[发明专利]图像传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种图像传感器，包括：

第一衬底，具有形成在其中的下部布线和电路；

联结层，形成在所述第一衬底上方；

第二衬底，通过所述联结层联结至所述第一衬底；

垂直型光电二极管，形成在所述第二衬底中；以及

接触插塞，形成在所述光电二极管和所述联结层中并且电连接至所述下部布线。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第二衬底包含外延层。

3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述外延层包含晶状半导体层。

4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，所述光电二极管包括：

第一导电型导电层，形成在所述晶状半导体层中；以及

第二导电型导电层，形成在所述第一导电型导电层上方的所述晶状半导体层中并与所述第一导电型导电层接触。

5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述光电二极管包括：

第一导电型导电层，形成在所述晶状半导体层中；

第二导电型导电层，形成在所述第一导电型导电层上方的所述晶状半导体层中并与所述第一导电型导电层接触；以及

高浓度第一导电型导电层，形成在所述第一导电型导电层下方的所述晶状半导体层中并与所述第一导电型导电层接触。

6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，使用钨(W)、钛(Ti)、氮化钛(TiN)和铝(Al)中的至少一种来形成所述接触插塞。

7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述电路包括至少一个晶体管。

8.一种制造图像传感器的方法，包括：

设置第一衬底，所述第一衬底具有形成在其中的下部布线和电路；

在所述第一衬底上方形成联结层；

设置第二衬底，所述第二衬底具有形成在其中的光电二极管；

在所述联结层实施联结工艺以在所述第二衬底和所述第一衬底之间形成联结；以及然后

通过去除部分所述第二衬底来暴露所述光电二极管。

9.根据权利要求8所述的方法，在暴露所述光电二极管之后，进一步包括：

通过选择性刻蚀所述光电二极管和所述联结层来形成接触孔以暴露所述下部布线；以及然后

在所述接触孔中形成接触插塞并将所述接触插塞连接至所述下部布线。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，提供所述第二衬底包括：

在所述第二衬底上方形成晶状半导体层；以及然后在所述晶状半导体层中形成所述光电二极管。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，设置所述第二衬底包括将氢离子注入到所述第二衬底与所述晶状半导体层的边界中。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述联结层包含氧化层。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述联结工艺包括等离子活化。

14.一种方法，包括：

设置第一衬底，所述第一衬底具有形成在其中的下部布线和至少一个晶体管；

设置第二衬底；

在所述第二衬底中形成外延层；

通过将氢离子注入到所述第二衬底中来在所述第二衬底与所述外延层之间的界面处形成氢离子注入层；

在所述外延层中形成光电二极管；

在所述第二衬底和所述第一衬底之间的界面处形成联结；

在第二衬底上实施退火工艺以将所述氢离子注入层转换为氢气层；

去除在所述氢气层处的部分所述第二衬底以暴露所述光电二极管；以及然后

形成电连接至所述下部布线的接触插塞。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述第二衬底和所述第一衬底之间的界面处形成所述联结包括：

在设置所述第一衬底之后，在包含所述下部布线的所述第一衬底上方形成联结层并使所述联结层与所述第一衬底接触；以及然后

实施等离子活化工艺。