專利名稱：圖像傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖象傳感器及其制造方法。
背景技術(shù)：
圖像傳感器是用于將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的半導(dǎo)體器件。圖像傳感
器可大致分為電荷耦合器件(CCD)和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS) 圖像傳感器(CIS)。在圖像傳感器的制造期間，可以使用離子注入在襯底 中形成光電二極管。隨著為了在不增加芯片尺寸的情況下增加l象素?cái)?shù)目而 減小光電二極管的尺寸，接收光的部分的面積也減小，由此導(dǎo)致圖像品質(zhì) 降低。而且，由于堆疊高度的降低沒(méi)有與接收光的部分的面積的減小一樣 多，所以由于稱為艾里斑(airy disk)的光衍射而導(dǎo)致入射至接收光的部 分的光子數(shù)目也減少。
作為消除該限制的替代方案，已經(jīng)嘗試4吏用非晶硅(Si)形成光電二 極管，或使用諸如晶片-至-晶片結(jié)合(wafer-to-wafer bonding)的方法在 硅(Si)襯底中形成讀出電路并在形成的所述讀出電路上和/或上方形成光 電二極管(稱為"三維(3D)圖像傳感器，，)。光電二極管通過(guò)金屬互連與 讀出電路連接。
由于在轉(zhuǎn)移晶體管兩側(cè)中的源極和漏極二者是用N-型雜質(zhì)高度摻雜 的，所以發(fā)生電荷共享現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)生電荷共享現(xiàn)象時(shí)，輸出圖像的靈敏度 降低并且可產(chǎn)生圖像失真。而且，由于光電荷不易在光電二極管和讀出電 漆t(yī)間移動(dòng)，所以產(chǎn)生暗電流和/或降低飽和度以及靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容
一些實(shí)施方案涉及在增加填充因子的同時(shí)防止發(fā)生電荷共享的圖像傳 感器及其制造方法。
一些實(shí)施方案涉及圖像傳感器及其制造方法，其通過(guò)在光電二極管和 讀出電路之間提供用于光電荷的迅速移動(dòng)通路來(lái)最小化暗電流源并且防止飽和度和靈敏度的降低。
一些實(shí)施方案涉及圖 <象傳感器，該圖像傳感器可包括以下中的至少一
個(gè)在第一襯底上和/或上方的讀出電路；在所述第一襯底中的電結(jié)區(qū)域， 所述電結(jié)區(qū)域電連接至所述讀出電路；電連接至所述電結(jié)區(qū)域的金屬互 連；和在所述金屬互連上和/或上方的圖像傳感器件。
一些實(shí)施方案涉及圖像傳感器，該圖像傳感器可包括以下中的至少一 個(gè)第二導(dǎo)電型襯底；在所述第二導(dǎo)電型村底上形成的讀出電路；在所述 第二導(dǎo)電型襯底中形成的并且電連接至所述讀出電路的電結(jié)區(qū)域，所述電 結(jié)區(qū)域包括在所述第二導(dǎo)電型襯底中形成的第二導(dǎo)電型阱、在所述第二導(dǎo) 電型阱中形成的第一導(dǎo)電型離子注入層、和在所述第一導(dǎo)電型離子注入層 上形成的第二導(dǎo)電型離子注入層；形成為延伸穿過(guò)所述第二導(dǎo)電型離子注 入層的第一導(dǎo)電型連接區(qū)域；在所述第二導(dǎo)電型襯底上形成的并且通過(guò)所 述第一導(dǎo)電型連接區(qū)域電連接至所述電結(jié)區(qū)域的金屬互連；和在所述金屬 互連上形成的圖像傳感器件，該圖像傳感器件包括形成在所述金屬互連上 并且與所述金屬互連接觸的高濃度第一導(dǎo)電型導(dǎo)電層、在所述高濃度第一 導(dǎo)電型導(dǎo)電層上形成的第一導(dǎo)電型導(dǎo)電層、和在所述第一導(dǎo)電型導(dǎo)電層上 形成的第二導(dǎo)電型導(dǎo)電層。
一些實(shí)施方案涉及制造圖像傳感器的方法，所述方法可包括以下步驟 中的至少一個(gè)在第一襯底上和/或上方形成讀出電路；然后在所述第一襯 底中形成電連接至所述讀出電路的電結(jié)區(qū)域；然后在所述第一襯底上和/ 或上方形成電連接至所述電結(jié)區(qū)域的金屬互連；然后在所述金屬互連上和 /或上方形成圖像傳感器件。
一些實(shí)施方案涉及制造圖像傳感器的方法，所述方法可包括以下步驟 中的至少一個(gè)在第一襯底上和/或上方形成讀出電路；然后在所述第一襯 底中形成電結(jié)區(qū)域并且電連接至所述讀出電路；然后在所述第 一襯底上形 成金屬互連并且電連接至所述電結(jié)區(qū)域；然后在所述金屬互連上形成圖像 傳感器件并與所述金屬互連接觸。


示例性圖1~9說(shuō)明根據(jù)一些實(shí)施方案的圖像傳感器及制造圖像傳感器的方法。
具體實(shí)施例方式
如示例性圖l所示，才艮據(jù)一些實(shí)施方案的圖4象傳感器可包括在第一 襯底100上和/或上方形成的讀出電路120、在第一襯底100中形成的并且 電連接至讀出電路120的電結(jié)區(qū)域140、電連接至電結(jié)區(qū)域140的金屬互 連150、和在金屬互連150上和/或上方形成的圖^f象傳感器件210。第一襯 底100可以為但是不限于第二導(dǎo)電型襯底。圖像傳感器件210可以是但不 限于光電二極管。圖像傳感器件210可以是光電二極管、光柵(photogate) 或其任意組合。雖然實(shí)施方案描述了形成為結(jié)晶半導(dǎo)體層的光電二極管， 但是光電二極管不限于此，而且可以形成為無(wú)定形半導(dǎo)體層。
如示例性圖2 ~ 7所示，根據(jù)一些實(shí)施方案的制造這樣的圖傳 降感器的 方法可包括提供其中形成有金屬互連150和讀出電路120的第一襯底 100。第一襯底100可以是但不限于第二導(dǎo)電型襯底。例如，在第二導(dǎo)電型 第一襯底100中形成器件隔離層110，以由此限定有源區(qū)。在有源區(qū)中形 成包括至少一個(gè)晶體管的讀出電路120。例如，讀出電路120可包括轉(zhuǎn)移 晶體管(Tx) 121、重置晶體管(Rx) 123、驅(qū)動(dòng)晶體管(Dx) 125和選擇 晶體管(Sx) 127。然后可形成包括相應(yīng)晶體管的源^l/漏極區(qū)133、 135和 137的離子注入?yún)^(qū)域130的浮置擴(kuò)散區(qū)(FD) 131。才艮據(jù)一些實(shí)施方案， 可以形成去噪電路(noise removal circuit)以最大化靈敏度。
在第一襯底100上和/或上方形成讀出電路120可包括:在第一襯底100 中形成電結(jié)區(qū)域140，并且形成插入金屬互連150和電結(jié)區(qū)域140之間并 電連接至金屬互連150和電結(jié)區(qū)域140的第一導(dǎo)電型連接區(qū)域147。電結(jié) 區(qū)域140可以是但不限于PN結(jié)。例如電結(jié)區(qū)域140可包括在第二導(dǎo)電 型阱141或第二導(dǎo)電型外延層上和/或上方形成的第一導(dǎo)電型離子注入層 143、和在第一導(dǎo)電型離子注入層143上和/或上方形成的第二導(dǎo)電型離子 注入層145。如示例性圖2所示，PN結(jié)140可以是但不限于 P0(145)/N誦(143)/P畫(huà)(141)結(jié)。
根據(jù)一些實(shí)施方案，設(shè)計(jì)器件使得在轉(zhuǎn)移晶體管(Tx) 121的兩側(cè)上 在源極和漏極之間存在電位差，使得可以全部轉(zhuǎn)儲(chǔ)光電荷。因此，由光電 二極管產(chǎn)生的光電荷全部轉(zhuǎn)儲(chǔ)至浮置擴(kuò)散區(qū)，使得可以最大化輸出圖像的 靈敏度。意味著在第一襯底IOO中形成電結(jié)區(qū)域140,其中讀出電路120
7允許在轉(zhuǎn)移晶體管(Tx) 121的兩側(cè)上在源極和漏極之間產(chǎn)生電位差，使 得可以全部轉(zhuǎn)儲(chǔ)光電荷。
以下，詳細(xì)描述根據(jù)一些實(shí)施方案的光電荷的轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。和作為N+ 結(jié)的浮置擴(kuò)散(FD)節(jié)點(diǎn)131不同，作為電結(jié)區(qū)域140并且施加于其的電 壓沒(méi)有全部轉(zhuǎn)移的P/N/P結(jié)140在預(yù)定電壓下被截?cái)?pinch off )。該電壓 被稱作釘扎電壓(pinning voltage )，其取決于P0區(qū)域145和N-區(qū)域143 的摻雜濃度。具體地，由光電二極管210產(chǎn)生的電子移動(dòng)至PNP結(jié)140, 并且轉(zhuǎn)移至浮置擴(kuò)散(FD )節(jié)點(diǎn)131，并且當(dāng)轉(zhuǎn)移晶體管Tx 121導(dǎo)通時(shí)轉(zhuǎn) 化為電壓。由于？0/^/ -結(jié)140的最高電壓值變成釘扎電壓，并且浮置擴(kuò) 散(FD)節(jié)點(diǎn)131的最大電壓值變成Vdd^123的閾值電壓Vth，所以由芯 片上部中的光電二極管210產(chǎn)生的電子可以全部轉(zhuǎn)儲(chǔ)至浮置擴(kuò)散(FD)節(jié) 點(diǎn)131，而沒(méi)有被轉(zhuǎn)移晶體管(Tx) 131兩側(cè)之間的電位差共享的電荷。 這意味著根據(jù)一些實(shí)施方案，在珪村底諸如第一襯底100中形成P0/N-/P-阱結(jié)而不是N+ZP-阱結(jié)，以使得在4-Tr有源像素傳感器(APS)的重置操 作期間a+電壓施加于？0/]\-^-阱結(jié)的N-143,接地電壓施加于P0145和P-阱141，使得如在雙極結(jié)型晶體管(BJT)結(jié)構(gòu)中一樣在預(yù)定電壓或更大 電壓下對(duì)？0/1\-^-阱雙結(jié)產(chǎn)生截?cái)?。這稱作釘扎電壓。因此，在轉(zhuǎn)移晶體 管(Tx)121兩側(cè)在源極和漏極之間產(chǎn)生電位差，以防止在轉(zhuǎn)移晶體管(Tx) 121的開(kāi)/關(guān)操作期間的電荷共享現(xiàn)象。因此，和光電二極管筒單地連接至 N+結(jié)的情況不同，根據(jù)一些實(shí)施方案可以避免諸如飽和度減小和靈智:度降 低的限制。
然后，在光電二極管和讀出電漆t(yī)間形成第一導(dǎo)電型連接區(qū)域147以 提供光電荷迅速移動(dòng)通路，使得最小化暗電流源并且可防止飽和度減小和 靈敏度降低。為此，根據(jù)一些實(shí)施方案，可在P0/N-ZP-結(jié)140的表面上和/ 或上方形成用于歐d^接觸的第一導(dǎo)電型連接區(qū)域147。 N+區(qū)域147可以形 成為延伸穿過(guò)P0區(qū)域145和接觸N-區(qū)域143。為了防止第一導(dǎo)電型連接 區(qū)域147變成泄漏源，可以最小化第一導(dǎo)電型連接區(qū)域147的寬度。因此， 根據(jù)一些實(shí)施方案，在蝕刻第一金屬接觸151a之后可以實(shí)施插塞注入，但 是工藝不限于此。例如，可以形成離子注入圖案，并且然后使用所述離子 注入圖案作為離子注入掩模形成第一導(dǎo)電型連接區(qū)域147。這意味著根 據(jù)實(shí)施方案的用N-型雜質(zhì)局部和重?fù)诫s僅接觸形成部分的原因是在最小 化暗信號(hào)的同時(shí)促進(jìn)歐姆接觸的形成。在重?fù)诫s整個(gè)轉(zhuǎn)移晶體管源極的情
8況下，通過(guò)Si表面懸鍵可提高暗信號(hào)。
然后，可在第一襯底100上和/或上方形成層間電介質(zhì)160。然后金屬 互連150可形成為延伸穿過(guò)層間電介質(zhì)160并且電連接至第一導(dǎo)電型連接 區(qū)域147。金屬互連150可包括但不限于第一金屬接觸151a、第一金屬151、 第二金屬152、第三金屬153和第四金屬接觸154a。
如示例性圖3所示，然后，在第二襯底200上和/或上方形成結(jié)晶半導(dǎo) 體層210a。根據(jù)一些實(shí)施方案，在結(jié)晶半導(dǎo)體層210a中形成光電二極管 210。因此，圖像傳感器件采用位于讀出電路上和/或上方的三維(3D)圖 像傳感器以提高填充因子，并且圖像傳感器件形成在結(jié)晶半導(dǎo)體層內(nèi)部使 得可以防止圖像傳感器件內(nèi)部的缺陷。例如，使用外延生長(zhǎng)在第二襯底200 上和/或上方形成結(jié)晶半導(dǎo)體層210a。然后，在第二襯底200和結(jié)晶半導(dǎo) 體層210a之間注入氬離子以形成插入第二襯底200和結(jié)晶半導(dǎo)體層210a 之間的氫離子注入層207a。在用于形成光電二極管210的離子注入之后可 以實(shí)施氫離子的注入。
如圖4所示，然后，使用離子注入在結(jié)晶半導(dǎo)體層210a中形成光電二 極管210。例如，在結(jié)晶半導(dǎo)體層210a的下部中在氫離子注入層207a上 和/或上方形成與氫離子注入層207a接觸的第二導(dǎo)電型導(dǎo)電層216。通過(guò) 在第二襯底200的整個(gè)表面上無(wú)掩模地實(shí)施第一無(wú)掩模離子注入 (blanket-ion implantation),可在結(jié)晶半導(dǎo)體層210a的下部中形成高濃 度P-型導(dǎo)電層216。然后，通過(guò)在第二襯底200的整個(gè)表面上無(wú)掩模地實(shí) 施第二無(wú)掩模離子注入在第二導(dǎo)電型導(dǎo)電層216上和/或上方形成第一導(dǎo) 電型導(dǎo)電層214。然后，通過(guò)在第二襯底200的整個(gè)表面上無(wú)掩模地實(shí)施 第三無(wú)覆蓋離子注入在第一導(dǎo)電型導(dǎo)電層214上和/或上方形成高濃度第 一導(dǎo)電型導(dǎo)電層212， 4吏得第一導(dǎo)電型導(dǎo)電層214可有助于歐^t接觸。
如示例性圖5所示，然后，接合第一襯底100和第二襯底200使得光 電二極管210接觸金屬互連150。在第一襯底100和第二襯底200彼此接 合之前，可通過(guò)利用等離子體活化增加待接合表面的表面能實(shí)施所述接 合?？梢杂迷O(shè)置在接合界面上和/或上方的電介質(zhì)或金屬層實(shí)施掩^，以最 大化接合力。
如示例性圖6所示，然后，通過(guò)對(duì)第二襯底200實(shí)施熱處理，可將氫 離子注入層207a轉(zhuǎn)化為氫氣層。然后可以移除第二襯底200的一部分并保留氫氣層之下的光電二極管210，在使得可以暴露光電二極管210?？梢允?用切割設(shè)備諸如刀片實(shí)施第二襯底200的除去。然后可實(shí)施隔離每個(gè)單元 像素的光電二極管的蝕刻工藝。然后可用像素間電介質(zhì)填充蝕刻的部分。
如示例性圖7所示，然后可實(shí)施用于形成上部電極240和濾色器的工藝。
在根據(jù)一些實(shí)施方案的圖像傳感器和其制造方法中，設(shè)計(jì)器件使得在 轉(zhuǎn)移晶體管Tx兩側(cè)在源極和漏極之間存在電位差，使得可以全部轉(zhuǎn)儲(chǔ)光 電荷。而且，在光電二極管和讀出電落之間形成電荷連接區(qū)域，以提供光 電荷迅速移動(dòng)通路，使得最小化暗電流源并且可防止飽和度減小和靈敏度 降低。而且，也可以加入去噪電路使得可以最大化靈敏度。
如示例性圖8所示，根據(jù)實(shí)施方案的圖4象傳感器可以包括在第一村 底100上和/或上方形成的讀出電路120以及在第一襯底中形成的并且電連 接至讀出電路120的電結(jié)區(qū)域140。金屬互連150可以形成為電連接至電 結(jié)區(qū)域140，圖傳_傳感器件210可以形成在金屬互連150上和/或上方。在 示例性圖8中說(shuō)明的實(shí)施方案可以采用示例性圖2 ~ 7中說(shuō)明的實(shí)施方案的 技術(shù)特性。例如，設(shè)計(jì)器件，使得在轉(zhuǎn)移晶體管(Tx)兩側(cè)在源極和漏極 之間存在電位差，使得可以全部轉(zhuǎn)儲(chǔ)光電荷。而且，在光電二極管和讀出 電漆t(yī)間形成電荷連接區(qū)域，以提供光電荷迅速移動(dòng)通路，使得最小化暗 電流源，并且可防止飽和度減小和靈敏度降低。和示例性圖2~7中說(shuō)明的 實(shí)施方案不同，在電結(jié)區(qū)域140的一側(cè)上和/或上方橫向間隔開(kāi)地形成第一 導(dǎo)電型連接區(qū)域148。或者，可以在？0/1\-^-結(jié)140上和/或上方形成用于 歐姆接觸的N+連接區(qū)域148。
由于用施加于PO/N-ZP-結(jié)140的反偏壓操作器件，因而可在Si表面上 和/或上方產(chǎn)生電場(chǎng)(EF),所以形成N+連接區(qū)域148和M1C接觸151a 的工藝可提供泄漏源。在電場(chǎng)內(nèi)部在接觸形成工藝期間產(chǎn)生的晶體缺陷作 為泄漏源。此外，在PO/N-ZP-結(jié)140的表面上和/或上方形成N+連接區(qū)域 148的情況下，可以因N+/P0結(jié)148/145而產(chǎn)生電場(chǎng)。該電場(chǎng)也作為泄漏 源。因此， 一些實(shí)施方案提出如下布局在未摻雜P0層但是包括N+連接 區(qū)域148的有源區(qū)中形成第一接觸插塞151a并且連接至N-結(jié)143。根據(jù) 一些實(shí)施方案，在Si表面上和/或上方未產(chǎn)生電場(chǎng)，這可有助于減小3D集 成的CIS的暗電流。如示例性圖9所示，根據(jù)一些實(shí)施方案的圖4象傳感器可以包括在第 一襯底100上和/或上方形成的讀出電路120、以及在第一襯底100中形成 的并且電連接至讀出電路120的電結(jié)區(qū)域140。金屬互連150形成為電連 接至電結(jié)區(qū)域140,圖像傳感器件210形成在金屬互連150上和/或上方。 在示例性圖9中說(shuō)明的實(shí)施方案可以采用示例性圖2 ~ 8中說(shuō)明的實(shí)施方案 的技術(shù)特性。例如，器件設(shè)計(jì)為在轉(zhuǎn)移晶體管(Tx)兩側(cè)在源極和漏極之 間存在電位差，使得可以全部轉(zhuǎn)儲(chǔ)光電荷。而且，在光電二極管和讀出電 路之間形成電荷連接區(qū)域以提供光電荷迅速移動(dòng)通路，使得最小化暗電流 源，并且可防止飽和度減小和靈敏度降低。
根據(jù)一些實(shí)施方案，如下更詳細(xì)地描述在第一襯底100上和/或上方的 讀出電路120的形成。在第一襯底100上和/或上方間隔開(kāi)地形成可包括第 一晶體管121a和第二晶體管121b的轉(zhuǎn)移晶體管Tx。第一晶體管121a和 第二晶體管121b可以是但不限于轉(zhuǎn)移晶體管Tx。第一晶體管121a和第二 晶體管121b可同時(shí)或依次地形成。然后，在第一晶體管121a和第二晶體 管121b之間的間隔中在第一襯底100中形成電結(jié)區(qū)域140。例如，電結(jié)區(qū) 域140可以是但不限于PN結(jié)140。 PN結(jié)140可以包括在第二導(dǎo)電型外 延層(或阱)141中形成的第一導(dǎo)電型離子注入層143、以及在第一導(dǎo)電型 離子注入層143上和/或上方形成的第二導(dǎo)電型離子注入層145。 PN結(jié)140 可以是但不限于在示例性圖2中說(shuō)明的P0/N-(143)/P-(141)結(jié)。
然后，在第二晶體管121b的一側(cè)上在襯底100中形成連接至金屬互連 150的高濃度第一導(dǎo)電型連接區(qū)域131b。高濃度第一導(dǎo)電型連接區(qū)域131b 是高濃度N+離子注入?yún)^(qū)域(N+結(jié))并且可以作為但不限于第二浮置擴(kuò)散 區(qū)(FD2) 131b。根據(jù)一些實(shí)施方案，讀出電路包括用于移動(dòng)由芯片上 部中的光電二極管產(chǎn)生的電子至其中形成讀出電路的第一襯底100的N+ 結(jié)131b的部分、和此時(shí)用于移動(dòng)N+結(jié)131b的電子至N-結(jié)143的部分， 使得可以實(shí)現(xiàn)4Tr操作。
分別形成PO/N-ZP-結(jié)140和N+結(jié)131b的原因如下。當(dāng)在PO/N-ZP-夕卜 延層140的P/N/P結(jié)140中形成N+摻雜和接觸時(shí)，通過(guò)N+層131b和接 觸蝕刻損傷產(chǎn)生暗電流。為防止該暗電流，作為接觸形成部分的N+結(jié)131b 已經(jīng)與P/N/P結(jié)140分離。意味著當(dāng)在P/N/P結(jié)140的表面上實(shí)施N+ 摻雜和接觸蝕刻時(shí)，形成泄漏源。為防止這些泄漏源，已經(jīng)在N十/P-外延 結(jié)131b中形成接觸。由于第二晶體管(Tx2) 121b的柵極在信號(hào)讀出操
ii作期間導(dǎo)通，所以由芯片上部中的光電二極管210產(chǎn)生的電子穿過(guò) P0/N-ZP-夕卜延結(jié)140并且移動(dòng)至第一浮置擴(kuò)散區(qū)(FD 1) 131a,使得可以 實(shí)現(xiàn)相關(guān)雙采樣。
雖然一些實(shí)施方案一般性涉及互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像 傳感器，但是這樣的實(shí)施方案不限于此，而是可以容易地應(yīng)用于任何需要 光電二極管的圖像傳感器。
盡管此處已經(jīng)描述了一些實(shí)施方案，但是應(yīng)理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以 知道4艮多其它的改變和實(shí)施方案，這些也在4^>開(kāi)原理的精神和范圍內(nèi)。 更尤其是，在;$^>開(kāi)、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，對(duì)象組合布置的構(gòu) 件和/或布置中可能有不同的變化和改變。除構(gòu)件和/或布置的變化和改變 之外，替代的用途對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員也是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1. 一種圖像傳感器，包括在第一襯底上的讀出電路；在所述第一襯底中的電結(jié)區(qū)域，所述電結(jié)區(qū)域電連接至所述讀出電路；電連接至所述電結(jié)區(qū)域的金屬互連；和在所述金屬互連上并且與所述金屬互連接觸的圖像傳感器件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像傳感器，還包括在所述電結(jié)區(qū)域和所述金 屬互連之間的第一導(dǎo)電型連接區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像傳感器，其中所述第一導(dǎo)電型連接區(qū)域包 括電連接至所述金屬互連的第一導(dǎo)電型連接區(qū)域。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像傳感器，其中所述第一導(dǎo)電型連接區(qū)域包 括與所述電結(jié)區(qū)域間隔開(kāi)形成并且電連接至所述金屬互連的第一導(dǎo)電型 連接區(qū)域。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像傳感器，其中所述電結(jié)區(qū)域包括 在所述第一襯底中的第一導(dǎo)電型離子注入?yún)^(qū)域；和 在所述第一導(dǎo)電型離子注入?yún)^(qū)域上的第二導(dǎo)電型離子注入?yún)^(qū)域。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像傳感器，其中所述讀出電路包括晶體管， 使得在所述晶體管兩側(cè)在源極和漏極之間存在電位差。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像傳感器，還包括在所述第一襯底中包括浮 置擴(kuò)散區(qū)域的離子注入?yún)^(qū)域，其中所述晶體管包括轉(zhuǎn)移晶體管，所述轉(zhuǎn)移 晶體管的源極的離子注入濃度低于所述浮置擴(kuò)散區(qū)域的離子注入濃度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像傳感器，其中所述讀出電路包括在所述第 一村底上的第一晶體管和第二晶體管，所述電結(jié)區(qū)域包括所述第一晶體管 和所述第二晶體管之間的電結(jié)區(qū)域。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像傳感器，還包括在所述第二晶體管的一側(cè) 上并連接至所述金屬互連的第一導(dǎo)電型第二連接區(qū)域。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像傳感器，其中所述電結(jié)區(qū)域包括PN結(jié)。
11. 一種制造圖像傳感器的方法，包括 在第一襯底上形成讀出電路；并然后在所述第一襯底中形成電結(jié)區(qū)域并且電連接至所述讀出電路；和然后 在所述第一襯底上形成金屬互連并且電連接至所述電結(jié)區(qū)域；和然后 在所述金屬互連上形成圖像傳感器件并且與所述圖像傳感器件接觸。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括在所述電結(jié)區(qū)域和所述金屬互 連之間形成第一導(dǎo)電型連接區(qū)域。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一導(dǎo)電型連接區(qū)域電連接至 所述金屬互連。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中在實(shí)施所述金屬互連的接觸蝕刻之 后實(shí)施所述第一導(dǎo)電型連接區(qū)域的形成。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一導(dǎo)電型連接區(qū)域形成為與 所述電結(jié)區(qū)域間隔開(kāi)并且電連接至所述金屬互連。
16. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中所述電結(jié)區(qū)域的形成包括 在所述第一襯底中形成第一導(dǎo)電型離子注入?yún)^(qū)域；和然后 在所述第一導(dǎo)電型離子注入?yún)^(qū)域上形成第二導(dǎo)電型離子注入?yún)^(qū)域。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括在所述第一襯底中形成包括浮置 擴(kuò)散區(qū)域的離子注入?yún)^(qū)域，其中所述電結(jié)區(qū)域的離子注入濃度低于所述浮 置擴(kuò)散區(qū)域的離子注入濃度。
18. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第一襯底的所述讀出電路包括 在所述第一襯底上形成的第一晶體管和第二晶體管，所述電結(jié)區(qū)域形成在 所述第一晶體管和第二晶體管之間。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括與所述第二晶體管間隔開(kāi)形成第 一導(dǎo)電型第二連接區(qū)域并且連接至所述金屬互連。
20. —種圖4象傳感器，包括 第二導(dǎo)電型襯底；在所述第二導(dǎo)電型襯底上形成的讀出電路；在所述第二導(dǎo)電型襯底中形成的并且電連接至所述讀出電路的電結(jié)區(qū) 域，所述電結(jié)區(qū)域包括在所述第二導(dǎo)電型襯底中形成的第二導(dǎo)電型阱、在 所述第二導(dǎo)電型阱中形成的第一導(dǎo)電型離子注入層和在所述第一導(dǎo)電型 離子注入層上形成的第二導(dǎo)電型離子注入層；形成為延伸穿過(guò)所述第二導(dǎo)電型離子注入層的第一導(dǎo)電型連接區(qū)域；在所述第二導(dǎo)電型襯底上形成的并且通過(guò)所述第一導(dǎo)電型連接區(qū)域電 連接至所述電結(jié)區(qū)域的金屬互連；和在所述金屬互連上形成的圖像傳感器件，所述圖像傳感器件包括在所 述金屬互連上形成的并與所述金屬互連接觸的高濃度第一導(dǎo)電型導(dǎo)電層、 在所述高濃度第一導(dǎo)電型導(dǎo)電層上形成的第一導(dǎo)電型導(dǎo)電層、和在所述第 一導(dǎo)電型導(dǎo)電層上形成的第二導(dǎo)電型導(dǎo)電層。
全文摘要
一種圖像傳感器及其制造方法，所述圖象傳感器包括第一襯底、讀出電路、電結(jié)區(qū)域、金屬互連和圖像傳感器件。讀出電路形成在第一襯底上和/或上方，電結(jié)區(qū)域形成在第一襯底中并且電連接至讀出電路。金屬互連電連接至電結(jié)區(qū)域。圖像傳感器件形成在金屬互連上和/或上方。
文檔編號(hào)H01L27/146GK101471353SQ200810173268
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者俊 黃 申請(qǐng)人:東部高科股份有限公司