[實用新型]具有由摻雜半導體材料制成的互連的堆疊圖像傳感器

有效

• 申請號: 201720459659.2
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN206907769U
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: F·羅伊
• 申請（專利權）人: 意法半導體（克洛爾2）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: 王茂華,呂世磊

技術領域

本公開涉及圖像傳感器，并且更具體地涉及使用三維(3D)堆疊構型的圖像傳感器。

背景技術

在圖像傳感器電路中，常見的設計目標是減小每個像素的大小從而使得可以在給定區域中形成更大的像素陣列。實現此目標的一種解決方案是以三維(3D)堆疊構型實施圖像傳感器。在這種構型中，像素電路的第一部分被集成到第一半導體襯底上并且像素電路的第二部分被集成到第二半導體襯底上。第一半導體襯底和第二半導體襯底堆疊在彼此上方，在這兩個襯底之間形成了適當的電路互連。

然而，一些用于完成整體電路制作的加工步驟可能引起一些問題。例如，與對在上部半導體襯底上制作電路相關地執行的高溫加工可能對與下部半導體襯底相關聯的電路產生不利影響。作為示例，高溫加工將引起互連損壞，像互連線路銅遷移和通過銅擴散阻擋層的擴散。

實用新型內容

本公開的目的是提供一種圖像傳感器，以至少部分地解決上述問題。

在實施例中，一種圖像傳感器包括：第一半導體襯底，該第一半導體襯底包括光電二極管以及轉移晶體管的源極區；第一互連級，該第一互連級在該第一半導體襯底上，該第一互連級包括：該第一半導體襯底上的互連電介質層以及該互連電介質層上方的多個互連線路層；以及第二半導體襯底，該第二半導體襯底支撐多個讀出晶體管，該第二半導體襯底安裝在該第一半導體襯底和該第一互連級上方。該第一互連級進一步包括與該第一半導體襯底中的該源極區物理接觸且電接觸的第一摻雜半導體材料電連接，該第一摻雜半導體材料電連接穿過該互連電介質層和該多個互連線路層以便電連接至該多個讀出晶體管中的至少一個晶體管。

在一個實施例中，所述源極區摻雜有第一類型摻雜劑，并且其中，所述第一摻雜半導體材料電連接由同樣摻雜有所述第一類型摻雜劑的半導體材料制成。

在一個實施例中，所述半導體材料為外延半導體材料。

在一個實施例中，所述半導體材料為多晶硅半導體材料。

在一個實施例中，所述半導體材料為非晶態半導體材料。

在一個實施例中，所述第一互連級進一步包括所述轉移晶體管的柵極結構，并且其中，所述第一互連級進一步包括與所述柵極結構的柵極電極物理接觸且電接觸的第二摻雜半導體材料電連接，所述第二摻雜半導體材料電連接穿過所述互連電介質層以及所述多個互連線路層中的至少一個互連線路層。

在一個實施例中，所述柵極電極由摻雜有第一類型摻雜劑的多晶硅材料制成，并且其中，所述第二摻雜半導體材料電連接由同樣摻雜有所述第一類型摻雜劑的半導體材料制成。

在一個實施例中，所述半導體材料為外延半導體材料。

在一個實施例中，所述半導體材料為多晶硅半導體材料。

在一個實施例中，所述半導體材料為非晶態半導體材料。

在一個實施例中，所述第一摻雜半導體材料電連接進一步穿過所述第二半導體襯底。

在一個實施例中，進一步包括：在所述第二半導體襯底上的第二互連級；并且其中，所述第二互連級包括在所述第一摻雜半導體材料電連接與所述多個讀出晶體管中的所述至少一個晶體管之間的電連接。

在一個實施例中，所述光電二極管包括摻雜區；并且所述第一互連級進一步包括與所述光電二極管的所述摻雜區物理接觸且電接觸的第三摻雜半導體材料電連接，所述第三摻雜半導體材料電連接穿過所述互連電介質層以及所述多個互連線路層中的至少一個互連線路層。

在一個實施例中，所述光電二極管的所述摻雜區摻雜有第一類型摻雜劑，并且其中，所述第三摻雜半導體材料電連接由同樣摻雜有所述第一類型摻雜劑的半導體材料制成。

在一個實施例中，所述半導體材料為外延半導體材料。

在一個實施例中，所述半導體材料為多晶硅半導體材料。

在一個實施例中，所述半導體材料為非晶態半導體材料。

在一個實施例中，所述第一半導體襯底進一步包括所述轉移晶體管的絕緣豎直環形柵極電極，并且其中，所述第一互連級進一步包括與所述絕緣豎直環形柵極電極物理接觸且電接觸的第四摻雜半導體材料電連接，所述第四摻雜半導體材料電連接穿過所述互連電介質層以及所述多個互連線路層中的至少一個互連線路層。

在一個實施例中，所述絕緣豎直環形柵極電極由摻雜有第一類型摻雜劑的半導體材料制成，并且其中，所述第四摻雜半導體材料電連接由同樣摻雜有所述第一類型摻雜劑的半導體材料制成。

在一個實施例中，所述半導體材料為外延半導體材料。