[发明专利]电子冷却装置、图像传感器及其制造方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2006年12月20日提交的韩国专利申请No.10-2006-0131297的优先权，并通过参考将其全部内容合并于此。

技术领域

本发明涉及一种电子冷却装置及其制造方法。

背景技术

像微处理器这样的集成电路(IC)装置设计为以极高速运行。因此，在运行时IC装置本身会产生大量的热。为了满足对动态随机存取存储器(DRAM)装置或者中央处理单元(CPU)的高速性能的要求，要在IC装置中使用高速输入/输出电路，因而会产生更大量的热。因此，进行了很多研究力图减少发热。

半导体中电子信号的载流子包括电子和空穴等。通常，随着温度的上升，载流子的浓度会迅速增加。由于温度造成的载流子的浓度增加是控制装置运行的主要限制因素。

为了减少载流子的热限制，在计算机等设备的内部可安装散热片和/或风扇，以降低或驱散电子装置内产生的热。

发明内容

本发明的实施例提供一种电子冷却装置及其制造方法，该电子冷却装置能够有效降低和/或驱散集成电路内产生的热。

在一个实施例中，制造电子冷却装置的方法可包括步骤：在半导体衬底上形成绝缘层；在所述绝缘层上形成第一硅化物层和第二硅化物层；在第一硅化物层和第二硅化物层上均形成p型半导体和n型半导体，使得所述p型半导体和n型半导体相互分离；在所述p型半导体和n型半导体上形成第一介电层，并暴露所述n型半导体和p型半导体的上表面；在所述第一硅化物层的n型半导体和所述第二硅化物层的p型半导体上形成第三硅化物层；在所述第三硅化物层上形成第二介电层；以及蚀刻所述第二介电层和第一介电层，形成接触孔，所述接触孔暴露所述第一硅化物层和第二硅化物层的上表面。

在另一实施例中，一种制造可冷却图像传感器的方法可包括步骤：在第一导体和第二导体上均形成多对p型半导体本体和n型半导体本体，使得多对p型半导体本体和n型半导体本体中的各对p型半导体本体和n型半导体本体与其它对p型半导体本体和n型半导体本体相互分离；在所述多对p型半导体本体和n型半导体本体上形成第一介电层；暴露所述多个n型半导体本体和p型半导体本体的上表面；在各对p型半导体本体和n型半导体本体的最内侧的半导体本体上形成第三导体；在所述第三导体上形成第二介电层以形成冷却装置；以及将图像传感器连接至所述冷却装置。

在再一实施例中，电子冷却装置可包括：绝缘层，位于半导体衬底上；第一导体和第二导体，位于所述绝缘层上；多个成对p型半导体本体和n型半导体本体，分别位于所述第一导体和第二导体上；第一介电层，位于所述p型半导体本体与n型半导体本体之间；第三导体，将所述第一导体的n型半导体与所述第二导体的p型半导体相连接；第二介电层，位于所述第三导体上；以及多个接触孔，穿过所述第一层间层和第二层间层，暴露所述第一导体和第二导体的上表面。

在又一实施例中，一种冷却式图像传感器可包括：CMOS图像传感器；以及如上所述的电子冷却装置。

将本发明的电子冷却装置及其制造方法应用于半导体集成装置，能够驱散或降低集成电路内产生的热，特别可以使图像传感器在高温下、在使用的延长期内更有效地和/或热致噪声更低地运行。此外，能够有效控制由于光电转换产生的暗电流，得到更高的放大倍数，获得清晰图像，因此能够提高CMOS图像传感器的质量。

下面在附图和说明书中提供一个或多个实施例的细节。通过说明书、附图以及权利要求书，其它特点将显而易见。

附图说明

图1至图9为剖视图，用于示出制造根据本发明实施例的电子冷却装置的示例性方法。

图10为根据本发明实施例的示例性电子冷却装置的布局图。

具体实施方式

以下参照附图详细描述根据本发明多个实施例的电子冷却装置及其制造方法。

图9为根据一实施例的电子冷却装置的剖视图。根据该实施例的电子冷却装置利用珀耳帖效应，由多个p型半导体本体和多个n型半导体本体串联构成。

参照图9，在半导体衬底10上设置有绝缘层20。作为例子，绝缘层20可包括氧化铝层。特别地，绝缘层20的厚度范围可为10μm至300μm。可根据采用了该示例性冷却装置的设备的发热量来选定绝缘层20的目标厚度。发热量越大，绝缘层20的厚度越大。

在绝缘层20上设置有第一导体30和第二导体31(例如硅化物层)，并且使得第一导体30和第二导体31相互分离。