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：基板；布线结构，形成在基板的前侧上且包括多个布线层和多个绝缘膜；第一阱，形成在基板内且具有第一导电型；以及第一金属布线层，直接接触基板的后侧且构造为向第一阱施加第一阱偏压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
图像传感器将光学图像转换成电信号。随着计算机和通信产业近来的发展，在各 种领域(诸如，数字照相机、摄像机、个人通信系统、游戏装置、安全照相机、医用微照相机 以及机器人)中对性能增强的图像传感器的需求日益增加。金属氧化物半导体(MOS)图像传感器可以利用简单的驱动方法驱动且可以利用 各种扫描方法实现。在MOS图像传感器中，信号处理电路可以集成到单个芯片上。从而，包 括这样的MOS图像传感器的产品的尺寸可以减小。此外，因为MOS图像传感器与MOS加工 技术是兼容的，所以可以降低制造成本。由于MOS图像传感器具有低的功耗，所以它们可以 应用于电池容量有限的产品中。也就 是，伴随着实现高分辨率的技术发展急剧增加了 MOS 图像传感器的使用。MOS图像传感器包括光电转换元件，感应入射光的量；以及多个金属布线层，输 出存储在每个光电转换元件中的光信号。然而，在这种情况下，入射光会被金属布线层反射 或者被层间绝缘膜吸收，从而降低了灵敏度。此外，被反射的光会被相邻的像素吸收，从而 引起串扰。在这点上，已经建议了具有这样结构的图像传感器，在该结构中基板的后侧 被研磨并且光从基板的后侧入射。这样的图像传感器被称为背侧照射的(backside illuminated,Bi)图像传感器。在BI图像传感器中，金属布线层不形成在基板的光入射到 其上的后侧上。因此，入射光没有被金属布线层反射或被层间绝缘膜吸收。
技术实现思路
本专利技术提供了一种，该图像传感器可以以相对稳定的方 式保持阱的电势。根据本专利技术的示例实施例，图像传感器包括基板；布线结构，形成在基板的前侧 上且包括多个布线层和多个绝缘膜；第一阱，形成在基板内且具有第一导电型；以及第一 金属布线层，直接接触基板的后侧且构造为向第一阱施加第一阱偏压。根据本专利技术的另一示例实施例，图像传感器包括感应区域、外围区域和焊垫区 域，限定在基板内；光电转换元件，形成在感应区域中；第一阱，形成在外围区域中且具有 第一导电型；布线结构，形成在基板的前侧上且包括多个布线层和多个绝缘膜；第一焊垫， 在焊垫区域中形成在基板的后侧上且接受第一阱偏压；以及第一金属布线层，在外围区域 中形成在基板的后侧上且电连接到第一焊垫以将第一阱偏压从第一焊垫传送到第一阱。根据本专利技术的另一示例实施例，提供了一种制造图像传感器的方法。该方法包括 在基板内形成第一阱，该第一阱具有第一导电型；在基板的前侧上形成布线结构，该布线结 构包括多个布线层和多个绝缘膜；以及形成直接接触基板的后侧的第一金属布线层，该第一金属布线层被构造为向第一阱施加第一阱偏压。根据本专利技术的另一示例实施例，该方法包括设置限定在基板内的感应区域、外围 区域和焊垫区域；在外围区域中的基板内形成第一阱，该第一阱具有第一导电型；在基板 的前侧上形成布线结构，该布线结构包括多个布线层、多个绝缘膜以及辅助焊垫；在基板的 后侧上形成后侧绝缘膜；通过形成接触孔暴露焊垫区域中的辅助焊垫，该接触孔构造为贯 穿后侧绝缘膜和基板；通过图案化外围区域中的后侧绝缘膜暴露外围区域中的基板的后 侧的至少一部分；形成接触孔中的接触，该接触电连接到辅助焊垫；以及在焊垫区域中形 成焊垫且在外围区域中形成第一金属布线层，该焊垫电连接到该焊垫区域中的基板上的接 触。附图说明通过参照附图对详细描述本专利技术的示例实施例，本专利技术的以上和其它的方面以及 特征将变得更加明显，附图中图IA是示出包括在根据本专利技术示例实施例的图像传感器中的第一焊垫与第一金 属布线层之间的关系的视图； 图IB是示出在根据本专利技术示例实施例的图像传感器中使用的基板的视图；图2是沿图IA的线A-A’剖取的图像传感器的截面图；图3A到图4B是用于解释保持包括在根据本专利技术示例实施例的图像传感器中的阱 的电势的方法的视图；图4C是示出根据本专利技术示例实施例的图像传感器的视图；图5是示出包括在根据本专利技术另一示例实施例的图像传感器中的第一焊垫和第 一金属布线层之间的关系的视图；图6是沿图5的线B-B’剖取的图像传感器的截面图；图7是示出根据本专利技术另一示例实施例的图像传感器的视图；图8是示出根据本专利技术另一示例实施例的图像传感器的视图；图9是包含根据本专利技术示例实施例的图像传感器的芯片的框图；图10到图12是示出包括根据本专利技术示例实施例的图像传感器的基于处理器的装 置的示意图；图13到图17是用于解释包括在根据本专利技术示例实施例的图像传感器的制造方法 中的工艺的视图。具体实施例方式通过参照以下对示例实施例的详细描述及附图，本专利技术的优点和特征以及实现本 专利技术的优点和特征的方法将更容易理解。然而，本专利技术可以以许多不同的形式实施而不应 被解释为限于此处阐述的示例实施例。相反，提供这些实施例使得本公开透彻和完整，并将 本专利技术的概念充分传达给本领域技术人员。附图中，为了清晰，层和区域的尺寸及相对尺寸 可以被夸大。应当理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，该元件或层可以直接在另 一元件或层上，或者存在插入的元件或层。相反，当元件被称为“直接在”另一元件或层“上”时，则不存在插入的元件或层。正如这里所用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列 项目的任何和所有组合。为便于描述此处可以使用诸如“在...之下”、“在...下面”、“下(lower) “在...之上”、“上(upper)”等空间相对性术语以描述如附图所示的一个器件或元件与另 一个(些)器件或元件之间的关系。应当理解，空间相对性术语是用来概括除附图所示取 向之外的使用或操作中的器件的不同取向的。相同的附图标记始终指代相同的元件。这里所用的术语仅仅是为了描述特定实施例，并非要限制示例实施例。如此处所 用的，除非上下文另有明确表述，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”均同时旨 在包括复数形式。还应当理解，当在说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述 特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是并不排除一个或多个其它特征、整体、 步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。应当理解，当元件被称为“连接到”或“耦接到”另一元件时，它可以直接连接或耦 接到另一元件，或者可以存在插入的元件。相反，当元件被称为“直接连接到”或“直接耦接 至IJ”另一元件时，则没有插入元件存在。如此处所用的，术语“和/或”包括一个或多个所列 相关项目的任何及所有组合。应当理解，虽然这里可使用术语第一、第二等描述各种元件、组件、区域、层和/或 部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受限于这些术语。这些术语仅用于将一个 元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区 别开。因此，以下讨论的第 一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分，而不背离示例实 施例的教导。这里参照(平面图)和截面图描述了本专利技术的示例实施例，这些图为本专利技术理想 化实施例的示意图。因而，举例来说，由制造技术和/或公差引起的插图形状的变化是可能 发生的。因此，本专利技术的示例实施例不应被解释为仅限于此处示出的区域的特定形状，而是 包括由例如制造引起的形状偏差在内。因此，附图中示出的元件实质上是示意性的，它们的 形状并非要示出器件区域的真实形状，也并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，包括：基板；布线结构，形成在所述基板的前侧上且包括多个布线层和多个绝缘膜；第一阱，形成在所述基板内且具有第一导电型；以及第一金属布线层，直接接触所述基板的后侧且构造为向所述第一阱施加第一阱偏压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：朴炳俊，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]