图像传感器及其制造方法技术

本发明专利技术提供了图像传感器及其制造方法。所述图像传感器可以包括：半导体基板，具有形成于其上的金属线和读出电路；半导体基板上的光电二极管，包括沿水平方向设置在结晶区中的第一杂质区和第二杂质区；以及贯穿光电二极管的第一接触部和第二接触部。第一接触部可以贯穿光电二极管的第一杂质区，并且第二接触部可以贯穿第二杂质区，以便与所述金属线连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
一般而言，图像传感器是一种将光学图像转换成电信号的半导体器件。图像传感器大体上分为电荷耦合器件(CCD)图像传感器或互补型 金属氧化物硅(CMOS)图像传感器(CIS)。在相关技术的CIS中，光电二极管是利用离子注入在带有晶体管电 路的141中形成的。由于出于在不增加芯片尺寸的情况下增加像素数量的 目的而一再减小光电二极管的尺寸，使光接收部的面积减小，从而使图像 质量下降。而且，由于堆叠高度不如光接收部的面积减小得多，入射到光接收部 的光子的数量还由于被称作艾里斑(airy disk)的光^f射而减少。作为克服这种局限性的一种替选方案，已经尝试了利用非晶硅(Si) 形成光电二极管，或者，在Si^L中形成读出电路，并利用诸如晶片与 晶片接合之类的方法在该读出电路上形成光电二极管(称为三维(3D) 图像传感器)。光电二极管通过金属线与读出电路连接。同时，根据相关技术，由于转移晶体管的源极和漏极都重掺杂了 N 型杂质，从而发生了电荷共用现象。当发生电荷共用现象时，输出图像的 灵潮:度降低，并且会产生图傳_误差。而且，根据该相关技术，由于光电荷在二极管和读出电路之间并不是 顺畅地迁移，从而会产生暗电流，或者降低了饱和度和灵敏度。
技术实现思路
本专利技术的实施例可以提供一种。 在一个实施例中， 一种用于制造图像传感器的方法可以包括制备第一M，该第一i4l上形成有金属线和读出电路；在第一基板上提供光电 二极管，该光电二极管包括结晶区中的第一杂质区和第二杂质区；以及， 形成多个第一接触部和多个第二接触部，这些接触部贯穿光电二极管，以 便与所述金属线中的对应金属线连接J4目互分开，所述多个第一接触部与 第一杂质区接触，所述多个第二接触部与第二杂质区接触。第一杂质区和 第二杂质区可以沿横向方向形成于结晶区中。在另一个实施例中，图像传感器可以包括半导体勤良，该半导体基 板具有形成于其上的金属线和读出电路；所述半导体基板上的光电二极 管，该光电二极管包括结晶区中的第一杂质区和第二杂质区；以及，贯穿 光电二极管的第一接触部和第二接触部，其中，第一接触部贯穿第一杂质 区，第二接触部贯穿第二杂质区，以便连接到金属线。金属线可以将光电 二极管电连接到读出电路。在一个实施例中，第二接触部可以将第二杂质 区连接到用于施加重置操作的外围电路或电极。附图和以下的说明书中详细说明了 一个或多个实施例。根据说明书和 附图以及权利要求书，其它特征将是明显的。附图说明图1到7是说明根据一实施例的用于制造图像传感器的方法的横截面 视图。
技术实现思路
将参照附图来详细描述的实施例。在描述这些实施例时，应当理解，当提到一层(或者一个膜)在另一 层或另一个^"上"时，它可以直接在另一层或另一个基板上，或者也可 以存在中间层。此外，应当理解，当提到一层在另一层"下面，，时，它可以 直接在另一层的下面，或者也可以存在一个或多个中间层。此外，应当理 解，当提到一层在两层"之间"时，它可以是所述两层之间的唯一的一层， 或者也可以存在一个或多个中间层。本实施例并不限于CMOS图像传感器，而是可以应用于其它包括光 电二极管的图像传感器。参考图5A，根据一实施例的图像传感器包括第一基板100上的电路层20、金属线层30、光电二极管70以及第一和第二接触部81和82。图5B提供了第一基^L100的详细视图，该第一141100上形成有电 路层20和金属线层30的金属线150，图5B示出根据一个实施例的单位 像素的一部分。电路层20可以具有包括读出电路120的电路，金属线层30可以包括 与所述电路连接的金属线150。如图5A-5B所示，光电二极管70可以形成于结晶41中，并且可以 包括第一杂质区71、第二杂质区72和第三杂质区73。第一杂质区71可以通过利用P型杂质来形成，第二杂质区72可以 通过利用N型杂质以高浓度来形成，第三杂质区73可以通过利用N型杂 质以低浓度来形成。此时，可以形成用于欧姆接触的第二杂质区72。然而，在某些实施 例中，可以省去所述N型杂质区之一。例如，尽管本实施例将光电二极管70示出且描述为包括第一、第二 和第三杂质区71、 72和73，然而其不限于此。例如，光电二极管70可 以只通过第一和第二杂质区71和72来形成。第一接触部81贯穿第一杂质区71，第二接触部82贯穿第二杂质区72。此时，光电二极管70可以设置在第一接触部81和第二接触部82之 间，并且可以以与另一个相邻的光电二极管对称的方式来形成。例如，相 邻的光电二极管可以关于每一个接触部的纵轴对称。接触第一杂质区71的第二接触部82可用来去除第一杂质区71中的 空穴，接触第二杂质区72的第一接触部81可以将产生于光电二极管70 的信号传送到电路区。第二接触部82可以通过金属线层30连接到电源/ 地线或电路。在一个实施例中，第二接触部82在重置操作期间可以连接 成施加电位或接地，以便可以将空穴从第一杂质区71去除。尽管在附图中没有示出，但是可以在光电二极管70上进一步形成滤 色器阵列和m镜。图1到5是说明根据一实施例的用于制造图像传感器的方法的横截面 视图。如图1A和1B所示，可以制备包括电路层20和金属线层30的第一基板1100。图1A是包括电路层20和金属线层30的第一基长100的横截面视图， 图IB是根据第一基板100的一个实施例的详细视图，该第一基板100上 形成有电路层20和金属线层30的金属线150a。电路层20可以包括读出电路120,金属线层30可以包括与所述电路 连接的金属线150a。参考图1B，可以制备其上形成有金属线150a和读出电路120的第一 基板IOO。第一基板可以包括P型区或P-阱141。在一个实施例中，可以 在第一^L100中形成器件隔离层110以限定有源区，并且可以在有源区 上形成包括晶体管的读出电路120。例如，读出电路120可以包括转移晶 体管(Tx) 121、重置晶体管(Rx) 123、驱动晶体管(Dx) 125和选择 晶体管(Sx) 127。在为这些晶体管形成栅极之后，可以为相应的晶体管 形成包括浮动扩散区(FD) 131及源极和漏极区133、 135、 137的离子注 入区130。而且，根据一个实施例，可以进一步提供噪声滤波电路(未示 出)以增强灵^t度。在第一^L100中形成读出电路120可以包括在第一J41100中形成 电结区140，在电结区140上形成与金属线150a连接的第一导电型连接 区147。电结区140可以是PN结140，但实施例不限于此。在一个实施例中， 电结区140可以包括在第二导电型阱141 (或第二导电型外延层)上的第 一导电型离子注入层143以及在第一导电型离子注入层143上的第二导电 型离子注入层145。例如，PN结140可以是如图1B所示的 P0(145)/N-(143)/P-(141)结，但实施例不限于此。在一个实施例中，第一 !41100可以是第二导电型^41，但实施例不限于此。根据本实施例，可以通过允许在转移晶体管Tx的源极和漏极之间产 生电位差来将光电荷从光电二极管完全卸出Uump)。这样，由于光电二 极管中所产生的光电荷被卸入浮动扩散区，可以增强输出图像的灵敏度。这就是说，通过在其上形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造图像传感器的方法，包括：　制备第一基板，所述第一基板上形成有金属线和读出电路；　在所述第一基板上提供光电二极管，所述光电二极管包括第一杂质区和第二杂质区；以及　形成贯穿所述光电二极管的第一接触部和第二接触部，其中，所述第二接触部贯穿所述第二杂质区，以便接触所述金属线。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金升炫，
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]