背照式CMOS圖像傳感器工藝中硅晶圓背面拋光的新技術

新加坡科技研究局微電子研究所Institute of Microelectronics Agency for Science的Venkataraman等人與奧地利Nexgen Wafer Systems公司以及新加坡格羅方德公司GlobalFoundries的工程師組成研究團隊,共同開發出一種新的晶圓背面拋光技術。

在光檢測與測距(LiDAR)等各種應用中,背照式三維堆疊CMOS圖像傳感器備受該領域專家們關注。

這種三維集成器件的重要挑戰之一,是對單光子雪崩二極管(SPAD)晶圓的精確背面拋光,該晶圓與CMOS晶圓堆疊,

晶圓背面拋光通常通過背面研磨和摻雜敏感濕法化學蝕刻硅的組合來實現。

研究團隊開發了一種濕法蝕刻工藝,基于HF:HNO3:CH3COOH定制化學試劑,能夠在p+/ p硅過渡層實現蝕刻停止,摻雜劑選擇性高達90:1。他們證明了全晶圓300mm內厚度變化僅約300nm的可行性。此外,也對HNA蝕刻硅表面的著色和表面粗糙度進行了表征,最后,提出一種濕法錐蝕方法來降低表面粗糙度。

該研究成果發表于2023年5月30日至6月2日在美國佛羅里達州奧蘭多召開的第73屆電子組件與技術會議(ECTC)上。論文錄用日期為2023年8月3日,并被IEEE Xplore 收錄。這項突破將有可能推動背照式CMOS圖像傳感器在汽車智能驅動等領域的應用。