[发明专利]CMOS图像传感器的局部互连结构及其形成方法

说明书

分案声明

本申请是2005年12月8日提交的申请号为200510130905.1、发 明名称为“CMOS图像传感器的局部互连结构及其形成方法”的中国 专利申请的分案申请；并要求美国专利申请11/007,859作为优先权， 该申请于2004年12月9日提交。

技术领域

本发明涉及图像传感器，更具体地讲，本发明涉及一种包括局部 互连结构的图像传感器。

背景技术

图像传感器已经变得无处不在，它们被广泛地用于数字照相机、 便携式电话、保密照相机、医疗器械、汽车和其它应用场合。制造图 像传感器的技术、特别是CMOS(互补型金属氧化半导体)图像传感 器持续地快速发展。例如，高分辨率和低能耗的要求促进了图像传感 器的进一步的小型化及集成。因此，图像传感器的像素阵列中的像素 数量已经显著增加。

例如，现在正制造五百万像素的CMOS传感器。这种大的像素 阵列意味着可以采集和读取大量的数据。另外，获得和读取数据的速 度也是一个问题。更小、更复杂的像素给布设接入和接出像素阵列的 所有信号线与电力线带来了困难，而且还要维持低成本和高性能。更 复杂的问题是，图像传感器的″栈高度″(stack height)也是一个因素。 图像传感器受益于低的栈高度，低的栈高度可改善光学串扰(optical crosstalk)以及改善显微镜头将光线有效地聚焦到像素感应区域的能 力。

因此，需要一种方法和结构，其可以改善接入和接出每个独立像 素的布线同时不增加栈高度。而且，如果这种结构也可用于外围区域 (在像素阵列外面的那些图像传感器的区域)以改善速度、性能以及设 在外围区域内的电路尺寸，将更加有利。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种有源像 素，其包括：一位于半导体基体上的光传感器；一位于光传感器与一 漂浮节点之间的传输晶体管，该传输晶体管可选择性地将信号从光传 感器传输至漂浮节点；一由漂浮节点控制的放大晶体管，该放大晶体 管包括一放大门电路；以及一局部互连结构，该局部互连结构将漂浮 节点电连接至放大门电路，而且该局部互连结构是形成在放大门电路 的侧壁上。

上述的有源像素中，光传感器可以在半导体基体表面上具有一 P+连接层；光传感器可以为光电二极管、光电门或者光电导体。局部 互连结构可以由自定位硅化物(self-aligned silicide)处理工艺形成，而 且局部互连结构可以由钴的硅化物、钛、钨、钴、钼、镍、钽或者上 述金属的合金形成。另外，该局部互连结构可以同步形成在外围区域， 且该外围区域内的局部互连结构也可以是自定位硅化物。同时，局部 互连结构可以由包含金属/金属氮化物组合的多层金属叠层形成。

上述的有源像素可以进一步在局部互连结构的上方形成保护绝 缘层；该保护绝缘层可以由硅的氧化物、二氧化硅、硅的氮化物或多 层绝缘体叠层形成。像素可以集成于一CMOS图像传感器，像素本 身可以为4T、5T、6T或者7T像素，而且像素可以进一步包括复位 晶体管、行选择晶体管、全局闸门晶体管(global shutter transistor)、 高动态范围晶体管、侧向溢漏晶体管(lateral overflow transistor)或 者浮动扩散转换晶体管(floating diffusion switch transistor)。

本发明提供的另一种技术方案是：一种有源像素，其包括：一位 于半导体基体上的光传感器；一位于光传感器与一漂浮节点之间的传 输晶体管，传输晶体管选择性地工作将信号从光传感器传输至漂浮节 点；一由漂浮节点控制的放大晶体管，放大晶体管包括一放大门电路； 以及一由自定位硅化物处理工艺形成的、用以电连接像素的电区域的 局部互连结构。