[發明專利]圖像傳感器和其制造方法

無效

• 申請號: 200910178563.9
• 申請日: 2009-09-29
• 公開（公告）號: CN101715075A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 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: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N3/15;H01L27/146;H01L21/82
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠;李春暉

技術領域

本發明涉及一種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換為電信號的半導體器件。圖像傳感器可以大致分類為電荷耦合器件(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期間，可以利用離子注入在襯底中形成光電二極管。隨著為了在不增大芯片尺寸的情況下增加像素數量而減小光電二極管的大小，也減小了光接收部分的面積，由此導致圖像質量的下降。

此外，由于堆疊高度的減小不及光接收部分的面積的減小，入射到光接收部分的光子的數量還由于稱為艾里斑(Airy?disk)的光的衍射而減小。

作為克服這種缺陷的選擇，已經進行利用非晶硅(Si)形成光電二極管，或利用諸如晶圓間鍵合的方法在硅(Si)襯底中形成讀出電路并在該讀出電路上和/或上方形成光電二極管(被稱為“三維(3D)圖像傳感器”)的嘗試。光電二極管通過金屬互聯與讀出電路連接。

在相關技術中，存在由連接讀出電路和光電二極管的接觸插塞(contact?plug)造成光電二極管中發生電短路的限制。

另外，因為轉移晶體管的源極和漏極用N型雜質重摻雜，所以出現電荷分享現象。當出現電荷分享現象時，輸出圖像的靈敏度降低，并可能產生圖像錯誤。此外，因為光電荷不在光電二極管和讀出電路之間容易地移動，所以產生暗電流和/或飽和度和靈敏度下降。

發明內容

本發明的實施例提供一種圖像傳感器和其制造方法，所述圖像傳感器能夠阻止連接讀出電路和圖像感測器件的接觸插塞中發生電短路。

實施例還提供一種圖像傳感器和其制造方法，該圖像傳感器在增加填充因數的同時不發生電荷分享。

實施例還提供一種圖像傳感器和其制造方法，該圖像傳感器能夠通過形成光電荷在光電二極管和讀出電路之間的平順轉移路徑來使暗電流源最小以及阻止飽和度減少和靈敏度劣化。

在一個實施例中，圖像傳感器包括：在第一襯底處的讀出電路；在第一襯底上的層間電介質；在層間電介質中的互連，互連電氣連接到讀出電路；互連上的圖像感測器件，該圖像感測器件包括第一導電型層和第二導電型層；以及接觸，將圖像感測器件的第一導電型層和互連電氣連接。接觸通過去除第二導電層的圍繞接觸的部分與第二導電型層隔離。

在另一實施例中，本發明提供一種用于制造圖像傳感器的方法，包括：在第一襯底處形成讀出電路；在第一襯底上形成層間電介質，以及在層間電介質中形成電氣連接到讀出電路的互連；在互連上形成包括第一導電型層和第二導電型層的圖像感測器件；形成將圖像感測器件的第一導電型層連接到互連的接觸；以及去除第二導電型層圍繞接觸的部分。

在下面的附圖和描述中闡述了一個或多個實施例的細節。根據描述和附圖、以及權利要求，其它特征將變得明顯。

附圖說明

圖1是根據第一實施例的圖像傳感器的截面圖。

圖2到圖9是示出根據第一實施例的用于制造圖像傳感器的方法的截面圖。

圖10是根據第二實施例的圖像傳感器的截面圖。

具體實施方式

下文中，將參考附圖描述圖像傳感器和其制造方法的實施例。

在實施例的描述中，應理解當提到層(或膜)在另一層或襯底“上”時，可直接位于另一層或襯底上，或還可能存在中間層。此外，應理解當提到層在另一層“下”時，其可以直接位于另一層之下，或還可能存在一個或多個中間層。另外，還應理解當提到層位于兩層“之間”時，其可以是兩層之間唯一的層，或還可能存在一個或多個中間層。

圖1是根據第一實施例的圖像傳感器的截面圖。

參考圖1，根據第一實施例的圖像傳感器包括：在第一襯底100中形成的讀出電路120(見圖3)；設置在第一襯底100上方的中間電介質160；電氣連接到讀出電路120的互連150，互連150設置在中間電介質160的上方；包括第一導電型層214和第二導電型層216的圖像感測器件210，圖像感測器件210設置在互連150上方；以及將圖像感測器件210的第一導電型層214和互連150相電氣連接的接觸230。

圖像感測器件210可以是光電二極管，但不限于此，可以是光門，或光電二極管和光門的組合。作為示例，實施例包括在晶體半導體層中形成的光電二極管。然而，實施例不限于此，并可以包括例如在非晶半導體層中形成的光電二極管。

下面將參考示出用于制造圖像傳感器的方法的圖描述圖1中未說明的附圖標記。

下文中，將參考圖2到圖13描述根據第一實施例的用于制造圖像傳感器的方法。