[發明專利]圖像傳感器結構及其制造方法

無效

• 申請號: 200610143308.7
• 申請日: 2006-11-03
• 公開（公告）號: CN101174582A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 陳宥先;黃明山;汪嘉將
• 申請（專利權）人: 力晶半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L21/822
• 分類號: H01L21/822;H01L27/146
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 陶鳳波

技術領域

本發明涉及一種圖像傳感器結構的制造方法，特別涉及一種有源像素上覆光導體(Photoconductor?on?active?pixel，POAP)型圖像傳感器的光電二極管層(Photodiode?layer)的制造方法。

背景技術

有源像素上覆光導體(Photoconductor?on?active?pixel，POAP)型圖像傳感器(image?sensor)(以下簡稱為POAP型圖像傳感器)已廣泛使用于許多應用領域，例如數碼相機(digital?camera)、數字攝影機(digital?video?camera)、監視器(monitor)、移動電話(mobile?phone)等。POAP型圖像傳感器主要利用覆蓋于有源像素(active?pixel)陣列或圖像傳感器單元(image?sensor?cell)陣列上的光導體(Photoconductor)，其包括光電二極管(Photodiode)，以將入射的圖像光能轉換成數字數據。

POAP型圖像傳感器可感測例如可見光、X光(X-ray)、紫外光(ultraviolet，UV)、紅外光(infrared?ray，IR)等不同波長的光線，且由于POAP型圖像傳感器是以位于頂部的光導體將入射的圖像光激發出電子，并電學傳導至其下的圖像感測電路，具有較現有圖像傳感器高的光敏感度(sensitivity)，且具有優異的光吸收性(light?collection)，因而可具有較高的像素密度(pixel?density)。圖1為現有的POAP型圖像傳感器結構10，像素區(pixel?area)中的入射的圖像光經由透明導電層145傳至其下的光電二極管結構135，轉換成電子信號傳遞至電極層132，再從電極層132傳遞至基板11中的有源區130。

就POAP型圖像傳感器而言，必須達成的性能要素包括高圖像畫質且具有低串擾及噪聲，并且能在低環境光源情況下提供高畫質圖像。然而，在上述現有的POAP型圖像傳感器結構中，由于不同像素區中的光電二極管結構135為連續層，入射圖像光激發的電子會經由光電二極管結構135傳遞至相鄰像素區，例如入射圖像光以大角度射入像素區(N-1，1)并且其激發電子傳遞至對應相鄰像素區(N，1)的有源區130，因而發生串擾(cross?talk)，造成感測圖像的失真，降低感測像素的分辨率，以及致使感測像素的對應色彩變調，降低圖像傳感器的性能表現。尤其當相鄰像素區(N-1，1)與(N，1)的電極層132之間存在有電壓差時，更容易造成串擾。現有方法可利用降低光電二極管結構135中n型摻雜層N的摻雜雜質濃度，以增加其電阻，使射入像素區(N-1，1)的電子無法傳遞至對應相鄰像素區(N，1)的有源區130，進而減少串擾現象產生，但由于此方式的n型摻雜層N和電極層132具有較高接觸電阻，會降低圖像傳感器光敏感度，進而影響圖像傳感器的性能表現。現有技術中，串擾的測量是通過不透明掩模設置在光感測元件陣列上，僅容許光線進入其中之一光感測像素上。測量由該光感測像素鄰近的另一感測像素所接收到的感測信號，并且將此信號除以原傳感器應感測到的信號，該比值稱串擾。隨著積體化程度增加，像素面積縮小且采用多層介電層結構使整個圖像傳感器的密度增加，使串擾現象更為惡化。

因此需要一種低串擾高性能的圖像傳感器結構以解決現有技術的缺點。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的提供一種圖像傳感器結構，以改善不同圖像傳感器之間的串擾現象，以提升圖像傳感器的性能表現。

為達成本發明的上述目的，本發明提供一種圖像傳感器結構的制造方法，包括：提供基板；在上述基板上形成圖像傳感器電路結構；在上述圖像傳感器電路結構上形成圖案化停止層；順應性地在上述圖案化停止層上和未被上述圖案化停止層覆蓋的上述圖像傳感器電路結構上依次形成電極層、第一摻雜非晶硅層和第一未摻雜非晶硅層；以及進行平坦化步驟，以移除部分上述第一未摻雜非晶硅層、上述第一摻雜非晶硅層以及上述電極層直至上述圖案化停止層，使剩余的上述電極層、上述第一摻雜非晶硅層和上述第一未摻雜非晶硅層被該圖案化停止層分隔。

為達成發明的另一目的，本發明提供一種圖像傳感器結構，包括：基板；圖像傳感器電路結構形成于上述基板上；以及圖案化停止層，形成于上述圖像傳感器電路結構上并且定義多個像素區，其中各上述像素區包含電極層和第一摻雜非晶硅層，依次形成于未被上述圖案化停止層覆蓋之上述圖像傳感器電路結構上，且鄰接于上述圖案化停止層。

附圖說明

圖1為現有的POAP型圖像傳感器結構。