图像传感器及形成图像传感器的方法技术

本公开涉及一种图像传感器，包括：半导体衬底，所述半导体衬底中形成有光电二极管；金属互连层，所述金属互连层位于所述半导体衬底之上；以及吸收层，所述吸收层位于所述半导体衬底与所述金属互连层之间，其中，所述吸收层能够吸收经过所述半导体衬底的光。本公开还涉及一种形成图像传感器的方法。本公开能够降低图像传感器中光电二极管之间的光的串扰。

Image sensor and method of forming image sensor

The present disclosure relates to an image sensor, comprising a semiconductor substrate, a photodiode formed in the semiconductor substrate, a metal interconnect layer on the semiconductor substrate, and an absorption layer between the semiconductor substrate and the metal interconnect layer, wherein the semiconductor substrate is located between the semiconductor substrate and the metal interconnect layer. The absorption layer can absorb light passing through the semiconductor substrate. The disclosure also relates to a method of forming an image sensor. The disclosure can reduce the crosstalk between the photodiodes in the image sensor.

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及形成图像传感器的方法
本公开涉及半导体
，具体来说，涉及一种图像传感器及形成图像传感器的方法。
技术介绍
在现有技术的图像传感器中，在邻近的光电二极管中存在光的串扰。因此，存在对新技术的需求。
技术实现思路
本公开的一个目的是提供一种新型的图像传感器及形成图像传感器的方法。根据本公开的第一方面，提供了一种图像传感器，包括：半导体衬底，所述半导体衬底中形成有光电二极管；金属互连层，所述金属互连层位于所述半导体衬底之上；以及吸收层，所述吸收层位于所述半导体衬底与所述金属互连层之间，其中，所述吸收层能够吸收经过所述半导体衬底的光。根据本公开的第二方面，提供了一种形成图像传感器的方法，包括：在半导体衬底之上形成吸收层，所述半导体衬底中形成有光电二极管；以及在所述吸收层之上形成金属互连层，其中，所述吸收层能够吸收经过所述半导体衬底的光。通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：图1是示意性地示出现有技术的图像传感器的结构的示意图。图2是示意性地示出根据本公开的一些实施例的图像传感器的结构的示意图。图3是示意性地示出根据本公开的一些实施例的图像传感器的结构的示意图。图4是示意性地示出根据本公开的一些实施例的图像传感器的结构的示意图。图5是示意性地示出根据本公开的一些实施例的图像传感器的结构的示意图。图6是示意性地示出根据本公开的一些实施例的图像传感器的结构的示意图。图7A至7F是分别以部分步骤处的图像传感器的截面示意图的形式示意性地示出根据本公开的一些实施例的形成图像传感器的方法的示意图。图8是示意性地示出根据本公开的一些实施例的形成图像传感器的方法的流程示意图。图9A至9B是分别以部分步骤处的图像传感器的截面示意图的形式示意性地示出根据本公开的一些实施例的形成图像传感器的方法的示意图。图10是示意性地示出根据本公开的一些实施例的形成图像传感器的方法的流程示意图。图11A至11B是分别以部分步骤处的图像传感器的截面示意图的形式示意性地示出根据本公开的一些实施例的形成图像传感器的方法的示意图。图12是示意性地示出根据本公开的一些实施例的形成图像传感器的方法的流程示意图。注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的专利技术并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。在本公开中，对“一个实施例”、“一些实施例”的提及意味着结合该实施例描述的特征、结构或特性包含在本公开的至少一个实施例、至少一些实施例中。因此，短语“在一个实施例中”、“在一些实施例中”在本公开的各处的出现未必是指同一个或同一些实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以任何合适的组合和/或子组合来组合特征、结构或特性。图1是示意性地示出现有技术的图像传感器的结构的示意图。在现有技术的图像传感器中，在形成有光电二极管的半导体衬底L1之上形成有金属互连层L2。本申请的专利技术人在研究了现有技术之后发现，从下方入射的光(如图1中带箭头的虚线所示)可能会出现未被光电二极管完全吸收的情况，从而有部分光(例如波长较长的光)继续向上传播从而到达金属互连层L2。本申请的专利技术人在研究了现有技术之后还发现，这些到达金属互连层L2的光可能会被金属互连层L2中的金属21反射而回到半导体衬底L1之中。例如，如图1中带箭头的虚线所示，经过光电二极管PD1但未被光电二极管PD1吸收的光继续向上传播到达金属互连层L2，被金属互连层L2中的金属21反射之后回到半导体衬底L1之中，但可能进入邻近的光电二极管PD2，从而造成光电二极管之间的光的串扰。本领域技术人员可以理解，本公开的描述中所使用的方位词(例如“上”、“下”等)，均指以附图中所示的视角的方向。例如，在以上描述中，光从下方入射并向上传播，其中的方向指的是图1中所示的图像传感器的方向，而与图像传感器实际制造或使用时的方向无关。本领域技术人员可以理解，本公开的附图示意性地采用了强调相关性较大地部分和/或弱化(甚至省略)相关性较小的部分的手段，以不模糊技术方案的主旨。例如，图1、2中的半导体衬底L1中只示出了两个光电二极管PD1、PD2，但半导体衬底L1中显然还可以形成更多光电二极管。再例如，附图中示出的相邻的层或其他部分，不代表本公开限制这些层或其他部分在图像传感器中是直接接触的，其间也可以间隔着其他的层或部分(可以是由于与本公开的主旨的相关性较小而没有在附图中体现)，本公开的附图仅为示意性地示出这些层或其他部分的结构、和/或相对位置关系。根据本公开的第一方面，提供了一种图像传感器。在一些实施例中，如图2所示，本公开的图像传感器包括半导体衬底L1、位于半导体衬底L1之上金属互连层L2、以及位于半导体衬底L1与金属互连层L2之间的吸收层L3。其中，半导体衬底L1中形成有光电二极管PD1、PD2，吸收层L3能够吸收经过半导体衬底L1的光。如此，如图2所示，从图像传感器的下方入射的光，若没有被光电二极管PD1完全吸收，则经过半导体衬底L1的光在吸收层L3中被吸收层L3吸收，便不会继续传播到金属互连层L2，就更不会被金属互连层L2中的金属21反射从而进入到邻近的光电二极管PD2而造成光的串扰。吸收层L3能够吸收经过半导体衬底L1的光是指，吸收层L3由能够吸收光的材料形成。这些材料能够将进入材料的光的能量全部或部分地转化为其他形式的能量，例如热能、电能等。在一些实施例中，吸收层L3由半导体材料形成，其可以是与半导体衬底L1相同的半导体材料，也可以是与半导体衬底L1不同的半导体材料。在一些实施例中，形成吸收层L3的半导体材料比形成半导体衬底L1的半导体材料具有更小的能带隙(energybandgap)。具有更小的能带隙的半导体材料，其中的电子由价带被激发到导带(conductionband)所必须获得的最低能量更小，即越容易被激发，因此也越容易吸收进入其中的光。如此，与使用具有更大的能带隙的半导体材料来形成吸收层L3的方案相比，要达到对经过半导体衬底L1的光的相同的吸收率，在这些实施例中的吸收层L3可以具有更小的厚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：半导体衬底，所述半导体衬底中形成有光电二极管；金属互连层，所述金属互连层位于所述半导体衬底之上；以及吸收层，所述吸收层位于所述半导体衬底与所述金属互连层之间，其中，所述吸收层能够吸收经过所述半导体衬底的光。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：半导体衬底，所述半导体衬底中形成有光电二极管；金属互连层，所述金属互连层位于所述半导体衬底之上；以及吸收层，所述吸收层位于所述半导体衬底与所述金属互连层之间，其中，所述吸收层能够吸收经过所述半导体衬底的光。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述吸收层由半导体材料形成，其中，形成所述吸收层的半导体材料比形成所述半导体衬底的半导体材料具有更小的能带隙。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述吸收层覆盖所述半导体衬底的上表面。4.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述吸收层包括晶体管的栅极结构中的栅极电极，其中所述晶体管为用于所述光电二极管的晶体管。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，所述吸收层还包括覆盖所述半导体衬底的上表面的覆盖部，所述覆盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：大石周，黄晓橹，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32