可見光及紅外線圖像傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明一般來說涉及圖像傳感器，且明確地說但不排他地，涉及可見光及紅外線圖像傳感器。
【背景技術】
[0002]圖像傳感器為將光(呈光學圖像的形式)轉換成電子信號的電子裝置。基于半導體的圖像傳感器已在現代電子裝置(例如，蜂窩電話、便攜式攝像機及桌上型/膝上型計算機)中變得無處不在。現代圖像傳感器一般為互補金屬氧化物半導體(CMOS)或N型金屬氧化物半導體(NM0S)技術中的半導體電荷耦合裝置(CCD)、有源像素傳感器。這些裝置通常用于捕獲可見光；然而，在某些應用中，需要檢測可見光譜外的光。
[0003]紅外線(IR)光為電磁波譜的一部分。所有物體根據其溫度發射一定量的黑體輻射。一般來說，物體的溫度越高，作為黑體輻射發射的IR光就越多。因為不需要環境光，所以經制造以檢測IR的圖像傳感器甚至在全黑中也起作用。因此，IR圖像傳感器在救援操作、夜間攝像及其它黑暗條件中可能是有幫助的。
[0004]比僅可檢測紅外光的圖像傳感器更加有用的是可檢測IR及可見光兩者的圖像傳感器。然而，檢測紅外光一般需要低帶隙材料，低帶隙材料難以與傳統圖像傳感器制造工藝集成。因此，已證明合并紅外線成像技術與可見光成像技術是具有挑戰性的。制造混合可見光-1R圖像傳感器的此困難已導致遭受低IR靈敏度、可見光污染、半導體缺陷及其類似者的混合傳感器。
【發明內容】
[0005]本申請案的一個實施例涉及一種像素陣列，所述像素陣列包括，其安置在第一半導體層上；多個像素，其安置在所述第一半導體層中，所述多個像素包含:(1)第一像素部分，其中所述第一像素部分通過間隔區域與所述31#\層分離；以及(2)第二像素部分，其中所述第二像素部分中的每一者包含與所述SixGey層接觸的第一摻雜區域；以及釘扎阱，其安置在所述多個像素中的個別像素之間，其中所述釘扎阱的第一部分延伸穿過所述第一半導體層，且所述釘扎阱的第二部分延伸穿過所述第一半導體層及所述SixGey層。
[0006]本申請案的另一實施例涉及一種圖像傳感器，所述圖像傳感器包括:第二半導體層，其安置在第一半導體層的背側上；一或多個像素群組，其安置在所述第一半導體層的前側中，所述一或多個像素群組包含:第一像素部分，其中所述第一像素部分通過間隔區域與所述第二半導體層分離；第二像素部分，其中所述第二像素部分的第一摻雜區域與所述第二半導體層接觸，且其中所述第一摻雜區域具有與所述第二半導體層相同的多數電荷載流子類型；釘扎阱，其分離所述像素群組中的個別像素，其中所述釘扎阱延伸穿過所述第一半導體層；以及深釘扎阱，其分離所述一或多個像素群組，其中所述深釘扎阱延伸穿過所述第一半導體層及所述第二半導體層。
[0007]本申請案的又另一實施例涉及一種圖像傳感器制造方法，所述方法包括:在第一半導體層的背側上形成第二半導體層；形成安置在所述第一半導體層的前側中的一或多個像素群組，所述一或多個像素群組包含:第一像素部分，其中所述第一像素部分通過間隔區域與所述第二半導體層分離；第二像素部分，其中所述第二像素部分的第一摻雜區域與所述第二半導體層接觸，且其中所述第一摻雜區域具有與所述第二半導體層相同的多數電荷載流子類型；釘扎阱，其分離所述一或多個像素群組中的個別像素，其中所述釘扎阱延伸穿過所述第一半導體層；以及深釘扎阱，其分離所述一或多個像素群組，其中所述深釘扎阱延伸穿過所述第一半導體層及所述第二半導體層。
【附圖說明】
[0008]參考以下各圖描述本發明的非限制性及非詳盡實例，其中除非另外指定，否則相似參考數字貫穿各視圖指相似零件。
[0009]圖1為根據本發明的教示的可見光及紅外線圖像傳感器像素陣列的實例的截面圖。
[0010]圖2為說明根據本發明的教示的可見光及紅外線圖像傳感器的一個實例的框圖。
[0011]圖3為根據本發明的教示的用于形成可見光及紅外線圖像傳感器的過程的流程圖。
[0012]圖4A到4C展示根據本發明的教示的用于形成可見及紅外線圖像傳感器的過程。
【具體實施方式】
[0013]本文中描述用于形成可見光及紅外線(下文為“IR”)圖像傳感器的系統及方法的實例。在以下描述中，闡述眾多特定細節以提供對實施例的透徹理解。然而，受益于本發明的所屬領域的技術人員將認識到，本文中描述的技術可在沒有所述特定細節中的一或多者的情況下加以實踐或以其它方法、組件或材料等等來實踐。在其它情況下，未詳細展示或描述眾所周知的結構、材料或操作以避免混淆某些方面。
[0014]貫穿本說明書的對“一個實例”或“一個實施例”的參考意味著結合所述實例描述的特定特征、結構或特性包含在本發明的至少一個實施例中。因此，短語“在一個實例中”或“在一個實施例中”在貫穿本說明書的各處的出現未必全都指相同實施例。此外，在一或多個實例中，可以任何合適方式來組合特定特征、結構或特性。
[0015]貫穿本說明書使用若干技術術語。除非本文中特別定義或其使用上下文另外清楚地暗示，否則這些術語具有其所來自的技術領域中的一般含義。應注意，元素及化合物可通過其適當名稱或元素符號互換地來指代(例如，硅對Si)。
[0016]圖1為根據本發明的教示的可見光及紅外線圖像傳感器像素陣列100(下文為“像素陣列”)的實例的截面圖。像素陣列100包含安置在第一半導體層131上的SixGe^ 109。在一個實例中，第一半導體層131包括硅。多個像素(例如，紅色像素161、綠色像素163、IR像素165及藍色像素167)接近于第一半導體層131的前側149而安置。所述多個像素包含第一像素部分，所述第一像素部分中的每一像素包含通過間隔區域111與316\層109分離的第一摻雜區域119。所述多個像素還包含第二像素部分，其中第二像素部分中的每一像素具有第一摻雜區域120，第一摻雜區域120與接近于第一半導體層131的背側151而形成的109接觸。在一個實例中，第一像素部分包含紅色像素161、綠色像素163及藍色像素167，且第二像素部分包含紅外線像素165。在一個實例中，31#\層109是η型的，間隔區域111是Ρ型的，且第一摻雜區域119/120是η型的。然而，在另一實例中，可顛倒層/區域的極性。
[0017]像素陣列100還可包含安置在個別像素(例如，紅色像素161、綠色像素163、IR像素165及藍色像素167)之間的釘扎阱113/115。釘扎阱113的第一部分延伸穿過第一半導體層131且分離個別像素。釘扎阱115的第二部分延伸穿過第一半導體層131且穿過
109。在一個實例中，釘扎阱115的第二部分分離至少包含紅色像素161、綠色像素163、藍色像素167及紅外線像素165的像素群組。在另一個或相同實例中，釘扎阱113/115可包含Ρ型半導體。
[0018]在一個實例中，像素陣列100可進一步包含濾光片層137，其可包含紅色濾光片12