[发明专利]图像传感器及其制备方法

说明书

本申请要求享有在2007年6月12日提交的韩国专利申请No.10-2007-0057065的权益，在这里引入其全部作为参考。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件，以及尤其涉及一种图像传感器及其制备方法。

背景技术

图像传感器，其为将光学图像转换为电信号的半导体器件，广泛分为电荷耦合器件(CCD)图像传感器和互补型金属氧化物硅(CMOS)图像传感器(CIS)。

在单位像素中形成光电二极管和MOS晶体管，CMOS图像传感器通过以切换方式相继探测在每个单位像素中的电信号。

CMOS图像传感器可划分为接收光信号并将其转换为电信号的光电二极管区域和处理电信号的晶体管区域。

CMOS图像传感器为光电二极管和晶体管水平设置在半导体衬底上的结构。

利用平面的CMOS图像传感器，光电二极管和晶体管邻近形成以在水平方向上在衬底上彼此邻近。因此，需要额外的区域，以形成光电二极管。因而，存在降低填充因子和限定分辨率可能性的问题。

同样，利用平面CMOS图像传感器，存在实现工艺优化用于同时制造光电二极管和晶体管的难题。换句话说，在快速晶体管工艺中，对于低表面电阻需要浅结，但是该浅结可能对于光电二极管是不适当的。

同样，利用平面图像传感器，可将额外的片上功能添加到图像传感器。然后，应该增加或降低单位像素的尺寸，以保持图像传感器的灵敏性。

然而，其具有当单位像素的光电二极管增加时，图像传感器的分辨率降低的问题。同样，当光电二极管的面积减小时，图像传感器的灵敏性也降低。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够提供晶体管电路和光电二极管的新集成的图像传感器及其制造方法。

本发明的另一个目的是提供一种能够同时提高分辨率和灵敏度的图像传感器及其制造方法。

本发明的另一个目的是提供一种提高后续工艺步骤同时采用垂直光电二极管的图像传感器及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种图像传感器，包括：具有像素区和外围电路区的半导体衬底；具有形成在半导体衬底上的金属引线和焊盘的层间介电层；选择性地形成在金属引线上的下电极；形成在像素区的层间介电层上的光电二极管；以及形成在光电二极管上的上电极。

同时，为了实现上述目的，本发明提供了一种根据本发明的图像传感器的制造方法，包括步骤：在半导体衬底上形成像素区和外围电路区；在半导体衬底上形成具有金属引线和焊盘的层间介电层；在金属引线上选择性地形成下电极；在像素区的层间介电层上形成光电二极管；以及在光电二极管上形成上电极。

附图说明

附图，其包括用于提供对本发明的进一步解释并结合入本申请且作为本申请的一部分，示出了本发明的实施方式并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1至图12是根据本发明的第一实施方式的图像传感器的工艺横截面视图；

图13至图21是根据本发明的第二实施方式的图像传感器的工艺横截面视图。

具体实施方式

在以下文中，将参照附图详细描述根据本发明的实施方式的图像传感器及其制造方法。

在实施方式的描述中，当任何元件描述为在每一层“之上或上方”时，其包括元件直接或间接形成于具有插入其它层的每一层之上或上方的所有情形。

在附图中，每层的厚度和尺寸都是夸大或忽略了，并为了简便示意性示出且便于解释。同样，附图没有按比例绘制且扩大了特定部件以更好地示出及解释本发明。

[第一实施方式]

图12是示出根据本发明的第一实施方式的图像传感器的横截面视图。

根据本发明实施方式的图像传感器包含具有像素区A和外围电路区B的半导体衬底10；具有金属引线30和31以及形成与半导体衬底10上的焊盘32的层间介电层20；选择性形成于金属引线30和31上的下电极40；形成于像素区A的层间介电层20上的光电二极管71；形成于光电二极管71上的上电极81；以及形成于上电极81上的钝化层91。

光电二极管71由本征层51和导电层61形成。上电极81可仅形成于光电二极管71的上表面上。钝化层91可配置有分别暴露上电极81和外围区域B上的下电极40的第一开口孔92和第二开口孔93。

连接到上电极81的上引线110可形成于具有第一开口孔92和第二开口孔93的钝化层91上。滤色片120和保护层130可形成于上电极81上。例如，钝化层91可由氧化膜和氮化膜的任意一种形成。例如，连接到上电极81的上引线110可由诸如铝的金属材料形成。