图像传感器及其制造方法技术

提供一种图像传感器及其制造方法。所述图像传感器包括位于半导体衬底上的隔离层、晶体管区域、以及光电二极管区域。多个孔可以形成于所述光电二极管区域的衬底上。所述多个孔可以密集地形成于所述衬底内。至少一个孔以设计规则中的最小尺寸形成。本发明专利技术的图像传感器及其制造方法可以通过将入射光有效地传送至光电二极管区域来提高光敏度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。技术背景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。图像传感器 中需要解决的一个问题是提高光敏度，即将入射光信号转换为电信号的比 率。如图1所示，图像传感器的光敏度降低的多个原因之一是由于反射，使得通过微透镜20而聚集并入射至光电二极管10的光线并不会被完全吸收。 因此，部分入射光被反射，或者没有被光电二极管10区域吸收而消失， 而这会降低图像传感器的光敏度。
技术实现思路
为克服现有技术中的缺陷，实施例提供了一种图像传感器及其制造方 法，用于通过将入射光有效地发射至光电二极管区域来提高光敏度。在一个实施例中，图像传感器包括形成于半导体衬底上的隔离层、晶 体管区域和光电二极管区域；以及多个孔，形成于所述光电二极管区域内。所述多个孔可以密集地形成于所述光电二极管区域内。所述多个孔可以随意 地或以不同图案形成在光电二极管区域内。在一个实施例中，至少一个孔是 以设计规则中的最小尺寸形成的。在另一实施例中，图像传感器的制造方法包括在半导体衬底上定义隔 离层区域、晶体管区域、以及光电二极管区域；在所述光电二极管区域上形 成多个孔；将第一导电类型离子注入所述光电二极管区域以形成第一导电类 型离子注入区域；以及将第二导电类型离子注入所述第一导电类型离子注入 区域以形成第二导电类型离子注入区域。在一个实施例中，可以在形成隔离 沟槽的同时，在光电二极管区域内形成多个孔。本专利技术的可以通过将入射光有效地传送至光 电二极管区域来提高光敏度。附图说明图1示出现有技术中图像传感器的局限性。图2至图4说明根据实施例的图像传感器的制造方法。具体实施方式在实施例的描述中，当各个层、区域、焊盘、或图案被指为位于…上 /之上/以上/上方或位于…下/之下/以下/下方时，它们可以是直接形成 于层、层、区域、焊盘、或图案上，或者也可以有介于中间的层、区域或图 案存在，其含义应该根据实施例的范围而理解。以下，将结合附图详细说明实施例。图2至图4用于根据实施例说明图像传感器的制造方法。如图2所示，将隔离层210、光电二极管区域220以及晶体管区域230 定义在半导体衬底200上，并且在光电二极管区域220内形成多个孔。形成于光电二极管区域200中的所述多个孔是随意地或以各种图案形成 于半导体衬底200中的。在一个实施例中，所述多个孔通过不同尺寸的孔蚀 刻至衬底。半导体衬底200内的孔以沟槽形、圆形、或者多边形形成。在实 施例中，所述多个孔以相同的形状制成，或者也可以使用多种图案或形状制 成。所述多个孔可以形成为具有预定的深度。所述多个孔可以密集地形成于 光电二极管区域220中。在实施例中，光电二极管区域220中的至少一个孔 以设计规则中的最小尺寸形成。在一个实施例中，所述多个孔用来形成大致 图案化的表面。该大致图案化的表面可以是随意蚀刻的构形。它可以通过对 全部光电二极管区域进行的蚀刻工艺而实现。该随意蚀刻的构形可以以浅的 深度设置在该光电二极管区域内。在用于将隔离层210形成在半导体衬底220上的蚀刻工艺期间，形成光 电二极管区域220中的孔。隔离层210的示例包括浅沟槽隔离(STI)。在 更进一步的实施例中，在实施蚀刻工艺后实施等离子体处理以处理衬底的表 面。参见图3，第一导电类型离子被注入光电二极管区域220内以形成第一 导电类型离子注入区域221。随后，第二导电类型离子被注入该第一导电类 型离子注入区域221内以形成第二导电类型离子注入区域223。例如，通过注入n型掺杂剂形成第一导电类型离子注入区域221，并且 通过注入p型掺杂剂形成第二导电类型离子注入区域223。可选择地，通过 注入p型掺杂剂形成第一导电类型离子注入区域221，并且通过注入n型掺 杂剂形成第二导电类型离子注入区域223。如上所述而形成的第一导电类型 离子注入区域221和第二导电类型离子注入区域223用以形成光电二极管。当在光电二极管区域220内形成多个孔时，所述多个孔可以密集地形成 在光电二极管区域220内。通过在光电二极管内密集地形成所述多个孔，可 以增大入射至孔的光量并提高图像传感器的光敏度。在实施例中，以适合于 光电二极管区域220的面积的尽可能多的孔来蚀刻光电二极管区域220，所 述尽可能多的孔具有设计规则中的最小尺寸。在另一个实施例中，在等离子 体蚀刻环境中对所述光电二极管区域220进行蚀刻，以在该光电二极管区域 形成大致图案化的表面。如图4所示，随后，金属沉积前的介电(Pre-Metal-Dielectric， PMD) 层形成于包括晶体管的半导体衬底200上，在该PMD层上至少形成一个金 属层。在实施例中，形成了三个金属层，但是也可以根据设计而形成更多或 更少数目的金属层。此外，滤色镜进一步形成在光电二极管区域220上，以选择性地发射属 于预定波长段的光线，并使所述光线从滤色镜上入射至半导体衬底200上的 光电二极管区域220中。此外，可以在滤色镜上形成微透镜以聚集光线。使用上述图像传感器制造方法生产的图像传感器包括隔离层210、光 电二极管区域220、以及晶体管区域230，在光电二极管区域220内形成多 个孔。光电二极管区域220内的多个孔可以以各种图案形成在半导体衬底200 上。半导体衬底200上的孔可以，例如，以沟槽形、圆形、或多边形而形成。 所述多个孔可以形成为具有预定的深度。所述多个孔可以以相同的形状制 成，或者也可以使用多种图案或形状制成。可选择地，所述多个孔可以为随 意的构形，以形成大致的图案化的表面此外，当形成隔离层210时，可以根据设计规则中的最小尺寸形成光电 二极管区域220内的孔。这样，可以扩大光电二极管区域220的表面面积。 因此，就更充分地扩大了被入射至光电二极管区域的光线照亮的面积，从而 提高了图像器件的光敏度。当在光电二极管区域220内形成多个孔时，该多个孔可以在光电二极管 区域220内密集地形成。通过在光电二极管内密集地形成多个孔，可以增大 入射至孔的光量并提高图像传感器的光敏度。具有上述结构的图像传感器能够使入射光从外部经由光电二极管区域 220内形成的孔而传送至第一导电类型离子注入区域221和第二导电类型离 子注入区域223。入射至孔内的入射光在孔的内表面上被反射，并传送至光 电二极管区域220内所形成的第一导电类型离子注入区域221和第二导电类 型离子注入区域223。以最小的光损失使入射至孔内的入射光线传送至半导 体衬底内的光电二极管区域220内。这样，由于可以以最小的光损失使入射 光传送至半导体区域200内的光电二极管区域220内，因此可以提高图像器 件的光敏度。此外，当用于聚集光线的微透镜根据本公开内容形成于图像传感器内 时，可以扩大工艺裕度(processmargin)以形成微透镜。将微透镜设计为使 其焦距延伸至孔内。因为基本上所有入射光都被传送至半导体衬底上的光电 二极管区域220内，那么微透镜的焦距延伸至孔内任何位置(包括例如孔的 入口)都没有关系，微透镜的焦距还可以形成为延伸至光电二极管区域220。如上所述，根据实施例的可以通过将入射光有 效地传送至光电二极管区域来提高光敏度。在本说明书中提到的一个实施例、实施例，示例性实施例 等，都意味着结合实施例所描述的特定的特征、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，包括：隔离层、晶体管区域、以及光电二极管区域，均形成于半导体衬底上；以及多个孔，形成于所述光电二极管区域内。

【技术特征摘要】
KR 2006-8-23 10-2006-00801341、一种图像传感器，包括隔离层、晶体管区域、以及光电二极管区域，均形成于半导体衬底上；以及多个孔，形成于所述光电二极管区域内。2、 如权利要求1所述的图像传感器，其中所述多个孔中的至少一个以 设计规则中的最小尺寸形成。3、 如权利要求1所述的图像传感器，其中位于所述光电二极管区域内 的所述多个孔以沟槽形、圆形、或者多边形形成。4、 如权利要求1所述的图像传感器，其中所述光电二极管区域包括第一导电类型离子注入区域和第二导电类型离子注入区域。5、 如权利要求4所述的图像传感器，其中所述第一导电类型离子注入 区域沿着所述多个孔的表面形成，并且所述第二导电类型离子注入区域在所 述第一导电类型离子注入区域之下的所述光电二极管区域内形成。6、 如权利要求4所述的图像传感器，其中所述第一导电类型离子为n 型离子，所述第二导电类型离子为p型离子。7、 如权利要求4所述的图像传感器，其中所述第一导电类型离子为p 型离子，所述第二导电类型离子为n型离子。8、 如权利要求6所述的图像传感器，还包括微透镜，形成于所述光电 二极管区域上，其中所述微透镜的焦距延伸至孔内。9、 如权利要求6所述的图像传感器，还包括微透镜，形成于所述光电 二极管区域上，其中所述微透镜的焦距延伸至所述光电二极管区域。10、 一种图像传感器的制造方法，所述方法包括 在半导体衬底上定义隔离层区域、晶体管区域、以及光电...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩载元，
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]