[发明专利]具有硅和硅锗的互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器

说明书

本发明的实施例提供了一种具有硅和硅锗的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。硅锗层邻接于硅层。光检测器布置在所述硅锗层中。晶体管，布置在所述硅层上，同时源/漏区埋置在所述硅层的表面内且电连接至所述光检测器。本发明的实施例还提供了用于制造CMOS图像传感器的方法。

相关申请的交叉参考

本申请要求于2015年11月13日提交的美国临时申请第62/255,006号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明的实施例总体涉及半导体领域，更具体地，涉及CMOS图像传感器。

背景技术

许多现代电子设备包括图像传感器。一些图像传感器类型包括电荷连接器件(CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。相比于CCD图像传感器，CMOS图像传感器日益受到青睐。CMOS 图像传感器比CCD图像传感器提供了更低的功耗、更小的尺寸、以及更快的数据处理。此外，CMOS图像传感器提供数据的直接输出，而在CCD图像传感器中是不行的。甚至，相比于CCD图像传感器，CMOS图像传感器具有较低的制造成本。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种互补金属氧化物半导体(CMOS) 图像传感器，包括：硅层，邻接硅锗层；光检测器，布置在所述硅锗层中；以及晶体管，布置在所述硅层上，所述晶体管具有埋置在所述硅层的表面内且电连接至所述光检测器的源/漏区。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造互补金属氧化物半导体 (CMOS)图像传感器的方法，所述方法包括：形成包括硅层和硅锗层的半导体叠层；在所述硅锗层中形成光检测器；以及在所述硅层上形成具有源/漏区的晶体管，所述源/漏区埋置在所述硅层的表面内且电连接至所述光检测器。

根据本发明的又一方面，提供了一种图像传感器，包括：半导体叠层，布置在半导体衬底上方，所述半导体叠层包括下硅层、覆盖所述下硅层的硅锗层以及覆盖所述硅锗层的上硅层；像素传感器阵列，布置在所述半导体叠层中，所述像素传感器包括掩埋在所述硅锗层中的光检测器以及布置在所述上硅层上的晶体管，其中，所述晶体管包括栅极和布置在所述上硅层中且位于所述栅极相对两侧的一对源/漏区，并且所述源/漏区包括电连接至所述光检测器的源/漏区；隔离区，布置在所述像素传感器之间，并且横向环绕所述像素传感器；以及逻辑区，横向环绕所述隔离区并且包括逻辑晶体管。

附图说明

在阅读附图时，本发明的各个方面可从下列详细描述获得最深入理解。应当注意，根据工业中的标准实践，各个部件并非按比例绘制。事实上，为了清楚讨论，各个部件的尺寸可以任意增大或减小。

图1示出了具有硅和硅锗的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的一些实施例的截面图。

图2A至图2L示出了图1的CMOS图像传感器的更详细的实施例的截面图。

图3A和图3B示出了图1的CMOS图像传感器的一些前照(FSI)和背照(BSI)实施例的各个截面图。

图4示出了图1的CMOS图像传感器的像素传感器的一些实施例的电路图。

图5示出了图1的CMOS图像传感器的一些实施例的顶视图。

图6至图12示出了制造具有硅和硅锗的CMOS图像传感器的方法的一些实施例的一系列截面图。

图13示出了制造具有硅和硅锗的CMOS图像传感器的方法的一些实施例的流程图。

图14至图21示出了制造具有硅和硅锗的CMOS图像传感器的方法的其他实施例的一系列截面图。

图22示出了制造具有硅和硅锗的CMOS图像传感器的方法的其他实施例的流程图。

具体实施方式