[发明专利]图像传感器及其制造方法

说明书

本申请要求第10-2007-0112172号(于2007年11月5日递交)韩国专利申请的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种图像传感器及其制造方法。

背景技术

通常，图像传感器是将光学图像转换为电信号的半导体器件并被主要划分为电荷耦合器件(CCD)图像传感器和互补金属氧化硅(complementary metal oxide silicon)(CMOS)图像传感器(CIS)。CMOS图像传感器具有形成在单位像素内的光电二极管和MOS晶体管，并且使用开关方法(switching method)来顺序检测单位像素的电信号，从而实现成像。CMOS图像传感器可以具有在其中光电二极管相对于晶体管水平布置的结构。

虽然通过这样的水平型CMOS图像传感器减少了CCD图像传感器的缺点，但是水平型CMOS图像传感器仍然有问题。具体地，在水平型CMOS图像传感器中，光电二极管和晶体管在衬底上和/或上方彼此相邻地水平构造。因此，对于光电二极管来说需要额外的区域。所以，由于填充系数分布区(fill factor area)减少以及分辨率质量受限，从而出现问题。此外，在水平型CMOS图像传感器中，很难优化同时构造光电二极管和晶体管的过程。换句话说，在快速晶体管工艺(rapid transistor process)中，低压薄层电阻(lowsheet resistance)需要浅结，但是该浅结可能不适合光电二极管。而且，水平型CMOS图像传感器可能对图像传感器需要附加的片上功能(on-chip function)。因此，为了保持图像传感器的感光度(sensitivity)，则必须增大单位像素的尺寸，或者为了保持像素尺寸，必须减小用于光电二极管的区域。然而，如果像素尺寸增大，则图像传感器的分辨率降低。此外，因为如果光电二极管的区域减小，图像传感器的感光度就降低，所以问题就产生了。

发明内容

本发明实施例涉及一种图像传感器及其制造方法，该图像传感器及其制造方法提供了电路和光电二极管新的集成。

本发明实施例涉及一种图像传感器及其制造方法，在该图像传感器及其制造方法中，可以同时将分辨率和感光度最大化。

本发明实施例涉及一种图像传感器及其制造方法，在该图像传感器及其制造方法中，当采用垂直型光电二极管时可以避免光电二极管内的缺陷。

本发明实施例涉及一种图像传感器及其制造方法，该图像传感器及其制造方法使得采用垂直型光电二极管的图像传感器的制造更容易。

一种根据本发明实施例的图像传感器可以包括下列中的至少之一：在其中形成了下部布线(wiring line)和电路(circuitry)的第一衬底；形成在第一衬底上和/或上方的联结层(bonding layer)；晶状半导体层(crystalline semiconductor layer)，当与联结层接触时该晶状半导体层被联结至第一衬底；形成在晶状半导体层中的光电二极管；以及形成在光电二极管和联结层中并电连接至下部布线的接触插塞(contact plug)。

一种根据本发明实施例的图像传感器可以包括下列中的至少一个：第一衬底，具有形成在其中的下部布线和电路；形成在第一衬底上方的联结层；通过联结层联结至第一衬底的晶状半导体层；形成在晶状半导体层中的垂直型光电二极管；以及形成在光电二极管和联结层中并电连接至下部布线的接触插塞。

一种根据本发明实施例的制造图像传感器的方法包括下列中的至少之一：制备在其中形成了下部布线和电路的第一衬底，在第一衬底上和/或上方形成联结层，制备在其中形成了光电二极管的第二衬底，将第二衬底和第一衬底联结在一起以便使光电二极管和联结层接触，以及然后去除被联结的第二衬底的下侧，从而暴露光电二极管。

一种根据本发明实施例的制造图像传感器的方法可以包括下列中的至少之一：设置第一衬底，该第一衬底具有形成在其中的下部布线和电路；在第一衬底上方形成联结层；设置第二衬底，该第二衬底具有形成在其中的光电二极管；在联结层实施联结工艺(bonding process)以在第二衬底和第一衬底之间形成联结(attachment)；以及然后通过去除部分第二衬底来暴露光电二极管。