背照式cmos影像傳感器及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種背照式CMOS影像傳感器及其制造方法。該方法包括：經(jīng)過前端工藝形成CMOS器件；在所述CMOS器件上形成BPSG薄膜；及進(jìn)行熱處理。由本發(fā)明的該方法獲得的CMOS影像傳感器，能夠有效的降低暗電流及白點(diǎn)的產(chǎn)生，提高了產(chǎn)品的可靠性。
【專利說明】背照式CMOS影像傳感器及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及影像傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種背照式CMOS影像傳感器及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]影像傳感器是在光電技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，所謂影像傳感器，就是能夠感受光學(xué)圖像信息并將其轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。影像傳感器可以提高人眼的視覺范圍，使人們看到肉眼無法看到的微觀世界和宏觀世界，看到人們暫時(shí)無法到達(dá)處發(fā)生的事情，看到超出肉眼視覺范圍的各種物理、化學(xué)變化過程，生命、生理、病變的發(fā)生發(fā)展過程，等等。可見影像傳感器在人們的文化、體育、生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中起到非常重要的作用?？梢哉f，現(xiàn)代人類活動(dòng)已經(jīng)無法離開影像傳感器了。
[0003]影像傳感器可依據(jù)其采用的原理而區(qū)分為電荷耦合裝置(Charge-CoupledDevice)影像傳感器(亦即俗稱CCD影像傳感器)以及CMOS (Complementary Metal OxideSemiconductor)影像傳感器，其中CMOS影像傳感器即基于互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù)而制造。由于CMOS影像傳感器是采用傳統(tǒng)的CMOS電路工藝制作，因此可將影像傳感器以及其所需要的外圍電路加以整合，從而使得CMOS影像傳感器具有更廣的應(yīng)用前景。通常CMOS影像傳感器采用背照式結(jié)構(gòu)。
[0004]同樣的，由于背照式CMOS影像傳感器利用了 CMOS電路工藝制作，就不可避免的會(huì)產(chǎn)生一系列的工藝問題。目前，尤其在65nm以下的技術(shù)節(jié)點(diǎn)中，背照式CMOS影像傳感器按照形成順序包括CMOS器件，以及在CMOS器件上覆蓋的金屬沉積之前的介質(zhì)層(pre-metaldielectric, PMD)。為了防止產(chǎn)生孔隙,所述PMD層采用填孔能力高的HARP(high aspectrat1 process)氧化娃工藝制作。
[0005]但是經(jīng)過實(shí)際表明，現(xiàn)有的背照式CMOS影像傳感器存在著缺陷，即傳感器容易產(chǎn)生暗電流或白點(diǎn)，嚴(yán)重影響成像質(zhì)量。目前業(yè)內(nèi)通過例如改善工藝設(shè)備，降低工藝過程中引入的離子數(shù)量；以及優(yōu)化工藝流程，添加清洗工藝等，來解決這一問題。然而實(shí)際效果并不是很理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種背照式CMOS影像傳感器及其制造方法，以解決背照式CMOS影像傳感器容易產(chǎn)生暗電流或白點(diǎn)，影響成像質(zhì)量的問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種背照式CMOS影像傳感器，包括:
[0008]經(jīng)過前端工藝形成CMOS器件；
[0009]在所述CMOS器件上形成BPSG薄膜；及
[0010]進(jìn)行熱處理。
[0011]可選的，對(duì)于所述的背照式CMOS影像傳感器的制造方法，所述BPSG薄膜中，硼和磷的重量百分比皆是3%?7%。
[0012]可選的，對(duì)于所述的背照式CMOS影像傳感器的制造方法，利用化學(xué)氣相沉積工藝形成所述BPSG薄膜。
[0013]可選的，對(duì)于所述的背照式CMOS影像傳感器的制造方法，所述BPSG薄膜的厚度為1000A-4000A。
[0014]可選的，對(duì)于所述的背照式CMOS影像傳感器的制造方法，在形成所述BPSG薄膜之前，還包括:在所述CMOS器件上沉積一阻擋層。
[0015]可選的，對(duì)于所述的背照式CMOS影像傳感器的制造方法，所述阻擋層的材料為氮化硅，其厚度是300A-800A。
[0016]可選的，對(duì)于所述的背照式CMOS影像傳感器的制造方法，所述熱處理為采用爐管工藝進(jìn)行處理。
[0017]可選的，對(duì)于所述的背照式CMOS影像傳感器的制造方法，所述熱處理的溫度范圍是650°C?900°C，處理時(shí)間為30?60分鐘。
[0018]相應(yīng)的，本發(fā)明提供一種背照式CMOS影像傳感器，包括:CM0S器件，以及覆蓋所述CMOS器件的BPSG薄膜。
[0019]可選的，對(duì)于所述的背照式CMOS影像傳感器，所述BPSG薄膜中硼和磷的重量百分比皆是3%?7%。
[0020]可選的，對(duì)于所述的背照式CMOS影像傳感器，所述BPSG薄膜的厚度為1000A-4000A。
[0021]可選的，對(duì)于所述的背照式CMOS影像傳感器，所述CMOS器件與BPSG薄膜之間還形成有一阻擋層。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的背照式CMOS影像傳感器及其制造方法中，在CMOS器件上形成了一層BPSG薄膜，并進(jìn)行熱處理，從而使得BPSG薄膜吸收了器件表面的金屬離子，降低了 CMOS器件上的離子，從而降低工作時(shí)的暗電流或者白點(diǎn)，提高成像質(zhì)量；進(jìn)一步的，通過熱處理能夠使得BPSG表面平坦化，提高了器件的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中的背照式CMOS影像傳感器的制造方法的流程圖；
[0024]圖2?圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中的背照式CMOS影像傳感器在制造過程中的剖面示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的背照式CMOS影像傳感器及其制造方法進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0026]為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。
[0027]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0028]發(fā)明人經(jīng)過長期研究認(rèn)為:如【背景技術(shù)】中所提及的方法，對(duì)于降低淺溝槽隔離表面的金屬污染有一定效果，但是對(duì)于背照式CMOS影像傳感器這種需要盡可能消除金屬離子，以避免暗電流的影響，還是不能夠勝任。因此，經(jīng)過長期實(shí)驗(yàn)，發(fā)明人開發(fā)出了一種背照式CMOS影像傳感器及其制造方法。該制造方法包括:經(jīng)過前端工藝形成CMOS器件；在所述CMOS器件上形成BPSG薄膜；及進(jìn)行熱處理。由此方法形成的背照式CMOS影像傳感器能夠有效的消除CMOS器件上的金屬離子，從而提高了傳感器的性能。
[0029]以下列舉所述背照式CMOS影像傳感器及其制造方法的較優(yōu)實(shí)施例，以清楚說明本發(fā)明的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)明確的是，本發(fā)明的內(nèi)容并不限制于以下實(shí)施例，其他通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的常規(guī)技術(shù)手段的改進(jìn)亦在本發(fā)明的思想范圍之內(nèi)。
[0030]請(qǐng)參考圖1?圖，4，本發(fā)明提供一種背照式CMOS影像傳感器及其制造方法，其中，圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中的背照式CMOS影像傳感器的制造方法的流程圖；圖2?圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中的背照式CMOS影像傳感器在制造過程中的剖面示意圖。
[0031]如圖1所示，結(jié)合圖2，所述背照式CMOS影像傳感器的制造方法包括:
[0032]步驟SlOl:經(jīng)過前端工藝形成CMOS器件20。包括襯底，在襯底中形成N阱和P阱，并分別在N阱和P阱所在區(qū)域上進(jìn)一步形成PMOS和NM0S。目前，CMOS器件的制造工藝有多種，例如先柵極工藝、后柵極工藝等，本發(fā)明中對(duì)如何形成CMOS器件并不做特別限制。
[0033]請(qǐng)參考圖3，在形成CMOS器件后，緊接著，在所述CMOS器件20上覆蓋一層阻擋層21，所述阻擋層用來作為接觸孔刻蝕時(shí)的停止層。并且，所述阻擋層21還可以用于填充CMOS器件20中的細(xì)小縫隙(未圖示)，防止后續(xù)工藝的滲漏。
[0034]所述阻擋層21的材料優(yōu)選為氮化硅，其厚度可以是300A-800A
[0035]接著，請(qǐng)參考圖4，進(jìn)行步驟S102:在所述CMOS器件20上形成BPSG薄膜22。具體的，所述BPSG薄膜22覆蓋在阻擋層21上。
[0036]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述BPSG薄膜22的硼⑶和磷⑵的重量百分比皆是3%?7%。較佳的，可以利用化學(xué)氣相沉積工藝(CVD)形成所述BPSG薄膜。所述BPSG
薄膜的厚度為 1000A-4000A,例如是 1000A、1800A、2000A、2500A、3000A 等。
[0037]緊接著，進(jìn)行步驟S103:進(jìn)行熱處理。具體的，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，所述熱處理為采用爐管工藝進(jìn)行處理。優(yōu)選的，所述熱處理的溫度范圍是650°C?900°C，處理時(shí)間為30?60分鐘。
[0038]通過熱處理操作，一方面使BPSG薄膜22更加平坦化；另一方面有利于BPSG薄膜22吸附CMOS器件20表面的金屬離子，從而降低工作時(shí)的暗電流或者白點(diǎn)，提高成像質(zhì)量。相比而言，本發(fā)明的制造方法，利用BPSG薄膜覆蓋在CMOS器件上方，基本上去除了在前段工藝中形成或殘留的金屬離子，從而降低了產(chǎn)生暗電流的幾率，大大的提高了器件的性能。
[0039]由上述制造方法可知，本發(fā)明提供一種背照式CMOS影像傳感器，請(qǐng)參考圖4，包括:CMOS器件20，以及覆蓋所述CMOS器件20的BPSG薄膜22。所述BPSG薄膜中硼和磷的重量百分比皆是3%?7%，所述BPSG薄膜的厚度為1000A-4000A。進(jìn)一步的，在所述CMOS器件20與BPSG薄膜22之間還形成有一阻擋層21。
[0040]綜上所述，本發(fā)明的背照式CMOS影像傳感器及其制造方法，制作過程簡單，工藝成本低，卻能夠降低甚至避免現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問題，獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品，符合如今消費(fèi)者高標(biāo)準(zhǔn)的要求。
[0041]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種背照式CMOS影像傳感器的制造方法，包括: 經(jīng)過前端工藝形成CMOS器件； 在所述CMOS器件上形成BPSG薄膜；及 進(jìn)行熱處理。
2.如權(quán)利要求1所述的背照式CMOS影像傳感器的制造方法，其特征在于，所述BPSG薄膜中，硼和磷的重量百分比皆是3 %?7 %。
3.如權(quán)利要求1所述的背照式CMOS影像傳感器的制造方法，其特征在于，利用化學(xué)氣相沉積工藝形成所述BPSG薄膜。
4.如權(quán)利要求1所述的背照式CMOS影像傳感器的制造方法，其特征在于，所述BPSG薄膜的厚度為1000A-4000人。
5.如權(quán)利要求1所述的背照式CMOS影像傳感器的制造方法，其特征在于，在形成所述BPSG薄膜之前，還包括:在所述CMOS器件上沉積一阻擋層。
6.如權(quán)利要求5所述的背照式CMOS影像傳感器的制造方法，其特征在于，所述阻擋層的材料為氮化硅，其厚度為300人-800A。
7.如權(quán)利要求1所述的背照式CMOS影像傳感器的制造方法，其特征在于，所述熱處理為采用爐管工藝進(jìn)行處理。
8.如權(quán)利要求7所述的背照式CMOS影像傳感器的制造方法，其特征在于，所述熱處理的溫度范圍是650°C?900°C，處理時(shí)間為30?60分鐘。
9.一種背照式CMOS影像傳感器，包括:CM0S器件，以及覆蓋所述CMOS器件的BPSG薄膜。
10.如權(quán)利要求9所述的背照式CMOS影像傳感器，其特征在于，所述BPSG薄膜中硼和磷的重量百分比皆是3%?7%。
11.如權(quán)利要求9所述的背照式CMOS影像傳感器，其特征在于，所述BPSG薄膜的厚度為 1000A-4000A。
12.如權(quán)利要求9所述的背照式CMOS影像傳感器，其特征在于，所述CMOS器件與BPSG薄膜之間還形成有一阻擋層。
【文檔編號(hào)】H01L27/146GK104078478SQ201410317691
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】劉遠(yuǎn)良, 李全寶 申請(qǐng)人:豪威科技(上海)有限公司