[发明专利]CMOS图像传感器及其制造方法

说明书

本申请要求享有2006年12月29日提出的韩国专利申请No.10-2006-0137342的权益，在此结合其全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及一种CMOS图像传感器。更具体地说，本发明涉及一种CMOS图像传感器及其制造方法，在其中简化了用于电连接浮置扩散区域和图像传感器的驱动晶体管的配线。

背景技术

图像传感器是一种用于将光学图像转换为电信号的器件。通常，当前应用于工艺中的图像传感器或者为互补金属氧化硅(CMOS)图像传感器或者为电荷耦合器件(CCD)图像传感器。

CCD图像传感器具有极好的光敏感性和噪声特性，但是难于将其合并到高集成度器件中，而且和CMOS图像传感器相比其具有相对较高的耗能率。另一方面，CMOS图像传感器具有比较简单的工艺和较低的耗能率，这使其更适于在高度集成器件中。

最近，已发展出一种制造半导体器件的技术，其中，CMOS图像传感器具有改进的特性。由于这些发展，引起了人们对CMOS图像传感器的极大关注。

通常，CMOS图像传感器包括：能够接收光的光电二极管以及能够控制从光电二极管输入的图像信号的晶体管。根据晶体管的数量，CMOS图像传感器分为三T型或四T型。这里，三T型传感器包括一个光电二极管和三个晶体管，而四T型具有一个光电二极管和四个晶体管。

图1中所示为现有技术的四T型CMOS图像传感器，四T型CMOS图像传感器包括形成于有源区域1中的光电二极管区域(PD)，在具有最广阔区域的有源区域1的部分。图像传感器也包括转移晶体管(Tx)、复位晶体管(Rx)、以及驱动晶体管(Dx)，驱动晶体管形成以在除了光电二极管区域以外的区域中与有源区域1相重叠

图2示出了CMOS图像传感器的各层。CMOS传感器包括P型外延层4，P型外延层4形成于P++型半导体衬底2上。另外，传感器包括：器件隔离层6、栅极10、栅氧化膜12和栅间隔垫14、n-型扩散区域16、n+型扩散区域18、层间电介质层26、第一和第二接触孔20和30、第一和第二接触插栓22和32、以及金属线(wiring)24。

在设置光电二极管区域(PD)、有源区域1、以及器件隔离区域的位置，器件隔离层6形成于半导体衬底2的器件隔离区中。

栅极10形成于栅隔离层8上，栅隔离层8形成于外延层4上，以便形成转移晶体管(Tx)和驱动晶体管(Dx)。栅氧化膜12和栅间隔垫14形成于栅极10的两侧壁上。

n-型扩散区域16形成于光电二极管区域(PD)的外延层4中。而n+型扩散区域18形成于各个晶体管(Tx，Rx，Dx)之间的有源区域1。

层间电介质层26形成于外延层4上，以覆盖包括栅间隔垫14的栅极10，并形成第一接触孔20从而穿透层间电介质层26以暴露浮置扩散区(FD)。形成第二接触孔，从而穿透层间电介质层26，以暴露驱动晶体管(Dx)的栅极10。第一和第二接触插栓22和32形成于层间电介质层26的第一和第二接触孔20和30中，并且金属线24形成于第一和第二接触插栓22和32上，以使浮置扩散区域(FD)和驱动晶体管(Dx)的栅极10电接触。

光电二极管(PD)感应入射光，以根据光的量在感应器中产生电荷。转移晶体管(Tx)将从光电二极管(PD)产生的电荷转移至浮置扩散区(FD)。在转移电荷之前，浮置扩散区域(FD)将电子从光电二极管(PD)移动到复位晶体管(Rx)，以导通复位晶体管。随后，将浮置扩散区域(FD)设置在预定的低电荷值。复位晶体管(Rx)释放储存在浮置扩散区域(FD)中的电荷，从而探测信号。驱动晶体管(Dx)将电荷转换为电压信号。通常，应用金属线，以连接浮置扩散区域(FD)和驱动晶体管(Dx)。

对照四T型CMOS图像传感器，图3中示出了现有技术中公知的三T型CMOS图像传感器。三T型CMOS图像传感器包括：形成于有源区域最广阔部分的光电二极管区域(PD)，复位晶体管(Rx)，以及驱动晶体管(Dx)，驱动晶体管形成以在除了光电二极管区域(PD)以外的区域中与有源区域重叠。在三T型CMOS图像传感器中，金属线用于电连接光电二极管(PD)和驱动晶体管(Dx)。

金属线40通过第一接触插栓和第二接触插栓(未示出)而电连接到多种元件。第一接触插栓形成于其中暴露驱动晶体管(Dx)的栅极的第一接触孔42中，而第二接触插栓形成于暴露光电二极管(PD)的第二接触孔44中。