TWI476911B - 半導體裝置及其製造方法 - Google Patents

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Description

半導體裝置及其製造方法
本發明係有關於半導體裝置，且特別是有關於一種背照式影像感測器。
隨著科技的進步，互補式金氧半(CMOS)影像感測器所具有的優點使其逐漸比傳統的電荷耦合裝置(charged-couple device)更受歡迎。特別是CMOS影像感測器可具有高影相擷取速率(image acquisition rate)、較低的操作電壓、較低的消耗功率、及較高的抗噪性(noise immunity)。此外，可在邏輯及記憶裝置中相同的高體積晶圓製程中製造CMOS影像感測器。因此，CMOS影像晶片可同時包括影像感測器及所有需要的邏輯元件，如放大器(amplifier)、模/數(Analog-to-Digital；A/D)轉換器等。
CMOS影像感測器為畫素化金氧半導體(pixilated metal oxide semiconductor)。典型的CMOS包括光感應圖像(light sensitive picture)元件(畫素)的陣列，其各自可包括電晶體(開關電晶體(switching transistor)及重置電晶體(reset transistor))、電容、及感光元件(例如：光二極體)。CMOS影像感測器係利用感光CMOS電路將光子轉換為電子。典型的感光CMOS電路包括在矽基板中形成光二極體。當光二極體暴露在光時會在光二極體中誘發電荷。當光由目標位置(subject scene)入射在畫素上時，各畫素可根據入射在其上的光量產生等比例的電子。此外，電子在畫素中轉換為電壓訊號，並更進一步的由A/D轉換器將其轉換為數位 訊號。複數個週邊電路可接收並處理數位訊號，以顯示目標位置的影像。
CMOS影像感測器可包括複數個額外的層狀物如在基板上形成的介電層及內連線金屬層，其中內連線層係用以耦合光二極體及週邊電路。通常將CMOS影像感測器具有額外的層狀物的一側稱為前側，而具有基板的一側稱為後側。根據光的路徑不同，CMOS影像感測器可更進一步的分為兩個主要類別，稱為前照式(front-side illuminated；FSI)影像感測器及背照式(back-side illuminated；BSI)影像感測器。
在前照式影像感測器中，光由目標位置入射至CMOS影像感測器的前側，通過介電層及內連線層，最後達到光二極體上。在光的路徑中額外的層狀物(例如：不透明及反射金屬層)可能限制光二極體所吸收的光量，而降低量子效率。相反的，在背照式影像感測器中沒有額外的層狀物的阻礙。光係入射至CMOS影像感測器的後側。因此，光到光二極體的路徑為直接達到。此直接達到的路徑有助於光轉換成電子的數量增加。
最大井容(full well capacity；FWC)係表示影像感測器的動力範圍(dynamic range)的性能參數。亦即，由各個畫素在被最大井容量測到飽和前所能儲存的電荷數量。較大的最大井容表示較高的動力範圍及較佳的訊號雜訊比(signal-to-noise ratio)。相反的，較低的最大井容則可能由於輝散(blooming)現象造成飽和及圖像模糊(image smearing)。
最大井容與光二極體的畫素尺寸(pixel dimension)有關。隨著科技的進展，最大井容影像感測器已縮減成較小的畫素間距(pixel pitch)。較小的畫素間距導致較小的最大井容，其可能使得最大井容影像感測器的動力範圍降低。
本發明一實施例提供一種半導體裝置的製造方法，包括：利用一前側離子植入製程在一基板中形成一光主動區；在該基板中形成一隔離區；利用一第一高能量離子植入製程將該光主動區延伸至第一深度；以及利用一第二高能量離子植入製程將該隔離區延伸至該第一深度，其中該隔離區圍繞該光主動區。
本發明另一實施例提供一種半導體裝置的製造方法，包括：提供具有一第一導電性的一基板；利用一第一高能量離子植入製程，將具有一第二導電性的離子由該基板的一前側植入該基板中，以形成一第一光主動區；將具有一第一導電性的離子由該基板的該前側植入該基板中，以形成一第二光主動區，其中該第一光主動區及該第二光主動區形成一光二極體；以及利用一第二高能量離子植入製程，將具有該第一導電性的離子由該基板的該前側植入該基板中，以形成一隔離區，其中該隔離區與該光二極體具有相同的深度。
本發明又一實施例提供一種半導體裝置裝置，包括：一基板，具有一第一導電性；一光二極體，包括：一第一光二極體區，形成在該基板中，其中利用一第一高能量離子植入離子束將具有一第二導電性的離子植入以形成該第 一光二極體區；一第二光二極體區，形成在該基板中，其中將具有一第一導電性的離子植入以形成該第二光二極體區；以及一隔離區，形成在該基板中，其中利用一第二高能量離子植入離子束將具有該第一導電性的離子植入以形成該隔離區，其中該隔離區與該光二極體具有相同的深度。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
以下依本發明之不同特徵舉出數個不同的實施例。本發明中特定的元件及安排係為了簡化，但本發明並不以這些實施例為限。舉例而言，於第二元件上形成第一元件的描述可包括第一元件與第二元件直接接觸的實施例，亦包括具有額外的元件形成在第一元件與第二元件之間、使得第一元件與第二元件並未直接接觸的實施例。此外，為簡明起見，本發明在不同例子中以重複的元件符號及/或字母表示，但不代表所述各實施例及/或結構間具有特定的關係。
在本發明的各實施例中以特定的內容，即背照式(back-side illuminated；BSI)影像感測器進行說明。然而，各實施例之揭示也可應用於不同的影像感測器。以下將配合圖示及代表符號詳述各種實施例。
第1圖為根據一實施例之背照式影像感測器的簡化的剖面圖。背照式影像感測器100形成在矽基板上的磊晶層中。根據背照式影像感測器的製程，在背面薄化製程中移 除矽基板。如第1圖所示，剩餘下一部分的磊晶層103。在剩餘的磊晶層103中形成P型光主動區105、N型光主動區104、以及延伸的N型光主動區106。
光主動區如P型光主動區105及N型光主動區104可形成PN接面(PN junction)，其可作為光二極體。此外，延伸的N型光主動區106延伸至光二極體中較深的區域，使得光可直接轉變為電子而不需被基板吸收。根據一實施例，在由P型半導體基板(圖中未顯示)所成長的磊晶層103上形成光主動區(例如：N型光主動區104)。
背照式影像感測器100更包括形成在磊晶層103中的隔離區114及延伸的隔離區116。如第1圖所示，光二極體由隔離區所圍繞。特別是，隔離區有助於避免來自鄰近畫素(圖中未顯示)的串音(crosstalk)及干擾(interference)。在一實施例中，隔離區114可由P型材料所形成，如硼、氟化硼(BF2 )等。此外，隔離區114可包括淺溝槽隔離(STI)結構(圖中未顯示)。在一實施例中，隔離區114的摻雜濃度約為1012 /cm3 。隔離區114的摻雜深度介於約0μm至約2μm之間。
如第1圖所示，光主動區透過延伸的N型光主動區106延伸至較深的區域。為了將延伸的N型光主動區106與鄰近的畫素(圖中未顯示)分開，使用延伸的隔離區116以避免串音及干擾影響延伸的N型光主動區106的效能。在一實施例中，延伸的隔離區116係由P型材料所形成，如硼、氟化硼(BF2 )等。此外，延伸的隔離區116的摻雜濃度約5x1011 /cm3 。延伸的隔離區116的摻雜深度至約5μm。
背照式影像感測器100可包括複數個額外的層狀物，例如形成在基板上的介電層110及內連線金屬層112。為簡化起見，此後將在背照式影像感測器100具有額外的層狀物的一側稱為前側，而具有基板的一側則稱為後側。
一般而言，在基板的前側上形成介電層110。應了解也可在磊晶層103中形成其他的電路(圖中未顯示)，如電晶體、電容等。在一實施例中，介電層110形成一平坦化的層，其他的層狀物(例如：金屬內連線層)可形成在其上。在一實施例中，介電層110可由低介電常數材料所形成，例如氧化矽、硼磷矽玻璃(BPSG)、磷矽玻璃(PSG)、氟矽玻璃(FSG)、碳摻雜氧化矽(carbon-doped silicon oxide)等。可利用任何適當的技術形成介電層110，例如化學氣相沉積(CVD)技術等。
可在介電層110上形成金屬內連線層112。金屬內連線層112的圖案化可利用電漿蝕刻或鑲嵌(damascene)製程，且可根據其應用使用任何適當的導電材料形成。適合的材料例如包括鋁、銅、摻雜多晶矽等。可形成接觸插塞及穿孔(圖中未顯示)以提供金屬內連線層及其下電路的電性接合。
在整篇敘述中，光主動區的深度定義為基板前側到光主動區相對於前側的邊緣之間的距離。例如，光主動區104的深度定義為D1，此深度在一實施例中介於約2μm至約2.5μm。相同的，延伸的光主動區106的深度定義為D2，其介於約4μm至約5μm。
具有延伸的光主動區(例如：延伸的光主動區106)的優 點在於光主動區延伸至較深的區域，因此光進入光主動區時能有較多的光子轉換為電子而不會被基板吸收。此外，較厚的光主動區有助於增加光二極體的最大井容。因此可提升背照式影像感測器100的量子效率。
第2圖顯示在另一實施例中之背照式影像感測器的剖面圖。背照式影像感測器200包括埋在磊晶層103中的光主動區以及在磊晶層103上的邏輯電路。光主動區(例如：N型光主動區104及延伸的N型光主動區106)及隔離區(例如：隔離區114及延伸的隔離區116)已在第1圖中詳細說明，故不在此重複。
耦接至光二極體的邏輯電路可包括含有閘極204的電晶體。特別是，電晶體可依據撞擊在光二極體上的光的強度或亮度產生相關的訊號。根據一實施例，電晶體可為轉換電晶體(transfer transistor)。然而，此電晶體僅為可用於背照式影像感測器200中的各種功能性電晶體的一個例子。例如，雖然在第2圖中所顯示的電晶體為轉換電晶體，在不同的實施例中背照式影像感測器200可包括其他電晶體，例如重置電晶體(reset transistor)、源極隨耦電晶體(source follower transistor)、或選擇電晶體(select transistor)。這些電晶體例如可用以形成四電晶體影像感測器(four transistor image sensor)。可利用在影像感測器中的所有適合的電晶體及元件都可包含在各實施例的範疇中。
第2圖所示電晶體可包括形成在磊晶層103上的閘極介電層202以及形成在閘極介電層上的閘極204。可利用已知的任何適當的方法形成並圖案化閘極介電層202及閘 極204。閘極介電層202可為高介電常數材料，如氧化矽、氮氧化矽、氮化矽、氧化物、含氮的氧化物、氧化鋁、氧化鑭、氧化鉿、氧化鋯、氮氧化鉿、前述之組合等。
在一實施例中，閘極介電層202包括氧化層，其可由任何氧化製程所形成，例如濕或亁熱氧化(dry thermal oxidation)，或利用四乙基矽酸鹽(tetra-ethyl-ortho-silicate)及氧作為前趨物的化學氣相沉積。
閘極204可包括導電材料，如金屬(例如：鉭、鈦、鉬、鎢、鉑、鋁、鉿、釕)、金屬矽化物(例如：矽化鈦、矽化鈷、矽化鎳、矽化鉭)、金屬氮化物(例如：氮化鈦、氮化鉭)、摻雜多晶矽、其他導電材料、或前述之組合。在一實施例中，可利用低壓化學氣相沉積(LPCVD)沉積摻雜或未摻雜的多晶矽，而以多晶矽形成閘極204。
在磊晶層103中光二極體之相對於閘極介電層202的一側可形成源極/汲極區206。在一實施例中，源極/汲極區206的形成可利用植入適當的N型摻質，如磷、砷、銻等。
如第2圖所示，在包含光二極體的基板上形成層間介電層(ILD)208。層間介電層208的材料可包括硼磷矽玻璃(boron phosphorous silicate glass；BPSG)，但也可用各種適合的介電質來形成各層狀物。可利用電漿化學氣相沉積(PECVD)製程形成層間介電層208，但也可利用其他適合的製程，如低壓化學氣相沉積(LPCVD)。
複數個接觸插塞210耦接至閘極204及源極/汲極區206。利用適當的微影及蝕刻技術可形成穿過層間介電層208的接觸插塞210。一般而言，這些微影技術包含沉積光 阻材料，其被遮蔽、曝光、顯影以暴露出層間介電層208欲移除的部分。剩餘的光阻材料則保護其下的材料不受到後續製程(如蝕刻)的影響。
接觸插塞210可包括阻障(barrier)/黏著(adhesion)層，以防止擴散，並提供接觸插塞210較佳的黏著性。在一實施例中，阻障層可由一或多個層狀物所形成，包括鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭等的層狀物。阻障層的形成可利用化學氣相沉積，或者利用其他的技術形成。
可用任何適當的導電材料形成接觸插塞210，例如高導電性、低電阻的金屬、元素金屬(elemental metal)、過渡金屬等。在一實施例中，以鎢形成接觸插塞210，然而也可利用其他材料形成，如銅。在以鎢形成接觸插塞210的實施例中，可利用已知的化學氣相沉積技術形成接觸插塞210，但接觸插塞210也可利用任何其他方法形成。
在形成接觸插塞210之後，在層間介電層208上形成內連線層212。應了解的是，雖然第2圖中僅顯示單一內連線層212，內連線層212可包括各種導電及介電層。這些導電及介電層都被稱為第2圖中的內連線層212。這些內連線的形成可利用任何適合的製程(例如：微影與蝕刻、鑲嵌(damascene)、雙鑲嵌(dual damascene)等)，以及利用任何適當的導電材料，如鋁合金、銅合金等。
第3至8圖顯示在一實施例中之背照式影像感測器的製造方法。第3圖為在一實施例中，在基板上進行前側的離子植佈時的背照式影像感測器晶圓的剖面圖。背照式影像感測器晶圓200包括具有第一導電性的基板102。在一 實施例中，基板102為P型基板。基板102的形成可利用矽、鍺、矽鍺、梯度矽鍺、絕緣層上半導體(semiconductor-on-insulator)、碳、石英、藍寶石(sapphire)、玻璃等，且可為多層(例如：應力層(strained layers))。在P型基板102上成長P型磊晶層103。
在一實施例中，將P型不純物離子由晶圓的前側植入進入P型磊晶層103以形成P型光主動區105。此外，N型不純物離子由晶圓的前側植入以形成N型光主動區104。為了更進一步的提升背照式影像感測器200的效能，利用高能量離子束以在較深的區域植入N型不純物離子。如此一來，可將N型光主動區延伸而形成延伸的N型光主動區106。在一實施例中，高能量離子束的能量強度介於300keV至5000keV。
背照式影像感測器晶圓200可包括複數個畫素(圖中未顯示)，其各包括由P型光主動區(例如：光主動區105)及N型光主動區(例如：N型光主動區104)所形成的PN接面(PN junction)。為了避免來自鄰近畫素(圖中未顯示)的串音(crosstalk)及干擾(interference)，形成隔離區114以圍繞光主動區104及105。在一實施例中，隔離區114可包括淺溝槽隔離(STI)結構(圖中未顯示)。淺溝槽隔離結構的形成可利用蝕刻一部分的基板以形成溝槽，並以氧化物及/或其他介電材料填入溝槽。隔離區114有助於避免反射的光由鄰近的畫素達到光主動區104及光主動區105。
如第3圖所示，為了避免反射的光影響延伸的光主動區106的性能，利用延伸的隔離區116以圍繞延伸的光主 動區106。特別是延伸的隔離區116可具有與延伸的光主動區106相同的深度。可利用P型材料形成延伸的隔離區116，例如硼、氟化硼等。利用高能量離子束將P型不純物離子植入至較深的區域。在一實施例中，高能量離子束的能量強度介於200keV至3000keV。
第4圖顯示在一實施例中，在第3圖所示的半導體裝置之光主動區上形成額外的前側層狀物的剖面圖。在磊晶層103上形成層間介電層208。在層間介電層208上形成內連線層212。可藉由電漿蝕刻或鑲嵌製程圖案化內連線層212，且可根據其應用利用任何適當的導電材料形成。適合的材料例如包括鋁、銅、摻雜多晶矽等。可形成接觸插塞210以提供內連線層212及其下電路(如閘極204及源極/汲極區206)之電性接合。
第5圖為在一實施例中背照式影像感測器晶圓在晶圓倒裝(flip)及接合至載體502之後的剖面圖。當內連線層212形成之後，倒裝背照式影像感測器晶圓200並更進一步的將其接合上矽或玻璃載體502。特別是背照式影像感測器晶圓200的前側面向載體502。可利用各種接合技術以接合背照式影像感測器晶圓200及載體502。在一實施例中，適合的接合技術可包括黏著接合(adhesive bonding)、真空接合(vacuum bonding)、陽極接合(anodic bonding)等。載體502可提供足夠的機械支撐，以抵抗由薄化製程的研磨步驟所產生的力量。薄化製程將依據第6圖敘述如下。
第6圖顯示在一實施例中，第5圖所示背照式影像感測器晶圓200之晶圓背面進行薄化製程後的剖面圖。根據 製造背照式影像感測器的製程，薄化基板102(如第5圖所示)直到移除基板並暴露出磊晶層103。更詳細而言，可薄化背照式影像感測器晶圓200的基板的後側(亦即剩餘的P型磊晶層103)至其厚度介於約4μm至約5μm。上述薄化的基板層可讓光通過基板(圖中未顯示)並撞擊在基板中的光二極體而不被基板吸收。
可利用適當的技術進行薄化製程，如研磨、拋光、及/或化學蝕刻。在一實施例中，可利用化學機械研磨(CMP)進行薄化製程。在化學機械研磨製程中，結合蝕刻材料及研磨材料與基板的後側接觸，並使用研磨墊(圖中未顯示)以研磨除去基板後側直到達到適當的厚度。
第7圖顯示在一實施例中，在第6圖所示背照式影像感測器晶圓200之晶圓的後側提供薄的P+離子層(thin p+ ion layer)之剖面圖。此外，薄的P+離子層702可形成在薄化的基板的後側，以增加光子轉換為電子的數量。P+離子植入製程(p+ ion implantation process)可能造成晶格缺陷(crystal defects)。為了修復晶格缺陷及活化植入的P+離子，可在背照式影像感測器晶圓200的後側進行雷射回火製程。
第8圖顯示在一實施例中，在第7圖所示背照式影像感測器晶圓200提供彩色濾光層及微透鏡層(mircolens layer)後之剖面圖。可利用彩色濾光層802使得只有特定波長的光通過，而反射其他波長的光，因此影像感測器能夠決定由光主動區104所接收之光的顏色。彩色濾光層802可不同，例如紅色、綠色、及藍色濾光器。也可利用其他 的組合，如靛色(cyan)、黃色、及紫紅色(magenta)。彩色濾光層802之顏色的數量也可不同。
在一實施例中，彩色濾光層802可包括含色素(pigmented)的材料或染色(dyed)的材料，如壓克力(acrylic)。適合的材料例如可為，聚甲基丙烯酸甲脂(polymethyl-methacrylate；PMMA)或聚甲基丙烯酸環氧丙酯(polyglycidylmethacrylate；PGMS)，其可加入色素或染料以形成彩色濾光層802。然而，也可利用其他的材料。可利用任何已知適當的材料形成彩色濾光層802。
微透鏡層804的形成可利用任何可經圖案化並形成透鏡的材料，例如高透光壓克力高分子(acrylic polymer)。微透鏡層804的厚度可介於約0.1μm至約2.5μm。在一實施例中，微透鏡層804的形成可利用液態的材料及已知的旋塗技術。已知這些方法可形成大致平坦的表面，且微透鏡層804具有大致相同的深度，因此在微透鏡層提供較佳的一致性。也可利用其他的方法，例如化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)等沉積技術。
第9圖顯示在另一實施例中之背照式影像感測器的剖面圖。在背照式影像感測器中，可具有複數個畫素，其各自為形成在矽基板中的光二極體。在一實施例中，基板910可為由P型基板(圖中未顯示)成長的P型磊晶層。為簡化起見，在各實施例中只顯示一個畫素。
如第9圖所示，畫素900包括由P型摻雜區914、N型摻雜區912以及延伸的N型摻雜區916所形成的光二極體。藉由離子植入製程可在晶圓的前側形成P型摻雜區 914。在一實施例中，P型摻雜區914係摻雜有P型摻質，例如硼。P型摻雜區914的摻雜濃度介於約1016 /cm3 至約1019 /cm3 。
在一實施例中，N型摻雜區912及延伸的N型摻雜區916的形成可利用與形成P型摻雜區914類似但植入能量較高的植入製程將N型摻雜材料(如磷)摻雜進入磊晶層910以形成N型摻雜區912。在一實施例中，前側離子植入製程可產生介於約1016 /cm3 至約1019 /cm3 的摻雜濃度。
較高的植入能量有助於將光二極體延伸至基板910較深的區域。這樣的光二極體的延伸可提升量子效率。在背照式影像畫素中，基板的厚度必須薄化至約為2μm，使得進入的光(如藍光)可以只穿透基板深度至約1.5μm。然而，薄化的基板可能無法提供較大的PN接面及光電轉換的最大井容。藉由使用高能量離子束，PN接面延伸至較深的區域。如此一來，進入的光子可具有較大的PN接面。因此，畫素900的量子效率可因而提升。
為了避免鄰近畫素的干擾，可利用隔離區以避免鄰近畫素的穿越。隔離區可由淺溝槽隔離(STI)結構926、單元P井(cell p-well；CPW)區924、以及深P井(deep p-well；DPW)區922所形成。在第2圖的敘述中已說明了STI結構的形成方法，故在此不重複說明。
單元P井區924可由P型材料所形成，例如硼等。單元P井區924的摻雜濃度約為1012 /cm3 。單元P井區924的摻雜深度介於約0μm至約2μm。深P井區922的摻雜濃度約為5x1011 /cm3 。深P井區922的摻雜深度介於約4μm 至約5μm。畫素900可包括其他層狀物，如P+離子層908、抗反射層906、彩色濾光層904、以及微透鏡層902，這些已知的結構將不在此詳述。
第10圖顯示在一實施例中形成背照式影像感測器的方法流程圖。在步驟1002中，對CMOS影像感測器晶圓進行前側植入製程，以形成各種摻雜區如光二極體區及隔離區。在一實施例中，光主動區的厚度可約為5μm。
在步驟1004中，倒裝CMOS影像感測器晶圓並接合上載體。根據背照式影像感測器晶圓的製程，在基板的後側進行基板薄化製程，使得基板的厚度減為約5μm。薄化的基板有助於光在基板的後側擴散。
在步驟1006中，藉由離子植入製程可形成薄的P+離子層，其厚度介於約100埃至約1μm。在步驟1008中，在基板的後側進行雷射回火製程以修補因P+離子植入及P+離子活化所產生的缺陷。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、200‧‧‧背照式影像感測器
103‧‧‧磊晶層
105‧‧‧P型光主動區
104‧‧‧N型光主動區
106‧‧‧延伸的N型光主動區
114‧‧‧隔離區
116‧‧‧延伸的隔離區
110‧‧‧介電層
112‧‧‧內連線金屬層
204‧‧‧閘極
202‧‧‧閘極介電層
206‧‧‧源極/汲極區
208‧‧‧層間介電層
210‧‧‧接觸插塞
212‧‧‧內連線層
502‧‧‧載體
702‧‧‧薄的P+離子層
802‧‧‧彩色濾光層
804‧‧‧微透鏡層
910‧‧‧基板
900‧‧‧畫素
914‧‧‧P型摻雜區
912‧‧‧N型摻雜區
916‧‧‧延伸的N型摻雜區
926‧‧‧淺溝槽隔離結構
924‧‧‧單元P井區
926‧‧‧深井區
908‧‧‧P+離子層
906‧‧‧抗反射層
902‧‧‧微透鏡層
1002、1004、1006、1008‧‧‧步驟
第1圖為根據一實施例之背照式影像感測器的簡化的剖面圖。
第2圖顯示在另一實施例中之背照式影像感測器的剖面圖。
第3圖為在一實施例中，在基板上進行前側的離子植佈時的背照式影像感測器晶圓的剖面圖。
第4圖顯示在一實施例中，在第3圖所示的半導體裝置之光主動區上形成額外的前側層狀物的剖面圖。
第5圖為在一實施例中背照式影像感測器晶圓在晶圓倒裝(flip)及接合上載體502之後的剖面圖。
第6圖顯示在一實施例中，第5圖所示背照式影像感測器晶圓200之晶圓背面進行薄化製程後的剖面圖。
第7圖顯示在一實施例中，在第6圖所示背照式影像感測器晶圓200之晶圓的後側提供薄的P+離子層(thin p+ ion layer)之剖面圖。
第8圖顯示在一實施例中，在第7圖所示背照式影像感測器晶圓200提供彩色濾光層及微透鏡層(mircolens layer)後之剖面圖。
第9圖顯示在另一實施例中之背照式影像感測器的剖面圖。
第10圖顯示在一實施例中形成背照式影像感測器的方法的流程圖。
100‧‧‧背照式影像感測器
103‧‧‧磊晶層
105‧‧‧P型光主動區
104‧‧‧N型光主動區
106‧‧‧延伸的N型光主動區
114‧‧‧隔離區
116‧‧‧延伸的隔離區
110‧‧‧介電層
112‧‧‧內連線金屬層

Claims (10)

  1. 一種半導體裝置的製造方法，包括：利用一前側離子植入製程在一基板中形成一光主動區；在該基板中形成一隔離區；利用一第一高能量離子植入製程將該光主動區延伸至一第一深度；以及利用一第二高能量離子植入製程將該隔離區延伸至該第一深度，其中該隔離區圍繞該光主動區。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體裝置的製造方法，更包括：在該光主動區上形成一介電層；以及在該介電層上形成一內連線層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之半導體裝置的製造方法，更包括：在該基板的一後側上形成一P+層；以及對該P+層進行一雷射回火製程。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之半導體裝置的製造方法，更包括：在該P+層上形成一彩色濾光層；以及在該彩色濾光層上形成一微透鏡層。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之半導體裝置的製造方法，其中：該第一高能量離子植入製程具有一第一能量，其介於約300keV至約5000keV；以及 該第二高能量離子植入製程具有一第二能量，其介於約200keV至約3000keV。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之半導體裝置的製造方法，更包括：將該基板的一前側接合至一載體；以及薄化該基板的一後側。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之半導體裝置的製造方法，更包括：薄化該基板的該後側至該基板的厚度約等於5μm。
  8. 一種半導體裝置的製造方法，包括：提供具有一第一導電性的一基板；利用一第一高能量離子植入製程，將具有一第二導電性的離子由該基板的一前側植入該基板中，以形成一第一光主動區；將具有一第一導電性的離子由該基板的該前側植入該基板中，以形成一第二光主動區，其中該第一光主動區及該第二光主動區形成一光二極體；利用一第一高能量離子植入製程將該光二極體延伸至一第一深度；以及利用一第二高能量離子植入製程，將具有該第一導電性的離子由該基板的該前側植入該基板中，以形成一隔離區，其中該隔離區與該光二極體具有相同的深度。
  9. 一種半導體裝置，包括：一基板，具有一第一導電性；一光二極體，包括： 一第一光二極體區，形成在該基板中，其中該第一光二極體區係利用一第一高能量離子植入離子束將具有一第二導電性的離子植入所形成；一第二光二極體區，形成在該基板中，其中該第二光二極體區係將具有一第一導電性的離子植入所形成；一延伸主動光二極體區，其中該延伸主動光二極體區係利用一第一高能量離子植入離子束植入離子所形成；以及一隔離區，形成在該基板中，其中該隔離區係利用一第二高能量離子植入離子束將具有該第一導電性的離子植入所形成，其中該隔離區與該光二極體具有相同的深度。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之半導體裝置，其中該隔離區圍繞該光二極體。
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