[發明專利]圖像傳感器及其制造方法

無效

• 申請號: 200910173603.0
• 申請日: 2009-09-08
• 公開（公告）號: CN101674425A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 洪志勛
• 申請（專利權）人: 東部高科股份有限公司
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H01L27/146;H01L21/82
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 顧晉偉;王春偉

技術領域

本公開內容涉及圖像傳感器和其制造方法。

背景技術

圖像傳感器是用于將光學圖像轉化為電信號的半導體器件。圖像傳感 器可大致分為電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器和互補金屬氧化物半導體 (CMOS)圖像傳感器(CIS)。

在圖像傳感器的制造過程中，可以使用離子注入在襯底中形成光電二 極管。由于光電二極管尺寸減小以便增加像素數目而不增加芯片尺寸，因 此光接收部分的面積也減小，由此導致圖像質量降低。

而且，由于堆疊高度的減小與光接收部分的面積的減小的程度不一樣， 所以由被稱為艾里斑(Airy?disk)的光衍射導致入射至光接收部分的光子 數目也減少。

作為克服該限制的替代方案，已經嘗試使用非晶硅(Si)形成光電二 極管或使用諸如晶片-至-晶片接合的方法在硅(Si)襯底中形成讀出電路以 及在所述讀出電路上和/或上方形成光電二極管(稱為“三維(3D)圖像傳 感器”)。光電二極管通過金屬互連與讀出電路連接。

在相關技術中，光電二極管和讀出電路通過金屬線進行連接。金屬線 通常包括阻擋金屬以防止金屬腐蝕。

例如，當阻擋金屬包含Ti/TiN結構時，下部阻擋金屬的Ti沒有完全 地發生反應并作為鈦而余留。然而，余留的Ti可擴散進入金屬間電介質 (IMD)，使得擴散的Ti變為暗電流源。

此外，由于在轉移晶體管兩側的源極和漏極二者通常是用N-型雜質高 度摻雜的，所以發生電荷共享現象(sharing?phenomenon)。當發生電荷共 享現象時，輸出圖像的靈敏度降低并且可產生圖像誤差。而且，由于光電 荷在光電二極管和讀出電路之間不易于移動，所以產生暗電流和/或降低飽 和度以及靈敏度。

發明內容

本發明實施方案提供一種圖像傳感器及其制造方法，所述圖像傳感器 通過阻擋Ti擴散可抑制由擴散的Ti所產生的暗電流。

本發明實施方案還提供一種圖像傳感器及其制造方法，所述圖像傳感 器中不發生電荷共享同時增加填充因子(fill?factor)。一些實施方案還提供 一種圖像傳感器及其制造方法，所述圖像傳感器通過在光電二極管和讀出 電路之間形成光電荷的平滑傳輸途徑，可最小化暗電流源和抑制飽和度減 小以及靈敏度降低。

根據一個實施方案，提供一種圖像傳感器，包括：第一襯底上的讀出 電路；第一襯底上的層間電介質；在層間電介質中并電連接至讀出電路的 互連；和在互連上并通過互連電連接至讀出電路的圖像感測器件，其中所 述互連包括：下部阻擋金屬和在下部阻擋金屬之下形成的氮化物阻擋物。

而且，根據一個實施方案，提供一種制造圖像傳感器的方法，包括： 在第一襯底上形成讀出電路；在第一襯底上形成層間電介質；在層間電介 質中形成電連接至讀出電路的互連；和在互連上形成通過互連電連接至讀 出電路的圖像感測器件，其中形成所述互連包括：形成氮化物阻擋物；和 在氮化物阻擋物上形成下部阻擋金屬。

附圖說明

圖1是根據一個實施方案的圖像傳感器的截面圖。

圖2至5是說明根據第一實施方案制造圖像傳感器的方法的視圖。

圖6是根據另一個實施方案的圖像傳感器的截面圖。

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。

在實施方案的描述中，應理解，當層(或膜)稱為在另一層或襯底“上” 時，其可直接在所述另一層或襯底上，或者也可存在中間層。此外，應理 解，當層被稱為在另一層“下”時，其可以直接在所述另一層下，或者也可 存在一個或多個中間層。另外，也應理解，當層被稱為在兩層“之間”時， 其可以是在所述兩層之間僅有的層，或也可存在一個或多個中間層。

圖1是根據一個實施方案的圖像傳感器的截面圖。圖2顯示根據第一 實施方案的襯底100和層間電介質160的詳圖。