背照式图像传感器的制造方法及背照式图像传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及半导体集成电路的技术领域，具体而言，涉及一种背照式图像传感器的制造方法及背照式图像传感器。
【背景技术】
[0002]现有图像传感器通常基于互补型金属氧化物半导体(CMOS)技术制作而成。按照接收光线的位置的不同，图像传感器可以分为前照式图像传感器和背照式图像传感器。前照式图像传感器中的感光二级管位于电路晶体管后方，使得进光量受到遮挡，进而导致量子转换效率降低。背照式图像传感器与前照式图像传感器相比，最大的优化之处就是将元件内部的结构改变了，即将感光层的元件入射光路调转方向，让光线首先从背部进入光电二极管，避免了在前照式图像传感器结构中光线会受到微透镜和光电二极管之间的结构和厚度的影响，提高了光线接收的效能。
[0003]图1至图3示出了现有背照式图像传感器的制造方法。该制作方法包括以下步骤:首先，提供衬底1(V，该衬底10'的正面I广上形成有CMOS器件及金属层；然后，将衬底10'的正面1Γ与承载基板20'键合，并对衬底10'的背面13' —侧进行减薄处理；最后，在减薄处理后的衬底10'的背面13' —侧形成光电二极管30'。其中，光电二极管30'的制作包括对减薄处理后的衬底10'的背面13' —侧进行离子注入(HIP)以形成离子注入区31'，以及对离子注入后的衬底10'的背面13'进行激光退火处理以形成退火层33'的步骤；在形成光电二极管30'的步骤之后，该制作方法进一步包括在光电二极管30'上依次形成滤波片和透镜等步骤。
[0004]在上述制作方法中，减薄处理会对衬底10'的背面13'造成损伤，例如产生结构缺陷和晶格应变缺陷等。这些损伤会影响后续光电二极管30'的工艺性能，例如影响后续离子注入步骤中注入离子均匀性和注入深度等，从而降低背照式图像传感器的性能。目前，技术人员尝试增加化学机械抛光的时间以期减少衬底10'的背面13'上的损伤，然而该方法不仅效果有限，而且还会使得衬底10'的厚度难以控制。
【发明内容】
[0005]本申请旨在提供一种背照式图像传感器的制造方法及背照式图像传感器，以减少由减薄处理造成的衬底背面的损伤，从而提高后续形成的光电二极管的工艺性能，并进一步提高背照式图像传感器的性能。
[0006]为了实现上述目的，本申请提供了一种背照式图像传感器的制造方法，该制作方法包括:提供衬底；对衬底的背面一侧进行减薄处理；对减薄处理后的衬底的背面进行第一次激光退火处理，以形成第一退火层；在第一次激光退火处理后的衬底的背面一侧形成光电二极管。
[0007]进一步地，上述制作方法中，在第一次激光退火处理的步骤中，激光波长为200?350nm，激光能量密度为1.7?2.0J/cm2。
[0008]进一步地，上述制作方法中，在第一次激光退火处理的步骤中，表面处理温度为1000?1400°C，处理时间小于I μ S。
[0009]进一步地，上述制作方法中，第一次激光退火处理的步骤中，形成厚度为30?120nm的第一退火层。
[0010]进一步地，上述制作方法中，形成光电二极管的步骤包括:对第一次激光退火处理后的衬底的背面一侧进行离子注入，以形成离子注入区；对离子注入后的衬底的背面进行第二次激光退火处理形成第二退火层，以形成光电二极管。
[0011]进一步地，上述制作方法中，在离子注入的步骤中形成位于第一退火层中的离子注入区。
[0012]进一步地，上述制作方法中，在第二次激光退火处理的步骤中形成厚度不小于离子注入区的厚度的第二退火层。
[0013]进一步地，上述制作方法中，衬底的导电类型为N型，离子注入区的导电类型为P型；或衬底的导电类型为P型，离子注入区的导电类型为N型。
[0014]进一步地，上述制作方法中，在减薄处理的步骤之前，将衬底的正面与承载基板进行键合。
[0015]进一步地，上述制作方法进一步包括:在光电二极管上依次形成滤波片和透镜。
[0016]本申请还提供了一种背照式图像传感器，该背照式图像传感器由本申请上述的制作方法制作而成。
[0017]应用本申请的技术方案，对减薄处理后的衬底的背面进行第一次激光退火处理，然后在第一次激光退火处理后的衬底的背面一侧形成了光电二极管。该第一次激光退火处理会使得减薄处理后的衬底的背面发生表面熔化，使得衬底中的缺陷得以去除，从而减少了由减薄处理造成的衬底背面的损伤，提高了后续形成的光电二极管的工艺性能，并进一步提高背照式图像传感器的性能。
【附图说明】
[0018]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0019]图1示出了现有背照式图像传感器的制造方法中，提供衬底后的基体的剖面结构不意图；
[0020]图2示出了将图1所示的衬底的正面与承载基板键合，并对衬底的背面一侧进行减薄处理后的基体的剖面结构示意图；
[0021]图3示出了在图2所示的衬底的背面一侧形成光电二极管后的基体的剖面结构示意图；
[0022]图4示出了本申请优选实施方式所提供的背照式图像传感器的制造方法的流程示意图；
[0023]图5示出了在本申请优选实施方式所提供的背照式图像传感器的制造方法中，提供衬底后的基体的剖面结构示意图；
[0024]图6示出了对图5所示的衬底的背面一侧进行减薄处理后的基体的剖面结构示意图；
[0025]图7示出了对图6所示的衬底的背面进行第一次激光退火处理后的基体的剖面结构示意图；
[0026]图8示出了在图7所示的衬底的背面一侧形成光电二极管后的基体的剖面结构示意图；以及
[0027]图9示出了在图8所示的光电二极管上依次形成滤波片和透镜后的基体的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0029]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0030]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0031]正如【背景技术】中所介绍的，背照式图像传感器的制造方法中的减薄处理会对衬底的背面造成损伤，这些损伤会影响后续光电二极管的工艺性能，从而降低背照式图像传感器的性能。本申请的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种背照式图像传感器的制造方法。如图4所示，该制作方法包括:提供衬底；对衬底的背面一侧进行减薄处理；对减薄处理后的衬底的背面进行第一次激光退火处理，以形成第一退火层；在第一次激光退火处理后的衬底的背面一侧形成光电二极管。
[0032]上述第一次激光退火处理会使得减薄处理后的衬底的背面发生表面熔化，使得衬底中的缺陷得以去除，从而减少了由减薄处理造成的衬底背面的损伤，提高了后续形成的光电二极管的工艺性能，并进一步提高背照式图像传感器的性能。
[0033]下面将更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
[0034]图5至图9示出了本申请提供的背照式图像传感器的制造方法中，经过各个步骤后得到的基体的剖面结构示意图。下面将结合图5至图9，进一步说明本申请所提供的背照式图