[發明專利]圖像傳感器及其制造方法

無效

• 申請號: 200810213826.0
• 申請日: 2008-09-08
• 公開（公告）號: CN101383366A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 黃俊
• 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;H01L23/552;H01L31/103;H01L31/036;H01L21/82
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭小軍;馮志云

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，圖像傳感器是一種將光圖像轉換成電信號的半導體器件。圖像傳 感器一般劃分為電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器或互補型金屬氧化物半導 體(CMOS)圖像傳感器(CIS)。

在現有技術的圖像傳感器中，采用離子注入在具有晶體管電路的襯底中 形成光電二極管。由于為了在不增加芯片尺寸的情況下增加像素的數目，光 電二極管的尺寸越來越減小，所以光接受部分的面積也減小，使得圖像質量 降低。

此外，因為堆疊高度減少的程度沒有達到光接收部分面積減少的程度， 所以由于光衍射，入射到光接收部分的光子數目也減少，這種現象稱為艾里 斑(airy?disk)。

在根據現有技術的水平型CMOS圖像傳感器中，光電二極管和晶體管水 平地、彼此相鄰地形成在襯底上。因此，需要有一個用于光電二極管的附加 區域，該附加區域會減小填充因數區域并限制可能的分辨率。

此外，根據現有技術的水平型CMOS圖像傳感器可能引起像素之間的串 擾問題。

而且，在根據現有技術的水平型CMOS圖像傳感器中，很難達到同時形 成光電二極管和晶體管的最佳工藝。

作為克服這種局限的一種選擇，進行了以下嘗試：采用非晶硅(Si)形 成光電二極管，或者在硅襯底上形成讀出電路以及采用例如晶片與晶片接合 的方法在讀出電路上形成光電二極管(稱為“三維(3D)圖像傳感器”)。通 過金屬連線(line)將光電二極管與讀出電路相連。

發明內容

本發明的實施例提供一種圖像傳感器及其制造方法，其可提供垂直集成 的晶體管電路和光電二極管。

本發明的實施例還提供一種圖像傳感器及其制造方法，其使用一種能夠 抑制光電二極管多個像素之間串擾的垂直型光電二極管。

本發明的實施例還提供一種圖像傳感器及其制造方法，其可改善分辨率 和靈敏度。

本發明的實施例還提供一種圖像傳感器及其制造方法，其使用一種垂直 型光電二極管，該垂直型光電二極管中能夠減少缺陷。

在一實施例中，一種圖像傳感器可包括：第一襯底，具有下部金屬連線 及位于其上的電路；結晶半導體層，接觸下部金屬連線，并與第一襯底相接 合；光電二極管，設置于結晶半導體層中，并與下部金屬連線電連接；以及 像素隔離層，位于光電二極管中。

在一實施例中，一種圖像傳感器的制造方法可包括步驟：制備其上具有 下部金屬連線及電路的第一襯底；制備其上具有光電二極管的第二襯底；在 所述第二襯底的所述光電二極管中形成像素隔離層；接合所述第一襯底至所 述第二襯底，使得其中形成有所述像素隔離層的所述光電二極管電接觸所述 下部金屬連線；以及移除接合后的第二襯底的下部，以將所述光電二極管留 在所述第一襯底上。

在另一實施例中，一種圖像傳感器的制造方法可包括步驟：制備其上具 有下部金屬連線及電路的第一襯底；制備其上具有光電二極管的第二襯底； 接合所述第一襯底至所述第二襯底，使得所述光電二極管接觸所述下部金屬 連線；移除一部分接合后的第二襯底，以暴露所述光電二極管；以及在暴露 的光電二極管中形成像素隔離層。

以下附圖和說明書中將闡述一個或多個實施例的細節。根據說明書和附 圖以及根據權利要求書，其它特征將變得清楚。

附圖說明

圖1是根據第一實施例的圖像傳感器的橫截面圖。

圖2至圖8是示出根據第一實施例的圖像傳感器制造方法的橫截面圖。

圖9是根據所述第一實施例的另一實施例的圖像傳感器的橫截面圖。

圖10是根據第二實施例的圖像傳感器的橫截面圖。

圖11至圖15是示出根據第二實施例的圖像傳感器制造方法的橫截面 圖。

圖16是根據第二實施例的另一實施例的圖像傳感器的橫截面圖。

圖17是根據第三實施例的圖像傳感器的橫截面圖。

圖18是示出根據第三實施例的圖像傳感器制造方法的橫截面圖。

圖19是根據第三實施例的另一實施例的圖像傳感器的橫截面圖。

具體實施方式

將參照附圖詳細描述圖像傳感器及其制造方法的實施例。