[發明專利]CMOS圖像傳感器及其制造方法

無效

• 申請號: 200710147152.4
• 申請日: 2007-08-30
• 公開（公告）號: CN101136422A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 沈喜成
• 申請（專利權）人: 東部高科股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L23/522;H01L21/82;H01L21/768
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭小軍

技術領域

本發明涉及互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器及其制造方法，這種CMOS圖像傳感器可在單位像素中穩定地形成對接(butting?contact)。

背景技術

圖像傳感器是用以將光信號轉換成電信號的半導體器件。圖像傳感器可分為電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器和CMOS圖像傳感器。

近來，CMOS圖像傳感器被認為是下一代圖像傳感器。CMOS圖像傳感器包括多個MOS晶體管和用作外圍電路的信號處理電路等，其中通過采用控制電路的CMOS技術將所述多個MOS晶體管形成在半導體襯底上。形成與單位像素數量相同的MOS晶體管。CMOS圖像傳感器采用切換方案，以通過MOS晶體管依次檢測各單位像素的輸出。

圖1是示出現有技術的4T?CMOS圖像傳感器的單位像素的布局圖。

參照圖1，4T?CMOS圖像傳感器的單位像素在有源區1中包括：一個光電二極管2和4個晶體管的第一至第四柵極11、12、13和14。光電二極管2設置在有源區1的較寬部分中，柵極11、12、13和14設置為與有源區1的剩余部分交疊(overlap)。

更具體地，分別通過第一柵極11、第二柵極12、第三柵極13和第四柵極14來形成轉移晶體管(transfer?transistor)Tx、復位晶體管Rx、驅動晶體管Dx和選擇晶體管Sx。

通過將雜質離子注入至除了柵極11、12、13和14下面的區域之外的區域，來在有源區域1中形成各晶體管的源極/漏極區域。

向復位晶體管Rx和驅動晶體管Dx之間的源極/漏極區域施加電源電壓Vdd，以及向選擇晶體管Sx一側的源極/漏極區域施加接地電壓Vss。

然而，在CMOS圖像傳感器的制造過程中存在以下限制。

在復位晶體管Rx和驅動晶體管Dx之間也必須連接有金屬線。因此，由于金屬線具有復雜的互連，所以像素的填充系數減小，從而必須增加每一單位像素的布局區，來滿足金屬線之間的設計規范。

發明內容

本發明實施例提供一種CMOS圖像傳感器，其中通過有源區與多晶硅層之間的接觸部使得驅動晶體管和驅動晶體管的輸入端連接，從而減少了金屬線的復雜度。因此，能夠增加單位像素的填充系數，并減小了像素尺寸。本發明實施例還提供一種CMOS圖像傳感器的制造方法。

在本發明的一實施例中，提供一種CMOS圖像傳感器，用于將光信號轉換成電信號，該圖像傳感器包括多個單位像素，其中每個單位像素包括：光電二極管，位于有源區的一側上；多個柵極，疊置在該有源區中；和源極/漏極區域，位于所述多個柵極下面的區域的兩側，通過雜質注入來形成該源極/漏極區域；其中所述多個柵極包括：轉移晶體管、復位晶體管、驅動晶體管和選擇晶體管，并且該驅動晶體管的多晶硅層從該復位晶體管與該選擇晶體管之間的區域延伸至該復位晶體管與該轉移晶體管之間的區域。

在本發明的另一實施例中，提供一種CMOS圖像傳感器的制造方法，該CMOS圖像傳感器具有多個單位像素，該方法包括以下步驟：形成器件隔離層，以在襯底中限定有源層；在該襯底上形成多晶硅層；在該多晶硅層的側壁上形成間隔件；通過將該間隔件用作離子注入掩模，以在通過上述步驟所形成的結構上進行離子注入工藝；去除該間隔件；在該多晶硅層上沉積氧化物層；蝕刻該氧化物層，以形成接觸孔；和在該接觸孔中沉積金屬，以形成接觸塞。

結合以下附圖和說明來闡述本發明的一個或多個實施例的細節。根據說明書、附圖和權利要求書，本發明的其它特征是明顯的。

附圖說明

圖1是示出現有技術的CMOS圖像傳感器的單位像素的布局圖。

圖2是示出根據本發明一實施例的CMOS圖像傳感器的單位像素的布局圖。

圖3至圖6是示出根據本發明一實施例的CMOS圖像傳感器制造方法的橫截面圖。

具體實施方式

現在詳細描述本發明所公開的實施例，其中在附圖中示出這些實施例的實例。

在附圖中，為了清楚，放大了層和區域的厚度。在實施例的說明中，相同的標號用于表示相同的元件。

圖2是示出根據本發明一實施例的CMOS圖像傳感器的單位像素的布局圖。

參照圖2，CMOS圖像傳感器包括位于有源區100的一部分中的光電二極管101。

四個晶體管的柵極110、120、130和140設置為與有源區1的剩余部分交疊。