽隔离的背照式图像传感器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种背面深沟槽隔离的背照式图像传感器的制造方法,其中提供器件晶圆，第一承载晶圆和第二承载晶圆;于器件晶圆的第一面形成若干深沟槽隔离结构；通过后续工艺中的热过程修复所述深沟槽隔离结构的缺陷；器件晶圆的第一面与第一承载晶圆进行第一次晶圆键合，减薄器件晶圆,形成器件晶圆的第二面，并于该表面制作器件及金属互联；与第二承载晶圆进行第二次晶圆键合形成具有背面深沟槽隔离结构的背照式图像传感器。用本发明的背照式深沟槽隔离中，先形成深沟槽隔离结构，并可选择的在后续的工艺中采用高温热过程对深沟槽隔离形成过程中产生的缺陷进行修复，降低暗电流及白点，并可达到无深沟槽隔离的水平。
【专利说明】
采用背照式深沟槽隔离的背照式图像传感器的制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及图像传感器领域，尤其涉及一种采用背面深沟槽隔离的背照式图像传感器。
【背景技术】
[0002]图像传感器是将光信号转化为电信号的半导体器件，图像传感器具有光电转换元件。
[0003]图像传感器按又可分为互补金属氧化物(CMOS)图像传感器和电荷耦合器件(CCD)图像传感器。CCD图像传感器的优点是对图像敏感度较高且噪声小，但是CCD图像传感器与其他器件的集成比较困难，而且CXD图像传感器的功耗较高。相比之下，CMOS图像传感器具有工艺简单、易与其他器件集成、体积小、重量轻、功耗小、成本低等优点。因此，随着技术发展，CMOS图像传感器越来越多地取代CCD图像传感器应用于各类电子产品中。目前CMOS图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、照相手机、数码摄像机、医疗用摄像装置(例如胃镜)、车用摄像装置等。
[0004]现有的CMOS图像传感器分别前照式(FSI)与背照式(BSI)，BSI由于金属层等多层位于进光方向的背面，能有效防止进光造成的串扰(Crosstalk)，提供入射光通量，目前已广泛应用于中高像素图像传感器领域；在制作BSI的过程中于像素区的阵列排布的像素单元需要通过沟槽进行物理隔离、电学隔离，现有技术中往往采用先做图像传感器器件再制作深沟槽隔离的方法，但这种方法会引起深沟槽隔离的缺陷难以去除，若采用高温热氧化工艺去除，由于加热温度往往高于800摄氏度，会导致图像传感器器件的功能损害，造成图像传感器失效。此外，BSI方式中提高载流子的迁移效率、防止暗电流、提高信噪比也是业内广泛寻求的课题。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种采用背面深沟槽隔离的背照式图像传感器的制造方法，至少包括步骤:
提供器件晶圆，第一承载晶圆和第二承载晶圆；
于器件晶圆的第一面形成若干深沟槽隔离结构；
通过后续工艺中的热过程修复所述深沟槽隔离结构的缺陷；
器件晶圆的第一面与第一承载晶圆进行第一次晶圆键合，减薄器件晶圆，形成器件晶圆的第二面，并于该表面制作器件及金属互联；
与第二承载晶圆进行第二次晶圆键合形成具有背面深沟槽隔离结构的背照式图像传感器。
[0006]优选的，先于器件晶圆的表面(BSI面)进行掺杂，于后续热过程中激活该掺杂区域。
[0007]优选的，形成深沟槽隔离结构后包括:于深沟槽隔离结构表面形成热氧化膜；沉积覆盖层于热氧化膜上，至少保护深沟槽隔离结构中硅和热氧化膜界面在后续工艺过程中不被破坏，保持完美的界面结构，从而降低暗电流。
[0008]优选的，所述覆盖层为导电材质层或介质层。
[0009]优选的，所述导电材质层的材质为多晶硅、金属或多晶硅与金属的组合，于所述导电材质层上加负压，形成深沟槽隔离结构的表面钉扎层。
[0010]采用本发明的背照式深沟槽隔离中，先形成深沟槽隔离结构，并可选择的在后续的工艺中采用高温热过程对深沟槽隔离形成过程中产生的缺陷进行修复，其缺陷像素数量可以大大降低并可达到无深沟槽隔离的水平；并且因为本技术方案可于形成图像传感器器件之前先形成深层光电二极管，降低了晶圆另一面的工艺难度；同时可以增加背照式图像传感器的晶圆厚度，从现在的2.1um增加到3um，红光的感光度可以提高约15%，绿光的感光度可以提高5%，光电二极管的满阱电容可以提高50%以上，提高了背照式图像传感器的性能。此外，深沟槽隔离结构内部可选择的填充有导电材质，通过外加负电压可使靠近深沟槽隔离结构的区域反型，形成钉扎层，以较好的降低表面缺陷；并且可选择于界面表面铺设带电介质层，使得界面内部也形成钉扎层；进一步降低表面缺陷，减小暗电流。
【附图说明】
[0011]通过说明书附图以及随后与说明书附图一起用于说明本发明某些原理的【具体实施方式】，本发明所具有的其它特征和优点将变得清楚或得以更为具体地阐明。
[0012]图1至图15为本发明一实施例所提供的采用背照式深沟槽隔离的背照式图像传感器的制造方法各步骤对应的结构示意图；
图1至图5A，图5B，图6至图15为本发明一实施例所提供的采用背照式深沟槽隔离的背照式图像传感器的制造方法各步骤对应的结构示意图；
图16至图30为本发明一实施例所提供的采用背照式深沟槽隔离的背照式图像传感器的制造方法各步骤对应的结构示意图；
图31为本发明一实施例所提供采用背照式深沟槽隔离的背照式图像传感器的制造方法的方法流程图。
【具体实施方式】
[0013]现有的背照式图像传感器的深沟槽隔离结构于形成图像传感器器件之后形成，由于关键器件已经形成，在后续深沟槽隔离结构形成过程中需要温度、环境的多种因素考量，既要保证隔离结构表面的界面良好性又要防止损伤器件。由于在形成隔离结构过程中会带来表面缺陷，表面缺陷会导致载流子的依附，会增大暗电流，修复该类缺陷一般又需要高温等多种特殊环境，会影响甚至损害图像传感器器件性能。
[0014]因此，本发明提出一种采用背面深沟槽隔离的背照式图像传感器及其制作方法，本发明中的采用背面深沟槽隔离的背照式图像传感器的制造方法中于形成图像传感器器件之前形成深沟槽隔离结构。即:提供器件晶圆，定义像素区域和外围区域；于器件晶圆形成若干深沟槽隔离结构；修复形成深沟槽隔离结构步骤中的损伤；形成图像传感器器件，所述深沟槽隔离结构分隔相邻像素单元。本发明可修复形成深沟槽隔离结构的表面缺陷，并且图像传感器的性能得到了较大的提高。
[0015]下面结合本发明的说明书附图及如下若干实施例对本发明进行具体阐述:请同时参考图1至图15，图1至图15为本发明一实施例所提供的采用背照式深沟槽隔离的图像传感器的制造方法各步骤对应的结构示意图。
[0016]图1中，提供器件晶圆100，定义像素区域C和外围区域D。器件晶圆为制作图像传感器器件的载体，采用外延晶圆、SOI晶圆均可，其中外延晶圆可采用衬底为P型，外延层为N型或P型；N型衬底，外延层为P型或N型。像素区域C为形成图像传感器像素单元的区域，该区域中为后续形成像素单元中的晶体管结构及其它结构；外围区域D主要为可能涉及的模拟电路、数字电路、模数处理电路等。
[0017]图2中于器件晶圆100的背面铺设刻蚀阻挡层200，该刻蚀阻挡层200采用硬掩膜或者光阻层，硬掩膜层可米用二氧化娃、氮化娃，厚度为:2000A?5000A ;光阻层的厚度为:Ium?5um。图3中提供光罩，采用湿法刻蚀或干法刻蚀或者两者的结合形成若干深沟槽隔离结构101，图2中铺设的刻蚀阻挡层200起到了阻挡部分区域刻蚀的作用。图4中采用热氧化修复器件晶圆100的界面，采用湿法刻蚀的方式去除表面的刻蚀阻挡层200，再通过热过程修复此时的器件晶圆100的界面的损伤，需要指出的是，在刻蚀的过程中不可避免的会对界面造成物理损伤，此时由于还未进行图像传感器器件的制作，可采用多种温度、压力可控的环境进行修复，无需考虑影响关键器件，在本实施例中采用热氧化、刻蚀、热过程修复。此外，在形成若干深沟槽隔离结构101后可由器件晶圆100的背面A掺杂所需的掺杂阱区域，在制作图像传感器中可掺杂形成N型掺杂区102，此时N型掺杂区102的深度为:1?2um ;浓度为:lel4?5el6 ;需要指出的是本发明于此时形成N型掺杂区102能较传统的深度更深、浓度更高在本实施例中，N型掺杂区域102为光电二极管的部分区域；因为传统的光电二极管于器件晶圆的背面的反面，即第二面B掺杂形成，由于距离较远，掺杂的工艺复杂，效果较差。在本发明中还可于形成光电二极管102之后进行热激活使得光电二极管102内的掺杂浓度分布更佳，由于在传统工艺中若采用热激活会影响器件的其他区域，而在本发明中无需考虑该因素。请继续参考图4，于图4后形成热氧化层(未标注)覆盖于器件晶圆的背面A，热氧化层(未标注)的厚度为20埃?40埃，热氧化层能起到保护深沟槽隔离结构101界面的作用。图5A中，沉积导电材质层300于热氧化层(未标注)上，覆盖深沟槽隔离结构101。导电材质层300填充深沟槽隔离结构101区域并覆盖器件晶圆的像素区域C、外围区域D ;导电材质层300在本实施例中为N型掺杂的多晶硅材质，在另一实施例中也可米用金属、或者金属与多晶娃材质的组合。图6中，沉积覆盖层400并覆盖导电材质层300表面。本实施例中覆盖层400采用二氧化硅层，覆盖层400 —方面起到保护导电材质层300的作用，另一方面为后续的器件晶圆与第一承载晶圆键合做准备，覆盖层400的厚度为Ium到3um。图7中，提供第一承载晶圆500通过覆盖层400于器件晶圆100第一次键合；第一承载晶圆500为无器件晶圆，主要起到承载及辅助后续工艺加工的步骤。图8中，将键合的装置进行翻转，对器件晶圆100的第二面B进行减薄，减薄采用化学机械抛光、物理机械抛光的方式。图9中，进行标准图像传感器工艺制作形成图像传感器器件。请同时参考图10至图13，提供第二承载晶圆600于器件晶圆100的第二面B第二次键合；由第一承载晶圆500的方向研磨并减薄至所述覆盖层400，此时保留的覆盖层400的厚度为3000埃至20000埃之间；通过化学机械抛光或物理机械抛光减薄的方式进一步减薄覆盖层400至暴露出导电材质层300的上表面；通过湿法刻蚀或干法刻蚀去除深沟槽隔离结构101外的部分导电材质层300，此时深沟槽隔离结构101的开口内仍然填充有部分的导电材质层300，深沟槽隔离结构101开口的上表面至深沟槽隔离结构101外的热氧化层的界面齐平，或者凹陷于深沟槽隔离结构101外的热氧化层的界面。此时深沟槽隔离结构101的开口内填充有导电材质层300，器件晶圆100除深沟槽隔离结构101开口的其它区域铺设有热氧化层(未标注)。请同时参考图14至图15，沉积二氧化铪层700覆盖于器件晶圆的热氧化层(未标注)上同时覆盖于深沟槽隔离结构101的开口的表面，去除若干个深沟槽隔离结构101表面的部分二氧化铪层700，沉积金属栅格层800于深沟槽隔离结构101对应区域的表面，此时若干个深沟槽隔离结构101的导电材质层300与金属栅格层800的部分区域直接连接，也有若干深沟槽隔离结构101的导电材质层300与金属栅格层800之间仍然间隔有二氧化铪层700。提供特定电压于导电材质层300，可选择的:像素区域C隔离接负电压，夕卜围区D隔离接地；像素区域C的深沟槽隔离结构101内表面由于该负电压的影响会形成空穴积累层，钉扎住界面内表面的电位，即形成钉扎层103 ;二氧化铪层700由于带有负电荷也能于晶圆器件100的表面形成一层钉扎层104，以起到减少缺陷的作用，金属栅格层800可采用钨，二氧化铪层700可采用氧化钽层替代，为带电介质层即可；可选择的于二氧化铪层700和金属栅格层800之间还可形成防反射层(未标注)。最终形成钝化层、彩色滤光层900、微透镜层1000。
[0018]请同时参考图1至图5A及图5B至图15，图1至图5A及图5B至图15为本发明另一实施例所提供的采用背照式深沟槽隔离的图像传感器的制造方法各步骤对应的结构示意图。
[0019]图1中，提供器件晶圆100，定义像素区域C和外围区域D。器件晶圆为制作图像传感器器件的载体，采用外延晶圆、SOI晶圆均可，其中外延晶圆可采用衬底为P型，外延层为N型或P型；N型衬底，外延层为P型或N型。像素区域C为形成图像传感器像素单元的区域，该区域中为后续形成像素单元中的晶体管结构及其它结构；外围区域D主要为可能涉及的模拟电路、数字电路、模数处理电路等。
[0020]图2中于器件晶圆100的背面铺设刻蚀阻挡层200，该刻蚀阻挡层200采用硬掩膜或者光阻层，硬掩膜层可米用二氧化娃、氮化娃，厚度为:2000A?5000A ;光阻层的厚度为:Ium?5um。图3中提供光罩，采用湿法刻蚀或干法刻蚀或者两者的结合形成若干深沟槽隔离结构101，图2中铺设的刻蚀阻挡层200起到了阻挡部分区域刻蚀的作用。图4中采用热氧化修复器件晶圆100的界面，采用湿法刻蚀的方式去除表面的刻蚀阻挡层200，再通过热过程修复此时的器件晶圆100的界面的损伤，需要指出的是，在刻蚀的过程中不可避免的会对界面造成物理损伤，此时由于还未进行图像传感器器件的制作，可采用多种温度、压力可控的环境进行修复，无需考虑影响关键器件。此外，在形成若干深沟槽隔离结构101后可由器件晶圆100的背面A掺杂所需的掺杂阱区域，在制作图像传感器中可掺杂形成N型掺杂区102，此时N型掺杂区102的深度为:1?2um;浓度为:lel4?5el6 ;需要指出的是本发明于此时形成N型掺杂区102能较传统的深度更深、浓度更高；因为传统的光电二极管于器件晶圆的背面的反面，即第二面B掺杂形成，由于距离较远，掺杂的工艺复杂，效果较差。在本发明中还可于形成N型掺杂区102之后进行热激活使得N型掺杂区102内的掺杂浓度分布更佳，由于在传统工艺中若采用热激活会影响器件的其他区域，而在本发明中无需考虑该因素。请继续参考图4，于图4后形成热氧化层(未标注)覆盖于器件晶圆的背面A，热氧化层(未标注)的厚度为20埃?40埃，热氧化层能起到保护深沟槽隔离结构101界面的作用。图5A中，沉积导电材质层300于热氧化层(未标注)上，覆盖深沟槽隔离结构101。导电材质层300填充深沟槽隔离结构101区域并覆盖器件晶圆的像素区域C、外围区域D ;导电材质层300在本实施例中为N型掺杂的多晶硅材质，在另一实施例中也可采用金属、或者金属与多晶硅材质的组合。图5B中，刻蚀去除外围区域D的导电介质层，暴露出热氧化层。图6中，沉积覆盖层400并覆盖导电材质层300表面，本实施例中覆盖层400采用二氧化硅层。覆盖层400 —方面起到保护导电材质层300的作用，另一方面为后续的器件晶圆与第一晶圆键合做准备，覆盖层400的厚度为:lum到3um。图7中，提供第一承载晶圆500通过覆盖层400于器件晶圆100第一次键合；第一承载晶圆500为无器件晶圆，主要起到承载及辅助后续工艺加工的步骤。图8中，将键合的装置进行翻转，对器件晶圆100的第二面进行减薄，减薄采用化学机械抛光、物理机械抛光的方式。图9中，进行标准图像传感器工艺制作形成图像传感器器件。请同时参考图10至图13，提供第二晶圆600于器件晶圆100的第二面B第二次键合；由第一承载晶圆500的方向研磨并减薄至所述覆盖层400，此时保留的覆盖层400的厚度为3000埃至20000埃之间；通过化学机械抛光或物理机械抛光减薄的方式进一步减薄覆盖层400至暴露出导电材质层300的上表面；通过湿法刻蚀或干法刻蚀去除深沟槽隔离结构101外区域的部分导电材质层300，此时深沟槽隔离结构101的开口内仍然填充有部分的导电材质层300，深沟槽隔离结构101开口的上表面至深沟槽隔离结构101外的热氧化层的界面齐平，或者凹陷于深沟槽隔离结构101外的热氧化层的界面。此时深沟槽隔离结构101的开口为导电材质层300，器件晶圆100除深沟槽隔离结构101开口的其它区域铺设有热氧化层(未标注)。请同时参考图14至图15，沉积二氧化铪层700覆盖于器件晶圆的热氧化层(未标注)上同时覆盖于深沟槽隔离结构101的开口的表面，去除若干个深沟槽隔离结构101表面的部分二氧化铪层700,沉积金属栅格层800于深沟槽隔离结构101对应区域的表面，此时若干个深沟槽隔离结构101的导电材质层300与金属栅格层800的部分区域直接连接，也有若干深沟槽隔离结构101的导电材质层300与金属栅格层800之间仍然间隔有二氧化铪层。提供特定电压于导电材质层300，可选择的:像素区域C隔离接负电压，外围区D隔离接地；像素区域C的深沟槽隔离结构101内表面由于该负电压的影响会形成空穴积累层，钉扎住界面内表面的电位，即形成钉扎层103 ；二氧化铪层700由于带有负电荷也能于晶圆器件100的表面形成一层钉扎层104，以起到减少缺陷的作用，金属栅格层800可采用钨。二氧化铪层700可采用氧化钽层替代，即为带电介质层；可选择的于二氧化铪层700和金属栅格层800之间还可形成防反射层(未标注)。最终形成钝化层、及彩色滤光层900、微透镜层1000。
[0021]请同时参考图16至图30，图16至图30为本发明另一实施例所提供的采用背照式深沟槽隔离的图像传感器的制造方法各步骤对应的结构示意图。
[0022]图16中，提供器件晶圆100，定义像素区域C和外围区域D。器件晶圆为制作图像传感器器件的载体，采用外延晶圆、SOI晶圆均可，其中外延晶圆可采用衬底为P型，外延层为N型或P型；N型衬底，外延层为P型或N型。像素区域C为形成图像传感器像素单元的区域，该区域中为后续形成像素单元中的晶体管结构及其它结构；外围区域D主要为可能涉及的模拟电路、数字电路、模数处理电路等。
[0023]图17中于器件晶圆100的背面铺设刻蚀阻挡层200，该刻蚀阻挡层200采用硬掩膜或者光阻层，硬掩膜层可米用二氧化娃、氮化娃，厚度为2000A?5000A ;光阻层厚度为:Ium?5um。图18中提供光罩，采用湿法刻蚀或干法刻蚀或者两者的结合形成若干深沟槽隔离结构101，图17中铺设的刻蚀阻挡层200起到了阻挡部分区域刻蚀的作用。图19中采用热氧化修复器件晶圆100的界面，采用湿法刻蚀的方式去除表面的刻蚀阻挡层200，再通过热过程修复此时的器件晶圆100的界面的损伤，需要指出的是，在刻蚀的过程中不可避免的会对界面造成物理损伤，此时由于还未进行图像传感器器件的制作，可采用多种温度、压力可控的环境进行修复，无需考虑影响关键器件。此外，在形成若干深沟槽隔离结构101后可由器件晶圆100的背面A掺杂所需的掺杂阱区域，在制作图像传感器中可掺杂形成N型掺杂区102，此时N型掺杂区102的深度为:1?2um;浓度为:lel4?5el6 ;需要指出的是本发明于此时形成N型掺杂区102能较传统的深度更深、浓度更高；因为传统的光电二极管于器件晶圆的背面的反面，即第二面B掺杂形成，由于距离较远，掺杂的工艺复杂，的效果较差，。在本发明中还可于形成光电二极管102之后进行热激活使得光电二极管102内的掺杂浓度分步更佳，由于在传统工艺中若采用热激活会影响器件的其他区域，而在本发明中无需考虑该因素。请继续参考图19，于图19后形成热氧化层(未标注)覆盖于器件晶圆的背面A，热氧化层(未标注)的厚度为20埃?40埃，热氧化层能起到保护深沟槽隔离结构101界面的作用。图5A中，沉积第一介质层310于热氧化层(未标注)上，本实施例中采用二氧化硅层覆盖深沟槽隔离结构101。第一介质层310填充深沟槽隔离结构101区域并覆盖器件晶圆的像素区域C、外围区域D ;第一介质层310在另一实施例中采用。图21中，沉积覆盖层400并覆盖第一介质层310表面，本实施例中覆盖层400采用二氧化硅层，。覆盖层400 —方面起到保护第一介质层310的作用，另一方面为后续的器件晶圆与第一晶圆键合做准备，覆盖层400的厚度为:lum到3um。图22中，提供第一承载晶圆500通过覆盖层400于器件晶圆100第一次键合；第一承载晶圆500为无器件晶圆，主要起到承载及辅助后续工艺加工的步骤。图23中，将键合的装置进行翻转，对器件晶圆100的第二面进行减薄，减薄采用化学机械抛光、物理机械抛光的方式。图24中，进行标准图像传感器工艺制作形成图像传感器器件。请同时参考图25至图28，提供第二晶圆600于器件晶圆100的第二面B第二次键合；有第一承载晶圆500的方向研磨并减薄至减薄覆盖层400至暴露出第一介质层310的上表面；通过湿法刻蚀或干法刻蚀去除深沟槽隔离结构101外的热氧化层(未标注)，并去除深沟槽隔离结构101开口上表面的部分第一介质层310，此时深沟槽隔离结构101的开口内仍然填充有部分的第一介质层310，深沟槽隔离结构101开口的上表面至深沟槽隔离结构101外的热氧化层的界面齐平，或者凹陷于深沟槽隔离结构101外的热氧化层的界面。此时深沟槽隔离结构101的开口为第一介质层310，器件晶圆100除深沟槽隔离结构101开口的其它区域铺设有热氧化层(未标注)。请同时参考图29至图30，沉积二氧化铪层700覆盖于器件晶圆的热氧化层(未标注)上同时覆盖于深沟槽隔离结构101的开口的表面，去除若干个深沟槽隔离结构101表面的部分二氧化铪层700，沉积金属栅格层800于深沟槽隔离结构101对应区域的表面；二氧化铪层700由于带有负电荷也能于晶圆器件100的表面形成一层钉扎层104,以起到减少缺陷的作用，金属栅格层800可米用鹤。二氧化铪层700可采用氧化钽层替代，即为带电介质层；可选择的于二氧化铪层700和金属栅格层800之间还可形成防反射层(未标注)。最终形成钝化层、及彩色滤光层900、微透层 1000。
[0024]请参考图31，图31为本发明一实施例所提供采用背照式深沟槽隔离的背照式图像传感器的制造方法的方法流程图。本发明中采用背面深沟槽隔离的背照式图像传感器的制造方法，包括步骤:提供器件晶圆，第一承载晶圆和第二承载晶圆；于器件晶圆的第一面形成若干深沟槽隔离结构；通过后续工艺中的热过程修复所述深沟槽隔离结构的缺陷；器件晶圆的第一面与第一承载晶圆进行第一次晶圆键合，减薄器件晶圆，形成器件晶圆的第二面，并于该表面制作器件及金属互联；与第二承载晶圆进行第二次晶圆键合形成具有背面深沟槽隔离结构的背照式图像传感器。本发明中先于器件晶圆的表面(BSI面)进行掺杂，于后续热过程中激活该掺杂区域。并于形成深沟槽隔离结构:于深沟槽隔离结构表面形成热氧化膜；沉积覆盖层于热氧化膜上，至少保护深沟槽隔离结构中硅和热氧化膜界面在后续工艺过程中不被破坏，保持完美的界面结构，从而降低暗电流。所述覆盖层为导电材质层或介质层。所述导电材质层的材质为多晶硅、金属或多晶硅与金属的组合，于所述导电材质层上加负压，形成深沟槽隔离结构的表面钉扎层。
[0025]本实施例中先形成深沟槽隔离结构，并可选择的在后续的工艺中采用高温热过程对深沟槽隔离形成过程中产生的缺陷进行修复，其缺陷像素数量可以大大降低并可达到无深沟槽隔离的水平；并且因为本技术方案可于形成图像传感器器件之前先形成深层光电二极管，降低了晶圆另一面的工艺难度；同时可以增加晶圆厚度，从现有做法中的2.1um增加到3um，红光的感光度可以提高约15%，绿光的感光度可以提高5%，光电二极管的满阱电容可以提高50%以上。提高了背照式图像传感器的性能。此外可选择的于界面表面铺设带电介质层，使得界面内部也形成钉扎层；进一步降低表面缺陷，减小暗电流。
[0026]虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【主权项】
1.一种采用背面深沟槽隔离的背照式图像传感器的制造方法，其特征在于，至少包括步骤: 提供器件晶圆，第一承载晶圆和第二承载晶圆； 于器件晶圆的第一面形成若干深沟槽隔离结构； 通过后续工艺中的热过程修复所述深沟槽隔离结构的缺陷； 器件晶圆的第一面与第一承载晶圆进行第一次晶圆键合，减薄器件晶圆，形成器件晶圆的第二面，并于该表面制作器件及金属互联； 与第二承载晶圆进行第二次晶圆键合形成具有背面深沟槽隔离结构的背照式图像传感器。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述步骤中包括:先于器件晶圆的表面进行掺杂，于后续热过程中激活该掺杂区域。3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，形成深沟槽隔离结构后包括:于深沟槽隔离结构表面形成热氧化膜；沉积覆盖层于热氧化膜上，至少保护深沟槽隔离结构中硅和热氧化膜界面在后续工艺过程中不被破坏，保持完美的界面结构，从而降低暗电流。4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述步骤还包括:所述覆盖层为导电材质层或介质层。5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述导电材质层的材质为多晶硅、金属或多晶硅与金属的组合，于所述导电材质层上加负压，形成深沟槽隔离结构的表面钉扎层。
【文档编号】H01L21/762GK105826331SQ201510000564
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年1月4日
【发明人】赵立新, 王永刚, 李 杰
【申请人】格科微电子（上海）有限公司