[發(fā)明專利]圖像傳感器結(jié)構(gòu)及其制造方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610143308.7
• 申請(qǐng)日: 2006-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN101174582A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳宥先;黃明山;汪嘉將
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 力晶半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/822
• 分類號(hào): H01L21/822;H01L27/146
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 陶鳳波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種圖像傳感器結(jié)構(gòu)的制造方法，特別涉及一種有源像素上覆光導(dǎo)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(shù)

有源像素上覆光導(dǎo)體(Photoconductor?on?active?pixel，POAP)型圖像傳感器(image?sensor)(以下簡(jiǎn)稱為POAP型圖像傳感器)已廣泛使用于許多應(yīng)用領(lǐng)域，例如數(shù)碼相機(jī)(digital?camera)、數(shù)字?jǐn)z影機(jī)(digital?video?camera)、監(jiān)視器(monitor)、移動(dòng)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(dǎo)體(Photoconductor)，其包括光電二極管(Photodiode)，以將入射的圖像光能轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

POAP型圖像傳感器可感測(cè)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(zhǎng)的光線，且由于POAP型圖像傳感器是以位于頂部的光導(dǎo)體將入射的圖像光激發(fā)出電子，并電學(xué)傳導(dǎo)至其下的圖像感測(cè)電路，具有較現(xiàn)有圖像傳感器高的光敏感度(sensitivity)，且具有優(yōu)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(xiàn)有的POAP型圖像傳感器結(jié)構(gòu)10，像素區(qū)(pixel?area)中的入射的圖像光經(jīng)由透明導(dǎo)電層145傳至其下的光電二極管結(jié)構(gòu)135，轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)傳遞至電極層132，再?gòu)碾姌O層132傳遞至基板11中的有源區(qū)130。

就POAP型圖像傳感器而言，必須達(dá)成的性能要素包括高圖像畫質(zhì)且具有低串?dāng)_及噪聲，并且能在低環(huán)境光源情況下提供高畫質(zhì)圖像。然而，在上述現(xiàn)有的POAP型圖像傳感器結(jié)構(gòu)中，由于不同像素區(qū)中的光電二極管結(jié)構(gòu)135為連續(xù)層，入射圖像光激發(fā)的電子會(huì)經(jīng)由光電二極管結(jié)構(gòu)135傳遞至相鄰像素區(qū)，例如入射圖像光以大角度射入像素區(qū)(N-1，1)并且其激發(fā)電子傳遞至對(duì)應(yīng)相鄰像素區(qū)(N，1)的有源區(qū)130，因而發(fā)生串?dāng)_(cross?talk)，造成感測(cè)圖像的失真，降低感測(cè)像素的分辨率，以及致使感測(cè)像素的對(duì)應(yīng)色彩變調(diào)，降低圖像傳感器的性能表現(xiàn)。尤其當(dāng)相鄰像素區(qū)(N-1，1)與(N，1)的電極層132之間存在有電壓差時(shí)，更容易造成串?dāng)_。現(xiàn)有方法可利用降低光電二極管結(jié)構(gòu)135中n型摻雜層N的摻雜雜質(zhì)濃度，以增加其電阻，使射入像素區(qū)(N-1，1)的電子無法傳遞至對(duì)應(yīng)相鄰像素區(qū)(N，1)的有源區(qū)130，進(jìn)而減少串?dāng)_現(xiàn)象產(chǎn)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(huì)降低圖像傳感器光敏感度，進(jìn)而影響圖像傳感器的性能表現(xiàn)。現(xiàn)有技術(shù)中，串?dāng)_的測(cè)量是通過不透明掩模設(shè)置在光感測(cè)元件陣列上，僅容許光線進(jìn)入其中之一光感測(cè)像素上。測(cè)量由該光感測(cè)像素鄰近的另一感測(cè)像素所接收到的感測(cè)信號(hào)，并且將此信號(hào)除以原傳感器應(yīng)感測(cè)到的信號(hào)，該比值稱串?dāng)_。隨著積體化程度增加，像素面積縮小且采用多層介電層結(jié)構(gòu)使整個(gè)圖像傳感器的密度增加，使串?dāng)_現(xiàn)象更為惡化。

因此需要一種低串?dāng)_高性能的圖像傳感器結(jié)構(gòu)以解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的提供一種圖像傳感器結(jié)構(gòu)，以改善不同圖像傳感器之間的串?dāng)_現(xiàn)象，以提升圖像傳感器的性能表現(xiàn)。

為達(dá)成本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供一種圖像傳感器結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)；在上述圖像傳感器電路結(jié)構(gòu)上形成圖案化停止層；順應(yīng)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(jié)構(gòu)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(jìn)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(dá)成發(fā)明的另一目的，本發(fā)明提供一種圖像傳感器結(jié)構(gòu)，包括：基板；圖像傳感器電路結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)上并且定義多個(gè)像素區(qū)，其中各上述像素區(qū)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(jié)構(gòu)上，且鄰接于上述圖案化停止層。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的POAP型圖像傳感器結(jié)構(gòu)。