[发明专利]具有透明晶体管的CMOS图像传感器

说明书

技术领域

示例实施例涉及通过在光电二极管上形成透明晶体管以具有较大的光电二极管区域的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器及其制造方法。

背景技术

图像传感器是一种将光转换为电信号的光电转换器。传统的图像传感器包括以阵列布置在半导体基底上的多个单元像素。每个单元像素包括光电二极管和多个晶体管。光电二极管通过检测来自外部的光以产生并存储光电荷。晶体管根据光电荷的量输出电信号。

互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器包括接收并存储光学信号的光电二极管。CMOS图像传感器通过控制或处理光学信号的控制器件来显示图像。可以使用CMOS制造技术来制造控制器件。CMOS图像传感器可以与各种信号处理装置一起制造成单个芯片。

在CMOS装置中，因为光电二极管和多个晶体管集成在一个芯片中，所以限制了光电二极管的区域。选择特定波长的滤色器可以形成在光电二极管区域上。当光电二极管区域减小时，CMOS图像传感器的动态范围会减小，从而降低图像传感器的灵敏度。

发明内容

示例实施例提供了使用透明晶体管的具有较大光电二极管区域的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器及其制造方法。

示例实施例涉及通过在光电二极管上形成透明晶体管而具有较大光电二极管区域的CMOS图像传感器及其制造方法。

根据示例实施例，提供了CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器包括光电二极管和形成在光电二极管上的至少一个晶体管。

所述图像传感器可以包括多个晶体管。至少一个晶体管可以是透明晶体管。晶体管可以包括由半导体氧化物形成的沟道层。

半导体氧化物可以为从由ZnO、SnO、InO和它们的组合组成的组中选择的至少一种。半导体氧化物可以包含从由Ta、Hf、In、Ga、Sr和它们的组合组成的组中选择的至少一种。

至少一个晶体管可以包括位于覆盖光电二极管的第一绝缘层上的源电极和漏电极、覆盖位于第一绝缘层上的源电极和漏电极的由半导体氧化物形成的半导体氧化物层、覆盖半导体氧化物层的第二绝缘层和形成在第二绝缘层上并处于源电极和漏电极之间的栅电极。

源电极和漏电极可以是透明电极。透明电极可以由氧化铟锡(ITO)形成。

附图说明

通过下面参照附图的详细描述，将更清楚地理解示例实施例。图1至图7表示是这里描述的非限制性示例实施例。

图1是示出根据示例实施例的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的平面图的示图；

图2是示出沿图1的线II-II截取的剖视图的示图；

图3是示出沿图1的线III-III截取的剖视图的示图；

图4是图1至图3中描述的图像传感器的等效电路图；

图5是示出根据示例实施例的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的平面图的示图；

图6是示出沿图5的线VI-VI截取的剖视图的示图；

图7是图5和图6中描述的图像传感器的等效电路图。

具体实施方式

现在，将参照示出了一些示例实施例的附图来更充分地描述各种示例实施例。在附图中，为了清晰起见，可以夸大层和区域的厚度。

现在，将参照示出了示例实施例的附图来更充分地描述根据示例实施例的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。

虽然使用“透明晶体管”来描述示例实施例，但是也可以使用“非透明晶体管”。术语“透明晶体管”用于将示例实施例与其它的发明区分开，因此，该术语不应被解释为限制这里阐述的实施例。

CMOS图像传感器包括二维布置的多个像素。每个像素可以包括光采集透镜和滤色器，光采集透镜用于将足够量的光传送到在光采集透镜下方的光电二极管，滤色器将特定波长的光透射到光电二极管并阻挡具有不同波长的光。在下面的描述中，将只描述单元像素，并且在附图中省略了光采集透镜和滤色器的配置。

示例实施例涉及通过在光电二极管上形成透明晶体管而具有较大光电二极管区域的CMOS图像传感器。

图1是示出根据示例实施例的具有透明晶体管的CMOS图像传感器100的平面图的示图。

参照图1，CMOS图像传感器100包括光电二极管PD和四个栅电极。四个栅电极包括传输栅极121、重置栅极122、驱动栅极144和选择栅极145。栅电极可以分别被包括在传输晶体管Tx、重置晶体管Rx、驱动晶体管Dx和选择晶体管Sx中。