[发明专利]背照式传感器及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体元件，特别涉及一种背照式传感器。

背景技术

图像传感器提供像素阵列，例如感光二极管、复位晶体管(resettransistor)、源随器晶体管(source follower transistor)、固定层光敏二极管(pinned layer photodiodes)和/或传导晶体管(transfer transistor)，用于记录二极管的光的密度或亮度。像素通过累积电荷而对光线做出反应-越多光线则越多电荷。之后，可以通过另一电路而使用这些电荷，以便于颜色与亮度可以用于适当的用途，例如数码相机。通常，像素阵列包括一电荷耦合元件或CMOS图像传感器。

背照式传感器用于感应暴露的光线投影在一基板的背面的体积。像素位于该基板的正面，且薄到足以让投影在该基板的背面的光线能到达这些像素。相较于前照式传感器而言，背照式传感器提供一高填充率(high fill factor)并降低破坏性干涉。

然而，背照式传感器也遭遇一些问题。例如，欲感应的不同放射线的波长于基板中经历不同的有效吸收路径。例如，相较于红光而言，蓝光经历一较狭窄的有效吸收路径。因此，业界急需一种可以适应不同波长的背照式传感器和/或符合的基板。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以适应不同波长的背照式传感器和/或符合的基板。

基于上述目的，本发明实施例公开了一种背照式传感器，包括：半导体基板，具有正面与背面；多个像素，形成于该半导体基板的该正面上；介电层，置于该多个像素上方；多个金属层，位于该介电层中；多个阵列区域，位于该半导体基板内，且根据该多个像素而配置，其中至少两个该阵列区域具有彼此相异的辐射响应特性；多个滤光片，设置于该半导体基板的该背面下方，其中所述多个像素、阵列区域及滤光片都位于所述多个金属层的下方，其中，至少第一、第二阵列区域具有彼此相异的辐射响应特性，例如，该第一阵列区域的结深大于该第二阵列区域的结深，或是该第一阵列区域的掺杂物浓度大于该第二阵列区域的掺杂物浓度；以及多个微镜头，设置于所述多个像素与所述半导体基板的背面间，或是设置于所述多个滤光片与所述半导体基板的背面间

如上所述的背照式传感器，其中该多个像素用于形成CMOS图像传感器、电荷耦合元件、有源式像素传感器、或无源式像素传感器。

如上所述的背照式传感器，其中该介电层包括氧化硅。

如上所述的背照式传感器，其中该氧化硅掺杂有碳。

如上所述的背照式传感器，其中该氧化硅掺杂有氟。

如上所述的背照式传感器，其中该半导体基板的厚度大体为3微米。

本发明另一实施例还公开了一种背照式传感器的形成方法，包括：提供半导体基板，该半导体基板具有正面与背面；形成第一与第二像素于该半导体基板的该正面上；形成介电层于该第一与第二像素上方；形成多个金属层于该介电层中；形成该半导体基板的第一掺杂区域，对准该第一像素；形成该半导体基板的第二掺杂区域，对准该第二像素，其中该第一、第二掺杂区域具有彼此相异的辐射响应特性；设置多个滤光片于该半导体基板的该背面下，其中该第一及第二像素、第一及第二掺杂区域及滤光片位于该多个金属层的下方；以及设置多个微镜头于所述多个像素与所述半导体基板的背面间，或于所述多个滤光片与所述半导体基板的背面间。

如上所述的背照式传感器的形成方法，其中该第一掺杂区域的结深大于该第二掺杂区域的结深。

如上所述的背照式传感器的形成方法，其中该第一掺杂区域的掺杂物浓度大于该第二掺杂区域的掺杂物浓度。

如上所述的背照式传感器的形成方法，其中该多个像素用于形成CMOS图像传感器、电荷耦合元件、有源式像素传感器或无源式像素传感器。

如上所述的背照式传感器的形成方法，还包括提供其中该介电层包括掺杂有碳或氟的氧化硅。

如上所述的背照式传感器的形成方法，还包括：形成第三像素于该半导体基板的该正面上；以及形成该半导体基板的第三掺杂区域，对准该第三像素；其中该第一、第二、第三掺杂区域具有彼此相异的辐射响应特性。

如上所述的背照式传感器的形成方法，还包括：形成红、绿、蓝彩色滤光片，分别对准该第一、第二及第三像素；以及形成该第一、第二及第三掺杂区域，以便于通过该第一、第二及第三像素而达到均一光谱响应。如上所述的背照式传感器的形成方法，其中该半导体基板的厚度大体为3微米。

本发明的背照式传感器可以适用于不同波长的放射线，和/或提供符合此要求的基板。