低反射背后照明图像传感器1.相关申请的交叉参考2.本技术主张名叫庄勇和(亚历克斯)(yung-hoalexchuang)、肖寅莹(yinyingxiaoli)、西西尔·亚拉曼奇里(sisiryalamanchili)、约翰·菲尔登(johnfielden)及大卫·布朗(davidbrown)的发明者于2019年12月3日申请的第62/943,173号美国临时专利申请的优先权，所述申请的全文以引用的方式并入本文中。
技术领域：
：3.本公开大体上涉及适合于感测深紫外线(duv)及真空紫外线(vuv)波长中的辐射的图像传感器及用于制造此类图像传感器的方法。这些传感器适合用于光掩模、光罩或晶片检验系统及其它应用中。
背景技术：
：：4.集成电路产业需要检验工具以越来越高分辨率解析集成电路、光掩模、光罩、太阳能电池及电荷耦合装置的不断减小的特征且能够检测其大小约为或小于所述特征大小的缺陷。5.在许多情况中，以短波长(例如短于约250nm的波长)操作的检验系统可提供此分辨率。具体来说，针对光掩模或光罩检验，期望使用等于或接近将用于光刻的波长(例如用于当代光刻的约193.4nm及用于未来euv光刻的约13.5nm)的波长来检验样本，因为由图案引起的检验光的相移将相同或非常类似于光刻期间所引起的相移。为检验半导体图案化晶片，在相对较宽波长范围(例如包含近uv、duv及/或vuv范围内的波长的波长范围)内操作的检验系统可为有利的，因为宽波长范围可降低对层厚度或图案尺寸的小改变(其可引起个别波长处的反射率的大改变)的敏感度。6.为检测光掩模、光罩及半导体晶片上的小缺陷或粒子，需要高信噪比。需要高光子或粒子通量密度来确保高速检验时的高信噪比，因为检测光子的数目的统计波动(泊松(poisson)噪声)是信噪比的基本限制。在许多情况中，每像素需要约100,000个或更多个光子。因为检验系统通常每天24小时在使用且仅短暂停止，所以检测器在仅数个月的操作之后暴露于大剂量的辐射。7.具有250nm的真空波长的光子具有约5ev的能量。二氧化硅的能隙是约10ev。尽管此类波长光子似乎无法由二氧化硅吸收，但生长于硅表面上的二氧化硅在与硅的界面处必须具有一些悬键，因为二氧化硅结构无法完全匹配硅晶体的结构。此外，因为二氧化硅是非晶的，所以材料内还可能存在一些悬键。实际上，氧化物内及与下伏半导体的界面处将存在可吸收具有深uv波长的光子(特定来说，波长短于约250nm的光子)的不可忽略的缺陷及杂质密度。此外，在高辐射通量密度下，两个高能光子可在非常短时间间隔(纳秒或皮秒)内到达相同位置附近，其可导致电子由快速连续的两个吸收事件或双光子吸收激发到二氧化硅的导带。8.对用于检验、计量及相关应用的传感器的进一步要求是高敏感度。如上文所解释，需要高信噪比。如果传感器无法将大分率的入射光子转换成信号，那么需要比具有更高效传感器的检验或计量系统更高强度的光源来维持相同检验或测量速度。更高强度光源将使光学仪器及被检验或测量的样本暴露于更高光强度，这可能引起随时间的损坏或降级。更高强度光源还将更昂贵或特定来说，在duv及vuv波长处可能不可用。硅使入射于其上的高百分比的duv及vuv光反射。例如，在近193nm波长处，其表面上具有2nm氧化物层(例如原生氧化物层)的硅使入射于其上的约65％的光反射。针对近193nm波长，在硅表面上生长约21nm的氧化物层使反射率减小到接近40％。具有40％反射率的检测器比具有65％反射率的检测器显著更高效，但期望更低的反射率及因此更高的效率。9.duv及vuv波长由硅强烈吸收。此类波长可大部分吸收于约10nm或数十nm的硅表面内。传感器以duv或vuv波长操作的效率取决于在电子重组之前可收集多大分率的由吸收光子产生的电子。二氧化硅可与硅形成具有低缺陷密度的高质量界面。大部分其它材料(其包含常用于抗反射涂层的许多材料)在直接沉积于硅上时导致硅表面处的非常高密度的电缺陷。硅表面上的高密度的电缺陷可能不是希望以可见波长操作的传感器的问题，因为此类波长通常可在被吸收之前行进到硅中约100nm或更大且因此几乎不会受硅表面上的电缺陷影响。然而，duv及vuv波长在硅表面附近被吸收，使得表面上及/或带电陷留于表面上的层内的电缺陷会导致大分率的产生电子在硅表面处或硅表面附近重组且损耗，从而导致低效率传感器。因此，控制硅表面的状态以最小化光电子的损耗是很重要的。10.因此，需要克服一些或所有上述缺点的能够高效检测高能光子的图像传感器。技术实现要素：11.根据本公开的一或多个实施例，公开一种低反射背后照明图像传感器。在一个说明性实施例中，所述图像传感器包含包括外延层的半导体薄膜，其中所述外延层包含第一表面及与所述第一表面对置的第二纹理化表面。在另一说明性实施例中，所述图像传感器包含形成于所述外延层的所述第一表面上的一或多个电路元件。在另一说明性实施例中，所述图像传感器包含安置于所述外延层的所述第二纹理化表面上的硼层。在另一说明性实施例中，所述第二纹理化表面包括直立角锥、倒角锥或纳米锥中的至少一者的伪随机分布。在另一说明性实施例中，所述第二纹理化表面包括直立角锥、倒角锥或纳米锥中的至少一者的周期性分布。在另一说明性实施例中，所述第二纹理化表面包括直立角锥、倒角锥或纳米锥中的至少一者的随机分布。在另一说明性实施例中，所述图像传感器并入检验系统中。12.根据本公开的一或多个实施例，公开一种制造低反射背后照明图像传感器的方法。在一个说明性实施例中，所述方法包含在衬底上形成外延层。在另一说明性实施例中，所述方法包含在所述衬底上形成栅极层。在另一说明性实施例中，所述方法包含在所述栅极层上形成一或多个电路元件层。所述另一说明性实施例中，所述方法包含薄化所述衬底以产生薄化衬底，所述薄化衬底暴露所述外延层的至少部分。在另一说明性实施例中，所述方法包含预蚀刻所述外延层的所述暴露部分。在另一说明性实施例中，所述方法包含在所述外延层的所述暴露表面上产生表面纹理。在另一说明性实施例中，所述方法包含在所述表面纹理上形成硼层。13.应了解，以上一般描述及以下详细描述两者仅供例示及解释且未必限制本发明。并入于本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例且与一般描述一起用于解释本发明的原理。附图说明14.所属领域的技术人员可通过参考附图来更好理解本公开的许多优点。15.图1说明根据本公开的一或多个实施例的特性化系统的框图。16.图2说明描绘根据本公开的示范性实施例的制造图像传感器的方法的流程图。17.图3a到3i说明根据本公开的一或多个实施例的用于实施于图像传感器内的各种伪随机及周期性图案方法。18.图4a说明根据本公开的一或多个实施例的具有低反射背后照明涂硼纹理化后表面的图像传感器的一部分的横截面图。19.图4b说明根据本公开的一或多个额外实施例的具有低反射背后照明涂硼纹理化后表面的图像传感器的一部分的横截面图。20.图4c说明根据本公开的一或多个额外实施例的具有低反射背后照明涂硼纹理化后表面的图像传感器的一部分的横截面图。21.图5说明描绘各种图像传感器的反射比与波长的曲线图。具体实施方式22.已相对于本公开的特定实施例及具体特征来特别展示及描述本公开。本文中所阐述的实施例应被视为意在说明而非限制。所属领域的一般技术人员应易于明白，可在不背离本公开的精神及范围的情况下对形式及细节作出各种改变及修改。现将详细参考附图中所说明的公开主题。23.本公开的实施例是针对用于半导体检验及计量的图像传感器。特定来说，公开具有针对duv及/或vuv辐射的高量子效率及长寿命操作的图像传感器。从后侧薄化这些图像传感器，使得其对照射在图像传感器上的后侧的辐射高度敏感(当这些图像传感器是背后照明式时)。后侧硅表面可通过湿式化学蚀刻或其它结构化方法(例如反应性离子蚀刻(rie)、感应耦合等离子体反应性离子蚀刻(icp-rie)、超快激光蚀刻、电化学蚀刻、电子束光刻或光刻界定蚀刻及机械开槽)来纹理化，使得直立或倒角锥、纳米锥(或其它锥形结构)形成于表面上。纹理化表面可减少跨duv及vuv中的宽带的入射光的反射，因此提高吸收光强度。24.湿式化学蚀刻可比其它结构化方法相对便宜且可为更成熟过程，因为其广泛用于cmos制造中。用于(100)-定向硅表面的湿式化学角锥结构蚀刻的已知技术使用例如碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、氨或胆碱的碱性介质。本技术中已知例如乙二胺邻苯二酚(edp)、肼、氢氧化钠(naoh)、碳酸钠(na2co3)、磷酸三钠(na3po4)、硅酸钠(na2sio3)、氢氧化钾(koh)及氢氧化四甲基铵(tmah)的各种蚀刻剂。最常用配方包括水、naoh或koh及醇。醇组分可为乙二醇或异丙醇任一者。硅的湿式化学结构蚀刻的已知方法仅与产生角锥纹理相关。25.取决于特定纹理化过程，硅衬底的表面纹理化选择性移除材料的部分，从而产生直立或倒角锥结构。因此，表面处的材料密度可减小，导致减小复介电对比度，这导致表面反射的波长相依性减小。26.高纯度非晶硼的薄(例如约2nm到约20nm之间厚)层沉积于纹理化硅上。在一些实施例中，一或多个额外材料层可涂覆于硼上。每一层的厚度及材料可经选择以增加关注波长透射到图像传感器中。在一个实施例中，抗反射涂层可沉积于硼层的顶部上。抗反射涂层材料可包括氟化镁(mgf2)、氧化铪(hfo2)、四硼酸锶(srb4o7)、二氧化硅(sio2)、氮化硅(si3n4)、氧化钛(tio2)及氧化铝(al2o3)中的一或多者。27.可以产生具有2到5nm(例如约2到约4nm)的范围(包含其之间精确到0.1nm的所有范围及值)内的厚度的无针孔、相连、大体上纯硼层的方式在清洁硅上使用高温沉积过程(例如介于约600℃到约800℃之间)或使用低温沉积过程(例如介于约350℃到约450℃之间)形成硼层。硼层通过可靠及气密密封硅表面抗氧化来避免硅的氧化问题。应注意，数个原子百分比的氧(例如小于10％或小于5％)可留在硼层与硅表面之间的界面处，但所述氧含量可由于气密密封而不会随时间(例如在1年的时段内)显著增加。此低氧与硅比率意味着界面处不存在相连二氧化硅层。28.可使用ccd(电荷耦合装置)或cmos(互补金属氧化物半导体)技术来制造本文中所描述的图像传感器。图像传感器可为二维区域传感器或一维阵列传感器。29.描述制造用于使duv及/或vuv成像的具有高量子效率的图像传感器的方法。根据这些方法所制造的图像传感器能够在高通量的duv及vuv辐射下长寿命操作。这些方法包含在半导体(优选地硅)晶片上形成纹理化表面及在纹理化硅表面的顶部上沉积高纯度非晶硼层的过程步骤。可在硼层的顶部上形成任选抗反射涂层。30.还描述检验系统。此检验系统包含照明源、光学器件及检测器。光学器件经配置以将来自照明源的辐射导引及聚焦到样本上。检测器经配置以从样本接收反射或散射光，其中光学器件进一步经配置以将反射或散射光收集、导引及聚焦到检测器上。检测器可包含一或多个图像传感器。至少一个图像传感器包含半导体薄膜，其中半导体薄膜包含形成于半导体薄膜的一个表面上的电路元件及半导体薄膜的对置表面上的涂硼纹理化表面。任选抗反射涂层可形成于硼层的顶部上。31.图1说明根据本公开的一或多个实施例的特性化系统100的简化示意图。在一个实施例中，特性化系统100(或“工具”)包含特性化子系统101及控制器114。特性化系统100可经配置为检验系统或计量系统。例如，特性化系统100可为基于光学的检验系统(或“工具”)、复查系统(或“工具”)或基于图像的计量系统(或“工具”)。就此来说，特性化子系统101可为(但不限于)经配置以检验或测量样本108的检验子系统或计量子系统。特性化系统100的特性化子系统101可通信耦合到控制器114。控制器114可从特性化子系统的检测器组合件104接收测量数据以特性化(例如检验或测量)样本108上或样本108中的结构及/或控制特性化系统100的一或多个部分。32.样本108可包含所属领域中已知的任何样本，例如(但不限于)晶片、光罩、光掩模或其类似者。在一个实施例中，样本108可安置于载物台组合件112上以促进样本108移动。载物台组合件112可包含所属领域中已知的任何载物台组合件，其包含(但不限于)x-y载物台、r-θ载物台及其类似者。在另一实施例中，载物台组合件112能够在检验期间调整样本108的高度以维持聚焦于样本108上。在又一实施例中，特性化子系统101可在检验期间上下移动以维持聚焦于样本108上。33.在另一实施例中，特性化系统100包含经配置以产生照明束111的照明源102。照明源102可包含所属领域中已知适合用于产生照明束111的任何照明源。例如，照明源102可发射duv及/或vuv辐射。例如，照明源102可包含一或多个激光。在另一例子中，照明源102可包含宽带照明源。34.在另一实施例中，特性化系统100包含经配置以将来自照明源102的照明导引到样本108的照明分支107。照明分支107可包含所属领域中已知的任何数目及类型的光学组件。在一个实施例中，照明分支107包含一或多个光学元件103。就此来说，照明分支107可经配置以将来自照明源102的照明聚焦到样本108的表面上。在此应注意，一或多个光学元件103可包含所属领域中已知的任何光学元件，其包含(但不限于)一或多个透镜(例如物镜105)、一或多个反射镜、一或多个偏光器、一或多个稜镜、一或多个分束器及其类似者。35.在另一实施例中，收集分支109经配置以收集从样本108反射、散射、衍射及/或发射的照明。在另一实施例中，收集分支109可将来自样本108的照明导引及/或聚焦到检测器组合件104的传感器106。36.检测器104可包含本文中所描述的一或多个图像传感器106。例如，本公开的一或多个图像传感器106可包含(但不限于)涂硼、纹理化后表面、背后照明ccd传感器及涂硼、纹理化后表面、背后照明cmos传感器。检测器104可包含二维阵列传感器或一维线传感器。37.检验系统100的一些实施例照射样本108上的线，且在一或多个暗场及/或明场收集通道中收集散射及/或反射光。在此类实施例中，图像传感器可为线传感器。检验系统100的一些实施例照射样本108上的多个点，且在一或多个暗场及/或明场收集通道中收集散射及/或反射光。在此类实施例中，图像传感器可为二维阵列传感器。38.在另一实施例中，检测器组合件104通信耦合到控制器114的一或多个处理器116。一或多个处理器116可通信耦合到存储器118。一或多个处理器116经配置以执行存储于存储器118中的一组程序指令以从检测器组合件104的一或多个传感器106获取测量数据及/或控制特性化系统100的一或多个部分。39.在一个实施例中，照明源102是连续源。例如，照明源102可包含(但不限于)弧灯、激光泵浦等离子体光源或连续波(cw)激光。在另一实施例中，照明源102是脉冲源。例如，照明源102可包含(但不限于)锁模激光、q切换激光或由锁模或q切换激光泵浦的等离子体光源。以下各者中描述可包含于照明源102中的合适光源的实例：柯克(kirk)等人的标题为“用于为在样本上执行的过程提供样本照明的方法及系统(methodsandsystemsforprovidingilluminationofaspecimenforaprocessperformedonthespecimen)”的美国专利7,705,331、波斯乐(bezel)等人的标题为“用于激光持续等离子体的横向泵浦的系统及方法(systemandmethodfortransversepumpingoflaser-sustainedplasma)”的美国专利9,723,703及庄(chuang)等人的标题为“高亮度激光持续等离子体宽带源(highbrightnesslaser-sustainedplasmabroadbandsource)”的美国专利9,865,447，所述专利每一者以引用的方式并入本文中。40.以下各者中大体上描述特性化系统：瓦扎帕兰比尔(vazhaeparambil)等人于2018年2月13日发布的标题为“暗场系统中的tdi传感器(tdisensorinadarkfieldsystem)”的第9,891,177号美国专利、罗曼诺夫斯基(romanovsky)等人于2018年3月8日发布的标题为“晶片检验(waferinspection)”的第9,279,774号美国专利、阿姆斯特朗(armstrong)等人于2011年6月7日发布的标题为“使用小型折反射物镜的分场检验系统(splitfieldinspectionsystemusingsmallcatadioptricobjectives)”的第7,957,066号美国专利、庄等人于2010年10月19日发布的标题为“用于折反射光学系统中激光暗场照明的光束传输系统(beamdeliverysystemforlaserdark-fieldilluminationinacatadioptricopticalsystem)”的第7,817,260号美国专利、谢弗(shafer)等人于1999年12月7日发布的标题为“具有宽范围变焦能力的超宽带uv显微镜成像系统(ultra-broadbanduvmicroscopeimagingsystemwithwiderangezoomcapability)”的第5,999,310号美国专利、梁(leong)等人于2009年4月28日发布的标题为“使用激光线照明与二维成像的表面检验系统(surfaceinspectionsystemusinglaserlineilluminationwithtwodimensionalimaging)”的第7,525,649号美国专利、坎德尔(kandel)等人于2015年7月14日发布的标题为“计量系统及方法(metrologysystemsandmethods)”的第9,080,971号美国专利、庄等人于2009年1月6日发布的标题为“具有改进侧向色彩性能的宽带物镜(broadbandobjectivehavingimprovedlateralcolorperformance)”的第7,474,461号美国专利、壮(zhuang)等人于2016年10月18日发布的标题为“对光栅异常敏感度降低的光学计量(opticalmetrologywithreducedsensitivitytogratinganomalies)”的第9,470,639号美国专利、王(wang)等人于2016年1月5日发布的标题为“动态可调整半导体计量系统(dynamicallyadjustablesemiconductormetrologysystem)”的第9,228,943号美国专利、皮旺卡-科尔(piwonka-corle)等人于1997年3月4日发布的标题为“聚焦光束光谱椭偏方法及系统(focusedbeamspectroscopicellipsometrymethodandsystem)”的第5,608,526号美国专利及罗森韦格(rosencwaig)等人于2001年10月2日发布的标题为“用于分析半导体上多层薄膜堆叠的设备(apparatusforanalyzingmulti-layerthinfilmstacksonsemiconductors)”的第6,297,880号美国专利，所述所有专利的全文以引用的方式并入本文中。41.应注意，本公开的范围不受限于特性化系统100。确切来说，并入本公开的一或多个图像传感器的系统可包含所属领域中已知包含检验系统、计量系统或光刻系统的任何其它光学系统。42.在此应注意，系统100的一或多个组件可以所属领域中已知的任何方式通信耦合到系统100的各种其它组件。例如，一或多个处理器116可经由有线连接(例如铜线、光纤电缆及其类似者)或无线连接(例如rf耦合、ir耦合、wimax、蓝牙、3g、4g、4glte、5g及其类似者)来彼此通信耦合及通信耦合到其它组件。43.一或多个处理器116可包含所属领域中已知的任何一或多个处理元件。就此来说，一或多个处理器116可包含经配置以执行软件算法及/或指令的任何微处理器型装置。一或多个处理器116可由以下各者组成：桌上型计算机、主机计算机系统、工作站、图像计算机、并行处理器或经配置以执行经配置以操作系统100的程序的其它计算机系统(例如联网计算机)，如本公开中所描述。应认识到，本公开中所描述的步骤可由单一计算机系统或替代地，多个计算机系统实施。此外，应认识到，本公开中所描述的步骤可实施于一或多个处理器116中的任何一或多者上。一般来说，术语“处理器”可经广义界定以涵盖具有执行来自存储器118的程序指令的一或多个处理元件的任何装置。此外，系统100的不同子系统(例如照明源102、检测器组合件104、控制器114及其类似者)可包含适合于实施本公开中所描述的步骤的至少一部分的处理器或逻辑元件。因此，以上描述不应被解释为限制本公开而是仅供说明。44.存储器118可包含所属领域中已知适合于存储可由相关联一或多个处理器116执行的程序指令及从计量子系统及/或检验子系统接收的数据的任何存储媒体。例如，存储器118可包含非暂时性存储器媒体。例如，存储器118可包含(但不限于)只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁性或光学存储器装置(例如磁盘)、磁带、固态硬盘及其类似者。应进一步注意，存储器118可与一或多个处理器116收容于共同控制器外壳中。在替代实施例中，存储器118可相对于处理器116、控制器114及其类似者的物理位置远程定位。在另一实施例中，存储器118保存用于引起一或多个处理器116实施本公开中所描述的各种步骤的程序指令。45.图2说明描绘根据本公开的示范性实施例的制造图像传感器的方法200的流程图。46.在步骤201中，产生无金属互连件的前侧电路元件。可使用例如光刻、沉积、离子植入、退火及/或蚀刻的一或多个标准半导体处理步骤来产生电路元件。还可在步骤201期间产生ccd及/或cmos传感器元件及装置。这些电路元件可产生于晶片的前表面上的外延(epi)层中且因此还被称为前侧电路元件。在实施例中，外延层是约10nm到约40nm厚。在实施例中，外延层及衬底两者掺杂有p型掺杂剂(例如硼)，其中外延层具有远低于块体晶片的掺杂剂浓度。外延层电阻率可介于10到2000ωcm之间，且衬底电阻率可小于约1ωcm。47.在步骤203中，背后薄化主动传感器区域。例如，可从后侧薄化主动传感器区域或甚至整个晶片。此薄化可包含用于暴露外延层的抛光及蚀刻的组合。在实施例中，从后侧抛光晶片直到晶片约200nm到约300nm厚。接着，使用例如光致抗蚀剂或其它合适材料的材料来保护前表面及主动传感器区域周围的框架区域。接着，可使用化学蚀刻剂来蚀除主动传感器区域上方的块体晶片，借此暴露主动传感器区域。因为块体晶片具有远高于外延层的掺杂剂浓度及缺陷密度，所以块体半导体材料的蚀刻速率远高于外延层的蚀刻速率。蚀刻过程在其到达外延层时减慢，借此导致均匀厚度薄膜区域。在另一实施例中，将图像传感器接合到可由石英、硅、蓝宝石或其它材料制成的支撑晶片。接着，可使用抛光过程或抛光过程及化学蚀刻过程的组合来抛光整个晶片直到仅外延层保留。48.在步骤205中，将保护层沉积于前侧表面上以在步骤207到213期间保护前侧电路元件。例如，可保护前侧表面上的暴露硅或多晶硅，因为后续蚀刻及沉积步骤会影响硅。在实施例中，可在步骤203之前执行步骤205，使得保护层可在背后薄化过程(步骤203)期间对前侧表面提供额外保护或使得保护层可提供用于接合到支撑晶片的平坦表面。在实施例中，保护层可包括(例如)使用等离子体增强cvd沉积所沉积的氮化硅或其它电介质层。49.在步骤207中，在晶片的后侧表面上产生伪随机或周期性图案以提供表面纹理化。在此步骤中，可在产生用于表面纹理化的伪随机或周期性图案之前清洁及制备后侧表面。例如，可经由掩模/蚀刻过程在晶片的后侧表面上形成伪随机或周期性纹理图案。图案化步骤可用于产生周期性倒角锥、周期性直立角锥、伪随机倒角锥、伪随机直立角锥、周期性纳米锥、伪随机纳米锥或其类似者。图3a到3i的描述中将进一步详细描述与各种图案结构的产生相关的细节。50.替代地及/或另外，后侧表面可经清洁及制备以具有用于表面纹理化的预蚀刻表面粗糙度。在此清洁期间，应从后侧表面移除包含有机物及金属的原生氧化物及任何污染物。在一个优选实施例中，可使用稀释hf溶液或rca清洁过程(其是包含移除有机污染物、薄氧化物层及离子污染的一组熟知晶片清洁步骤)来执行清洁。在清洁之后且在制备期间，优选地使用马兰戈尼(marangoni)干燥技术(基于表面张力的干燥技术)或类似技术来干燥晶片以使表面干燥且无水痕。在清洁之后，可使用不同大小的砂砾来移除数百nm到数μm的晶片以产生适当预蚀刻表面粗糙度，其可促进各向异性湿式蚀刻。51.在实施例中，蚀刻后侧表面以产生伪随机、周期性及/或随机纹理化表面。在实施例中，可使用各向异性湿式蚀刻来产生硅晶片上的伪随机、周期性及/或随机表面纹理。在优选实施例中，碱性溶液(例如包含ipa的koh)可用作蚀刻剂。存在沿不同平面定向的蚀刻速率的各向异性。例如，沿(100)平面的蚀刻速率比(111)平面快约10倍。此导致尖角锥结构形成。使用水性koh来蚀刻结晶硅晶片的过程如下。首先，将koh解离于水中且产生k 及oh-离子。其次，oh-离子将侵蚀背键以产生h封端的硅表面。接着，oh-离子与h封端的硅反应以将其转换成oh封端的表面。最后，将表面硅作为si(oh)62-或k2sio3移除。此外，ipa充当用于打开表面位点的表面活性剂。蚀刻速率取决于oh-离子的存在及h2o浓度及其对由ipa清洁的表面位点的可及性。52.许多配方可用于湿式蚀刻以产生硅晶片上的伪随机、周期性、角锥表面及/或随机纹理且可用于本公开的实施例中。一个配方使用水中的6(wt％)koh与4(wt％)ipa的溶液来产生随机直立角锥。可使用光刻来图案化硅表面上的掩模以便能够蚀刻伪随机及/或周期性直立或倒角锥。由光刻产生的图案可具有伪随机结构，即，图案可在短标度长度(例如小于数微米的标度长度)上随机呈现，但图案可在数十微米或更长的标度长度上重复。53.纹理化表面可减少宽光谱频宽内的入射光反射，因此提高吸收光强度。b.s.阿基拉(b.s.akila)、k.维蒂纳森(k.vaithinathan)、t.巴拉加纳帕蒂(t.balaganapathi)、s.维诺(s.vinoth)及p.蒂拉坎(p.thilakan)于2002年9月17日发布的第6,451,218b1号美国专利(传感器及致动器a-物理(sensorsandactuatorsa-physical)263,445(2017))描述此现象且其全文以引用的方式并入本文中。在替代实施例中，可通过湿式化学蚀刻、反应性离子蚀刻(rie)、超快激光蚀刻、电化学蚀刻、电子束光刻及机械开槽中的一或多者来实现硅表面的纹理化。湿式化学蚀刻可比其它结构化方法相对便宜。54.用于(100)定向硅表面的湿式化学角锥结构蚀刻的已知技术使用例如碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、氨或胆碱的碱性介质。最常用配方包括水、氢氧化钠或氢氧化钾及醇。醇组分可为乙二醇或异丙醇任一者。用于硅的湿式化学结构蚀刻的已知方法仅与产生角锥纹理相关。55.取决于特定纹理化过程，硅衬底的表面纹理化选择性移除材料的部分，从而产生直立或倒角锥结构。因此，表面处的材料密度可减小，导致减小复介电对比度，这导致表面反射的波长相依性减小。56.在实施例中，还可通过例如反应性离子蚀刻(rie)(具有或不具有感应耦合)、超快激光蚀刻、电化学蚀刻、电子束光刻及机械开槽的其它方法来制造直立或倒角锥表面纹理或纳米锥表面纹理。57.在步骤209中，可清洁及制备后侧纹理化表面用于硼沉积。在此清洁期间，应从后侧表面移除包含有机物及金属的原生氧化物及任何污染物。在一个优选实施例中，可使用稀释hf溶液或rca清洁过程(其为包含移除有机污染物、薄氧化物层及离子污染的一组熟知晶片清洁步骤)来执行清洁。在清洁之后且在制备期间，优选地使用马兰戈尼干燥技术(基于表面张力的干燥技术)或类似技术来干燥晶片以使表面干燥且无水痕。在优选实施例中，在步骤211期间(例如使用干燥氮气)在受控氛围中保护晶片以最小化步骤211之前的原生氧化物再生长。58.在步骤211中，将硼层沉积于纹理化后侧表面上。例如，可将纯硼的非晶层沉积到纹理化硅表面上以气密密封硅且防止氧化。在实施例中，可在约600到800℃的温度使用二硼烷及氢气的混合物来执行此沉积以产生无针孔、相连、大体上纯硼层。在此实施例中，步骤211可进一步包含通过在约2分钟到约10分钟之间内将温度升高到(例如)850℃到900℃之间来使硼扩散到纹理化硅表面中以便产生相邻于硼层的p型掺杂硅层。在替代实施例中，可在约350℃到约450℃之间的温度使用二硼烷、氢气及氮气的混合物来沉积无针孔、相连、大体上纯硼层。在实施例中，可紧接在沉积硼之前使薄掺硼外延硅层生长于硅表面上。可在标题为“制造传感器的背后照明传感器及方法(back-illuminatedsensorandmethodofmanufacturingasensor)”的共同待决中且共同让与的美国专利申请16/562,396中找到生长薄掺硼外延硅层的详细描述，所述案的全文以引用的方式并入本文中。硼层的厚度可取决于传感器的所欲应用。硼层厚度通常介于约2nm与约20nm之间，包含它们之间精确到0.1nm的所有范围及值。硼层可具有均匀厚度或可不同于纹理化表面的剩余部分沉积于角锥上。最小厚度一般受限于无针孔均匀膜的需要。最大厚度一般取决于由硼吸收关注光子。硼层通过可靠及气密密封硅表面抗氧化来避免硅的氧化问题。应注意，数个原子百分比的氧(例如小于10％或小于5％)可留在硼层与硅表面之间的界面处，但所述氧含量可由于气密密封而不会随时间(例如在1年的时段内)显著增加。此低氧与硅比率意味着界面处不存在相连二氧化硅层。可在萨鲁比(sarubbi)等人的“用于受控纳米深p -n结形成的硅上化学气相沉积a-硼层(chemicalvapordepositionofa-boronlayersonsiliconforcontrollednanometer-deepp -njunctionformation)”(电子材料期刊(j.electron.material)，第39卷，第162页到第173页，2010年)(其全文以引用的方式并入本文中)中找到关于硼沉积的更多细节。59.术语‘大体上纯硼层’应被解释为意味着层的大部分是元素硼。例如硅或碳的一些杂质可存在于表面上或晶格中。例如，硅化硼可存在于硼层与衬底之间的界面处。氧可存在于层的块体中，但不以可易于检测到的量存在。因此，层可包括硼、由硼组成或基本上由硼组成。硼层可为大于75％、大于80％、大于85％、大于90％、大于95％、大于96％、大于97％、大于98％或大于99％的硼。60.硼层中的纯度及无针孔对本文中所公开的图像传感器的敏感度及寿命来说至关重要。如果未在沉积硼之前从外延层表面移除任何原生氧化物膜，那么所述原生氧化物将受duv及vuv光子影响且将引起传感器使用性能降级。即使在硼沉积之前移除所有原生氧化物，但如果硼层中存在针孔，那么在处理之后，氧仍将能够通过所述针孔到达硅且可氧化硅表面。61.在实施例中，还可在步骤211期间或步骤211之后于硼层的顶部上沉积其它层。这些其它层可包含抗反射涂层，其包括一或多个材料，例如氟化镁(mgf2)、氧化铪(hfo2)、四硼酸锶(srb4o7)、二氧化硅(sio2)、氮化硅(si3n4)、氧化钛(tio2)及氧化铝(al2o3)。即使抗反射涂层会受duv及vuv辐射影响，但抗反射涂层与外延层之间存在硼层使外延层免受抗反射涂层中的电荷及陷阱影响且确保图像传感器的敏感度不显著降级。62.在步骤213中，移除或图案化保护层。例如，可移除保护层，或可在保护层及/或支撑晶片中制造孔或通路以允许到电路元件的电连接。在一个实施例中，可移除支撑晶片。此步骤可包含制造互连件、通路及接合垫中的一或多者。这些连接件可由al、cu或另一金属形成。可将钝化层沉积于前侧表面上以保护电路元件及连接件。63.在步骤215中，封装完成的电路元件。封装可包含将芯片以倒装芯片接合或线接合到衬底。封装可包含透射关注波长的窗，或可包括用于介接到真空密封件的凸缘或密封件。64.图3a到3i说明根据本公开的一或多个实施例的用于实施于图像传感器的实施例内的各种伪随机及周期性图案方法。65.图3a说明根据本公开的一或多个实施例的经由掩模及蚀刻过程所图案化的表面300。在此实施例中，经由掩模302来执行晶片表面的各向异性湿式蚀刻。掩模302可为光致抗蚀剂、聚合物或硬掩模，例如sin掩模。湿式蚀刻过程可包含碱性蚀刻配方，例如koh、tmah或其类似者。在此过程期间，蚀刻侵蚀晶片的si晶格的《111》表面。此导致掩模下方的蚀刻，因为《111》刻面角锥归因于优先《111》平面蚀刻而显现。此蚀刻将继续，直到角锥的底部及角锥的顶部变得尽可能小。最后，一旦完成蚀刻，就移除掩模。可使用溶剂来移除聚合物或光致抗蚀剂掩模，且可使用hf溶液来移除例如sin的硬掩模。稍后，可使用标准硅表面清洁法(例如rca使用蚀刻于其间中的hf来清洁以移除在清洁期间生长的表面氧化物)来清洁si表面以移除任何剩余残留物。j达尔维-马尔霍特拉(jdalvi-malhotra)等人的用于硅的各向异性湿式蚀刻的旋涂光敏聚合物蚀刻保护掩模(aspin-onphotosensitivepolymericetchprotectionmaskforanisotropicwetetchingofsilicon)(微型机械与微型工程期刊(j.micromech.microeng.)18(2008)025029(8pp))(其全文以引用的方式并入)中论述光敏蚀刻保护。王普群(puqunwang)等人的用于超薄晶体硅太阳能电池中光管理应用的周期性直立纳米锥(periodicuprightnanopyramidsforlightmanagementapplicationsinultrathincrystallinesiliconsolarcells)(ieee光伏期刊(ieeejournalofphotovoltaics)，第7卷，第2期，2017年3月)(其全文以引用的方式并入)中论述直立纳米角锥。米格尔a.贡萨尔维斯(miguela.gonsalves)等人的第22章-硅的湿式蚀刻，硅基mems材料及技术手册(第二版)(chapter22-wetetchingofsilicon,handbookofsiliconbasedmemsmaterialsandtechnologies(secondedition))(微纳技术(microandnanotechnologies)，2015年，第470页到第502页)(其全文以引用的方式并入本文中)中论述硅的湿式蚀刻。66.图3b说明根据本公开的一或多个实施例的适合于在晶片的表面300上产生倒角锥的掩模310。在此实施例中，所选择的开口大小是约100nm，且每一暴露区域相隔200nm放置。应注意，本公开的范围不受限于此开口大小或间距，其仅供说明。开口大小可根据所使用的图案化方法来改变。可通过利用可利用或可不利用近场光学器件获得较小特征的先进光刻工具来获得图案化。还可利用电子束光刻来产生图案。67.图3c说明根据本公开的一或多个实施例的适合于在晶片的表面300上产生直立角锥的掩模320。应注意，掩模320的图案与图3b中所描绘的掩模310的图案相反。应注意，掩模310的生产方法及尺寸可扩展到掩模320。68.图3d说明根据本公开的一或多个实施例的适合于在晶片的表面300上产生伪随机倒角锥的掩模330。应注意，掩模310的制造方法可扩展到掩模330。为了本公开，伪随机图案界定为缺乏清楚短程有序但显示长程有序的任何图案。图3d说明其中可获得的平均倒角锥大小是约200nm的一个此图案，但为识别图案中的周期性，我们必须考虑较大区域，例如约1000nm的长度尺度。针对可大到mm或cm或甚至更大的单位单元，此长程有序可甚至更大。应注意，本公开的范围不受限于图3d中所描绘的约200nm的开口大小或长程有序标度，其仅供说明。69.图3e说明根据本公开的一或多个实施例的适合于在晶片的表面300上产生伪随机直立角锥的掩模340。应注意，掩模340的图案与图3d所描绘的掩模330的图案相反。应注意，掩模330的生产方法及尺寸可扩展到掩模340。70.图3f说明根据本公开的一或多个实施例的包含经由掩模352及蚀刻过程所图案化的周期性纳米锥的表面300。可通过使用具有比si低的蚀刻选择性的光致抗蚀剂掩模或硬掩模(例如二氧化硅或氧化铝或其类似者)掩模硅表面来获得此类型的蚀刻。图案可由电子束光刻或具有多重图案化的先进光刻界定。可经由利用蚀刻化学物(例如sf6/c4f8或sf6/o2或其类似者)的反应性离子蚀刻(rie)或感应耦合反应性离子蚀刻(icprie)来执行蚀刻。可经由改变蚀刻期间的过程条件(例如等离子体功率、气体混合比或衬底温度)来改变纳米锥侧壁斜率。以下各者中描述蚀刻配方：张(zhang)等人的具有宽带光抗反射性的高度有序硅倒置纳米锥阵列(highly-orderedsiliconinvertednanoconearrayswithbroadbandlightantireflectance)(纳米级研究快报(nanoscaleresearchletters)(2015)10:9)；亚拉曼奇利s.(yalamanchilis.)等人的锥形微线阵列中增强的吸收及《1％光谱及角度平均反射(enhancedabsorptionand《1％spectrum-and-angle-averagedreflectionintaperedmicrowirearrays)(acs光子学(acsphotonics)2016，3，10，1854-1861)、达索m.(dasogm.)的经由光电化学金属沉积分析半导体微线阵列中的光致载流子产生(profilingphotoinducedcarriergenerationinsemiconductormicrowirearraysviaphotoelectrochemicalmetaldeposition)(纳米快报(nanolett.)2016，16，8，5015-5021)，其每一者全文以引用的方式并入本文中。71.图3g说明根据本公开的一或多个实施例的适合于在晶片的表面300上产生周期性纳米锥的掩模360。在此实施例中，开口大小小于约50nm，且每一暴露区域相隔约200nm放置。应注意，本公开的范围不受限于此开口大小或间距，其仅供说明。开口大小可根据所使用的图案化方法来改变。在实施例中，遮蔽区域可由电子束光刻通过将al2o3沉积到图案化抗蚀剂的孔中及接着进行抗蚀剂剥离过程以移除抗蚀剂以导致所展示的图案来界定。72.图3h说明根据本公开的一或多个实施例的包含经由掩模354及蚀刻过程所图案化的伪随机纳米锥的表面300。应注意，可通过类似于图3f中的周期性图案但使用伪随机蚀刻掩模(例如可由电子束光刻界定的掩模)的蚀刻配方来获得图3h的伪随机纳米锥。归因于遮蔽区域大小的差异，纳米锥可在其高度及宽度上具有小变化。73.图3i说明根据本公开的一或多个实施例的适合于在晶片的表面300上产生伪纳米锥的掩模380。应注意，掩模360的制造方法可扩展到掩模380。图3i说明其中可获得的平均纳米锥大小是约小于50nm的伪随机图案，但为识别图案中的周期性，我们必须考虑较大区域，例如约1000nm的长度尺度。应注意，本公开的范围不受限于图3i中所描绘的约小于50nm的开口大小或长程有序标度，其仅供说明。74.图4a说明根据本公开的一或多个实施例的具有低反射背后照明涂硼纹理化后表面404的图像传感器400a的一部分的横截面图。应注意，图4a未按比例绘制，因为为了清楚而放大一些特征。在实施例中，硅晶片由本文中所描述的方法中的一者处理。在实施例中，电路元件420制造于外延硅层402的第一表面上。在实施例中，施覆保护层422以保护电路元件420。保护层422是如本文先前所描述且可包含接合到外延硅层的第一表面的支撑晶片。在此实施例中，包含直立角锥410的伪随机、周期性及/或随机分布的纹理化表面404覆盖外延硅层的第二表面的光敏部分。此纹理化表面404引起表面处的材料密度减小，从而导致减小复介电对比度，这导致表面反射的波长相依性减小，借此增加吸收光量及提高图像传感器的反射比且因此提高图像传感器的效率。75.在此实例中，制造电路元件之前的外延硅层302的第一表面的平面具有(100)平面定向(或属于平面《100》家族的任何平面)，如图式中所表示。在蚀刻之后，外延硅层的第二表面包含多个刻面角锥尖峰。具体来说，这些直立角锥410具有(111)平面(或属于平面《111》家族的任何平面)的三角形侧及沿(100)平面的底，如图式中所展示。应注意，即使角锥的一或多个侧与《111》平面不完全或精确对准，但可根据期望减小反射率。在实施例中，图像传感器400a可针对从约190nm到约450nm的波长范围内的高敏感度来优化。在此实施例中，角锥的底的典型线性尺寸411是约200nm。因为纹理化后表面404包括角锥的伪随机、周期性及/或随机分布，所以一些角锥可具有大于此典型线性尺寸的底且一些角锥将具有小于此典型线性尺寸的底。例如，约80％或更多角锥可具有150nm与300nm之间的线性尺寸。不同典型线性尺寸可用于针对其它波长范围所优化的传感器中。可通过调整例如蚀刻剂浓度、温度及/或蚀刻时间的一或多个蚀刻条件来控制角锥的典型线性尺寸。尽管图4a将角锥底描绘为依从外延硅层402的第一表面的相同距离对准，但应注意，本公开的范围不受限于此对准而是为了方便而提供。实际上，表面404的角锥可不精确对准。76.在实施例中，高纯度非晶硼的薄(例如，介于约2nm与约20nm之间厚)层405沉积于纹理化硅404上。此硼层405气密密封纹理化硅且防止或限制氧化。硼层405可如本文先前所描述那样形成。例如，硼层405可为约5nm厚(或约20到25个硼原子层)。硼层405可具有均匀厚度或可不同于纹理化表面的剩余部分沉积于角锥上。77.在实施例中，抗反射涂层406可施覆于纹理化表面404以进一步减小反射比。抗反射涂层可包括氟化镁(mgf2)、氧化铪(hfo2)、四硼酸锶(srb4o7)、二氧化硅(sio2)、氮化硅(si3n4)、氧化钛(tio2)及氧化铝(al2o3)中的一或多者。78.应注意，本文中所描述的纹理化硅表面404可基于任何类型的硅表面条件产生。例如，经锯切、蚀刻、研磨及抛光表面可经处理以获得所要纹理化硅表面404。79.图4b说明根据本公开的一或多个额外实施例的具有低反射背后照明涂硼纹理化后表面414的图像传感器400b的一部分的横截面图。应注意，除非另有说明，否则图4a的描述应被解释为扩展到图4b。在实施例中，电路元件420制造于外延硅层402的第一表面上。在实施例中，保护层422沉积于第一表面上且保护电路元件420。保护层422是如先前所描述且可包含接合到外延硅层的第一表面的支撑晶片。包括倒角锥430的伪随机、周期性及/或随机分布的纹理化表面414覆盖外延硅层的第二表面的光敏部分。此纹理化表面414引起表面处的材料密度减小，从而导致减小复介电对比度，这导致表面反射的波长相依性减小，借此增加吸收光的量及提高图像传感器的反射比且因此提高图像传感器的效率。80.制造电路元件之前的外延硅层402的第一表面的平面具有(100)平面定向(或属于平面《100》家族的任何平面)，如图式中所表示。在蚀刻之后，外延硅层的第二表面包括数个刻面倒角锥结构。具体来说，这些倒角锥430具有(111)平面(或属于平面《111》家族的任何平面)的三角形侧及沿(100)平面的底，如图式中所展示。应注意，即使倒角锥的一或多个侧与《111》平面不完全或精确对准，但可根据期望减小反射率。在实施例中，图像传感器440b针对从约190nm到约450nm的波长范围内的高敏感度来优化。在此实施例中，倒角锥的底的典型线性尺寸431是约200nm。因为纹理化后表面414包括倒角锥的伪随机、周期性及/或随机分布，所以一些倒角锥可具有大于此典型线性尺寸的底且一些倒角锥将具有小于此典型线性尺寸的底。例如，约80％或更多角锥可具有150nm到300nm之间的线性尺寸。不同典型线性尺寸可用于针对其它波长范围所优化的传感器中。可通过调整例如蚀刻剂浓度、温度及蚀刻时间的一或多个蚀刻条件来控制倒角锥的典型线性尺寸。应注意，尽管图4b将倒角锥(例如430)的底描绘为以单一高度对准，但预期一些倒角锥可具有依不同高度的底，且此不会显著影响纹理化表面414的低反射。81.类似于图4a，高纯度非晶硼的薄(例如，介于约2nm与约20nm之间厚)层405可沉积于纹理化硅414上。此硼层405气密密封纹理化硅且防止或限制氧化。硼层405可如上文相对于图2所描述那样形成。例如，硼层405可为5nm厚或约20到25个硼原子层。硼层405可具有均匀厚度或可不同于纹理化表面的剩余部分沉积于倒角锥上。82.在实施例中，抗反射涂层406可施覆于纹理化表面404以进一步减小反射比。抗反射涂层可包括氟化镁(mgf2)、氧化铪(hfo2)、四硼酸锶(srb4o7)、二氧化硅(sio2)、氮化硅(si3n4)、氧化钛(tio2)及氧化铝(al2o3)中的一或多者。83.图4c说明根据本公开的一或多个额外实施例的具有低反射背后照明涂硼纹理化后表面424的图像传感器400c的一部分的截面图。应注意，除非另有说明，否则图4a及图4b的描述应被解释为扩展到图4c。在实施例中，电路元件420制造于外延硅层402的第一表面上。在实施例中，沉积于第一表面上且保护电路元件420。包括纳米锥(例如黑硅)440的伪随机、周期性及/或随机分布的纹理化表面424至少覆盖外延硅层的第二表面的光敏部分。此纹理化表面424引起表面处的材料密度减小，从而导致减小复介电对比度，这导致表面反射的波长相依性减小，借此增加吸收光的量及提高图像传感器的反射比且因此提高图像传感器的效率。84.在实施例中，高纯度非晶硼的薄(例如，介于约2nm与约20nm之间厚)层405沉积于纹理化硅424上。如本文先前所提及，此硼层405气密密封纹理化硅且防止或限制氧化。硼层405可如本文先前所描述那样形成。例如，硼层405可为5nm厚或约20到25个硼原子层。硼层405可具有均匀厚度或可不同于纹理化表面的剩余部分沉积于倒角锥上。85.在实施例中，抗反射涂层406可施覆于纹理化表面404以进一步减小反射比。抗反射涂层可包括氟化镁(mgf2)、氧化铪(hfo2)、四硼酸锶(srb4o7)、二氧化硅(sio2)、氮化硅(si3n4)、氧化钛(tio2)及氧化铝(al2o3)中的一或多者。86.在实施例中，图像传感器400c针对从约190nm到约450nm的波长范围内的高敏感度来优化。在此实施例中，纳米锥的典型高度441是约700nm，且纳米锥的底的典型半径442是约120nm。纳米锥的尖端具有远小于底的典型半径的半径。例如，尖端可具有约30nm或更小的半径。因为纹理化后表面424包括纳米锥的伪随机、周期性及/或随机分布，所以一些纳米锥可具有大于或小于700nm的高度且其底的半径大于或小于120nm。例如，约80％或更多纳米锥可具有350nm与1000nm之间的高度，且约80％或更多纳米锥可具有80nm与160nm之间的其底半径。不同典型尺寸可用于针对其它波长范围所优化的传感器中。可通过调整例如蚀刻剂浓度、等离子体条件、温度及蚀刻时间的一或多个蚀刻条件来控制纳米锥的典型尺寸。应注意，尽管图4c将纳米锥(例如440)的底描绘为以单一高度对准，但预期一些纳米锥可具有依不同高度的底，且此不会显著影响纹理化表面424的低反射。87.图5说明描绘各种图像传感器的反射比与波长的曲线图502到508。作为参考例，曲线图502描绘具有背后照明涂硼平面后表面的图像传感器的反射比与波长行为。曲线图504描绘具有拥有直立角锥纹理的低反射背后照明涂硼后表面的图像传感器的反射比与波长行为。曲线图506描绘具有拥有倒角锥纹理的低反射背后照明涂硼后表面的图像传感器的反射比与波长行为。曲线图508描绘具有拥有纳米锥纹理的低反射背后照明涂硼后表面的图像传感器的反射比与波长行为。使用lumericalfdtd来模拟周期性直立角锥、倒角锥及纳米锥的反射比值。假定入射光是沿垂直于硅衬底的平面的方向且由横向电波前及横向磁波前的相等部分组成。每一模拟包含硅的顶部上的均匀5nm硼层。平面传感器表面、具有直立角锥的纹理化传感器表面及具有倒角锥的纹理化传感器表面的模拟分别包含具有16.5nm、48nm及41nm厚度的硼层的顶部上的氧化铝涂层。图5演示可如何改进190nm与450nm之间的波长的反射比。平面传感器(参考例)的反射比在关注波长范围内可高达40％。易于从图5中的图形明白来自平面传感器与来自纹理化后表面传感器的反射比之间的差异。纳米锥例展现最低反射比值。直立角锥的反射比还相当低且完全低于10％。倒角锥的反射比在大部分波长范围内低于10％。应注意，图5中绘制其反射率的结构及结构上的层的尺寸仅意在说明。88.所属领域的技术人员应认识到，本文中所描述的组件、操作、装置、物件及其伴随论述用作使概念清楚的实例且可考虑各种配置修改。因此，如本文中所使用，所阐述的特定范例及伴随论述希望表示其更一般类别。一般来说，任何特定范例的使用希望表示其类别，且不包含特定组件、操作、装置及物件不应被视为限制。89.呈现以上描述来使所属领域的一般技术人员能够制造及使用本发明，如特定应用及其要求的背景中所提供。如本文中所使用，例如“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”、“上”、“向上”、“下”、“下面”及“向下”的方向术语希望提供用于描述的相对位置且不希望指定绝对参考系。所属领域的技术人员将明白所描述的实施例的各种修改，且本文中所界定的一般原理可应用于其它实施例。因此，本发明不希望受限于所展示及描述的特定实施例，而是应被给予与本文中所公开的原理及新颖特征一致的最广范围。90.关于在本文中使用大体上任何复数及/或单数术语，所属领域的技术人员可视背景及/或应用而将复数转化成单数及/或将单数转化成复数。为清楚起见，本文中未明确阐述各种单数/复数排列。91.本文所描述的主题有时说明含于其它组件内或与其它组件连接的不同组件。应了解，此类描绘架构仅供例示，且事实上，可实施实现相同功能的许多其它架构。就概念来说，实现相同功能的组件的任何布置经有效“相关联”使得实现所要功能。因此，不管架构或中间组件如何，本文中经组合以实现特定功能的任何两个组件可被视为彼此“相关联”使得实现所要功能。同样地，如此相关联的任何两个组件还可被视为彼此“连接”或“耦合”以实现所要功能，且能够如此相关联的任何两个组件还可被视为彼此“可耦合”以实现所要功能。可耦合的特定实例包含(但不限于)可物理配合及/或物理互动组件及/或可无线互动及/或无线互动组件及/或逻辑互动及/或可逻辑互动组件。92.此外，应了解，本发明由所附权利要求书界定。所属领域的技术人员应了解，一般来说，本文中及尤其是所附权利要求书(例如所附权利要求书的主体)中所使用的术语一般希望为“开放式”术语(例如，术语“包含”应被解释为“包含(但不限于)”，术语“具有”应被解释为“至少具有”，术语“包括”应被解释为“包括(但不限于)”等等)。所属领域的技术人员应进一步了解，如果想要引入权利要求叙述的特定数目，那么权利要求中将明确叙述此意图，且如果无此叙述，那么不存在此意图。例如，作为理解的辅助，随附的权利要求书可含有使用引入性短语“至少一个”及“一或多个”来引入权利要求叙述。然而，此类短语的使用不应被解释为隐含由不定冠词“一(a/an)”引入权利要求叙述将含有此引入权利要求叙述的任何特定权利要求限制于仅含有一个此叙述的发明，即使相同权利要求包含引入性短语“一或多个”或“至少一个”及例如“一(a/an)”的不定冠词(例如，“一(a)”及/或“一(an)”通常应被解释为意味着“至少一个”或“一或多个”)；此同样适用于用于引入权利要求叙述的定冠词的使用。另外，即使明确叙述引入权利要求叙述的特定数目，但所属领域的技术人员应认识到，此叙述通常应被解释为意味着至少叙述数目(例如，无其它修饰词的“两个叙述”的裸叙述通常意味着至少两个叙述或两个或更多个叙述)。此外，在其中使用类似于“a、b及c中的至少一者及其类似者”的惯例的例子中，此结构一般希望为所属领域的技术人员通常所理解的意义(例如，“具有a、b及c中的至少一者的系统”将包含(但不限于)仅具有a、仅具有b、仅具有c、同时具有a及b、同时具有a及c、同时具有b及c及/或同时具有a、b及c的系统，等等)。在其中使用类似于“a、b或c中的至少一者及其类似者”的惯例的例子中，此结构一般希望为所属领域的技术人员通常所理解的意义(例如，“具有a、b或c中的至少一者的系统”将包含(但不限于)仅具有a、仅具有b、仅具有c、同时具有a及b、同时具有a及c、同时具有b及c及/或同时具有a、b及c的系统，等等)。所属领域的技术人员应进一步了解，无论在具体实施方式、权利要求书或图式中，呈现两个或更多个替代项的几乎任何析取用语及/或短语应被理解为考虑包含项中的一者、两个项中的任一者或两个项的可能性。例如，短语“a或b”将被理解为包含“a”或“b”或“a及b”的可能性。当前第1页12当前第1页12
技术领域：
：3.本公开大体上涉及适合于感测深紫外线(duv)及真空紫外线(vuv)波长中的辐射的图像传感器及用于制造此类图像传感器的方法。这些传感器适合用于光掩模、光罩或晶片检验系统及其它应用中。
背景技术：
：：4.集成电路产业需要检验工具以越来越高分辨率解析集成电路、光掩模、光罩、太阳能电池及电荷耦合装置的不断减小的特征且能够检测其大小约为或小于所述特征大小的缺陷。5.在许多情况中，以短波长(例如短于约250nm的波长)操作的检验系统可提供此分辨率。具体来说，针对光掩模或光罩检验，期望使用等于或接近将用于光刻的波长(例如用于当代光刻的约193.4nm及用于未来euv光刻的约13.5nm)的波长来检验样本，因为由图案引起的检验光的相移将相同或非常类似于光刻期间所引起的相移。为检验半导体图案化晶片，在相对较宽波长范围(例如包含近uv、duv及/或vuv范围内的波长的波长范围)内操作的检验系统可为有利的，因为宽波长范围可降低对层厚度或图案尺寸的小改变(其可引起个别波长处的反射率的大改变)的敏感度。6.为检测光掩模、光罩及半导体晶片上的小缺陷或粒子，需要高信噪比。需要高光子或粒子通量密度来确保高速检验时的高信噪比，因为检测光子的数目的统计波动(泊松(poisson)噪声)是信噪比的基本限制。在许多情况中，每像素需要约100,000个或更多个光子。因为检验系统通常每天24小时在使用且仅短暂停止，所以检测器在仅数个月的操作之后暴露于大剂量的辐射。7.具有250nm的真空波长的光子具有约5ev的能量。二氧化硅的能隙是约10ev。尽管此类波长光子似乎无法由二氧化硅吸收，但生长于硅表面上的二氧化硅在与硅的界面处必须具有一些悬键，因为二氧化硅结构无法完全匹配硅晶体的结构。此外，因为二氧化硅是非晶的，所以材料内还可能存在一些悬键。实际上，氧化物内及与下伏半导体的界面处将存在可吸收具有深uv波长的光子(特定来说，波长短于约250nm的光子)的不可忽略的缺陷及杂质密度。此外，在高辐射通量密度下，两个高能光子可在非常短时间间隔(纳秒或皮秒)内到达相同位置附近，其可导致电子由快速连续的两个吸收事件或双光子吸收激发到二氧化硅的导带。8.对用于检验、计量及相关应用的传感器的进一步要求是高敏感度。如上文所解释，需要高信噪比。如果传感器无法将大分率的入射光子转换成信号，那么需要比具有更高效传感器的检验或计量系统更高强度的光源来维持相同检验或测量速度。更高强度光源将使光学仪器及被检验或测量的样本暴露于更高光强度，这可能引起随时间的损坏或降级。更高强度光源还将更昂贵或特定来说，在duv及vuv波长处可能不可用。硅使入射于其上的高百分比的duv及vuv光反射。例如，在近193nm波长处，其表面上具有2nm氧化物层(例如原生氧化物层)的硅使入射于其上的约65％的光反射。针对近193nm波长，在硅表面上生长约21nm的氧化物层使反射率减小到接近40％。具有40％反射率的检测器比具有65％反射率的检测器显著更高效，但期望更低的反射率及因此更高的效率。9.duv及vuv波长由硅强烈吸收。此类波长可大部分吸收于约10nm或数十nm的硅表面内。传感器以duv或vuv波长操作的效率取决于在电子重组之前可收集多大分率的由吸收光子产生的电子。二氧化硅可与硅形成具有低缺陷密度的高质量界面。大部分其它材料(其包含常用于抗反射涂层的许多材料)在直接沉积于硅上时导致硅表面处的非常高密度的电缺陷。硅表面上的高密度的电缺陷可能不是希望以可见波长操作的传感器的问题，因为此类波长通常可在被吸收之前行进到硅中约100nm或更大且因此几乎不会受硅表面上的电缺陷影响。然而，duv及vuv波长在硅表面附近被吸收，使得表面上及/或带电陷留于表面上的层内的电缺陷会导致大分率的产生电子在硅表面处或硅表面附近重组且损耗，从而导致低效率传感器。因此，控制硅表面的状态以最小化光电子的损耗是很重要的。10.因此，需要克服一些或所有上述缺点的能够高效检测高能光子的图像传感器。技术实现要素：11.根据本公开的一或多个实施例，公开一种低反射背后照明图像传感器。在一个说明性实施例中，所述图像传感器包含包括外延层的半导体薄膜，其中所述外延层包含第一表面及与所述第一表面对置的第二纹理化表面。在另一说明性实施例中，所述图像传感器包含形成于所述外延层的所述第一表面上的一或多个电路元件。在另一说明性实施例中，所述图像传感器包含安置于所述外延层的所述第二纹理化表面上的硼层。在另一说明性实施例中，所述第二纹理化表面包括直立角锥、倒角锥或纳米锥中的至少一者的伪随机分布。在另一说明性实施例中，所述第二纹理化表面包括直立角锥、倒角锥或纳米锥中的至少一者的周期性分布。在另一说明性实施例中，所述第二纹理化表面包括直立角锥、倒角锥或纳米锥中的至少一者的随机分布。在另一说明性实施例中，所述图像传感器并入检验系统中。12.根据本公开的一或多个实施例，公开一种制造低反射背后照明图像传感器的方法。在一个说明性实施例中，所述方法包含在衬底上形成外延层。在另一说明性实施例中，所述方法包含在所述衬底上形成栅极层。在另一说明性实施例中，所述方法包含在所述栅极层上形成一或多个电路元件层。所述另一说明性实施例中，所述方法包含薄化所述衬底以产生薄化衬底，所述薄化衬底暴露所述外延层的至少部分。在另一说明性实施例中，所述方法包含预蚀刻所述外延层的所述暴露部分。在另一说明性实施例中，所述方法包含在所述外延层的所述暴露表面上产生表面纹理。在另一说明性实施例中，所述方法包含在所述表面纹理上形成硼层。13.应了解，以上一般描述及以下详细描述两者仅供例示及解释且未必限制本发明。并入于本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例且与一般描述一起用于解释本发明的原理。附图说明14.所属领域的技术人员可通过参考附图来更好理解本公开的许多优点。15.图1说明根据本公开的一或多个实施例的特性化系统的框图。16.图2说明描绘根据本公开的示范性实施例的制造图像传感器的方法的流程图。17.图3a到3i说明根据本公开的一或多个实施例的用于实施于图像传感器内的各种伪随机及周期性图案方法。18.图4a说明根据本公开的一或多个实施例的具有低反射背后照明涂硼纹理化后表面的图像传感器的一部分的横截面图。19.图4b说明根据本公开的一或多个额外实施例的具有低反射背后照明涂硼纹理化后表面的图像传感器的一部分的横截面图。20.图4c说明根据本公开的一或多个额外实施例的具有低反射背后照明涂硼纹理化后表面的图像传感器的一部分的横截面图。21.图5说明描绘各种图像传感器的反射比与波长的曲线图。具体实施方式22.已相对于本公开的特定实施例及具体特征来特别展示及描述本公开。本文中所阐述的实施例应被视为意在说明而非限制。所属领域的一般技术人员应易于明白，可在不背离本公开的精神及范围的情况下对形式及细节作出各种改变及修改。现将详细参考附图中所说明的公开主题。23.本公开的实施例是针对用于半导体检验及计量的图像传感器。特定来说，公开具有针对duv及/或vuv辐射的高量子效率及长寿命操作的图像传感器。从后侧薄化这些图像传感器，使得其对照射在图像传感器上的后侧的辐射高度敏感(当这些图像传感器是背后照明式时)。后侧硅表面可通过湿式化学蚀刻或其它结构化方法(例如反应性离子蚀刻(rie)、感应耦合等离子体反应性离子蚀刻(icp-rie)、超快激光蚀刻、电化学蚀刻、电子束光刻或光刻界定蚀刻及机械开槽)来纹理化，使得直立或倒角锥、纳米锥(或其它锥形结构)形成于表面上。纹理化表面可减少跨duv及vuv中的宽带的入射光的反射，因此提高吸收光强度。24.湿式化学蚀刻可比其它结构化方法相对便宜且可为更成熟过程，因为其广泛用于cmos制造中。用于(100)-定向硅表面的湿式化学角锥结构蚀刻的已知技术使用例如碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、氨或胆碱的碱性介质。本技术中已知例如乙二胺邻苯二酚(edp)、肼、氢氧化钠(naoh)、碳酸钠(na2co3)、磷酸三钠(na3po4)、硅酸钠(na2sio3)、氢氧化钾(koh)及氢氧化四甲基铵(tmah)的各种蚀刻剂。最常用配方包括水、naoh或koh及醇。醇组分可为乙二醇或异丙醇任一者。硅的湿式化学结构蚀刻的已知方法仅与产生角锥纹理相关。25.取决于特定纹理化过程，硅衬底的表面纹理化选择性移除材料的部分，从而产生直立或倒角锥结构。因此，表面处的材料密度可减小，导致减小复介电对比度，这导致表面反射的波长相依性减小。26.高纯度非晶硼的薄(例如约2nm到约20nm之间厚)层沉积于纹理化硅上。在一些实施例中，一或多个额外材料层可涂覆于硼上。每一层的厚度及材料可经选择以增加关注波长透射到图像传感器中。在一个实施例中，抗反射涂层可沉积于硼层的顶部上。抗反射涂层材料可包括氟化镁(mgf2)、氧化铪(hfo2)、四硼酸锶(srb4o7)、二氧化硅(sio2)、氮化硅(si3n4)、氧化钛(tio2)及氧化铝(al2o3)中的一或多者。27.可以产生具有2到5nm(例如约2到约4nm)的范围(包含其之间精确到0.1nm的所有范围及值)内的厚度的无针孔、相连、大体上纯硼层的方式在清洁硅上使用高温沉积过程(例如介于约600℃到约800℃之间)或使用低温沉积过程(例如介于约350℃到约450℃之间)形成硼层。硼层通过可靠及气密密封硅表面抗氧化来避免硅的氧化问题。应注意，数个原子百分比的氧(例如小于10％或小于5％)可留在硼层与硅表面之间的界面处，但所述氧含量可由于气密密封而不会随时间(例如在1年的时段内)显著增加。此低氧与硅比率意味着界面处不存在相连二氧化硅层。28.可使用ccd(电荷耦合装置)或cmos(互补金属氧化物半导体)技术来制造本文中所描述的图像传感器。图像传感器可为二维区域传感器或一维阵列传感器。29.描述制造用于使duv及/或vuv成像的具有高量子效率的图像传感器的方法。根据这些方法所制造的图像传感器能够在高通量的duv及vuv辐射下长寿命操作。这些方法包含在半导体(优选地硅)晶片上形成纹理化表面及在纹理化硅表面的顶部上沉积高纯度非晶硼层的过程步骤。可在硼层的顶部上形成任选抗反射涂层。30.还描述检验系统。此检验系统包含照明源、光学器件及检测器。光学器件经配置以将来自照明源的辐射导引及聚焦到样本上。检测器经配置以从样本接收反射或散射光，其中光学器件进一步经配置以将反射或散射光收集、导引及聚焦到检测器上。检测器可包含一或多个图像传感器。至少一个图像传感器包含半导体薄膜，其中半导体薄膜包含形成于半导体薄膜的一个表面上的电路元件及半导体薄膜的对置表面上的涂硼纹理化表面。任选抗反射涂层可形成于硼层的顶部上。31.图1说明根据本公开的一或多个实施例的特性化系统100的简化示意图。在一个实施例中，特性化系统100(或“工具”)包含特性化子系统101及控制器114。特性化系统100可经配置为检验系统或计量系统。例如，特性化系统100可为基于光学的检验系统(或“工具”)、复查系统(或“工具”)或基于图像的计量系统(或“工具”)。就此来说，特性化子系统101可为(但不限于)经配置以检验或测量样本108的检验子系统或计量子系统。特性化系统100的特性化子系统101可通信耦合到控制器114。控制器114可从特性化子系统的检测器组合件104接收测量数据以特性化(例如检验或测量)样本108上或样本108中的结构及/或控制特性化系统100的一或多个部分。32.样本108可包含所属领域中已知的任何样本，例如(但不限于)晶片、光罩、光掩模或其类似者。在一个实施例中，样本108可安置于载物台组合件112上以促进样本108移动。载物台组合件112可包含所属领域中已知的任何载物台组合件，其包含(但不限于)x-y载物台、r-θ载物台及其类似者。在另一实施例中，载物台组合件112能够在检验期间调整样本108的高度以维持聚焦于样本108上。在又一实施例中，特性化子系统101可在检验期间上下移动以维持聚焦于样本108上。33.在另一实施例中，特性化系统100包含经配置以产生照明束111的照明源102。照明源102可包含所属领域中已知适合用于产生照明束111的任何照明源。例如，照明源102可发射duv及/或vuv辐射。例如，照明源102可包含一或多个激光。在另一例子中，照明源102可包含宽带照明源。34.在另一实施例中，特性化系统100包含经配置以将来自照明源102的照明导引到样本108的照明分支107。照明分支107可包含所属领域中已知的任何数目及类型的光学组件。在一个实施例中，照明分支107包含一或多个光学元件103。就此来说，照明分支107可经配置以将来自照明源102的照明聚焦到样本108的表面上。在此应注意，一或多个光学元件103可包含所属领域中已知的任何光学元件，其包含(但不限于)一或多个透镜(例如物镜105)、一或多个反射镜、一或多个偏光器、一或多个稜镜、一或多个分束器及其类似者。35.在另一实施例中，收集分支109经配置以收集从样本108反射、散射、衍射及/或发射的照明。在另一实施例中，收集分支109可将来自样本108的照明导引及/或聚焦到检测器组合件104的传感器106。36.检测器104可包含本文中所描述的一或多个图像传感器106。例如，本公开的一或多个图像传感器106可包含(但不限于)涂硼、纹理化后表面、背后照明ccd传感器及涂硼、纹理化后表面、背后照明cmos传感器。检测器104可包含二维阵列传感器或一维线传感器。37.检验系统100的一些实施例照射样本108上的线，且在一或多个暗场及/或明场收集通道中收集散射及/或反射光。在此类实施例中，图像传感器可为线传感器。检验系统100的一些实施例照射样本108上的多个点，且在一或多个暗场及/或明场收集通道中收集散射及/或反射光。在此类实施例中，图像传感器可为二维阵列传感器。38.在另一实施例中，检测器组合件104通信耦合到控制器114的一或多个处理器116。一或多个处理器116可通信耦合到存储器118。一或多个处理器116经配置以执行存储于存储器118中的一组程序指令以从检测器组合件104的一或多个传感器106获取测量数据及/或控制特性化系统100的一或多个部分。39.在一个实施例中，照明源102是连续源。例如，照明源102可包含(但不限于)弧灯、激光泵浦等离子体光源或连续波(cw)激光。在另一实施例中，照明源102是脉冲源。例如，照明源102可包含(但不限于)锁模激光、q切换激光或由锁模或q切换激光泵浦的等离子体光源。以下各者中描述可包含于照明源102中的合适光源的实例：柯克(kirk)等人的标题为“用于为在样本上执行的过程提供样本照明的方法及系统(methodsandsystemsforprovidingilluminationofaspecimenforaprocessperformedonthespecimen)”的美国专利7,705,331、波斯乐(bezel)等人的标题为“用于激光持续等离子体的横向泵浦的系统及方法(systemandmethodfortransversepumpingoflaser-sustainedplasma)”的美国专利9,723,703及庄(chuang)等人的标题为“高亮度激光持续等离子体宽带源(highbrightnesslaser-sustainedplasmabroadbandsource)”的美国专利9,865,447，所述专利每一者以引用的方式并入本文中。40.以下各者中大体上描述特性化系统：瓦扎帕兰比尔(vazhaeparambil)等人于2018年2月13日发布的标题为“暗场系统中的tdi传感器(tdisensorinadarkfieldsystem)”的第9,891,177号美国专利、罗曼诺夫斯基(romanovsky)等人于2018年3月8日发布的标题为“晶片检验(waferinspection)”的第9,279,774号美国专利、阿姆斯特朗(armstrong)等人于2011年6月7日发布的标题为“使用小型折反射物镜的分场检验系统(splitfieldinspectionsystemusingsmallcatadioptricobjectives)”的第7,957,066号美国专利、庄等人于2010年10月19日发布的标题为“用于折反射光学系统中激光暗场照明的光束传输系统(beamdeliverysystemforlaserdark-fieldilluminationinacatadioptricopticalsystem)”的第7,817,260号美国专利、谢弗(shafer)等人于1999年12月7日发布的标题为“具有宽范围变焦能力的超宽带uv显微镜成像系统(ultra-broadbanduvmicroscopeimagingsystemwithwiderangezoomcapability)”的第5,999,310号美国专利、梁(leong)等人于2009年4月28日发布的标题为“使用激光线照明与二维成像的表面检验系统(surfaceinspectionsystemusinglaserlineilluminationwithtwodimensionalimaging)”的第7,525,649号美国专利、坎德尔(kandel)等人于2015年7月14日发布的标题为“计量系统及方法(metrologysystemsandmethods)”的第9,080,971号美国专利、庄等人于2009年1月6日发布的标题为“具有改进侧向色彩性能的宽带物镜(broadbandobjectivehavingimprovedlateralcolorperformance)”的第7,474,461号美国专利、壮(zhuang)等人于2016年10月18日发布的标题为“对光栅异常敏感度降低的光学计量(opticalmetrologywithreducedsensitivitytogratinganomalies)”的第9,470,639号美国专利、王(wang)等人于2016年1月5日发布的标题为“动态可调整半导体计量系统(dynamicallyadjustablesemiconductormetrologysystem)”的第9,228,943号美国专利、皮旺卡-科尔(piwonka-corle)等人于1997年3月4日发布的标题为“聚焦光束光谱椭偏方法及系统(focusedbeamspectroscopicellipsometrymethodandsystem)”的第5,608,526号美国专利及罗森韦格(rosencwaig)等人于2001年10月2日发布的标题为“用于分析半导体上多层薄膜堆叠的设备(apparatusforanalyzingmulti-layerthinfilmstacksonsemiconductors)”的第6,297,880号美国专利，所述所有专利的全文以引用的方式并入本文中。41.应注意，本公开的范围不受限于特性化系统100。确切来说，并入本公开的一或多个图像传感器的系统可包含所属领域中已知包含检验系统、计量系统或光刻系统的任何其它光学系统。42.在此应注意，系统100的一或多个组件可以所属领域中已知的任何方式通信耦合到系统100的各种其它组件。例如，一或多个处理器116可经由有线连接(例如铜线、光纤电缆及其类似者)或无线连接(例如rf耦合、ir耦合、wimax、蓝牙、3g、4g、4glte、5g及其类似者)来彼此通信耦合及通信耦合到其它组件。43.一或多个处理器116可包含所属领域中已知的任何一或多个处理元件。就此来说，一或多个处理器116可包含经配置以执行软件算法及/或指令的任何微处理器型装置。一或多个处理器116可由以下各者组成：桌上型计算机、主机计算机系统、工作站、图像计算机、并行处理器或经配置以执行经配置以操作系统100的程序的其它计算机系统(例如联网计算机)，如本公开中所描述。应认识到，本公开中所描述的步骤可由单一计算机系统或替代地，多个计算机系统实施。此外，应认识到，本公开中所描述的步骤可实施于一或多个处理器116中的任何一或多者上。一般来说，术语“处理器”可经广义界定以涵盖具有执行来自存储器118的程序指令的一或多个处理元件的任何装置。此外，系统100的不同子系统(例如照明源102、检测器组合件104、控制器114及其类似者)可包含适合于实施本公开中所描述的步骤的至少一部分的处理器或逻辑元件。因此，以上描述不应被解释为限制本公开而是仅供说明。44.存储器118可包含所属领域中已知适合于存储可由相关联一或多个处理器116执行的程序指令及从计量子系统及/或检验子系统接收的数据的任何存储媒体。例如，存储器118可包含非暂时性存储器媒体。例如，存储器118可包含(但不限于)只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁性或光学存储器装置(例如磁盘)、磁带、固态硬盘及其类似者。应进一步注意，存储器118可与一或多个处理器116收容于共同控制器外壳中。在替代实施例中，存储器118可相对于处理器116、控制器114及其类似者的物理位置远程定位。在另一实施例中，存储器118保存用于引起一或多个处理器116实施本公开中所描述的各种步骤的程序指令。45.图2说明描绘根据本公开的示范性实施例的制造图像传感器的方法200的流程图。46.在步骤201中，产生无金属互连件的前侧电路元件。可使用例如光刻、沉积、离子植入、退火及/或蚀刻的一或多个标准半导体处理步骤来产生电路元件。还可在步骤201期间产生ccd及/或cmos传感器元件及装置。这些电路元件可产生于晶片的前表面上的外延(epi)层中且因此还被称为前侧电路元件。在实施例中，外延层是约10nm到约40nm厚。在实施例中，外延层及衬底两者掺杂有p型掺杂剂(例如硼)，其中外延层具有远低于块体晶片的掺杂剂浓度。外延层电阻率可介于10到2000ωcm之间，且衬底电阻率可小于约1ωcm。47.在步骤203中，背后薄化主动传感器区域。例如，可从后侧薄化主动传感器区域或甚至整个晶片。此薄化可包含用于暴露外延层的抛光及蚀刻的组合。在实施例中，从后侧抛光晶片直到晶片约200nm到约300nm厚。接着，使用例如光致抗蚀剂或其它合适材料的材料来保护前表面及主动传感器区域周围的框架区域。接着，可使用化学蚀刻剂来蚀除主动传感器区域上方的块体晶片，借此暴露主动传感器区域。因为块体晶片具有远高于外延层的掺杂剂浓度及缺陷密度，所以块体半导体材料的蚀刻速率远高于外延层的蚀刻速率。蚀刻过程在其到达外延层时减慢，借此导致均匀厚度薄膜区域。在另一实施例中，将图像传感器接合到可由石英、硅、蓝宝石或其它材料制成的支撑晶片。接着，可使用抛光过程或抛光过程及化学蚀刻过程的组合来抛光整个晶片直到仅外延层保留。48.在步骤205中，将保护层沉积于前侧表面上以在步骤207到213期间保护前侧电路元件。例如，可保护前侧表面上的暴露硅或多晶硅，因为后续蚀刻及沉积步骤会影响硅。在实施例中，可在步骤203之前执行步骤205，使得保护层可在背后薄化过程(步骤203)期间对前侧表面提供额外保护或使得保护层可提供用于接合到支撑晶片的平坦表面。在实施例中，保护层可包括(例如)使用等离子体增强cvd沉积所沉积的氮化硅或其它电介质层。49.在步骤207中，在晶片的后侧表面上产生伪随机或周期性图案以提供表面纹理化。在此步骤中，可在产生用于表面纹理化的伪随机或周期性图案之前清洁及制备后侧表面。例如，可经由掩模/蚀刻过程在晶片的后侧表面上形成伪随机或周期性纹理图案。图案化步骤可用于产生周期性倒角锥、周期性直立角锥、伪随机倒角锥、伪随机直立角锥、周期性纳米锥、伪随机纳米锥或其类似者。图3a到3i的描述中将进一步详细描述与各种图案结构的产生相关的细节。50.替代地及/或另外，后侧表面可经清洁及制备以具有用于表面纹理化的预蚀刻表面粗糙度。在此清洁期间，应从后侧表面移除包含有机物及金属的原生氧化物及任何污染物。在一个优选实施例中，可使用稀释hf溶液或rca清洁过程(其是包含移除有机污染物、薄氧化物层及离子污染的一组熟知晶片清洁步骤)来执行清洁。在清洁之后且在制备期间，优选地使用马兰戈尼(marangoni)干燥技术(基于表面张力的干燥技术)或类似技术来干燥晶片以使表面干燥且无水痕。在清洁之后，可使用不同大小的砂砾来移除数百nm到数μm的晶片以产生适当预蚀刻表面粗糙度，其可促进各向异性湿式蚀刻。51.在实施例中，蚀刻后侧表面以产生伪随机、周期性及/或随机纹理化表面。在实施例中，可使用各向异性湿式蚀刻来产生硅晶片上的伪随机、周期性及/或随机表面纹理。在优选实施例中，碱性溶液(例如包含ipa的koh)可用作蚀刻剂。存在沿不同平面定向的蚀刻速率的各向异性。例如，沿(100)平面的蚀刻速率比(111)平面快约10倍。此导致尖角锥结构形成。使用水性koh来蚀刻结晶硅晶片的过程如下。首先，将koh解离于水中且产生k 及oh-离子。其次，oh-离子将侵蚀背键以产生h封端的硅表面。接着，oh-离子与h封端的硅反应以将其转换成oh封端的表面。最后，将表面硅作为si(oh)62-或k2sio3移除。此外，ipa充当用于打开表面位点的表面活性剂。蚀刻速率取决于oh-离子的存在及h2o浓度及其对由ipa清洁的表面位点的可及性。52.许多配方可用于湿式蚀刻以产生硅晶片上的伪随机、周期性、角锥表面及/或随机纹理且可用于本公开的实施例中。一个配方使用水中的6(wt％)koh与4(wt％)ipa的溶液来产生随机直立角锥。可使用光刻来图案化硅表面上的掩模以便能够蚀刻伪随机及/或周期性直立或倒角锥。由光刻产生的图案可具有伪随机结构，即，图案可在短标度长度(例如小于数微米的标度长度)上随机呈现，但图案可在数十微米或更长的标度长度上重复。53.纹理化表面可减少宽光谱频宽内的入射光反射，因此提高吸收光强度。b.s.阿基拉(b.s.akila)、k.维蒂纳森(k.vaithinathan)、t.巴拉加纳帕蒂(t.balaganapathi)、s.维诺(s.vinoth)及p.蒂拉坎(p.thilakan)于2002年9月17日发布的第6,451,218b1号美国专利(传感器及致动器a-物理(sensorsandactuatorsa-physical)263,445(2017))描述此现象且其全文以引用的方式并入本文中。在替代实施例中，可通过湿式化学蚀刻、反应性离子蚀刻(rie)、超快激光蚀刻、电化学蚀刻、电子束光刻及机械开槽中的一或多者来实现硅表面的纹理化。湿式化学蚀刻可比其它结构化方法相对便宜。54.用于(100)定向硅表面的湿式化学角锥结构蚀刻的已知技术使用例如碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、氨或胆碱的碱性介质。最常用配方包括水、氢氧化钠或氢氧化钾及醇。醇组分可为乙二醇或异丙醇任一者。用于硅的湿式化学结构蚀刻的已知方法仅与产生角锥纹理相关。55.取决于特定纹理化过程，硅衬底的表面纹理化选择性移除材料的部分，从而产生直立或倒角锥结构。因此，表面处的材料密度可减小，导致减小复介电对比度，这导致表面反射的波长相依性减小。56.在实施例中，还可通过例如反应性离子蚀刻(rie)(具有或不具有感应耦合)、超快激光蚀刻、电化学蚀刻、电子束光刻及机械开槽的其它方法来制造直立或倒角锥表面纹理或纳米锥表面纹理。57.在步骤209中，可清洁及制备后侧纹理化表面用于硼沉积。在此清洁期间，应从后侧表面移除包含有机物及金属的原生氧化物及任何污染物。在一个优选实施例中，可使用稀释hf溶液或rca清洁过程(其为包含移除有机污染物、薄氧化物层及离子污染的一组熟知晶片清洁步骤)来执行清洁。在清洁之后且在制备期间，优选地使用马兰戈尼干燥技术(基于表面张力的干燥技术)或类似技术来干燥晶片以使表面干燥且无水痕。在优选实施例中，在步骤211期间(例如使用干燥氮气)在受控氛围中保护晶片以最小化步骤211之前的原生氧化物再生长。58.在步骤211中，将硼层沉积于纹理化后侧表面上。例如，可将纯硼的非晶层沉积到纹理化硅表面上以气密密封硅且防止氧化。在实施例中，可在约600到800℃的温度使用二硼烷及氢气的混合物来执行此沉积以产生无针孔、相连、大体上纯硼层。在此实施例中，步骤211可进一步包含通过在约2分钟到约10分钟之间内将温度升高到(例如)850℃到900℃之间来使硼扩散到纹理化硅表面中以便产生相邻于硼层的p型掺杂硅层。在替代实施例中，可在约350℃到约450℃之间的温度使用二硼烷、氢气及氮气的混合物来沉积无针孔、相连、大体上纯硼层。在实施例中，可紧接在沉积硼之前使薄掺硼外延硅层生长于硅表面上。可在标题为“制造传感器的背后照明传感器及方法(back-illuminatedsensorandmethodofmanufacturingasensor)”的共同待决中且共同让与的美国专利申请16/562,396中找到生长薄掺硼外延硅层的详细描述，所述案的全文以引用的方式并入本文中。硼层的厚度可取决于传感器的所欲应用。硼层厚度通常介于约2nm与约20nm之间，包含它们之间精确到0.1nm的所有范围及值。硼层可具有均匀厚度或可不同于纹理化表面的剩余部分沉积于角锥上。最小厚度一般受限于无针孔均匀膜的需要。最大厚度一般取决于由硼吸收关注光子。硼层通过可靠及气密密封硅表面抗氧化来避免硅的氧化问题。应注意，数个原子百分比的氧(例如小于10％或小于5％)可留在硼层与硅表面之间的界面处，但所述氧含量可由于气密密封而不会随时间(例如在1年的时段内)显著增加。此低氧与硅比率意味着界面处不存在相连二氧化硅层。可在萨鲁比(sarubbi)等人的“用于受控纳米深p -n结形成的硅上化学气相沉积a-硼层(chemicalvapordepositionofa-boronlayersonsiliconforcontrollednanometer-deepp -njunctionformation)”(电子材料期刊(j.electron.material)，第39卷，第162页到第173页，2010年)(其全文以引用的方式并入本文中)中找到关于硼沉积的更多细节。59.术语‘大体上纯硼层’应被解释为意味着层的大部分是元素硼。例如硅或碳的一些杂质可存在于表面上或晶格中。例如，硅化硼可存在于硼层与衬底之间的界面处。氧可存在于层的块体中，但不以可易于检测到的量存在。因此，层可包括硼、由硼组成或基本上由硼组成。硼层可为大于75％、大于80％、大于85％、大于90％、大于95％、大于96％、大于97％、大于98％或大于99％的硼。60.硼层中的纯度及无针孔对本文中所公开的图像传感器的敏感度及寿命来说至关重要。如果未在沉积硼之前从外延层表面移除任何原生氧化物膜，那么所述原生氧化物将受duv及vuv光子影响且将引起传感器使用性能降级。即使在硼沉积之前移除所有原生氧化物，但如果硼层中存在针孔，那么在处理之后，氧仍将能够通过所述针孔到达硅且可氧化硅表面。61.在实施例中，还可在步骤211期间或步骤211之后于硼层的顶部上沉积其它层。这些其它层可包含抗反射涂层，其包括一或多个材料，例如氟化镁(mgf2)、氧化铪(hfo2)、四硼酸锶(srb4o7)、二氧化硅(sio2)、氮化硅(si3n4)、氧化钛(tio2)及氧化铝(al2o3)。即使抗反射涂层会受duv及vuv辐射影响，但抗反射涂层与外延层之间存在硼层使外延层免受抗反射涂层中的电荷及陷阱影响且确保图像传感器的敏感度不显著降级。62.在步骤213中，移除或图案化保护层。例如，可移除保护层，或可在保护层及/或支撑晶片中制造孔或通路以允许到电路元件的电连接。在一个实施例中，可移除支撑晶片。此步骤可包含制造互连件、通路及接合垫中的一或多者。这些连接件可由al、cu或另一金属形成。可将钝化层沉积于前侧表面上以保护电路元件及连接件。63.在步骤215中，封装完成的电路元件。封装可包含将芯片以倒装芯片接合或线接合到衬底。封装可包含透射关注波长的窗，或可包括用于介接到真空密封件的凸缘或密封件。64.图3a到3i说明根据本公开的一或多个实施例的用于实施于图像传感器的实施例内的各种伪随机及周期性图案方法。65.图3a说明根据本公开的一或多个实施例的经由掩模及蚀刻过程所图案化的表面300。在此实施例中，经由掩模302来执行晶片表面的各向异性湿式蚀刻。掩模302可为光致抗蚀剂、聚合物或硬掩模，例如sin掩模。湿式蚀刻过程可包含碱性蚀刻配方，例如koh、tmah或其类似者。在此过程期间，蚀刻侵蚀晶片的si晶格的《111》表面。此导致掩模下方的蚀刻，因为《111》刻面角锥归因于优先《111》平面蚀刻而显现。此蚀刻将继续，直到角锥的底部及角锥的顶部变得尽可能小。最后，一旦完成蚀刻，就移除掩模。可使用溶剂来移除聚合物或光致抗蚀剂掩模，且可使用hf溶液来移除例如sin的硬掩模。稍后，可使用标准硅表面清洁法(例如rca使用蚀刻于其间中的hf来清洁以移除在清洁期间生长的表面氧化物)来清洁si表面以移除任何剩余残留物。j达尔维-马尔霍特拉(jdalvi-malhotra)等人的用于硅的各向异性湿式蚀刻的旋涂光敏聚合物蚀刻保护掩模(aspin-onphotosensitivepolymericetchprotectionmaskforanisotropicwetetchingofsilicon)(微型机械与微型工程期刊(j.micromech.microeng.)18(2008)025029(8pp))(其全文以引用的方式并入)中论述光敏蚀刻保护。王普群(puqunwang)等人的用于超薄晶体硅太阳能电池中光管理应用的周期性直立纳米锥(periodicuprightnanopyramidsforlightmanagementapplicationsinultrathincrystallinesiliconsolarcells)(ieee光伏期刊(ieeejournalofphotovoltaics)，第7卷，第2期，2017年3月)(其全文以引用的方式并入)中论述直立纳米角锥。米格尔a.贡萨尔维斯(miguela.gonsalves)等人的第22章-硅的湿式蚀刻，硅基mems材料及技术手册(第二版)(chapter22-wetetchingofsilicon,handbookofsiliconbasedmemsmaterialsandtechnologies(secondedition))(微纳技术(microandnanotechnologies)，2015年，第470页到第502页)(其全文以引用的方式并入本文中)中论述硅的湿式蚀刻。66.图3b说明根据本公开的一或多个实施例的适合于在晶片的表面300上产生倒角锥的掩模310。在此实施例中，所选择的开口大小是约100nm，且每一暴露区域相隔200nm放置。应注意，本公开的范围不受限于此开口大小或间距，其仅供说明。开口大小可根据所使用的图案化方法来改变。可通过利用可利用或可不利用近场光学器件获得较小特征的先进光刻工具来获得图案化。还可利用电子束光刻来产生图案。67.图3c说明根据本公开的一或多个实施例的适合于在晶片的表面300上产生直立角锥的掩模320。应注意，掩模320的图案与图3b中所描绘的掩模310的图案相反。应注意，掩模310的生产方法及尺寸可扩展到掩模320。68.图3d说明根据本公开的一或多个实施例的适合于在晶片的表面300上产生伪随机倒角锥的掩模330。应注意，掩模310的制造方法可扩展到掩模330。为了本公开，伪随机图案界定为缺乏清楚短程有序但显示长程有序的任何图案。图3d说明其中可获得的平均倒角锥大小是约200nm的一个此图案，但为识别图案中的周期性，我们必须考虑较大区域，例如约1000nm的长度尺度。针对可大到mm或cm或甚至更大的单位单元，此长程有序可甚至更大。应注意，本公开的范围不受限于图3d中所描绘的约200nm的开口大小或长程有序标度，其仅供说明。69.图3e说明根据本公开的一或多个实施例的适合于在晶片的表面300上产生伪随机直立角锥的掩模340。应注意，掩模340的图案与图3d所描绘的掩模330的图案相反。应注意，掩模330的生产方法及尺寸可扩展到掩模340。70.图3f说明根据本公开的一或多个实施例的包含经由掩模352及蚀刻过程所图案化的周期性纳米锥的表面300。可通过使用具有比si低的蚀刻选择性的光致抗蚀剂掩模或硬掩模(例如二氧化硅或氧化铝或其类似者)掩模硅表面来获得此类型的蚀刻。图案可由电子束光刻或具有多重图案化的先进光刻界定。可经由利用蚀刻化学物(例如sf6/c4f8或sf6/o2或其类似者)的反应性离子蚀刻(rie)或感应耦合反应性离子蚀刻(icprie)来执行蚀刻。可经由改变蚀刻期间的过程条件(例如等离子体功率、气体混合比或衬底温度)来改变纳米锥侧壁斜率。以下各者中描述蚀刻配方：张(zhang)等人的具有宽带光抗反射性的高度有序硅倒置纳米锥阵列(highly-orderedsiliconinvertednanoconearrayswithbroadbandlightantireflectance)(纳米级研究快报(nanoscaleresearchletters)(2015)10:9)；亚拉曼奇利s.(yalamanchilis.)等人的锥形微线阵列中增强的吸收及《1％光谱及角度平均反射(enhancedabsorptionand《1％spectrum-and-angle-averagedreflectionintaperedmicrowirearrays)(acs光子学(acsphotonics)2016，3，10，1854-1861)、达索m.(dasogm.)的经由光电化学金属沉积分析半导体微线阵列中的光致载流子产生(profilingphotoinducedcarriergenerationinsemiconductormicrowirearraysviaphotoelectrochemicalmetaldeposition)(纳米快报(nanolett.)2016，16，8，5015-5021)，其每一者全文以引用的方式并入本文中。71.图3g说明根据本公开的一或多个实施例的适合于在晶片的表面300上产生周期性纳米锥的掩模360。在此实施例中，开口大小小于约50nm，且每一暴露区域相隔约200nm放置。应注意，本公开的范围不受限于此开口大小或间距，其仅供说明。开口大小可根据所使用的图案化方法来改变。在实施例中，遮蔽区域可由电子束光刻通过将al2o3沉积到图案化抗蚀剂的孔中及接着进行抗蚀剂剥离过程以移除抗蚀剂以导致所展示的图案来界定。72.图3h说明根据本公开的一或多个实施例的包含经由掩模354及蚀刻过程所图案化的伪随机纳米锥的表面300。应注意，可通过类似于图3f中的周期性图案但使用伪随机蚀刻掩模(例如可由电子束光刻界定的掩模)的蚀刻配方来获得图3h的伪随机纳米锥。归因于遮蔽区域大小的差异，纳米锥可在其高度及宽度上具有小变化。73.图3i说明根据本公开的一或多个实施例的适合于在晶片的表面300上产生伪纳米锥的掩模380。应注意，掩模360的制造方法可扩展到掩模380。图3i说明其中可获得的平均纳米锥大小是约小于50nm的伪随机图案，但为识别图案中的周期性，我们必须考虑较大区域，例如约1000nm的长度尺度。应注意，本公开的范围不受限于图3i中所描绘的约小于50nm的开口大小或长程有序标度，其仅供说明。74.图4a说明根据本公开的一或多个实施例的具有低反射背后照明涂硼纹理化后表面404的图像传感器400a的一部分的横截面图。应注意，图4a未按比例绘制，因为为了清楚而放大一些特征。在实施例中，硅晶片由本文中所描述的方法中的一者处理。在实施例中，电路元件420制造于外延硅层402的第一表面上。在实施例中，施覆保护层422以保护电路元件420。保护层422是如本文先前所描述且可包含接合到外延硅层的第一表面的支撑晶片。在此实施例中，包含直立角锥410的伪随机、周期性及/或随机分布的纹理化表面404覆盖外延硅层的第二表面的光敏部分。此纹理化表面404引起表面处的材料密度减小，从而导致减小复介电对比度，这导致表面反射的波长相依性减小，借此增加吸收光量及提高图像传感器的反射比且因此提高图像传感器的效率。75.在此实例中，制造电路元件之前的外延硅层302的第一表面的平面具有(100)平面定向(或属于平面《100》家族的任何平面)，如图式中所表示。在蚀刻之后，外延硅层的第二表面包含多个刻面角锥尖峰。具体来说，这些直立角锥410具有(111)平面(或属于平面《111》家族的任何平面)的三角形侧及沿(100)平面的底，如图式中所展示。应注意，即使角锥的一或多个侧与《111》平面不完全或精确对准，但可根据期望减小反射率。在实施例中，图像传感器400a可针对从约190nm到约450nm的波长范围内的高敏感度来优化。在此实施例中，角锥的底的典型线性尺寸411是约200nm。因为纹理化后表面404包括角锥的伪随机、周期性及/或随机分布，所以一些角锥可具有大于此典型线性尺寸的底且一些角锥将具有小于此典型线性尺寸的底。例如，约80％或更多角锥可具有150nm与300nm之间的线性尺寸。不同典型线性尺寸可用于针对其它波长范围所优化的传感器中。可通过调整例如蚀刻剂浓度、温度及/或蚀刻时间的一或多个蚀刻条件来控制角锥的典型线性尺寸。尽管图4a将角锥底描绘为依从外延硅层402的第一表面的相同距离对准，但应注意，本公开的范围不受限于此对准而是为了方便而提供。实际上，表面404的角锥可不精确对准。76.在实施例中，高纯度非晶硼的薄(例如，介于约2nm与约20nm之间厚)层405沉积于纹理化硅404上。此硼层405气密密封纹理化硅且防止或限制氧化。硼层405可如本文先前所描述那样形成。例如，硼层405可为约5nm厚(或约20到25个硼原子层)。硼层405可具有均匀厚度或可不同于纹理化表面的剩余部分沉积于角锥上。77.在实施例中，抗反射涂层406可施覆于纹理化表面404以进一步减小反射比。抗反射涂层可包括氟化镁(mgf2)、氧化铪(hfo2)、四硼酸锶(srb4o7)、二氧化硅(sio2)、氮化硅(si3n4)、氧化钛(tio2)及氧化铝(al2o3)中的一或多者。78.应注意，本文中所描述的纹理化硅表面404可基于任何类型的硅表面条件产生。例如，经锯切、蚀刻、研磨及抛光表面可经处理以获得所要纹理化硅表面404。79.图4b说明根据本公开的一或多个额外实施例的具有低反射背后照明涂硼纹理化后表面414的图像传感器400b的一部分的横截面图。应注意，除非另有说明，否则图4a的描述应被解释为扩展到图4b。在实施例中，电路元件420制造于外延硅层402的第一表面上。在实施例中，保护层422沉积于第一表面上且保护电路元件420。保护层422是如先前所描述且可包含接合到外延硅层的第一表面的支撑晶片。包括倒角锥430的伪随机、周期性及/或随机分布的纹理化表面414覆盖外延硅层的第二表面的光敏部分。此纹理化表面414引起表面处的材料密度减小，从而导致减小复介电对比度，这导致表面反射的波长相依性减小，借此增加吸收光的量及提高图像传感器的反射比且因此提高图像传感器的效率。80.制造电路元件之前的外延硅层402的第一表面的平面具有(100)平面定向(或属于平面《100》家族的任何平面)，如图式中所表示。在蚀刻之后，外延硅层的第二表面包括数个刻面倒角锥结构。具体来说，这些倒角锥430具有(111)平面(或属于平面《111》家族的任何平面)的三角形侧及沿(100)平面的底，如图式中所展示。应注意，即使倒角锥的一或多个侧与《111》平面不完全或精确对准，但可根据期望减小反射率。在实施例中，图像传感器440b针对从约190nm到约450nm的波长范围内的高敏感度来优化。在此实施例中，倒角锥的底的典型线性尺寸431是约200nm。因为纹理化后表面414包括倒角锥的伪随机、周期性及/或随机分布，所以一些倒角锥可具有大于此典型线性尺寸的底且一些倒角锥将具有小于此典型线性尺寸的底。例如，约80％或更多角锥可具有150nm到300nm之间的线性尺寸。不同典型线性尺寸可用于针对其它波长范围所优化的传感器中。可通过调整例如蚀刻剂浓度、温度及蚀刻时间的一或多个蚀刻条件来控制倒角锥的典型线性尺寸。应注意，尽管图4b将倒角锥(例如430)的底描绘为以单一高度对准，但预期一些倒角锥可具有依不同高度的底，且此不会显著影响纹理化表面414的低反射。81.类似于图4a，高纯度非晶硼的薄(例如，介于约2nm与约20nm之间厚)层405可沉积于纹理化硅414上。此硼层405气密密封纹理化硅且防止或限制氧化。硼层405可如上文相对于图2所描述那样形成。例如，硼层405可为5nm厚或约20到25个硼原子层。硼层405可具有均匀厚度或可不同于纹理化表面的剩余部分沉积于倒角锥上。82.在实施例中，抗反射涂层406可施覆于纹理化表面404以进一步减小反射比。抗反射涂层可包括氟化镁(mgf2)、氧化铪(hfo2)、四硼酸锶(srb4o7)、二氧化硅(sio2)、氮化硅(si3n4)、氧化钛(tio2)及氧化铝(al2o3)中的一或多者。83.图4c说明根据本公开的一或多个额外实施例的具有低反射背后照明涂硼纹理化后表面424的图像传感器400c的一部分的截面图。应注意，除非另有说明，否则图4a及图4b的描述应被解释为扩展到图4c。在实施例中，电路元件420制造于外延硅层402的第一表面上。在实施例中，沉积于第一表面上且保护电路元件420。包括纳米锥(例如黑硅)440的伪随机、周期性及/或随机分布的纹理化表面424至少覆盖外延硅层的第二表面的光敏部分。此纹理化表面424引起表面处的材料密度减小，从而导致减小复介电对比度，这导致表面反射的波长相依性减小，借此增加吸收光的量及提高图像传感器的反射比且因此提高图像传感器的效率。84.在实施例中，高纯度非晶硼的薄(例如，介于约2nm与约20nm之间厚)层405沉积于纹理化硅424上。如本文先前所提及，此硼层405气密密封纹理化硅且防止或限制氧化。硼层405可如本文先前所描述那样形成。例如，硼层405可为5nm厚或约20到25个硼原子层。硼层405可具有均匀厚度或可不同于纹理化表面的剩余部分沉积于倒角锥上。85.在实施例中，抗反射涂层406可施覆于纹理化表面404以进一步减小反射比。抗反射涂层可包括氟化镁(mgf2)、氧化铪(hfo2)、四硼酸锶(srb4o7)、二氧化硅(sio2)、氮化硅(si3n4)、氧化钛(tio2)及氧化铝(al2o3)中的一或多者。86.在实施例中，图像传感器400c针对从约190nm到约450nm的波长范围内的高敏感度来优化。在此实施例中，纳米锥的典型高度441是约700nm，且纳米锥的底的典型半径442是约120nm。纳米锥的尖端具有远小于底的典型半径的半径。例如，尖端可具有约30nm或更小的半径。因为纹理化后表面424包括纳米锥的伪随机、周期性及/或随机分布，所以一些纳米锥可具有大于或小于700nm的高度且其底的半径大于或小于120nm。例如，约80％或更多纳米锥可具有350nm与1000nm之间的高度，且约80％或更多纳米锥可具有80nm与160nm之间的其底半径。不同典型尺寸可用于针对其它波长范围所优化的传感器中。可通过调整例如蚀刻剂浓度、等离子体条件、温度及蚀刻时间的一或多个蚀刻条件来控制纳米锥的典型尺寸。应注意，尽管图4c将纳米锥(例如440)的底描绘为以单一高度对准，但预期一些纳米锥可具有依不同高度的底，且此不会显著影响纹理化表面424的低反射。87.图5说明描绘各种图像传感器的反射比与波长的曲线图502到508。作为参考例，曲线图502描绘具有背后照明涂硼平面后表面的图像传感器的反射比与波长行为。曲线图504描绘具有拥有直立角锥纹理的低反射背后照明涂硼后表面的图像传感器的反射比与波长行为。曲线图506描绘具有拥有倒角锥纹理的低反射背后照明涂硼后表面的图像传感器的反射比与波长行为。曲线图508描绘具有拥有纳米锥纹理的低反射背后照明涂硼后表面的图像传感器的反射比与波长行为。使用lumericalfdtd来模拟周期性直立角锥、倒角锥及纳米锥的反射比值。假定入射光是沿垂直于硅衬底的平面的方向且由横向电波前及横向磁波前的相等部分组成。每一模拟包含硅的顶部上的均匀5nm硼层。平面传感器表面、具有直立角锥的纹理化传感器表面及具有倒角锥的纹理化传感器表面的模拟分别包含具有16.5nm、48nm及41nm厚度的硼层的顶部上的氧化铝涂层。图5演示可如何改进190nm与450nm之间的波长的反射比。平面传感器(参考例)的反射比在关注波长范围内可高达40％。易于从图5中的图形明白来自平面传感器与来自纹理化后表面传感器的反射比之间的差异。纳米锥例展现最低反射比值。直立角锥的反射比还相当低且完全低于10％。倒角锥的反射比在大部分波长范围内低于10％。应注意，图5中绘制其反射率的结构及结构上的层的尺寸仅意在说明。88.所属领域的技术人员应认识到，本文中所描述的组件、操作、装置、物件及其伴随论述用作使概念清楚的实例且可考虑各种配置修改。因此，如本文中所使用，所阐述的特定范例及伴随论述希望表示其更一般类别。一般来说，任何特定范例的使用希望表示其类别，且不包含特定组件、操作、装置及物件不应被视为限制。89.呈现以上描述来使所属领域的一般技术人员能够制造及使用本发明，如特定应用及其要求的背景中所提供。如本文中所使用，例如“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”、“上”、“向上”、“下”、“下面”及“向下”的方向术语希望提供用于描述的相对位置且不希望指定绝对参考系。所属领域的技术人员将明白所描述的实施例的各种修改，且本文中所界定的一般原理可应用于其它实施例。因此，本发明不希望受限于所展示及描述的特定实施例，而是应被给予与本文中所公开的原理及新颖特征一致的最广范围。90.关于在本文中使用大体上任何复数及/或单数术语，所属领域的技术人员可视背景及/或应用而将复数转化成单数及/或将单数转化成复数。为清楚起见，本文中未明确阐述各种单数/复数排列。91.本文所描述的主题有时说明含于其它组件内或与其它组件连接的不同组件。应了解，此类描绘架构仅供例示，且事实上，可实施实现相同功能的许多其它架构。就概念来说，实现相同功能的组件的任何布置经有效“相关联”使得实现所要功能。因此，不管架构或中间组件如何，本文中经组合以实现特定功能的任何两个组件可被视为彼此“相关联”使得实现所要功能。同样地，如此相关联的任何两个组件还可被视为彼此“连接”或“耦合”以实现所要功能，且能够如此相关联的任何两个组件还可被视为彼此“可耦合”以实现所要功能。可耦合的特定实例包含(但不限于)可物理配合及/或物理互动组件及/或可无线互动及/或无线互动组件及/或逻辑互动及/或可逻辑互动组件。92.此外，应了解，本发明由所附权利要求书界定。所属领域的技术人员应了解，一般来说，本文中及尤其是所附权利要求书(例如所附权利要求书的主体)中所使用的术语一般希望为“开放式”术语(例如，术语“包含”应被解释为“包含(但不限于)”，术语“具有”应被解释为“至少具有”，术语“包括”应被解释为“包括(但不限于)”等等)。所属领域的技术人员应进一步了解，如果想要引入权利要求叙述的特定数目，那么权利要求中将明确叙述此意图，且如果无此叙述，那么不存在此意图。例如，作为理解的辅助，随附的权利要求书可含有使用引入性短语“至少一个”及“一或多个”来引入权利要求叙述。然而，此类短语的使用不应被解释为隐含由不定冠词“一(a/an)”引入权利要求叙述将含有此引入权利要求叙述的任何特定权利要求限制于仅含有一个此叙述的发明，即使相同权利要求包含引入性短语“一或多个”或“至少一个”及例如“一(a/an)”的不定冠词(例如，“一(a)”及/或“一(an)”通常应被解释为意味着“至少一个”或“一或多个”)；此同样适用于用于引入权利要求叙述的定冠词的使用。另外，即使明确叙述引入权利要求叙述的特定数目，但所属领域的技术人员应认识到，此叙述通常应被解释为意味着至少叙述数目(例如，无其它修饰词的“两个叙述”的裸叙述通常意味着至少两个叙述或两个或更多个叙述)。此外，在其中使用类似于“a、b及c中的至少一者及其类似者”的惯例的例子中，此结构一般希望为所属领域的技术人员通常所理解的意义(例如，“具有a、b及c中的至少一者的系统”将包含(但不限于)仅具有a、仅具有b、仅具有c、同时具有a及b、同时具有a及c、同时具有b及c及/或同时具有a、b及c的系统，等等)。在其中使用类似于“a、b或c中的至少一者及其类似者”的惯例的例子中，此结构一般希望为所属领域的技术人员通常所理解的意义(例如，“具有a、b或c中的至少一者的系统”将包含(但不限于)仅具有a、仅具有b、仅具有c、同时具有a及b、同时具有a及c、同时具有b及c及/或同时具有a、b及c的系统，等等)。所属领域的技术人员应进一步了解，无论在具体实施方式、权利要求书或图式中，呈现两个或更多个替代项的几乎任何析取用语及/或短语应被理解为考虑包含项中的一者、两个项中的任一者或两个项的可能性。例如，短语“a或b”将被理解为包含“a”或“b”或“a及b”的可能性。当前第1页12当前第1页12
再多了解一些
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
