[发明专利]图像传感器及其制造方法无效
申请号: | 200810186226.X | 申请日: | 2008-12-17 |
公开(公告)号: | CN101471361A | 公开(公告)日: | 2009-07-01 |
发明(设计)人: | 黄俊 | 申请(专利权)人: | 东部高科股份有限公司 |
主分类号: | H01L27/146 | 分类号: | H01L27/146;H01L23/522;H01L25/18;H01L23/488;H01L21/82;H01L21/60 |
代理公司: | 北京集佳知识产权代理有限公司 | 代理人: | 蔡胜有;王春伟 |
地址: | 韩国*** | 国省代码: | 韩国;KR |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 图像传感器 及其 制造 方法 | ||
技术领域
本发明涉及图像传感器及其制造方法。
背景技术
图像传感器可以是可将光学图像转化为电信号的半导体器件。图像传 感器可分类为诸如电荷耦合器件(CCD)图像传感器和互补金属氧化物硅 (CMOS)图像传感器(CIS)。
在图像传感器的制造工艺期间,可使用离子注入在衬底中形成光电二 极管。光电二极管的尺寸可减小以在不增加芯片尺寸的条件下增加像素数 目。这可减小光接收部分的面积。图像质量可由此降低。
由于堆叠高度减小的幅度可能不和光接收部分面积减小的幅度一样 多,所以由于称为艾里斑(Airy disk)的光衍射而使得入射到光接收部分 的光子数目可也减小。
为解决该限制,可使用非晶硅(Si)形成光电二极管。此外,使用诸 如晶片-至-晶片接合的方法可在硅(Si)衬底中形成读出电路,并且可在读 出电路上和/或上方形成光电二极管(称为三维(3D)图像传感器)。光电 二极管可以通过金属互连与读出电路相连接。
根据相关技术,可能难以将光电二极管电连接至读出电路。即,可在 读出电路上和/或上方形成金属互连,和可进行晶片-至-晶片的接合,使得 金属互连可接触光电二极管。因此,金属互连之间的接触可能是困难的, 并且金属互连和光电二极管之间的欧姆接触可能是困难的。
由于在转移晶体管两侧的源极和漏极二者可重掺杂有N-型杂质,所以 可发生电荷共享现象。当发生电荷共享现象时,输出图像的灵敏度可降低 并且可产生图像误差。此外,由于光电荷可不易于在光电二极管和读出电 路之间移动,所以可产生暗电流和/或饱和度以及灵敏度可降低。
发明内容
一些实施方案涉及在增加填充因子的同时可增加光电二极管和金属互 连之间的物理和电接触的图像传感器及其制造方法。一些实施方案涉及在 增加填充因子的同时可防止电荷共享的图像传感器及其制造方法。
一些实施方案涉及图像传感器及其制造方法,所述图像传感器及其制 造方法通过提供用于光电二极管和读出电路之间的光电荷的相对快速的 移动路径,可最小化暗电流源并可防止饱和度和灵敏度的降低。
根据一些实施方案,图像传感器可包括以下中的至少一个。在第一衬 底上方的金属互连和读出电路。在所述金属互连上和/或上方的金属层。包 括第一导电型导电层和第二导电型导电层并电连接至所述金属层的图像 传感器件。
根据一些实施方案,制造图像传感器的方法可包括以下步骤中的至少 一个。在第一衬底上方形成金属互连和读出电路。在所述金属互连上方形 成金属层。形成包括第一导电型导电层和第二导电型导电层的图像传感器 件。接合所述金属层和所述图像传感器件,使得所述金属层接触所述图像 传感器件。
附图说明
示例性图1~10说明根据一些实施方案的图像传感器以及制造图像传 感器的方法。
具体实施方式
将参考附图描述根据一些实施方案的图像传感器和制造图像传感器的 方法。
示例性图1是根据一些实施方案的图像传感器的截面图。参考示例性 图1,图像传感器可包括在第一基材100上和/或上方的金属互连150和读 出电路120(见图2B)。在金属互连150上和/或上方可提供金属层160。 图像传感器件210可电连接至金属层160,图像传感器件210可包括第一 导电型导电层214和第二导电型导电层216。
根据一些实施方案,图像传感器件210可以是光电二极管、光栅或其 任何组合。为描述简单起见,其称为光电二极管210。根据一些实施方案, 可在晶体半导体层中形成光电二极管。根据一些实施方案,光电二极管可 不限于此,但是可以形成在包括无定形半导体层的其它类型的层中。
示例性图2A是根据一些实施方案的可包括金属互连150和读出电路 120的第一衬底100的示意图。示例性图2B是根据一些实施方案的第一衬 底100的另一个视图。
参考示例性图2B,根据一些实施方案的制造图像传感器的方法可包括 准备第一衬底100。在第一衬底100上和/或上方可形成金属互连150和读 出电路120。根据一些实施方案,第一衬底100可以是第二导电型衬底。 根据一些实施方案,第一衬底100可不限于第二导电型衬底,而是可以是 任何导电型的。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L27-00 由在一个共用衬底内或其上形成的多个半导体或其他固态组件组成的器件
H01L27-01 .只包括有在一公共绝缘衬底上形成的无源薄膜或厚膜元件的器件
H01L27-02 .包括有专门适用于整流、振荡、放大或切换的半导体组件并且至少有一个电位跃变势垒或者表面势垒的;包括至少有一个跃变势垒或者表面势垒的无源集成电路单元的
H01L27-14 . 包括有对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射或者微粒子辐射并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的,或适用于通过这样的辐射控制电能的半导体组件的
H01L27-15 .包括专门适用于光发射并且包括至少有一个电位跃变势垒或者表面势垒的半导体组件
H01L27-16 .包括含有或不含有不同材料结点的热电元件的;包括有热磁组件的