[发明专利]背照式CMOS影像传感器及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及影像传感器技术领域，特别涉及一种背照式CMOS影像传感器及其形成方法。

背景技术

影像传感器是在光电技术基础上发展起来的，所谓影像传感器，就是能够感受光学图像信息并将其转换成可用输出信号的传感器。影像传感器可以提高人眼的视觉范围，使人们看到肉眼无法看到的微观世界和宏观世界，看到人们暂时无法到达处发生的事情，看到超出肉眼视觉范围的各种物理、化学变化过程，生命、生理、病变的发生发展过程，等等。可见影像传感器在人们的文化、体育、生产、生活和科学研究中起到非常重要的作用。可以说，现代人类活动已经无法离开影像传感器了。

影像传感器可依据其采用的原理而区分为电荷耦合装置（Charge-Coupled Device）影像传感器（亦即俗称CCD影像传感器）以及CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）影像传感器，其中CMOS影像传感器即基于互补型金属氧化物半导体（CMOS）技术而制造。由于CMOS影像传感器是采用传统的CMOS电路工艺制作，因此可将影像传感器以及其所需要的外围电路加以整合，从而使得CMOS影像传感器具有更广的应用前景。

按照接收光线的位置的不同，CMOS影像传感器可以分为正照式CMOS影像传感器及背照式CMOS影像传感器，其中，背照式CMOS影像传感器与正照式CMOS影像传感器相比，最大的优化之处就是将元件内部的结构改变了，即将感光层的元件调转方向，让光线能从背面直射进去，避免了在正照式CMOS影像传感器结构中，光线会受到微透镜和光电二极管之间的结构的影响，提高了光线接收的效能。

但是，背照式CMOS影像传感器同样面临着一些困扰，其中，比较严重的一个问题就是暗电流（dark current）问题。暗电流问题是指在无光线照射的情况下，由于载流子的迁移，光电二极管检测到了电流，从而降低了光电二极管的可靠性，进而降低了背照式CMOS影像传感器的可靠性。

为此，现有技术在形成背照式CMOS影像传感器的过程中采用了离子注入及退火工艺，以期减轻暗电流问题。请参考图1，其为现有工艺形成的背照式CMOS影像传感器的结构示意图。如图1所示，现有工艺形成的背照式CMOS影像传感器1包括：硅基底10；形成于所述硅基底10中的光电二极管11及隔离结构12，其中，所述光电二极管11及隔离结构12靠近所述硅基底10的正面；形成于所述硅基底10正面上的介质金属层13；及形成于所述硅基底10中的离子注入层14，其中，所述离子注入层14靠近所述硅基底10的背面。

通过所述离子注入层14能够在一定程度上抑制载流子的迁移，从而减轻暗电流问题，提高背照式CMOS影像传感器的可靠性。其中，所述离子注入层14具体需要通过如下两步工艺形成：1、对硅基底10执行离子注入工艺，以形成离子注入材料层（图1中未示出）；2、对离子注入材料层执行退火工艺，以激活注入离子，形成离子注入层。

在该离子注入层14的形成过程中，面临两个问题：1、无法精确控制离子注入的深度，从而将导致离子注入层14的深度不可控（或者说较难控制）；2、需要较为复杂的退火工艺激活注入离子，工艺成本较高。

综上，形成一种暗电流问题较轻的背照式CMOS影像传感器，特别的，该背照式CMOS影像传感器所需的制造工艺简单、可靠，成了本领域技术人员不断追求的一个目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种背照式CMOS影像传感器及其形成方法，以解决现有的背照式CMOS影像传感器中存在的暗电流问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种背照式CMOS影像传感器，所述背照式CMOS影像传感器包括：硅基底；形成于所述硅基底中的光电二极管及隔离结构，其中，所述光电二极管及隔离结构靠近所述硅基底的正面；形成于所述硅基底背面上的应力膜层。

可选的，在所述的背照式CMOS影像传感器中，在所述硅基底和应力膜层之间形成有氧化硅层。

可选的，在所述的背照式CMOS影像传感器中，当所述硅基底为N型硅基底时，所述应力膜层为拉应力膜层。

可选的，在所述的背照式CMOS影像传感器中，所述拉应力膜层经过了紫外线照射。

可选的，在所述的背照式CMOS影像传感器中，当所述硅基底为P型硅基底时，所述应力膜层为压应力膜层。

本发明还提供一种背照式CMOS影像传感器的形成方法，所述背照式CMOS影像传感器的形成方法包括：