ＣＭＯＳ图像传感器制造技术

一种ＣＭＯＳ图像传感器，包括：第一光电二极管；浮动扩散节点，设置为与所述第一光电二极管相距一预定距离；第一转移晶体管的栅图案的一部分，设置在所述第一光电二极管和所述浮动扩散节点之间；驱动晶体管的栅图案的一部分，设置为重叠所述浮动扩散节点的一部分，以形成重叠部分；接触孔，设置为暴露所述浮动扩散节点的一部分和所述重叠部分的一部分；以及第一接触部，设置为填充在所述接触孔中，且既与所述浮动扩散节点又与所述重叠部分接触。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，并且更具体地涉及 一种CMOS图像传感器的像素区。
技术介绍
通常，图像传感器是将光图像变换成电信号的半导体器件。代表性的图像传感器 包括电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。在CCD中，各个MOS电容器被如此地设置，使得它们彼此非常接近，且电荷载流子 存储在电容器并被转移。该CMOS图像传感器利用了将控制电路和信号处理电路用作外围 电路的CMOS技术，并且为了连续输出而形成对应于各单位像素数目的多个MOS晶体管。图1图示了典型CMOS图像传感器的电路图，并且更具体地，像素的电路图。典型CMOS图像传感器的像素包括光电二极管PD、转移晶体管Tx、重置晶体管 Rx、驱动晶体管Dx、以及选择晶体管Sx。光电二极管PD产生对应于入射光的光电荷并转移 这些光电荷。转移晶体管Tx将从光电二极管PD供给的光电荷转移到浮动扩散节点FD。重 置晶体管Rx重置浮动扩散节点FD，并且驱动晶体管Dx响应供给到浮动扩散节点FD的电压 来驱动源极端子。选择晶体管Sx连接到驱动晶体管Dx的源极端子，并且使用驱动晶体管 Dx来选择性地将该源极端子连接到输出端子。具体地，包括浮动扩散节点FD的区域‘A’在CMOS图像传感器的操作中起到很重 要的作用，在区域‘A’转移晶体管Tx和驱动晶体管Dx被公共地连接。图2图示了图1中所示的电路图的布局图。为了方便，以与对应晶体管相同的标 记来标记配置像素的晶体管的栅图案。形成了光电二极管PD和有源区。顺序地设置转移晶体管的栅图案Tx、重置晶体管 的栅图案Rx、驱动晶体管的栅图案Dx、以及选择晶体管的栅图案Sx。如图所示地设置了分别与栅图案Tx、Dx、Rx中每个接触的接触部CT2、CT3和CT6 以及与有源区接触的接触CT1、CT4和CT5。在有源区中接触浮动扩散节点的接触部CTl与接触栅图案Dx的接触部CT2通过 金属线MlA而彼此连接。金属线MlB连接到接触栅图案Tx的接触部CT6。图3A图示了典型CMOS图像传感器的横截面图并且图3B图示了典型CMOS图像传 感器的俯视图。图3A和3B示出典型CMOS图像传感器的典型限制。参见图3A，形成了器件隔离结构STI。然后，顺序地形成包括N型区DN和P型区 PO的光电二极管、转移晶体管的栅图案Tx、重置晶体管的栅图案Rx、驱动晶体管的栅图案 Dx、以及选择晶体管的栅图案Sx。参见图3B，栅图案Tx与光电二极管相邻地设置。栅图案Rx和栅图案Dx与栅图案Tx相邻地设置。通常需要在浮动扩散节点FD和栅图案Dx中的每个区域形成接触部，以将浮动扩 散节点FD和栅图案Dx彼此连接。通常需要金属线来连接接触部。由于器件的大规模集成， 当形成接触部时可能在区域B发生未对准(misalignment)的问题。CMOS图像传感器中典型的浮动扩散节点通常用以读取由照射在像素上的光产生 的电子所提供的信号。供给到浮动扩散节点的电压确定了驱动晶体管的驱动能力。因此，浮动扩散节点和驱动晶体管的栅图案之间的线在转移精确的信号方面是很 重要的。有时使用0. 18 μ m技术在CMOS图像传感器中的浮动扩散节点区域形成包括铝的 两个接触部，以转移更精确的信号。但是，由于减小的尺寸和增加的像素数量，如果将CMOS图像传感器应用在便携式 产品中，则难以在浮动扩散节点设置两个接触部。在减小CMOS图像传感器的尺寸并增加像素数量的同时，难以在像素的浮动扩散 节点处设置超过一个的接触部。另外，因为浮动扩散节点的电路面积减小，所以变得甚至难 以稳定地形成一个单个的接触部。这是因为在浮动扩散节点执行的接触部形成期间、覆盖余量(overlay margin)减 小，所以带来了这样的结果。在浮动扩散节点和驱动晶体管的栅图案之间的稳定连接是图像传感器操作的核 心功能。通过稳定的连接可以消除信号转移中的不稳定。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器， 其可以在浮动扩散节点和驱动晶体管之间提供稳定的连接。根据本专利技术的一方面，提供一种CMOS图像传感器，包括第一光电二极管；浮动扩 散节点，设置为与所述第一光电二极管相距一预定距离；第一转移晶体管的栅图案的一部 分，设置在所述第一光电二极管和所述浮动扩散节点之间；驱动晶体管的栅图案的一部分， 设置为重叠所述浮动扩散节点的一部分，以形成重叠部分；接触孔，设置为暴露所述浮动扩 散节点的一部分和所述重叠部分的一部分；以及第一接触部，设置为填充在所述接触孔中， 且既与所述浮动扩散节点又与所述重叠部分接触。根据本专利技术的一方面，提供一种用于制造CMOS图像传感器的方法，包括形成第 一光电二极管；在与所述第一光电二极管相距一预定距离处、形成浮动扩散节点；在所述 第一光电二极管和所述浮动扩散节点之间，形成第一转移晶体管的栅图案的一部分；以所 述浮动扩散节点的一部分重叠驱动晶体管的栅图案的一部分，以形成重叠部分；以一绝缘 层将所述浮动扩散节点的至少一部分与所述重叠部分的至少一部分隔离；在所述重叠部分 的一个暴露部分和所述浮动扩散节点的一个暴露部分上，蚀刻一个穿过所述绝缘层的接触 孔；以及将导电性材料填充入所述接触孔，以在所述重叠部分的所述暴露部分和所述浮动 扩散节点的所述暴露部分之间形成第一接触部。根据本专利技术的一方面，提供一种CMOS图像传感器中的像素，所述像素包括浮动 扩散节点；驱动晶体管的栅图案的一部分，设置为重叠所述浮动扩散节点的一部分以形成重叠部分；接触孔，设置为暴露所述浮动扩散节点的一部分和所述重叠部分的一部分；以 及第一接触部，设置为填充在所述接触孔中，且既与所述浮动扩散节点又与所述重叠部分 接触。根据本专利技术的一方面，提供一种互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，包 括光电二极管；与所述光电二极管的一侧接触的转移晶体管的栅图案；驱动晶体管的栅 图案，被设置为距所述转移晶体管的栅图案具有一预定间隔距离；以及浮动扩散节点，被设 置在所述转移晶体管的栅图案和所述驱动晶体管的栅图案之间。根据本专利技术的另一方面，提供一种用于制造CMOS图像传感器的方法，包括在衬 底中形成光电二极管；在距所述光电二极管具有一预定间隔距离的区域、形成浮动扩散节 点；在光电二极管和浮动扩散节点的一侧之间、形成转移晶体管的栅图案；形成与浮动扩 散节点的另一侧接触的驱动晶体管的栅图案；形成绝缘层以覆盖转移晶体管的栅图案和驱 动晶体管的栅图案；选择性地蚀刻该绝缘层，以形成暴露驱动晶体管的栅图案的预定部分 和浮动扩散节点的预定部分的接触孔；以及在接触孔中填充导电材料来形成接触塞。根据本专利技术的又一方面，提供一种CMOS图像传感器，包括第一光电二极管和第 二光电二极管；浮动扩散节点，设置在所述第一光电二极管和所述第二光电二极管之间； 第一转移晶体管的栅图案，设置在所述第一光电二极管和所述浮动扩散节点之间；第二转 移晶体管的栅图案，设置在所述第二光电二极管和所述浮动扩散节点之间；驱动晶体管的 栅图案，设置为距所述浮动扩散节点具有一预定的间隔距离；接触所述浮动扩散节点的第 一接触部；接触所述驱动晶体管的栅图案的第二接触部；以及连接所述第一接触部和所述 第二接触部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＣＭＯＳ图像传感器，包括：第一光电二极管；浮动扩散节点，设置为与所述第一光电二极管相距一预定距离；第一转移晶体管的栅图案的一部分，设置在所述第一光电二极管和所述浮动扩散节点之间；驱动晶体管的栅图案的一部分，设置为重叠所述浮动扩散节点的一部分，以形成重叠部分；接触孔，设置为暴露所述浮动扩散节点的一部分和所述重叠部分的一部分；以及第一接触部，设置为填充在所述接触孔中，且既与所述浮动扩散节点又与所述重叠部分接触。

【技术特征摘要】
KR 2005-10-25 10-2005-0100741一种CMOS图像传感器，包括第一光电二极管；浮动扩散节点，设置为与所述第一光电二极管相距一预定距离；第一转移晶体管的栅图案的一部分，设置在所述第一光电二极管和所述浮动扩散节点之间；驱动晶体管的栅图案的一部分，设置为重叠所述浮动扩散节点的一部分，以形成重叠部分；接触孔，设置为暴露所述浮动扩散节点的一部分和所述重叠部分的一部分；以及第一接触部，设置为填充在所述接触孔中，且既与所述浮动扩散节点又与所述重叠部分接触。2.如权利要求1的CMOS图像传感器，还包括 第二光电二极管；以及第二转移晶体管的栅图案的一部分，设置在所述第二光电二极管和所述浮动扩散节点 之间。3.如权利要求1的CMOS图像传感器，其中所述浮动扩散节点和所述重叠部分不以金属 线相连。4.如权利要求1的CMOS图像传感器，还包括第二接触部，设置在所述第一转移晶体管的栅图案上；以及 金属线，设置为连接到所述第二接触部。5.如权利要求1的CMOS图像传感器，还包括 选择晶体管的栅图案；重置晶体管的栅图案；第一有源区，设置为与所述重置晶体管的栅图案相关联；以及 第二有源区，设置为被所述选择晶体管的栅图案以及所述驱动晶体管的栅图案共享。6.如权利要求5的CMOS图像传感器，其中所述第一有源区被设置为与所述第二有源区 隔罔。7.如权利要求5的CMOS图像传感器，其中所述选择晶体管的栅图案包括一个“C”形 状。8.如权利要求5的CMOS图像传感器，其中所述第一和第二有源区与所述第一光电二极 管和所述浮动扩散节点隔离。9.一种用于制造CMOS图像传感器的方法，包括 形成第一光电二极管；在与所述第一光电二极管相距一预定距离处、形成浮动扩散节点； 在所述第一光电二极管和所述浮动扩散节点之间，形成第一转移晶体管的栅图案的一 部分；以所述浮动扩散节点的一部分重叠驱动晶体管的栅图案的一部分，以形成重叠部分； 以一绝缘层将所述浮动扩散节点的至少一部分与所述重叠部分的至少一部分隔离； 在所述重叠部分的一个暴露部分和所述浮动扩散节点的一个暴露部分上，蚀刻一个穿 过...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴东赫，
申请(专利权)人：科洛司科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]