[发明专利]图像传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像传感器及其制造方法。

背景技术

图像传感器是一种用于将光学图像转换成电信号的半导体器件。图像传感器可以大致分为电荷耦合器件(CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)。

在制造图像传感器期间，可以使用离子注入在基片中形成光电二极管。随着为了在不增加芯片尺寸的情况下增加像素数目而减少光电二极管的尺寸，光接收部分的面积也减少，从而导致图像质量下降。

而且，由于堆叠高度没有减少得与光接收部分的面积减少一样多，所以入射到光接收部分的光子数目也由于被称作艾里斑(airy disk)的光的衍射而减少。

作为对克服这种限制的替换，已进行了如下尝试：使用非晶硅(Si)形成光电二极管，或者使用诸如晶片对晶片接合之类的方法在硅(Si)基片中形成读出电路，并且在读出电路上形成光电二极管(被称为“三维(3D)图像传感器”)。光电二极管通过金属互连件与读出电路连接。

根据现有技术，在光电二极管和互连件之间可能发生接触不良，这需要光电二极管和互连件之间的接触工艺。在这种情况下，存在如下限制：根据接触的形成而暗电流可能增加。

另外，由于在现有技术中，转移晶体管的源极和漏极都重掺杂有N型杂质，所以发生电荷共享现象。当发生电荷共享现象时，输出图像的灵敏度下降，并且可能生成图像误差。而且，因为光电荷没有在光电二极管和读出电路之间容易地移动，所以生成了暗电流，并且/或者饱和度和灵敏度下降。

发明内容

实施例提供了一种图像传感器及其制造方法，该图像传感器将图像感测器件电容性地连接到读出电路。

实施例还提供了一种图像传感器及其制造方法，该图像传感器可以增加填充因数并避免电荷共享现象。

实施例还提供了一种图像传感器及其制造方法，该图像传感器通过在光电二极管和读出电路之间形成光电荷的光滑转移路径，可以使暗电流源最小化并抑制饱和度下降和灵敏度降级。

在一个实施例中，一种图像传感器包括：读出电路，其在第一基片中；互连件，其在所述第一基片之上，并且电连接到所述读出电路；绝缘层，其在所述互连件之上；电极，其在所述绝缘层上；以及图像感测器件，其在所述电极上。

在另一个实施例中，一种用于制造图像传感器的方法包括：在第一基片中形成读出电路；形成互连件，所述互连件在所述第一基片之上并电连接到所述读出电路；在第二基片处形成图像感测器件；在所述图像感测器件上相继形成电极和绝缘层；以及接合所述第一基片和所述第二基片以使所述绝缘层与所述第一基片相接触。

在还有另一个实施例中，一种用于制造图像传感器的方法包括：在第一基片中形成读出电路；在所述第一基片之上形成互连件，所述互连件电连接到所述读出电路；在所述互连件之上相继形成绝缘层和电极，所述电极通过所述绝缘层与所述互连件隔离；在第二基片处形成图像感测器件；以及接合所述第一基片和所述第二基片以使所述电极与所述图像感测器件相接触。

在以下附图和说明书中描述一个或多个实施例的细节。从说明书和附图中以及从权利要求书中，其它特征将会变得明显。

附图说明

图1是根据实施例的图像传感器的横截面图。

图2-8是根据第一实施例的用于制造图像传感器的方法的横截面图。

图9和10是用于根据实施例的图像传感器的电路图。

图11是根据另一个实施例的图像传感器的横截面图。

具体实施方式

在下文中，参考附图来描述图像传感器及其制造方法的实施例。

在实施例的描述中，将会理解的是，当层(或膜)被称为处在另一个层或基片“上”时，它可以直接处在另一个层或基片上，或者也可以存在中间层。进一步将会理解的是，当层被称为处在另一个层“之下”时，它可以直接处在另一个层之下，或者也可以存在一个或多个中间层。另外还将会理解的是，当层被称为处在两个层“之间”时，它可以是这两个层之间的唯一层，或者也可以存在一个或多个中间层。

图1是根据实施例的图像传感器的横截面图。

根据实施例的图像传感器可以包括：第一基片100，其具有读出电路(未示出)；互连件150，其在第一基片100之上，并且电连接到读出电路；绝缘层230，其在互连件150之上；电极220，其在绝缘层230上；以及图像感测器件210，其在电极220上。