[发明专利]图像传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及图像传感器及其制造方法。

背景技术

图像传感器是用于将光学图像转换为电信号的半导体器件，可分为电荷耦合器件(CCD)和CMOS图像传感器(CIS)。CMOS图像传感器在每个单元像素中包括一个光电二极管和至少一个MOS晶体管，并且在开关模式下依次检测每个单元像素的电信号，以获得图像。

在CMOS图像传感器的结构中，光电二极管区接收光(例如光信号)，并将光信号转换为电信号。处理电信号的晶体管通常相对于光电二极管水平地设置在半导体衬底上。当CMOS图像传感器中光电二极管与半导体衬底上的晶体管(多个晶体管)水平相邻时，在衬底上需要额外区域用于光电二极管。

发明内容

本发明的实施例提供一种图像传感器及其制造方法，能够将基于晶体管的电路与光电二极管垂直地结合。

根据一个实施例，图像传感器可包括：半导体衬底，包括CMOS电路(例如单元像素的晶体管)；介电层，位于所述半导体衬底上，所述介电层包括位于其中的一个或多个金属互连；底部电极，位于所述介电层和/或金属互连上，所述底部电极具有至少一个突起；光电二极管，位于所述介电层和所述底部电极上；以及顶部电极，位于所述光电二极管上。

根据另一个实施例，图像传感器的制造方法可包括以下步骤：在半导体衬底上形成CMOS电路；在所述半导体衬底上形成介电层，所述介电层包括金属互连；在所述金属互连上形成底部电极，所述底部电极包括至少一个突起；在所述介电层和所述底部电极上形成光电二极管；以及在所述光电二极管上形成顶部电极。

由于底部电极的形状造成的电势集中，从而能够提高底部电极的电子接收能力。此外，当底部电极的形状有利于光电二极管产生的电荷的电势集中时，能够减少或防止相邻底部电极之间的干扰(例如串扰和/或噪声)。

附图说明

图1至图6是示出根据一个实施例，制造图像传感器的示例性方法；

图7是示出图6中区域A的放大剖视图；

图8是传统4Tr型单元像素的电路图，传统4Tr型单元像素包括一个光电二极管和四个晶体管(迁移(transfer)晶体管、复位晶体管、驱动晶体管和选择晶体管)；以及

图9是传统3Tr型单元像素，包括一个光电二极管和三个晶体管(复位晶体管、驱动晶体管和选择晶体管)。

具体实施方式

下面参照附图描述根据本发明实施例的示例性图像传感器及其示例性制造方法。

图6是示出根据各个实施例的示例性图像传感器的剖视图。

参照图6，其中示出半导体衬底10和CMOS电路11。CMOS电路11对应于每个像素而设置，并且包括迁移晶体管(图8中的Tx 20)或者复位晶体管(图9中的Rx)，迁移晶体管或者复位晶体管与光电二极管80(也可以参见图8中的PD10和图9中的PD)相连接，光电二极管80设置在半导体10的上部，用于将接收到的光信号和/或电荷转换为电信号。CMOS电路(例如对于每个单元像素)还可以包括复位晶体管(例如图8中的Rx 30)、驱动晶体管(例如图8中的Dx 40和图9中的Dx)和选择晶体管(例如图8中的Sx 50和图9中的Sx)。