[发明专利]图像传感器及其制造方法无效
申请号: | 200810213826.0 | 申请日: | 2008-09-08 |
公开(公告)号: | CN101383366A | 公开(公告)日: | 2009-03-11 |
发明(设计)人: | 黄俊 | 申请(专利权)人: | 东部高科股份有限公司 |
主分类号: | H01L27/146 | 分类号: | H01L27/146;H01L23/552;H01L31/103;H01L31/036;H01L21/82 |
代理公司: | 隆天国际知识产权代理有限公司 | 代理人: | 郑小军;冯志云 |
地址: | 韩国*** | 国省代码: | 韩国;KR |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 图像传感器 及其 制造 方法 | ||
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,图像传感器是一种将光图像转换成电信号的半导体器件。图像传 感器一般划分为电荷耦合器件(CCD)图像传感器或互补型金属氧化物半导 体(CMOS)图像传感器(CIS)。
在现有技术的图像传感器中,采用离子注入在具有晶体管电路的衬底中 形成光电二极管。由于为了在不增加芯片尺寸的情况下增加像素的数目,光 电二极管的尺寸越来越减小,所以光接受部分的面积也减小,使得图像质量 降低。
此外,因为堆叠高度减少的程度没有达到光接收部分面积减少的程度, 所以由于光衍射,入射到光接收部分的光子数目也减少,这种现象称为艾里 斑(airy disk)。
在根据现有技术的水平型CMOS图像传感器中,光电二极管和晶体管水 平地、彼此相邻地形成在衬底上。因此,需要有一个用于光电二极管的附加 区域,该附加区域会减小填充因数区域并限制可能的分辨率。
此外,根据现有技术的水平型CMOS图像传感器可能引起像素之间的串 扰问题。
而且,在根据现有技术的水平型CMOS图像传感器中,很难达到同时形 成光电二极管和晶体管的最佳工艺。
作为克服这种局限的一种选择,进行了以下尝试:采用非晶硅(Si)形 成光电二极管,或者在硅衬底上形成读出电路以及采用例如晶片与晶片接合 的方法在读出电路上形成光电二极管(称为“三维(3D)图像传感器”)。通 过金属连线(line)将光电二极管与读出电路相连。
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,其可提供垂直集成 的晶体管电路和光电二极管。
本发明的实施例还提供一种图像传感器及其制造方法,其使用一种能够 抑制光电二极管多个像素之间串扰的垂直型光电二极管。
本发明的实施例还提供一种图像传感器及其制造方法,其可改善分辨率 和灵敏度。
本发明的实施例还提供一种图像传感器及其制造方法,其使用一种垂直 型光电二极管,该垂直型光电二极管中能够减少缺陷。
在一实施例中,一种图像传感器可包括:第一衬底,具有下部金属连线 及位于其上的电路;结晶半导体层,接触下部金属连线,并与第一衬底相接 合;光电二极管,设置于结晶半导体层中,并与下部金属连线电连接;以及 像素隔离层,位于光电二极管中。
在一实施例中,一种图像传感器的制造方法可包括步骤:制备其上具有 下部金属连线及电路的第一衬底;制备其上具有光电二极管的第二衬底;在 所述第二衬底的所述光电二极管中形成像素隔离层;接合所述第一衬底至所 述第二衬底,使得其中形成有所述像素隔离层的所述光电二极管电接触所述 下部金属连线;以及移除接合后的第二衬底的下部,以将所述光电二极管留 在所述第一衬底上。
在另一实施例中,一种图像传感器的制造方法可包括步骤:制备其上具 有下部金属连线及电路的第一衬底;制备其上具有光电二极管的第二衬底; 接合所述第一衬底至所述第二衬底,使得所述光电二极管接触所述下部金属 连线;移除一部分接合后的第二衬底,以暴露所述光电二极管;以及在暴露 的光电二极管中形成像素隔离层。
以下附图和说明书中将阐述一个或多个实施例的细节。根据说明书和附 图以及根据权利要求书,其它特征将变得清楚。
附图说明
图1是根据第一实施例的图像传感器的横截面图。
图2至图8是示出根据第一实施例的图像传感器制造方法的横截面图。
图9是根据所述第一实施例的另一实施例的图像传感器的横截面图。
图10是根据第二实施例的图像传感器的横截面图。
图11至图15是示出根据第二实施例的图像传感器制造方法的横截面 图。
图16是根据第二实施例的另一实施例的图像传感器的横截面图。
图17是根据第三实施例的图像传感器的横截面图。
图18是示出根据第三实施例的图像传感器制造方法的横截面图。
图19是根据第三实施例的另一实施例的图像传感器的横截面图。
具体实施方式
将参照附图详细描述图像传感器及其制造方法的实施例。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L27-00 由在一个共用衬底内或其上形成的多个半导体或其他固态组件组成的器件
H01L27-01 .只包括有在一公共绝缘衬底上形成的无源薄膜或厚膜元件的器件
H01L27-02 .包括有专门适用于整流、振荡、放大或切换的半导体组件并且至少有一个电位跃变势垒或者表面势垒的;包括至少有一个跃变势垒或者表面势垒的无源集成电路单元的
H01L27-14 . 包括有对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射或者微粒子辐射并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的,或适用于通过这样的辐射控制电能的半导体组件的
H01L27-15 .包括专门适用于光发射并且包括至少有一个电位跃变势垒或者表面势垒的半导体组件
H01L27-16 .包括含有或不含有不同材料结点的热电元件的;包括有热磁组件的