[發(fā)明專利]用連續(xù)3D技術(shù)形成的圖像傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010980105.3
• 申請(qǐng)日: 2020-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN112530985A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莉娜·卡杜拉;弗朗索瓦·安德里厄;佩林·巴圖德;克里斯多夫·里契特拉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 原子能與替代能源委員會(huì)
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): H01L27/146
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 譚營營;胡彬

1.一種包括多個(gè)像素的圖像傳感器，每個(gè)像素包括光電探測(cè)器(PD)和用于控制所述光電探測(cè)器的電路(T1、T2、T3、T4)，所述光電探測(cè)器形成在第一半導(dǎo)體基板(S1)的內(nèi)部和頂部，并且所述控制電路包括至少一個(gè)第一MOS晶體管(T2、T3，T4)，其形成在設(shè)置在所述第一基板(S1)上的第二半導(dǎo)體基板(S2)的內(nèi)部和頂部，所述傳感器旨在在與所述第二基板(S2)相對(duì)的所述第一基板(S1)的表面的側(cè)面上被照亮，所述傳感器還包括設(shè)置在所述第一基板(S1)和所述第二基板(S2)之間并且在所述傳感器的大致整個(gè)表面的上方延伸的屏蔽部(201)，其中所述屏蔽部(201)包括至少一個(gè)導(dǎo)電層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中，所述屏蔽部(201)的所述至少一個(gè)導(dǎo)電層由金屬或摻雜半導(dǎo)體材料制成。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器，其中，所述屏蔽部(201)的所述至少一個(gè)導(dǎo)電層由含鍺半導(dǎo)體材料制成。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器，其中，所述屏蔽部(201)的所述至少一個(gè)導(dǎo)電層由鍺碲合金制成。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器，其中，所述屏蔽部(201)的所述至少一個(gè)導(dǎo)電層由來自包括鎢、鋁和氮化鈦的組的金屬制成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述屏蔽部(201)在所述傳感器的檢測(cè)波長范圍內(nèi)進(jìn)行吸收。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中，所述屏蔽部(201)包括形成布拉格反射鏡的氧化硅層和摻雜硅層的交替，所述布拉格發(fā)射鏡反射由所述第一基板(S1)以所述傳感器的檢測(cè)波長發(fā)射的光。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述第一基板(S1)和所述第二基板(S2)由硅制成。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述屏蔽部(201)通過絕緣層(205)與所述第二基板分離。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述屏蔽部(201)的所述至少一個(gè)導(dǎo)電層通過穿過所述第二基板(S2)的導(dǎo)電通孔(270)連接到偏置電位(VPOL)的施加節(jié)點(diǎn)。

11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，每個(gè)像素包括穿過所述第二基板(S2)和所述屏蔽部(201)的導(dǎo)電通孔(217)，所述通孔將所述光電探測(cè)器(PD)耦合到所述至少一個(gè)第一MOS晶體管(T2、T3、T4)。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的傳感器，其中，所述導(dǎo)電通孔(217)的直徑小于或等于90nm。

13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述控制電路包括形成在所述第一基板(S1)的內(nèi)部和頂部的至少一個(gè)第二MOS晶體管(T1)，并且其中，所述至少一個(gè)第二MOS晶體管(T1)的柵極設(shè)置在面向所述第二基板的所述第一基板(S1)的表面的側(cè)面，所述至少一個(gè)第一晶體管(T2、T3、T4)的柵極設(shè)置在與所述第一基板(S1)相對(duì)的所述第二基板(S2)的表面的側(cè)面。

14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述第一基板(S1)和所述第二基板(S2)之間的距離小于或等于750nm。

15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的傳感器，在所述第一基板(S1)和所述屏蔽部(201)之間不包括平行于所述第一基板(S1)和所述第二基板(S2)的金屬互連路徑。

16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述多個(gè)像素中的像素排列在陣列中。

17.一種制造包括多個(gè)像素的圖像傳感器的方法，每個(gè)像素包括光電探測(cè)器(PD)和用于控制所述光電探測(cè)器的電路(T1、T2、T3、T4)，所述光電探測(cè)器形成在第一半導(dǎo)體基板(S1)的內(nèi)部和頂部，并且所述控制電路包括至少一個(gè)第一MOS晶體管(T2、T3，T4)，其形成在設(shè)置在所述第一基板(S1)上的第二半導(dǎo)體基板(S2)的內(nèi)部和頂部，所述傳感器旨在在與所述第二基板(S2)相對(duì)的所述第一基板(S1)的表面的側(cè)面上被照亮，所述傳感器還包括設(shè)置在所述第一基板(S1)和所述第二基板(S2)之間并且在所述傳感器的大致整個(gè)表面的上方延伸的屏蔽部(201)，其中所述屏蔽部(201)包括至少一個(gè)導(dǎo)電層，所述方法包括以下相繼步驟：

在所述第一基板(S1)中形成所述光電探測(cè)器(PD)；

將所述屏蔽部(201)沉積在所述第一基板或所述第二基板上；

將所述第二基板(S2)轉(zhuǎn)移到所述第一基板上，使得所述屏蔽部(201)設(shè)置在所述第一基板和所述第二基板之間；以及

在所述第二基板(S2)的內(nèi)部和頂部、在與所述屏蔽部(201)相對(duì)的所述第二基板的表面的側(cè)面上形成所述至少一個(gè)第一MOS晶體管(T2、T3、T4)。