[發(fā)明專利]圖像傳感器及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910179137.7
• 申請日: 2009-09-29
• 公開（公告）號: CN101715080A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發(fā)明（設計）人: 黃俊
• 申請（專利權(quán)）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: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 姜燕;陳晨

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種圖像傳感器及其制造方法。

背景技術(shù)

圖像傳感器是一種將光學圖像轉(zhuǎn)換成電信號的半導體裝置。圖像傳感器可以分為電荷耦合裝置(CCD)圖像傳感器和互補型金屬氧化物半導體(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。為了在不增加芯片尺寸的情況下達到增加像素數(shù)量的目的，光電二極管的尺寸不斷變小，從而圖像傳感器中光接收部的面積也減小。這導致圖像質(zhì)量降低。

同樣，由于堆疊的高度沒有像光接收部的面積減小得那樣多，所以入射到光接收部的光子數(shù)量也會降低。這是由于光的衍射造成的，光的衍射有時也稱作艾里斑(Airy?disk)。

為了解決這一局限性，可以使用非晶硅(Si)來形成光電二極管，或者可以使用諸如晶片間鍵合(wafer-to-wafer?bonding)之類的方法在硅(Si)襯底中形成讀出電路。而且，可以在讀出電路上和/或上方形成光電二極管(被稱作三維(3D)圖像傳感器)。光電二極管可以通過金屬互連件與讀出電路連接。

在現(xiàn)有技術(shù)中，當在鍵合晶片之后執(zhí)行切割工藝(cleaving?process)和用來通過像素對裝置進行分割的蝕刻工藝時，被損壞的晶格結(jié)構(gòu)可能會產(chǎn)生懸掛鍵(dangling?bond)，從而產(chǎn)生暗電流。

另外，轉(zhuǎn)移晶體管的源極和漏極都是用N-型雜質(zhì)重摻雜的，這會導致電荷分享(charge?sharing)現(xiàn)象。當電荷分享現(xiàn)象發(fā)生時，輸出圖像的靈敏度降低，且可能會產(chǎn)生圖像錯誤。

此外，由于光電荷不容易在光電二極管與讀出電路之間移動，所以會產(chǎn)生暗電流，和/或可能降低飽和度和靈敏度。

此外，與讀出電路和光電二極管連接的接觸栓塞可能引起光電二極管中發(fā)生短路。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實施例提供一種能夠抑制硅表面懸掛鍵出現(xiàn)的圖像傳感器，以及一種制造該圖像傳感器的方法。

本發(fā)明的實施例還提供一種可以抑制電荷分享現(xiàn)象同時還能提高填充系數(shù)的圖像傳感器，以及一種制造該圖像傳感器的方法。

本發(fā)明的實施例還提供一種圖像傳感器以及制造該圖像傳感器的方法，該圖像傳感器能夠通過在光電二極管與讀出電路之間形成光電荷的平滑轉(zhuǎn)移通路(smooth?transfer?path)來最小化暗電流源，并抑制飽和度降低和靈敏度降低。

本發(fā)明的實施例還提供一種能夠抑制將讀取電路和圖像感測器件連接的接觸栓塞短路的圖像傳感器，以及用于制造該圖像傳感器的方法。

在一個實施例中，一種用來制造圖像傳感器的方法可包括：在第一襯底上形成讀出電路；在所述第一襯底上形成層間電介質(zhì)；在所述層間電介質(zhì)中形成互連件，該互連件電連接到所述讀出電路；提供具有圖像感測器件的第二襯底，該圖像感測器件包括第一導電類型層和第二導電類型層；將所述第二襯底鍵合在所述層間電介質(zhì)上；去除所述第二襯底的不包括所述圖像感測器件的一部分；以及在去除所述第二襯底的一部分之后，在所述圖像感測器件的暴露表面上執(zhí)行第一濕式蝕刻工藝。

在另一實施例中，一種圖像傳感器可包括：讀出電路，位于第一襯底上；電接合區(qū)，電連接到所述讀出電路；層間電介質(zhì)，被設置在所述第一襯底上；互連件，該互連件位于所述層間電介質(zhì)中且被電連接到所述電接合區(qū)；以及所述互連件上的圖像感測器件，該圖像感測器件包括第一導電類型層和第二導電類型層。

在附圖和下文的詳細描述中闡述了一個或多個實施例的細節(jié)。通過詳細描述、附圖和所附的權(quán)利要求書，其它特征對本領域技術(shù)人員而言是顯而易見的。

附圖說明

圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的圖像傳感器的剖視圖。

圖2-圖12是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實施例用來制造圖像傳感器的方法的剖視圖。

圖13是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的圖像傳感器的剖視圖。

具體實施方式

本文在談到層、區(qū)、圖案或結(jié)構(gòu)時，使用術(shù)語“在...上”或“在...上方”，應理解所談到的層、區(qū)、圖案或結(jié)構(gòu)可以直接位于另一層或結(jié)構(gòu)上，或者中間還可以插入層、區(qū)、圖案或者結(jié)構(gòu)。本文在談到層、區(qū)、圖案或結(jié)構(gòu)時使用術(shù)語“在...下”或者“在...下方”時，應理解所談到的層、區(qū)、圖案或結(jié)構(gòu)可以直接位于另一層或結(jié)構(gòu)的下面，或者中間還可以插入層、區(qū)、圖案或者結(jié)構(gòu)。

圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的圖像傳感器的剖視圖。