[實用新型]圖像傳感器

有效

• 申請號: 201220044368.4
• 申請日: 2012-02-10
• 公開（公告）號: CN202749374U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 趙立新;霍介光;李杰
• 申請（專利權）人: 格科微電子(上海)有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱

技術領域

本實用新型涉及半導體技術領域，更具體地，本實用新型涉及一種圖像傳感器。

背景技術

傳統的圖像傳感器通常可以分為兩類：電荷耦合器件(Charge?Coupled?Device，CCD)圖像傳感器和互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器。其中，CMOS圖像傳感器具有體積小、功耗低、生產成本低等優點，因此，CMOS圖像傳感器易于集成在例如手機、筆記本電腦、平板電腦等便攜電子設備中，作為提供數字成像功能的攝像模組使用。

CMOS圖像傳感器通常包括光電二極管以用于收集光能并轉換為電荷信號。特別地，為了減少暗電流，在形成光電二極管的襯底表面會摻雜離子以形成釘扎(pinning)層。該釘扎層通常與襯底接觸以使得其具有相同的電勢，當光電二極管完全耗盡時，光電二極管的電勢被釘扎在恒定值，從而減少暗電流。

然而，對于背照式(Back?Side?Illumination，BSI)圖像傳感器，其襯底通常需要被減薄到2至4微米以使得光電二極管從背面露出。之后才能在襯底背面繼續注入摻雜離子以形成釘扎層。由于襯底厚度太薄，釘扎層的離子注入難以采用快速退火(RTA)來激活注入離子，通常需要改用激光退火工藝。然而激光退火很難保證注入離子激活的均勻性，并且會在襯底背面形成白點，從而影響圖像傳感器的性能。

因此，需要提供一種具有較佳釘扎效果的圖像傳感器。

實用新型內容

為了解決上述問題，根據本實用新型的一個方面，提供了一種圖像傳感器，包括：襯底，所述襯底的第一側形成有金屬互連層；第一類型摻雜區，其位于所述襯底中；第二類型摻雜區，其位于所述襯底中，并與所述第一類型摻雜區相鄰以形成光電二極管；電極層，其位于所述襯底的第二側，其中所述電極層是可透光的；絕緣層，其位于所述電極層與所述襯底之間；其中，所述電極層與所述襯底之間具有預定電勢差，以使得所述襯底的第二側的表面形成第二類型導電層。

在本實用新型的實施例中，襯底表面形成有導電的電極層，因而可以通過在該電極層上加電而在襯底表面感生出第二類型導電層。該導電層與其下的第一類型摻雜區構成了釘扎二極管，即該第二類型導電層作為所形成的圖像傳感器的釘扎層，以用于抑制暗電流。

相比于現有技術的圖像傳感器，該釘扎層具有更為均勻的厚度，從而提高了襯底表面的釘扎效果，有效減少了暗電流。此外，由于可以通過改變電極層的電壓來調節電極層與襯底之間的預定電勢差，這使得可以通過調節不同的預定電勢差來調節釘扎層厚度，進而用以調節釘扎層的釘扎性能。

此外，由于電極層是可透光的，例如包含有一個或多個通孔來透光，或者采用可透光材料來透光，因此，襯底第二側上的電極層并不會影響圖像傳感器中的光電二極管的感光。

在一個實施例中，所述第一類型摻雜區從所述襯底的第二側露出，所述預定電勢差使得所述第一類型摻雜區表面反型為所述第二類型導電層。

在一個實施例中，所述第二類型摻雜區從所述襯底的第二側露出并覆蓋所述第一類型摻雜區，所述預定電勢差使得所述第二類型摻雜區表面的多數載流子的濃度提高。

在一個實施例中，所述電極層包括一個或多個通孔，其位于所述光電二極管上。這些通孔可以提高電極層的整體透光率，從而進一步提高成像效果。

在一個實施例中，所述通孔的形狀是六邊形。

在一個實施例中，所述一個或多個通孔的面積超過所述光電二極管面積的10％。

在一個實施例中，所述電極層的厚度不超過2000埃。

在一個實施例中，所述電極層包括氧化銦錫、氧化鋅或鈦與氮化鈦的組合。

在一個實施例中，還包括：電極互連層，其位于所述電極層上，用于將所述電極層電引出。

在一個實施例中，所述電極互連層包括鎢、鋁或銅。

在一個實施例中，所述電極互連層位于所述光電二極管的邊緣。由于電極互連層通常采用不透光材料，因而光電二極管邊緣的電極互連層可以防止圖像傳感器相鄰的像素單元之間的交叉串擾(crosstalk)。

在一個實施例中，所述電極互連層的厚度為400埃至5000埃。這既可以避免電極互連層影響光線投射到光電二極管上，又可以減少較薄的電極層上的電壓傳輸損耗。

本實用新型的以上特性及其他特性將在下文中的實施例部分進行明確地闡述。

附圖說明

通過參照附圖閱讀以下所作的對非限制性實施例的詳細描述，能夠更容易地理解本實用新型的特征、目的和優點。其中，相同或相似的附圖標記代表相同或相似的裝置。