[發明專利]圖像傳感器及其制造方法

無效

• 申請號: 200810085395.4
• 申請日: 2008-03-14
• 公開（公告）號: CN101266992A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 金兌規
• 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;H01L21/822
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 蔡勝有;王春偉

技術領域

本發明涉及圖像傳感器及其制造方法。

背景技術

通常，圖像傳感器是將光學圖像轉換為電信號的半導體器件。圖像傳感器主要分類為電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器或互補金屬氧化物硅(CMOS)圖像傳感器(CIS)。

CIS包括在單元像素中的光電二極管和MOS晶體管。CIS以切換方式依次檢測每個單元像素的電信號，以實現圖像。

光電二極管區域將光信號轉換為電信號，所述晶體管處理該電信號。一般地，在CIS中，光電二極管和晶體管水平地布置在半導體襯底上。

根據水平型CMOS圖像傳感器，光電二極管和晶體管在半導體襯底上水平地彼此鄰近。因此，需要在每個像素區域內的附加區域，用于形成光電二極管。

發明內容

本發明的實施方案涉及提供晶體管電路和光電二極管的垂直集成的圖像傳感器，以及制造所述圖像傳感器的方法。

在一個實施方案中，圖像傳感器包括：包括電路區域的半導體襯底；在半導體襯底上的包括多個金屬互連和層間電介質的金屬互連；在所述層間電介質上的多個第一像素隔離層，每個所述第一像素隔離層凸出在所述層間電介質的上表面上；和在第一像素隔離層之間的光接收部，所述光接收部包括沿第一像素隔離層的側壁的凸出部分。

根據一個實施方案的制造圖像傳感器的方法包括：在包括電路區域的半導體襯底上形成包括多個金屬互連和層間電介質的金屬互連層；在所述層間電介質上形成多個第一像素隔離層；在第一像素隔離層之間形成光接收部，所述光接收部包括沿第一像素隔離層的側壁的凸出部分；和在所述光接收部上形成第一上電極。

一個或多個實施方案的細節闡述在以下的附圖和詳細說明中。其它的特征會從說明書、附圖以及從權利要求中顯而易見。

附圖說明

圖1～7是說明根據一個實施方案制造圖像傳感器的工藝的橫截面圖。

具體實施方式

以下，將參考附圖詳細說明圖像傳感器和其制造方法。在本發明中使用“上(on)”或″上方(over)“時，當涉及層、區域、圖案或結構時，理解為所述層、區域、圖案或結構可以直接在另一層或結構上，或也可存在插入其間的層、區域、圖案或結構。在本發明中使用”下(under)“或″下方(below)”時，當涉及層、區域、圖案或結構的時候，理解為所述層、區域、圖案或結構可以直接在另一層或結構下，或也可存在插入其間的層、區域、圖案或結構。

圖7是根據一個實施方案在制造工藝階段的圖像傳感器的橫截面圖。

參考圖7，圖像傳感器可包括半導體襯底100、金屬互連層120、多個第一像素隔離層132、和光接收部(包括例如元件141、151、161)。半導體襯底100包括具有晶體管(未顯示)的電路區域(未顯示)。金屬互連層120可包括布置在半導體襯底100上的多個金屬互連122和層間電介質121。第一像素隔離層132布置在層間電介質121上，并從層間電介質121向上突出。所述光接收部與第一像素隔離層132之間的金屬互連122接觸。

根據一個實施方案，可由氧化物層或氮化物層形成第一像素隔離層132。

因為光接收部垂直地堆疊在包括電路區域的半導體襯底100上，所以可改善光接收部的填充系數(fill?factor)。通過使用第一像素隔離層132由單元像素分隔光接收部，以抑制串擾和噪聲的產生。

光接收部可包括第一導電型導電層141、本征層151和第二導電型導電層161。

第一導電型導電層141可以布置在層間電介質121上，使得其連接在第一像素隔離層132之間的金屬互連122。本征層151可以布置在第一導電型導電層141上。第二導電型導電層161可以布置在本征層151上。

第一上電極171可布置在第一像素隔離層132之間的第二導電型導電層161上。第一上電極171可用作光接收部的硬掩模。第一上電極171可以是具有高透光率和高電導率的透明電極。例如，第一上電極171可以由氧化銦錫(ITO)或氧化鎘錫(CTO)形成。

參考圖6和7，第二像素隔離層181可布置在包括第一像素隔離層132和光接收部的半導體襯底100上。第二像素隔離層181包括開口185。開口185暴露出第一上電極171的一部分，但是包括第一像素隔離層132的單元像素的周邊區域被覆蓋。

根據一個實施方案，可由氧化物層或氮化物層形成第二像素隔離層132。

第二上電極175可布置在包括第二像素隔離層181和第一上電極171的半導體襯底100上。第二上電極175可以是具有高透光率和高電導率的透明電極。例如，第二上電極175可以由ITO或CTO形成。