[發明專利]圖像傳感器及其制造方法

無效

• 申請號: 200710161231.0
• 申請日: 2007-09-25
• 公開（公告）號: CN101295726A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 金成均
• 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;H01L21/822;H01L21/762;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

本發明涉及一種圖像傳感器及其制造方法。

背景技術

通常，圖像傳感器是用于將光學圖像轉換成電信號的半導體器件，大體上分為電荷耦合器件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器。

CMOS圖像傳感器的像素單元包括光電二極管和MOS晶體管，并且CMOS圖像傳感器以切換方式連續地檢測像素的電信號并且因此產生圖像。

與本領域中典型使用的CCD圖像傳感器相比，CMOS圖像傳感器具有簡單的驅動類型，使用多樣的掃描方法，通過在單一芯片中處理信號而將產品尺寸最小化，使用兼容的CMOS技術降低制造成本，以及降低功耗。

CMOS圖像傳感器包括光電二極管區域和晶體管區域。光電二極管區域將光信號轉換成電信號，并且晶體管區域處理電信號。

典型地，光電二極管和晶體管水平排列在半導體襯底上。

雖然水平型CMOS圖像傳感器優于CCD圖像傳感器，但問題仍舊存在。

在水平型CMOS圖像傳感器中，在襯底上，光電二極管與晶體管水平地鄰接。因此，光電二極管區域僅僅包圍部分圖像傳感器。結果，填充系數下降，并且限制了水平型CMOS圖像傳感器的分辨率。

另外，使用水平型CMOS圖像傳感器，難以最優化同時制造光電二極管和晶體管的工藝。為了降低快速晶體管工藝的薄層電阻，需要淺結，但是淺結對于光電二極管是不適合的。

另外，由于在水平型CMOS圖像傳感器中往往加入額外的片上功能，為了保持水平型CMOS圖像傳感器的靈敏度，像素單元的尺寸應該增大或減小。

當像素單元的尺寸增加時，水平型CMOS圖像傳感器的分辨率降低。另外，當光電二極管區域減小時，水平型CMOS圖像傳感器的靈敏度降低。

發明內容

本發明的實施例提供一種包括晶體管電路和光電二極管的圖像傳感器，以及該圖像傳感器的制造方法，所以晶體管電路和光電二極管是垂直堆疊的。

在一個實施例中，圖像傳感器包括：半導體襯底，包括電路區域；金屬線層，形成在半導體襯底上，包括多個金屬線和層間絕緣層；第一導電層，具有在金屬線上彼此隔開的圖案；第一像素隔離層，在第一導電層的圖案之間，包括本征特性；本征層，在第一導電層和第一像素隔離層上，以及第二導電層，形成在本征層上。

在另一個實施例中，圖像傳感器的制造方法包括：在包括電路區域的半導體襯底上形成金屬線層，該金屬線層包括多個金屬線和層間絕緣層，該半導體襯底；形成第一導電層，該第一導電層具有在金屬線上通過像素隔離區域而隔開的圖案；在包括第一導電層和像素隔離區域的金屬線層上形成本征層；在本征層上形成第二導電層；以及在所述第二導電層中形成第二像素隔離層，所述第二像素隔離層與所述第一像素隔離層相對應。

在進一步的實施例中，方法包括在第二導電層的圖案之間提供第二隔離區域。第二隔離區域對應像素隔離區域。

下面在附圖和詳細說明書中闡明了一個或多個實施例的細節。來自說明書和附圖、以及來自隨附的權利要求中的其它特征，對于本領域技術人員來說是顯然的。

附圖說明

圖1至圖7是圖示根據本發明實施例的圖像傳感器制造工藝的視圖；圖7是根據本發明實施例的圖像傳感器的截面視圖。

圖8是根據本發明實施例的圖像傳感器的截面視圖。

具體實施方式

現在詳細地描述本發明實施例，其示例在附圖中圖示。

當在此使用術語“上”或“之上”時，當涉及到層、區域、圖案或結構時，可以理解為層、區域、圖案或結構直接在其它層或結構上，或者同樣存在介入層、區域、圖案或結構。當在此使用術語“下”或“之下”時，當涉及到層、區域、圖案或結構時，可以理解為層、區域、圖案或結構直接在其它層或結構下，或者同樣存在介入層、區域、圖案或結構。

參考圖7，根據本發明的圖像傳感器實施例，包括：包括電路區域(未示出)的半導體襯底10，以及形成在半導體襯底10上的金屬線層20，該金屬線層包括多個金屬線22和層間絕緣層21。圖像傳感器還具有第一導電層45，該第一導電層45具有在金屬線22上隔離開的圖案；第一像素隔離層41，在第一導電層45的圖案之間；本征層50，在第一導電層45和第一像素隔離層41上，以及第二導電層65，形成于本征層50上。

第一像素隔離層41可由與本征層50相同的材料形成，有效地延伸了本征層50的區域。

第二像素隔離層47形成在第二導電層65中，這樣將第二導電層65隔開成像素單元。