[发明专利]图像传感器及其制造方法

说明书

本申请要求第10-2007-0121897号(于2007年11月28日递交)韩国专利申请的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明总的来说涉及一种图像传感器，更具体地，涉及一种改良的图像传感器及其制造方法。

背景技术

图像传感器是用来将光学图像转换为电信号的半导体器件。图像传感器可以分为电荷耦合器件(CCD)图像传感器或者CMOS图像传感器。CMOS图像传感器通过在单位像素中形成光电二极管和MOS晶体管来使用开关方式(switching mode)顺序检测每个单位像素(unit pixel)的电信号以实现图像。这样的CMOS图像传感器具有一种结构，在该结构中用于接收和将光信号转换为电信号的光电二极管区和用于处理该电信号的晶体管水平地布置在半导体衬底上和/或上方。按照水平CMOS图像传感器，在衬底上和/或上方水平地形成相互邻近的光电二极管和晶体管，从而要求用于形成光电二极管的额外区域。

发明内容

本发明实施例涉及一种图像传感器及其制造方法，该图像传感器及其制造方法可以提供晶体管电路与光电二极管的垂直集成。

本发明实施例涉及一种图像传感器及其制造方法，该图像传感器及其制造方法使分辨率(resolution)和灵敏度(sensitivity)都最大化。

本发明实施例涉及一种图像传感器及其制造方法，该图像传感器及其制造方法通过晶体管电路与光电二极管的垂直集成可以获得100％的填充系数(fill factor)。

本发明实施例涉及一种图像传感器及其制造方法，该图像传感器及其制造方法通过垂直集成可以在相同的像素尺寸下最大化灵敏度。

本发明实施例涉及一种图像传感器及其制造方法，该图像传感器对于各个单位像素都具有复杂的电路，但不降低灵敏度。

本发明实施例涉及一种图像传感器及其制造方法，当实现光电二极管的单位像素时，该图像传感器及其制造方法通过增加单位像素中的光电二极管的表面区域来最大化光敏度(light sensitivity)。

本发明实施例涉及一种图像传感器及其制造方法，当采用垂直型光电二极管时，该图像传感器及其制造方法提高了随后的工艺步骤(process steps)。

本发明实施例涉及一种图像传感器，该图像传感器可以包括下列中的至少一个：包括像素区和外围电路区的半导体衬底；在像素区和外围电路区上和/或上方布置的包括金属布线的层间绝缘膜；在像素区的层间绝缘膜上和/或上方设置的光电二极管和上部电极；在包括上部电极和外围电路区的层间绝缘膜的半导体衬底上和/或上方设置的保护层，该保护层在与光电二极管的侧壁相对应的区域中具有坡状部分；通道孔(via hole)，该通道孔(via hole)设置在保护层上和/或上方以便选择性地暴露上部电极以及外围电路区的金属布线；以及在包括通道孔的保护层上和/或上方设置的上部布线。

本发明实施例涉及一种图像传感器，该图像传感器可以包括下列中的至少一个：包括像素区和外围电路区的半导体衬底；在像素区和外围电路区上方形成的包括下部金属布线的层间绝缘膜；下部电极，形成在层间绝缘膜上方的像素区中并电连接至在像素区中形成的下部金属布线；在层间绝缘膜和下部电极上方的像素区中形成的光电二极管；在光电二极管上方的像素区中形成的上部电极；在包括上部电极和层间绝缘膜的半导体衬底上方的像素区和外围电路区中形成的保护层，该保护层在与光电二极管的侧壁相对应的区域中具有坡状部分；通道孔，该通道孔形成在保护层中以暴露上部电极和外围电路区中的下部金属布线；以及在包括通道孔的保护层上方形成的上部布线。

本发明实施例涉及一种制造图像传感器的方法，该方法可以包括下列步骤中的至少之一：在半导体衬底上和/或上方形成像素区和外围电路区；在像素区和外围电路区上和/或上方形成包括多个金属布线的层间绝缘膜；在像素区的层间绝缘膜上和/或上方形成光电二极管和上部电极；在包括上部电极和外围电路区的层间绝缘膜的半导体衬底上和/或上方形成保护层(protective layer)以使该保护层在与光电二极管的侧壁相对应的区域中具有坡状部分；在保护层中形成通道孔以便选择性地暴露上部电极和外围电路区的金属布线；以及然后在包括通道孔的保护层上和/或上方形成上部布线。