本发明属于半导体技术领域，特别是涉及一种减少背照式图像传感器暗电流的方法。
背景技术：
在背照式图像传感器的制造过程中，在将器件晶圆(devicewafer)与支撑晶圆(carrierwafer)键合之后，需要对所述器件晶圆背面进行减薄处理和bdti(backsidedeeptrenchisolation，背面深沟槽隔离)制程。在进行上述处理过程后，在所述器件晶圆的si表面上会有大量的悬挂键，而这些悬挂键会形成高密度的缺陷，缺陷会起到复合中心的作用，会复俘获电子和空穴在缺陷能级上进行复合，从而产生暗电流，造成白像素，从而影响背照式图像传感器的成像效果。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种减少背照式图像传感器暗电流的方法，用于解决现有技术中存在的在bdti刻蚀之后，在器件晶圆的si表面会存在大量缺陷，产生暗电流，造成白像素，从而影响背照式图像传感器的成像效果的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种减少背照式图像传感器暗电流的方法，所述减少背照式图像传感器暗电流的方法包括如下步骤：
1)提供一器件晶圆；
2)提供一支撑晶圆；
3)将所述器件晶圆正面朝下键合于所述支撑晶圆的表面；
4)自所述器件晶圆的背面对所述器件晶圆进行减薄；
5)对减薄后的所述器件晶圆进行刻蚀，以在减薄后的所述器件晶圆内形成背面深沟槽；
6)于含氧气氛下使用紫外线对所述器件晶圆形成有所述背面深沟槽的表面进行照射。
作为本发明的一种优选方案，步骤3)中，所述器件晶圆经由键合层键合于所述支撑晶圆的表面。
作为本发明的一种优选方案，所述键合层包括氧化物层。
作为本发明的一种优选方案，步骤6)中，紫外线对所述器件晶圆形成有所述背面深沟槽的表面进行照射的时间介于1分钟～5分钟之间。
作为本发明的一种优选方案，所述器件晶圆内形成有感光层及金属互连层；其中，所述感光层包括若干个感光区域，且各所述感光区域之间具有间距；所述金属互连层位于所述感光层与所述键合层之间。
作为本发明的一种优选方案，步骤5)中形成的所述背面深沟槽位于所述感光区域之间，以将各所述感光区域相隔离。
作为本发明的一种优选方案，步骤6)之后还包括于所述背面深沟槽内填充绝缘材料以形成背面深沟槽隔离结构的步骤。
作为本发明的一种优选方案，形成所述背面深沟槽隔离结构之后，还包括于所述感光层远离所述金属互连层的表面形成微透镜阵列的步骤，所述微透镜阵列包括若干个微透镜，所述微透镜与所述感光区域一一上下对应设置。
作为本发明的一种优选方案，于所述感光层远离所述金属互连层的表面形成微透镜阵列之前，还包括于所述感光层远离所述金属互连层的表面形成滤光片的步骤，所述滤光片位于所述微透镜与所述感光区域之间。
如上所述，本发明减少背照式图像传感器暗电流的方法，具有以下有益效果：
本发明通过在对器件晶圆进行背面深沟槽刻蚀之后，在含氧气氛下使用紫外线(uv)对器件晶圆的表面进行照射处理，在照射的过程中，紫外线中的短波紫外线(譬如，波长小于280nm的紫外线)会激发空气中的氧原子形成臭氧(o3)；在紫外线的照射下，臭氧会更容易与si表面发生氧化反应，形成稳定的si-o键，起到钝化si表面的作用，可以去除由于刻蚀工艺在si表面形成的悬挂键，降低缺陷能级，界面复合减少，达到降低暗电流的目的。
附图说明
图1显示为本发明提供的亚微米约瑟夫森隧道结的制备工艺流程图。
图2显示为本发明提供的减少背照式图像传感器暗电流的方法中步骤1)所得结构的正视图。
图3显示为本发明图2中a区域的局部放大截面结构示意图。
图4显示为本发明提供的减少背照式图像传感器暗电流的方法中步骤2)所得结构的正视图。
图5显示为本发明提供的减少背照式图像传感器暗电流的方法中步骤3)所得结构的正视图。
图6显示为本发明提供的减少背照式图像传感器暗电流的方法中步骤4)所得结构的正视图。
图7显示为本发明图6中a区域的局部放大截面结构示意图。
图8显示为本发明提供的减少背照式图像传感器暗电流的方法中步骤5)所得结构对应于a区域的局部放大截面结构示意图。
图9显示为本发明提供的减少背照式图像传感器暗电流的方法中步骤6)所得结构的正视图。
图10显示为本发明提供的减少背照式图像传感器暗电流的方法中步骤6)之后执行形成背面深沟槽隔离结构步骤所得结构对应于a区域的局部放大截面结构示意图。
图11显示为本发明提供的减少背照式图像传感器暗电流的方法中执行形成背面深沟槽隔离结构步骤之后执行形成微透镜阵列步骤所得结构对应于a区域的局部放大截面结构示意图。
元件标号说明
1’器件晶圆
10感光层
101感光区域
11金属互连层
111金属互连结构
12背面深沟槽
13背面深沟槽隔离结构
14微透镜阵列
141微透镜
15滤光片
2支撑晶圆
3键合层
4紫外线
s1～s6步骤1)～步骤6)
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图11。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
请参阅图1，本发明提供一种减少背照式图像传感器暗电流的方法，所述减少背照式图像传感器暗电流的方法包括如下步骤：
1)提供一器件晶圆；
2)提供一支撑晶圆；
3)将所述器件晶圆正面朝下键合于所述支撑晶圆的表面；
4)自所述器件晶圆的背面对所述器件晶圆进行减薄；
5)对减薄后的所述器件晶圆进行刻蚀，以在减薄后的所述器件晶圆内形成背面深沟槽；
6)于含氧气氛下使用紫外线对所述器件晶圆形成有所述背面深沟槽的表面进行照射。
在步骤1)中，请参阅图1中的s1步骤及图2至图3，提供一器件晶圆1。
作为示例，所述衬底10可以为但不仅限于硅衬底等等。
作为示例，请参阅图3，所述器件单元1内形成有感光层10及金属互连层11；其中，所述感光层10包括若干个感光区域101，且各所述感光区101与之间具有间距，更为具体的，各所述感光区域101之间由所述器件晶圆1中的si衬底相隔离；所述金属互连层12位于所述感光层10的上方，且与所述感光层10相连接。
作为示例，所述感光区域101内可以形成有光敏二极管(未示出)，所述金属互连层12内形成有金属互连结构111，所述光敏二极管与所述金属互连结构111电连接，所述光敏二极管用于将接收的外部光信号转化为激发电信号及图像输出信号，并经由所述金属互连结构111输出。
需要说明的是，所述金属互连结构111之间还设有介质层(未示出)，所述金属互连结构111位于所述介质层内，所述介质层用于将各所述金属互连结构绝缘隔离。
需要进一步说明的是，图3中所述金属互连层11的上表面(即所述金属互连层11远离所述感光层10的表面)为所述器件晶圆1的正面，与所述正面相对的即为所述器件晶圆1的背面。
在步骤2)中，请参阅图1中的s2步骤及图4，提供一支撑晶圆2。
作为示例，所述支撑晶圆2可以为裸硅片。当然，在其他示例中，所述支撑晶圆2还可以由陶瓷支撑衬底、氮化镓支撑衬底或玻璃支撑衬底等等任意一种可以起到支撑作用的衬底所代替。
需要说明的是，步骤1)与步骤2)的顺序还可以互换，即先执行上述步骤2)提供所述支撑晶圆2，再执行上述步骤1)提供所述器件晶圆1。
在步骤3)中，请参阅图1中的s3步骤及图5，将所述器件晶圆1正面朝下键合于所述支撑晶圆2的表面。
作为示例，所述器件晶圆1的正面作为键合面与所述支撑晶圆2相键合。
作为示例，可以采用现有的任意一种键合工艺将所述器件晶圆1与所述支撑晶圆2键合在一起，优选地，本实施例中，所述器件晶圆1经由键合层3键合于所述支撑晶圆2的表面。
作为示例，所述键合层3可以为但不仅限于氧化物层。
在步骤4)中，请参阅图1中的s4步骤及图6至图7，自所述器件晶圆1的背面对所述器件晶圆1进行减薄。
作为示例，可以采用机械研磨工艺自所述器件晶圆1的背面对所述器件晶圆1进行减薄，也可以采用湿法刻蚀工艺自所述器件晶圆1的背面对所述器件晶圆1进行减薄，还可以先采用机械研磨工艺自所述器件晶圆1的背面对所述器件晶圆1进行初次减薄，然后再采用湿法刻蚀工艺自所述器件晶圆1的背面对所述器件晶圆1进行再次减薄。
需要说明的是，对所述器件晶圆1进行减薄后，在尽量不对所述感光区10造成损失的前提下，所述感光区10要被完全暴露出来。
在步骤5)中，请参阅图1中的s5步骤及图8，对减薄后的所述器件晶圆1进行刻蚀，以在减薄后的所述器件晶圆1内形成背面深沟槽12。
作为示例，可以采用干法刻蚀工艺及湿法刻蚀工艺中的至少一种对减薄后的所述器件晶圆1进行刻蚀，以形成所述背面深沟槽12。
作为示例，所述背面深沟槽12位于所述感光区域101之间，以将各所述感光区101相隔离。所述背面深沟槽12的宽度优选为与相邻所述感光区域101之间的间距相同。
在步骤6)中，请参阅图1中的s6步骤及图9，于含氧气氛下使用紫外线4对所述器件晶圆1形成有所述背面深沟槽12的表面进行照射。
作为示例，可以将所述步骤5)得到的结构置于含氧气氛下使用所述紫外线4对所述器件晶圆1形成有所述背面深沟槽12的表面进行照射。具体的，可以将所述步骤5)得到的结构置于一设备腔室中，向所述腔室中通入氧气后使用所述紫外线4对所述器件晶圆1形成有所述背面深沟槽12的表面进行照射；也可以为将所述步骤5)得到的结构置于大气环境下使用所述紫外线4对所述器件晶圆1形成有所述背面深沟槽12的表面进行照射。
作为示例，所述紫外线4对所述器件晶圆1形成有所述背面深沟槽12的表面进行照射的时间可以根据实际需要进行设置，优选地，本实施例中，所述紫外线4对所述器件晶圆形成有所述背面深沟槽的表面进行照射的时间可以介于1分钟～5分钟之间。
本发明通过在对所述器件晶圆1进行背面深沟槽刻蚀之后，在含氧气氛下使用所述紫外线4对所述器件晶圆1的表面进行照射处理，在照射的过程中，所述紫外线4中的短波紫外线会激发空气中的氧原子形成臭氧；在所述紫外线4的照射下，臭氧会更容易与si表面发生氧化反应，形成稳定的si-o键，起到钝化si表面的作用，可以去除由于刻蚀工艺在si表面形成的悬挂键，降低缺陷能级，界面复合减少，达到降低暗电流的目的。
请参阅图10，步骤6)之后，还包括于所述背面深沟槽12内填充绝缘材料以形成背面深沟槽隔离结构13的步骤。
作为示例，可以采用物理气相沉积工艺或化学气相沉积工艺于所述背面深沟槽12内填充所述绝缘材料，所述绝缘材料填满所述背面深沟槽12。所述绝缘材料可以包括但不仅限于氧化硅或氮化硅等等。
作为示例，所述背面深沟槽隔离结构13的上表面(即所述背面深沟槽隔离结构13远离所述金属互连层11的表面)不高于所述感光层10的上表面(即所述感光层10远离所述金属互连层11的表面)，优选地，所述背面深沟槽隔离结构13的上表面与所述感光层10的上表面相平齐。
作为示例，请参阅图11，形成所述背面深沟槽隔离结构13之后，还包括于所述感光层10远离所述金属互连层11的表面形成微透镜阵列14的步骤，所述微透镜阵列14包括若干个微透镜141，所述微透镜141与所述感光区域101一一上下对应设置。形成所述微透镜阵列14的方法及所述微透镜141的选择为本领域技术人员所知晓，此处不再累述。
作为示例，请继续参阅图11，于所述感光层10远离所述金属互连层11的表面形成微透镜阵列14之前，还包括于所述感光层10远离所述金属互连层11的表面形成滤光片15的步骤，所述滤光片15位于所述微透镜141与所述感光区域101之间。所述滤光片15用于将所述微透镜141聚焦的入射光转换成相应的彩色光后照射到所述感光区域101上被转换成相应的电信号。所述滤光片15的选择为本领域技术人员所知晓，此处不再累述。
综上所述，本发明提供一种减少背照式图像传感器暗电流的方法，所述减少背照式图像传感器暗电流的方法包括如下步骤：1)提供一器件晶圆；2)提供一支撑晶圆；3)将所述器件晶圆正面朝下键合于所述支撑晶圆的表面；4)自所述器件晶圆的背面对所述器件晶圆进行减薄；5)对减薄后的所述器件晶圆进行刻蚀，以在减薄后的所述器件晶圆内形成背面深沟槽；6)于含氧气氛下使用紫外线对所述器件晶圆形成有所述背面深沟槽的表面进行照射。本发明通过在对器件晶圆进行背面深沟槽刻蚀之后，在含氧气氛下使用紫外线对器件晶圆的表面进行照射处理，在照射的过程中，紫外线中的短波紫外线会激发空气中的氧原子形成臭氧；在紫外线的照射下，臭氧会更容易与si表面发生氧化反应，形成稳定的si-o键，起到钝化si表面的作用，可以去除由于刻蚀工艺在si表面形成的悬挂键，降低缺陷能级，界面复合减少，达到降低暗电流的目的。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。