[发明专利]具有改进背侧表面处理的CMOS图像传感器

权利要求书

1.一种制造背侧照明BSI图像传感器的阵列的方法，其包含：

将所述BSI图像传感器的前侧组件制造于所述阵列的前侧中；

将掺杂剂层植入到所述阵列的背侧中，所述掺杂剂层建立掺杂剂梯度以促进光生 电荷载流子朝向所述阵列的所述前侧迁移；

使所述掺杂剂层的至少一部分退火；以及

在所述掺杂剂层的背侧上形成表面处理以处置表面缺陷，

其中所述退火包含激光退火，

其中在所述掺杂剂层的所述背侧上形成所述表面处理包含在所述激光退火期间 使所述掺杂剂层的所述背侧暴露于周围氧化物质。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述周围氧化物质包括H₂O、N₂O、O₂、O₃或 H₂O₂中的一者或多者。

3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述BSI图像传感器的所述前侧组件制造于所 述阵列的所述前侧中包含：

在安置于半导体衬底上的外延层的前侧上或内形成光电二极管区域和相关联的 像素电路；

在所述外延层的所述前侧上形成金属堆叠；以及

从所述外延层的背侧移除所述半导体衬底。

4.根据权利要求3所述的方法，其进一步包含将所述外延层薄化到1.5μm与3.0μm 之间厚。

5.一种背侧照明BSI互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器阵列，其包含：

感光区域阵列，其安置在半导体层内，所述感光区域对入射于所述BSI CMOS图 像传感器阵列的背侧上的光敏感；

掺杂剂层，其安置在所述半导体层的背侧中，其建立掺杂剂梯度以促进光生电荷 载流子朝向所述阵列的前侧迁移，其中所述掺杂剂层被图案化以包括延伸于所述感 光区域下方的经过激光退火的活化部分和非延伸于所述感光区域下方的未经过激 光退火的未活化部分；以及

表面处理层，其位于所述掺杂剂层的所述背侧上，用以处置表面缺陷，

其中位于所述掺杂剂层的所述背侧上的所述表面处理层是在激光退火期间，将所 述掺杂剂层的所述背侧暴露于周围氧化物质形成的。

6.根据权利要求5所述的BSI CMOS图像传感器阵列，其中所述表面处理层层包含由 氧化物质形成的氧化物，所述氧化物质包括H₂O、N₂O、O₂、O₃或H₂O₂中的一者 或多者。

7.根据权利要求5所述的BSI CMOS图像传感器阵列，其中所述掺杂剂层包含掺硼硅。

8.根据权利要求5所述的BSI CMOS图像传感器阵列，其中所述半导体层包含具有1.5 μm与3.0μm之间的厚度的外延层。

9.根据权利要求5所述的BSI CMOS图像传感器阵列，其中所述半导体层包含N-掺杂 外延层且所述掺杂剂层包含N+掺杂层。

10.根据权利要求5所述的BSI CMOS图像传感器阵列，其中所述半导体层包含P-掺杂 外延层且所述掺杂剂层包含P+掺杂层。

11.根据权利要求5所述的BSI CMOS图像传感器阵列，其进一步包含：

金属堆叠，其安置在所述BSI CMOS图像传感器阵列的前侧上，用于在所述前侧 上路由电信号；以及

微透镜阵列，其安置在所述BSI CMOS图像传感器阵列的所述背侧上，用以将光 聚焦到所述感光区域阵列中。

12.根据权利要求5所述的BSI CMOS图像传感器阵列，其进一步包含抗反射层，其中 所述表面处理层驻存于所述掺杂剂层和所述抗反射层之间。