[發(fā)明專利]帶有絕緣埋層的圖像傳感器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210022638.6
• 申請日: 2012-02-01
• 公開（公告）號: CN102544045A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設計）人: 方娜;汪輝;陳杰;任韜
• 申請（專利權）人: 上海中科高等研究院
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

1.一種帶有絕緣埋層的圖像傳感器的制備方法，其特征在于，該制備方法至少包括以下步驟：

1)提供第一半導體襯底和第二半導體襯底，所述第一半導體襯底包括：第一支撐襯底、位于所述第一支撐襯底表面上的第一絕緣埋層、以及位于所述第一絕緣埋層表面上的第一頂層半導體層；

2)在所述第二半導體襯底上表面定義出第I區(qū)域和第II區(qū)域，并在所述第I區(qū)域開窗口；

3)將所述開窗口的第二半導體襯底上表面對準所述第一半導體襯底的第一頂層半導體層上表面，鍵合所述第一半導體襯底及第二半導體襯底；

4)將所述第二半導體襯底減薄，直至經由所述第二半導體襯底的第I區(qū)域開設的窗口暴露出所述第一頂層半導體層表面，以使減薄后的第二半導體襯底與所述第一頂層半導體層形成厚膜層，位于所述窗口底部的所述第一頂層半導體層為薄膜層；

5)光學傳感器件制備在所述厚膜層中，像素讀出電路制備在所述薄膜層中，并形成相鄰器件間的隔離結構，以完成帶有絕緣埋層的圖像傳感器的制備。

2.根據權利要求1所述的帶有絕緣埋層的圖像傳感器的制備方法，其特征在于：所述薄膜層的厚度為0.15μm～0.3μm；所述厚膜層的厚度為0.5μm～5μm。

3.根據權利要求1所述的帶有絕緣埋層的圖像傳感器的制備方法，其特征在于：所述第二半導體襯底為具有絕緣埋層的半導體襯底，包括：第二支撐襯底、位于所述第二支撐襯底表面上的第二絕緣埋層、以及位于所述第二絕緣埋層表面上的第二半導體襯底的頂層半導體層；所述步驟2)中，開窗口為直至暴露出所述第二半導體襯底的第二絕緣埋層表面；所述步驟4)中的減薄過程包括依序刻蝕或腐蝕所述第二半導體襯底的第二支撐襯底和第二絕緣埋層。

4.根據權利要求1所述帶有絕緣埋層的圖像傳感器的制備方法，其特征在于：所述第二半導體襯底的材料為普通半導體襯底材料，為硅、鍺、硅鍺、及藍寶石中的至少一種；所述步驟4)中的減薄過程包括前序的刻蝕或腐蝕過程以及后序的平坦化過程。

5.根據權利要求1所述的帶有絕緣埋層的圖像傳感器的制備方法，其特征在于：所述光學傳感器件至少包括感光二極管及光電門中的一種；所述像素讀出電路為三管像素讀出電路或四管像素讀出電路，其中，所述三管像素讀出電路包括復位晶體管、放大晶體管和行選擇晶體管，所述四管像素讀出電路包括轉移晶體管、復位晶體管、放大晶體管和行選擇晶體管。

6.根據權利要求5所述的帶有絕緣埋層的圖像傳感器的制備方法，其特征在于：所述像素讀出電路的復位晶體管、放大晶體管和行選擇晶體管制備在所述薄膜層中；當所述像素讀出電路為四管像素讀出電路時，所述像素讀出電路的轉移晶體管制備在所述厚膜層中。

7.一種帶有絕緣埋層的圖像傳感器的制備方法，其特征在于，該方法至少包括以下步驟：

1)提供第一半導體襯底和第二半導體襯底，所述第一半導體襯底包括：第一支撐襯底、位于所述第一支撐襯底表面上的第一絕緣埋層、以及位于所述第一絕緣埋層表面上的第一頂層半導體層；

2)在所述第一頂層半導體層中制備像素讀出電路；

3)在所述第二半導體襯底表面定義出第I區(qū)域和第II區(qū)域，并在所述第I區(qū)域開窗口；

4)將所述開窗口的第二半導體襯底上表面對準所述第一半導體襯底的第一頂層半導體層上表面，鍵合所述第一半導體襯底及第二半導體襯底，并使所述第二半導體襯底上表面的窗口區(qū)域與制備有像素讀出電路的第一頂層半導體層表面區(qū)域相對應；

5)將所述第二半導體襯底減薄，直至經由所述第二半導體襯底的第I區(qū)域開設的窗口暴露出制備有像素讀出電路的第一頂層半導體層表面，以使減薄后的第二半導體襯底與所述第一頂層半導體層形成厚膜層，位于所述窗口底部的所述第一頂層半導體層為薄膜層；

6)在所述厚膜層中完成光學傳感器件制備，并形成相鄰器件間的隔離結構，以完成帶有絕緣埋層的圖像傳感器的制備。

8.根據權利要求7所述的帶有絕緣埋層的圖像傳感器的制備方法，其特征在于：所述薄膜層的厚度為0.15μm～0.3μm；所述厚膜層的厚度為0.5μm～5μm。