[發明專利]用連續3D技術形成的圖像傳感器

在審

• 申請號: 202010980105.3
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112530985A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）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（專利權）人: 原子能與替代能源委員會
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: 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

本發明涉及一種包括多個像素的圖像傳感器，每個像素包括耦合到控制電路的光電探測器，所述光電探測器形成在第一半導體基板的內部和頂部，并且所述控制電路包括至少一個第一MOS晶體管，其形成在設置在所述第一基板上的第二半導體基板的內部和頂部，所述傳感器旨在在與所述第二基板相對的所述第一基板的表面的側面被照亮，所述傳感器還包括設置在所述第一基板和所述第二基板之間并在所述傳感器的大致整個表面的上方延伸的屏蔽部，其中所述屏蔽部包括至少一個導電層。

本申請要求法國專利申請號FR N^o19/10294的優先權，其內容在法律允許的最大范圍內通過引用全部并入本申請。

技術領域

本公開涉及圖像傳感器領域。尤其旨在用連續3D技術形成的圖像傳感器。

背景技術

圖像傳感器通常包括例如排列在行和列的陣列中的多個像素，每個像素包括耦合到包括一個或多個晶體管的控制電路的光電探測器。

為了增加像素的集成表面密度，同時保持每個像素的顯著的光探測表面積，從而具有高靈敏度，已經提供了在兩個堆疊的半導體水平上形成圖像傳感器。作為示例，專利申請US2007/0018075描述了一種傳感器，在每個像素中，所述控制電路的光電二極管和傳輸晶體管形成在第一半導體基板的內部和頂部，所述控制電路的其他晶體管形成在堆疊在第一基板上的第二半導體基板的內部和頂部。所述傳感器旨在在與所述第二基板相對的所述第一基板的表面的側面上被照亮。

在專利申請US2007/0018075中，更具體地提供了在所述第一半導體基板的內部和頂部首先形成光電二極管和傳輸晶體管，然后將所述第二基板沉積在所述第一基板上，然后僅僅在所述第二基板的內部和頂部形成所述控制電路的其他晶體管。所述第一基板和所述第二基板之間的連接是通過穿過所述第二基板的整個厚度的導電通孔形成的，該導電通孔是在所述第二基板轉移到所述第一基板之后從所述第二基板的上表面形成的。

這種制造技術被稱為連續3D技術(“3D”即三個維度，因為所述傳感器是在多個半導體水平上形成的，以及“連續的”，因為只有在形成下半導體基板的組件并將上基板轉移到下基板上之后，才形成上半導體基板的組件以及上基板和下基板之間的相互連接)。

連續3D技術能夠限制將所述第二基板轉移到所述第一基板期間所需的對準精度，因為在將所述第二基板轉移至所述第一基板時，尚未在所述第一基板的內部或頂部形成任何組件或圖案。此外，它能夠限制所述上基板和所述下基板之間的連接的元件所占據的表面積。

期望克服用連續3D技術形成的已知圖像傳感器的全部或部分缺點。

發明內容

為此，實施例提供了包括多個像素的圖像傳感器，每個像素包括耦合到控制電路的光電探測器，其中所述光電探測器形成在第一半導體基板的內部和頂部，并且所述控制電路包括至少一個第一MOS晶體管，其形成在設置在所述第一基板上的第二半導體基板的內部和頂部，所述傳感器旨在在與所述第二基板相對的所述第一基板的表面的側面上被照亮，所述傳感器還包括設置在所述第一基板和所述第二基板之間并在所述傳感器的大致整個表面的上方延伸的屏蔽部，其中所述屏蔽部包括至少一個導電層。

根據實施例，所述屏蔽部的所述至少一個導電層由金屬或摻雜半導體材料制成。

根據實施例，所述屏蔽部的所述至少一個導電層由含鍺半導體材料制成。

根據實施例，所述屏蔽部的所述至少一個導電層由鍺碲合金制成。

根據實施例，所述屏蔽部的所述至少一個導電層由來自包括鎢、鋁和氮化鈦的組的金屬制成。

根據實施例，所述屏蔽部在所述傳感器的檢測波長范圍內進行吸收。

根據實施例，所述屏蔽部包括形成布拉格反射鏡的氧化硅層和摻雜硅層的交替，所述布拉格發射鏡反射由所述第一基板以所述傳感器的檢測波長發射的光。