图像传感器及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种图像传感器及其制造方法。该图像传感器包括衬底，在该衬底上形成有包含第一下金属线和第二下金属线的电路。下电极形成在该第一下金属线上。分隔金属图案围绕下电极并且连接至第二金属线。本征层形成在下电极上。第二导电类型导电层形成在本征层上。上电极形成在第二导电类型导电层上。本发明专利技术将偏压施加在第二下金属线上从而使分隔金属图案提供肖特基势垒，将电子导向下电极并且抑制像素之间的串扰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
CMOS图像传感器通常包括用于光信号转换为电信号的光电二极管区 域和用于处理转换后的电信号的晶体管区域。通常，将光电二极管和晶体管水平设置在衬底上。这种设置可称为水平 型CMOS图像传感器。艮P，在根据现有技术的水平型CMOS图像传感器中，对于每个单位像素， 光电二极管和晶体管相邻地形成在衬底上。因此，对于光电二极管而言，每 个单位像素的像素区域中需要额外的区域。这减小了填充系数(fill factor) 区域并且限制了提高分辨率的可能性。另外，根据现有技术，由于光电二极管阵列的像素之间的串扰，可能导 致图像传感器的图像质量下降。此外，在根据现有技术的水平型CMOS图像传感器中，难以实现同时形 成光电二极管和晶体管的这样的优化制造工艺。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种能够提供对于晶体管电路和光电二极管的 新的集成的。根据实施例，提供一种能够抑制光电二极管像素之间的串扰的图像传感 器及其制造方法。在一个实施例中，图像传感器可以包括第一下金属线和第二下金属线， 位于包含有电路的衬底上；下电极，位于该第一下金属线上；分隔金属图案， 围绕在该下电极的周围；本征层，位于该下电极上；第二导电类型导电层， 位于该本征层上；以及上电极，位于该第二导电类型导电层上。在另一实施例中，图像传感器的制造方法可以包括在衬底上形成包含 第一下金属线和第二下金属线的电路；在该第一下金属线上形成下电极；在 该下电极的周围形成分隔金属图案；在该下电极上形成本征层；在该本征层 上形成第二导电类型导电层；以及在该第二导电类型导电层上形成上电极。在附图和下文的描述中阐述了一个或者多个实施例的细节。通过下面的 描述、附图和权利要求书，本专利技术的其它特征将是显而易见的。附图说明图1示出根据实施例的图像传感器的剖面图2示出根据实施例的图像传感器的效果的俯视图3至图5示出根据实施例图像传感器的制造方法的剖面图。具体实施例方式现将参考附图详细描述的实施例。 在对实施例的描述中，应该理解的是，当层(或膜)被指为位于另一层 或衬底上时，其可以直接位于另一层或衬底上，或者可以存在中间层。 此外，可以理解的是，当层(或膜)被指为位于另一层下时，其可以 直接位于另一层下，或者可以存在一个或多个中间层。此外，还可以理解的 是，当层(或膜)被指为介于两层之间时，其可以是介于两层之间的一个层， 或者可以存在一个或多个中间层。参见图1，根据实施例的图像传感器可以包括衬底(未示出)，其上形成有包含第一下金属线120和第二下金属线125的电路；下电极130，位 于第一下金属线120上；分隔金属图案(separation metal pattern) 135，围绕 下电极130并连接至第二下金属线125;本征层143，位于下电极130上； 第二导电类型导电层145，位于本征层143上；以及上电极150，位于第二 导电类型导电层145上。在进一步的实施例中，图像传感器可包括第一导电类型导电层141， 位于下电极130上，用来提供PIN二极管结构。可以使用非晶硅层来形成一个或多个导电层141、 145和本征层143。 根据实施例，因为使用金属(分隔金属图案135)来分隔每一个像素阵列，因此能够抑制像素之间的串扰的发生。分隔金属图案135可以沿像素之间的边界形成。例如，分隔金属图案135 可以以沿着像素之间的边界连接的状态形成。此外，可以将分隔金属图案135 形成为电连接到第二下金属线125。此时，第二下金属线125可以设置在分隔金属图案135的部分下表面下。 例如，将第二金属线125形成在像素的边缘。根据实施例，向第二下金属线125施加反向偏压，向第一下金属线120 施加正向偏压。如图2所示，通过在第一下金属线120和第二下金属线125 上施加电势差，使得在光电二极管140中产生的电子通过第二下金属线125 的斥力和第一下金属电极120的引力而朝向相应的像素的下电极130移动。 通过使分隔金属图案135围绕下电极130并且在第一下金属线120及第二下 金属线125上施加偏压，可以抑制像素之间的串扰。也就是说，当施加偏压于第一下金属线120及第二下金属线125上时(从 而在下电极130和分隔金属图案135之间产生电势差)，如图2所示，通过 仅在正向偏压下从金属非晶半导体界面形成的肖特基势磊使电子移动。当施 加反向偏压时，电子不移动通过施加了反向偏压的第二下金属线125。此外， 由于各像素中产生的电子的移动被限制在通过势磊施加了反向偏压得第二 下金属线125周围，因此电子朝向第一下电极130移动，从而能够进行像素 隔离，其中该第一下电极130是正方向(电子流动的方向)上最近的焊盘。更进一步，因为产生串扰的像素之间的电子移动主要是通过第一导电类 型导电层141产生的，因此，上述结构能够实现充分的像素隔离。因此，能 够省略本征层143内的这些额外的隔离结构和/或第二导电类型导电层143。 从而，可以省略形成这种结构的额外的蚀刻步骤。参照图3和图5来说明根据实施例的图像传感器的制造方法。图3至图5是沿图2中的I-I'方向所取的剖面图。参见图3，在衬底(未示出)上形成电路(未示出)。在衬底上形成第 一下金属线120和第二下金属线125并连接至该电路。在衬底上可以形成层间绝缘层110。可以通过选择性蚀刻该层间绝缘层 IIO来形成第一下金属线120和第二下金属线125，从而形成沟槽，并且用 金属层来填充该沟槽。此时，可以对于每个像素形成第一下金属线120，但是不需要对于每个 像素形成第二下金属线125。 g卩，对于每个器件单元，可以形成一个或多个 第二下金属线125。例如， 一个第二下金属层125可以用作提供电源(或接 地)信号到随后形成的、沿多个像素的边界的分隔金属图案135。这特别适 用于当分隔金属层135连接相邻像素的情况(参见例如图2)。接下来，可以形成下电极130和分隔金属图案135。例如，在第一下金 属线120上形成下电极130，并使分隔金属图案135形成为围绕在下电极130 的周围。可以同时地或依次地形成该下电极BO和该分隔金属图案135。 可以相同的导电材料或不同的导电材料形成该下电极130和该分隔金属 图案135。例如，当使用相同的导电材料来形成下电极130和分隔金属图案135时， 可以同时形成下电极130和分隔金属图案135。根据实施例，通过在包含第 一下金属线120和第二下金属线125的衬底的整个表面上形成导电层，并使 用光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来选择性蚀刻导电层，从而同时形成下电极 B0和分隔金属图案135。可使用本领域内公知的任何适当的金属形成下电极130和分隔金属图案 135，例如，铝(Al)，铜(Cu)或钴(Co)。分隔金属图案135可沿像素之间的边界形成。例如，可以以沿像素之间 的边界连接的状态形成分隔金属图案135。此时，可以将第二下金属线125设置形成在分隔金属图案135的部分下 表面的下方。比如，可以在像素的边缘形成第二金属线125。接下来，参见图4，可以在下电极130上形成第一导电类型导电层141。 在某些实施例中，可以省略第一导电类型导电层141。在实施例中，第一导 电类型导电层可以用作PIN 二极管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，包括：　第一下金属线和第二下金属线，位于包含有电路的衬底上；　下电极，位于该第一下金属线上；　分隔金属图案，围绕在该下电极的周围；　本征层，位于该下电极上；　第二导电类型导电层，位于该本征层上； 以及　上电极，位于该第二导电类型导电层上。

【技术特征摘要】
KR 2007-11-5 10-2007-01121641、一种图像传感器，包括第一下金属线和第二下金属线，位于包含有电路的衬底上；下电极，位于该第一下金属线上；分隔金属图案，围绕在该下电极的周围；本征层，位于该下电极上；第二导电类型导电层，位于该本征层上；以及上电极，位于该第二导电类型导电层上。2、 如权利要求1所述的图像传感器，还包括第一导电类型导电层，位 于该下电极上。3、 如权利要求1所述的图像传感器，其中，该分隔金属图案电连接至 该第二下金属线。4、 如权利要求1所述的图像传感器，其中，该分隔金属图案沿多个像 素之间的边界放置。5、 如权利要求4所述的图像传感器，其中，该分隔金属图案被设置为 沿所述多个像素之间的该边界连接的状态。6、 如权利要求5所述的图像传感器，其中，该第二下金属线连接至该 分隔金属图案的部分下表面。7、 如权利要求6所述的图像传感器，其中，连接该分隔金属图案，以 经由该第二下金属线施加偏压来提供肖特基势垒。8、 如权利要求1所述的图像传感器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：金兑圭，
申请(专利权)人：东部高科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]