專利名稱：圖像傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像傳感器及其制造方法。
背景技術(shù)：
通常，圖像傳感器是一種將光圖像轉(zhuǎn)換成電信號的半導(dǎo)體器件。圖像傳
感器一般劃分為電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器或互補型金屬氧化物半導(dǎo) 體(CMOS)圖像傳感器(CIS)。
在現(xiàn)有技術(shù)的圖像傳感器中，采用離子注入在具有晶體管電路的襯底中 形成光電二極管。由于為了在不增加芯片尺寸的情況下增加像素的數(shù)目，光 電二極管的尺寸越來越減小，所以光接受部分的面積也減小，使得圖像質(zhì)量 降低。
此外，因為堆疊高度減少的程度沒有達到光接收部分面積減少的程度， 所以由于光衍射，入射到光接收部分的光子數(shù)目也減少，這種現(xiàn)象稱為艾里 斑 (airy disk)。
在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水平型CMOS圖像傳感器中，光電二極管和晶體管水 平地、彼此相鄰地形成在襯底上。因此，需要有一個用于光電二極管的附加 區(qū)域，該附加區(qū)域會減小填充因數(shù)區(qū)域并限制可能的分辨率。
此外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水平型CMOS圖像傳感器可能引起像素之間的串 擾問題。
而且，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水平型CMOS圖像傳感器中，很難達到同時形 成光電二極管和晶體管的最佳工藝。
作為克服這種局限的一種選擇，進行了以下嘗試采用非晶硅(Si)形 成光電二極管，或者在硅襯底上形成讀出電路以及采用例如晶片與晶片接合 的方法在讀出電路上形成光電二極管(稱為"三維(3D)圖像傳感器")。通 過金屬連線(line)將光電二極管與讀出電路相連。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供一種圖像傳感器及其制造方法，其可提供垂直集成 的晶體管電路和光電二極管。
本發(fā)明的實施例還提供一種圖像傳感器及其制造方法，其使用一種能夠 抑制光電二極管多個像素之間串?dāng)_的垂直型光電二極管。
本發(fā)明的實施例還提供一種圖像傳感器及其制造方法，其可改善分辨率 和靈敏度。
本發(fā)明的實施例還提供一種圖像傳感器及其制造方法，其使用一種垂直 型光電二極管，該垂直型光電二極管中能夠減少缺陷。
在一實施例中， 一種圖像傳感器可包括第一襯底，具有下部金屬連線 及位于其上的電路；結(jié)晶半導(dǎo)體層，接觸下部金屬連線，并與第一襯底相接 合；光電二極管，設(shè)置于結(jié)晶半導(dǎo)體層中，并與下部金屬連線電連接；以及 像素隔離層，位于光電二極管中。
在一實施例中， 一種圖像傳感器的制造方法可包括步驟制備其上具有 下部金屬連線及電路的第一襯底；制備其上具有光電二極管的第二襯底；在 所述第二襯底的所述光電二極管中形成像素隔離層；接合所述第一襯底至所 述第二襯底，使得其中形成有所述像素隔離層的所述光電二極管電接觸所述 下部金屬連線；以及移除接合后的第二襯底的下部，以將所述光電二極管留 在所述第一襯底上。
在另一實施例中， 一種圖像傳感器的制造方法可包括步驟制備其上具 有下部金屬連線及電路的第一襯底；制備其上具有光電二極管的第二襯底； 接合所述第一襯底至所述第二襯底，使得所述光電二極管接觸所述下部金屬 連線；移除一部分接合后的第二襯底，以暴露所述光電二極管；以及在暴露 的光電二極管中形成像素隔離層。
以下附圖和說明書中將闡述一個或多個實施例的細節(jié)。根據(jù)說明書和附 圖以及根據(jù)權(quán)利要求書，其它特征將變得清楚。


圖1是根據(jù)第一實施例的圖像傳感器的橫截面圖。
圖2至圖8是示出根據(jù)第一實施例的圖像傳感器制造方法的橫截面圖。
圖9是根據(jù)所述第一實施例的另一實施例的圖像傳感器的橫截面圖。
圖io是根據(jù)第二實施例的圖像傳感器的橫截面圖。
圖11至圖15是示出根據(jù)第二實施例的圖像傳感器制造方法的橫截面圖。
圖16是根據(jù)第二實施例的另一實施例的圖像傳感器的橫截面圖。 圖17是根據(jù)第三實施例的圖像傳感器的橫截面圖。 圖18是示出根據(jù)第三實施例的圖像傳感器制造方法的橫截面圖。 圖19是根據(jù)第三實施例的另一實施例的圖像傳感器的橫截面圖。
具體實施例方式
將參照附圖詳細描述圖像傳感器及其制造方法的實施例。 在實施例的描述中，應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)提及一個層(或膜)在另一個層或襯 底"上"時，其可以直接在另一個層或襯底上，或者也可以存在中間層。此 外，應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)提及一個層在另一個層"下"時，其可以直接在另一個層 下，或者也可以存在一個或多個中間層。另外，還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)提及一個層 在兩個層"之間"時，其可以是在兩個層之間的唯一層，或者也可以存在一 個或多個中間層。
圖1是根據(jù)第一實施例的圖像傳感器的橫截面圖。
根據(jù)第一實施例的圖像傳感器可包括第一襯底100，其上具有下部金
屬連線110及電路(未示出)；結(jié)晶半導(dǎo)體層210a (見圖3)，接觸所述下 部金屬連線IIO，并與所述第一襯底IOO相接合；光電二極管210，設(shè)置于 所述結(jié)晶半導(dǎo)體層210a中，并與所述下部金屬連線110電連接；以及像素 隔離層222，位于所述光電二極管210中，用于根據(jù)單位像素分離所述光電 二極管210。
根據(jù)實施例的圖像傳感器通過使用一種將光電二極管安置于電路之上 的垂直型光電二極管，并且在結(jié)晶半導(dǎo)體層中形成光電二極管，可以減少光 電二極管中的缺陷。
此外，根據(jù)實施例的圖像傳感器通過使用垂直型光電二極管以及在像素 之間形成像素隔離層222，可以抑制由于入射光引起的像素之間的串?dāng)_。在 實施例中，像素隔離層222可以是淺溝槽隔離(STI)層，但實施例并不局
限于此。
此外，雖然圖1示范性地顯示像素隔離層222的上寬比像素隔離層222 的下寬窄，但實施例并不局限于此。
根據(jù)實施例，結(jié)晶半導(dǎo)體層可以是單晶半導(dǎo)體層，但實施例并不局限于 此。例如，結(jié)晶半導(dǎo)體層可以是多晶半導(dǎo)體層。
盡管第一襯底100的電路未示出，但對于CIS，電路并不局限于具有四 個晶體管的4TrCIS，也可適用于lTrCIS、 3TrCIS、 5TrCIS、 1.5 Tr CIS (晶體管共享CIS)等。
此外，形成在第一襯底IOO上的下部金屬連線IIO可包括下部金屬(未 示出)和下部插塞(未示出)。下部金屬連線IIO的最上部可用作光電二極 管的下電極。
光電二極管210可包括位于結(jié)晶半導(dǎo)體層210a中的第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電 層214，以及位于結(jié)晶半導(dǎo)體層中第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層214之上的第二導(dǎo)電 類型導(dǎo)電層216。
例如，光電二極管210可包括形成在結(jié)晶半導(dǎo)體層210a中的輕摻雜N 型導(dǎo)電層214，以及形成在結(jié)晶半導(dǎo)體層中的重摻雜的P型導(dǎo)電層216，但 實施例并不局限于此。例如，第一導(dǎo)電類型并不局限于N型，也可以是P型。
此外，在如圖9所示的另一實施例中，光電二極管210可還包括位于結(jié) 晶半導(dǎo)體層中第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層214之下的重摻雜的第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層 212。重摻雜的第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層212可形成為用于與第一襯底100歐姆 接觸。
例如，光電二極管210可還包括形成在結(jié)晶半導(dǎo)體層中的重摻雜的N型 導(dǎo)電層212。
在另一實施例中，可在光電二極管210上形成頂部金屬240和/或可在光 電二極管210上形成濾色鏡(未示出)。
以下參照圖2至圖8描述根據(jù)第一實施例的圖像傳感器的制造方法。
如圖2所示，可制備具有下部金屬連線110和電路(未示出)的第一襯 底100。雖然第一襯底100的電路未示出，但是對于CIS，電路并不僅局限 于所描述的具有四個晶體管的4 Tr CIS。
此外，下部金屬連線110可包括下部金屬(未示出)和下部插塞(未示
出)。
如圖3所示，可在第二襯底200上形成結(jié)晶半導(dǎo)體層210a。通過在該結(jié) 晶半導(dǎo)體層210a中形成光電二極管，能減少光電二極管中的缺陷。在一實 施例中，第二襯底200可包括插入到第二襯底200和結(jié)晶半導(dǎo)體層210a之 間的絕緣層。在一實施例中，可以在第二襯底200上外延生長結(jié)晶半導(dǎo)體層 210a。
或者，也可以將第二襯底200本身的上部用作結(jié)晶半導(dǎo)體層，在其中形 成光電二極管。
接著，如圖4所示，將離子注入到結(jié)晶半導(dǎo)體層210a中以形成光電二 極管210。例如，可在該結(jié)晶半導(dǎo)體層210a的下部形成第二導(dǎo)電類型導(dǎo)電層 216。例如，在沒有掩模的情況下，可通過執(zhí)行毯覆式(blanket)離子注入 第二襯底200 (包括結(jié)晶半導(dǎo)體層210a)到結(jié)晶半導(dǎo)體層210a的下部的方 式，形成重摻雜的P型導(dǎo)電層216。例如，可形成具有小于或等于約0.5 nm 的結(jié)深度的第二導(dǎo)電類型導(dǎo)電層216。可在結(jié)晶半導(dǎo)體層210a中接近第二襯 底200的表面處形成第二導(dǎo)電類型導(dǎo)電層216。
然后，可在第二導(dǎo)電類型導(dǎo)電層216上形成第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層214。 例如，在沒有掩模的情況下，可通過執(zhí)行毯覆式離子注入到第二襯底200的 整個表面，在第二導(dǎo)電類型導(dǎo)電層216上形成輕摻雜N型導(dǎo)電層214。例如， 可形成具有大約從1.0 pm到2.0 pm范圍的結(jié)深度的輕摻雜第一導(dǎo)電類型導(dǎo) 電層214。
在如圖9所示另一實施例中，可在第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層214上形成重摻 雜的第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層212。例如，在沒有掩模的情況下，可通過執(zhí)行毯 覆式離子注入到第二襯底200的整個表面，在第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層214上形 成重摻雜的N型導(dǎo)電層212。例如，可形成具有大約從0.05 nm到0.2pm范 圍的結(jié)深度的重摻雜的第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層212。
接著，如圖5所示，在形成有光電二極管210的結(jié)晶半導(dǎo)體層210a中 形成像素隔離層，該像素隔離層可抑制像素之間的串?dāng)_。
例如，可通過在形成有光電二極管210的結(jié)晶半導(dǎo)體層210a中形成溝 槽T并且用絕緣層填充溝槽T，來形成像素隔離層222。例如，可通過在結(jié) 晶半導(dǎo)體層210a中形成溝槽T，在溝槽T上形成襯墊氧化層(未示出)，在
溝槽T上沉積氧化材料層并且平坦化所得到的結(jié)構(gòu)，來形成像素隔離層222。 接著，參見圖6，第二襯底200可與第一襯底IOO相接合，使得具有像 素隔離層222的第二襯底200的光電二極管210接觸第一襯底100的下部金 屬連線110。
例如，在一實施例中，可通過使第一襯底100與第二襯底200相接觸， 然后執(zhí)行等離子體激活的方式，接合第一襯底100至第二襯底200。然而， 實施例并不局限于此。
此時，如果第二襯底200的絕緣層221和第一襯底100的層間絕緣層由 相同材料制成，則執(zhí)行接合會更容易。
此外，如果第一襯底100和第二襯底200彼此接合，則像素隔離層222 和下部金屬連線110排列為使得像素隔離層222不接觸下部金屬連線110。
接著，如圖7所示，移除一部分接合后的第二襯底200以暴露并留下光 電二極管210。例如，在第二襯底200中包括插入到第二襯底200和結(jié)晶半 導(dǎo)體層之間的絕緣層的情況下，可以通過背面研磨移除該部分第二襯底200， 并且通過蝕刻使在第一襯底100上僅留下光電二極管210，可移除在移除第 二襯底200下部之后暴露的絕緣層。
或者，在部分第二襯底200本身用作結(jié)晶半導(dǎo)體層(其中形成光電二極 管)的情況下，在將第一襯底100與第二襯底200相接合之前，可將氫離子 (fT)注入形成有光電二極管的結(jié)晶半導(dǎo)體層的下部，并且在與第一襯底100 相接合之后，可對第二襯底200進行熱退火，以將氫離子(H+)轉(zhuǎn)化為氫氣 (H2)，從而僅留下光電二極管并移除第二襯底。
接著，如圖8所示，可在光電二極管210上形成頂部金屬230，然后可 執(zhí)行鈍化(未示出)。此外，可在光電二極管210上進一步形成濾色鏡(未 示出)，還可在濾色鏡上進一步形成微透鏡。
此外，在另一實施例中，可以在光電二極管210和頂部金屬240之間形 成透明導(dǎo)電層(未示出)，使得頂部金屬不會覆蓋各像素。在此實施例中， 透明導(dǎo)電層執(zhí)行頂部金屬的功能。在一實施例中，透明導(dǎo)電層可由銦錫氧化 物(ITO)形成，但實施例并不局限于此。可以形成透明導(dǎo)電層，該透明導(dǎo)電層 與至少兩個像素區(qū)域重疊。在其他實施例中，也可以省略透明導(dǎo)電層。
根據(jù)上述實施例的圖像傳感器及其制造方法，通過使用一種將光電二極
管安置于電路之上的垂直型光電二極管，并且在結(jié)晶半導(dǎo)體層中形成光電二 極管，可以減少光電二極管中的缺陷。
此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，通過使用垂直型光電二極管并在像素之間 形成像素隔離層，可抑制像素之間的串?dāng)_。
圖10是根據(jù)第二實施例的圖像傳感器的橫截面圖，圖11至圖15是示
出根據(jù)所述第二實施例的圖像傳感器制造方纟去的橫截面圖。 第二實施例可使用第一實施例的技術(shù)特征。
例如，根據(jù)第二實施例的圖像傳感器可包括第一襯底100，具有下部
金屬連線110及電路(未示出)；結(jié)晶半導(dǎo)體層210a (見圖3)，接觸所述 下部金屬連線IIO，并與所述第一襯底100相接合；光電二極管210，設(shè)置 于所述結(jié)晶半導(dǎo)體層210a中，并與所述下部金屬連線110電連接；以及像 素隔離層224，位于所述光電二極管210中，根據(jù)單位像素分離所述光電二 極管210。
本圖像傳感器通過使用一種將光電二極管安置于電路之上的垂直型光 電二極管并且在結(jié)晶半導(dǎo)體層中形成光電二極管，可以減少光電二極管中的 缺陷。
此外，通過使用垂直型光電二極管并在像素之間形成像素隔離層224， 本圖像傳感器可抑制像素之間的串?dāng)_。
同時，與第一實施例不同的是，在第二實施例中，是在第一襯底100和 第二襯底200相接合之后，在光電二極管210中形成像素隔離層224。因此， 第二實施例中的像素隔離層224可成形為使得其上部比其下部寬。然而，實
施例并不局限于此。
在具體實施例中，如圖IIA所示，可制備具有下部金屬連線110和電路 (未示出)的第一襯底IOO。下部金屬連線IIO可包括下部金屬(未示出) 和下部插塞(未示出)。
此外，如圖11B所示，可在第二襯底200上形成結(jié)晶半導(dǎo)體層210a(見 圖3)。在結(jié)晶半導(dǎo)體層210a中形成光電二極管210。
在一實施例中，第二襯底200可包括插入到第二襯底200和結(jié)晶半導(dǎo)體 層210a之間的絕緣層。
在另一實施例中，也可將第二襯底200本身的上部用作結(jié)晶半導(dǎo)體層，
在其中形成光電二極管。
可通過將離子注入到結(jié)晶半導(dǎo)體層210a中形成光電二極管210。
例如，可在該結(jié)晶半導(dǎo)體層210a的下部形成第二導(dǎo)電類型導(dǎo)電層216。 然后，在第二導(dǎo)電類型導(dǎo)電層216上形成第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層214。
在如圖16所示的另一實施例中，可在第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層214上形成 重摻雜的第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層212。
接著，如圖12所示，第二襯底200可與第一襯底100相接合，使得第 二襯底200的光電二極管210接觸第一襯底100的下部金屬連線110。
例如，可通過使第一襯底100和第二襯底200相接觸，然后執(zhí)行等離子 體激活的方式，接合第一襯底100至第二襯底200。然而，實施例并不局限 于此。
接著，如圖13所示，移除一部分接合后的第二襯底200以暴露和留下 第一襯底上100上的光電二極管210。
例如，在第二襯底200包括插入到第二^f底200和結(jié)晶半導(dǎo)體層之間的 絕緣層的情況下，可以通過背面研磨移除該部分第二襯底200，并且通過蝕 刻使第一襯底100上僅留下光電二極管210，可移除在移除該部分第二襯底 200之后暴露的絕緣層。
或者，在部分第二襯底200本身用作結(jié)晶半導(dǎo)體層(其中形成光電二極 管)的情況下，在將第一襯底100與第二襯底200相接合之前，可將氫離子 (H")注入形成有光電二極管的結(jié)晶半導(dǎo)體層的下部，并且在與第一襯底100 相接合之后，可對第二襯底200熱退火，以將氫離子(H+)轉(zhuǎn)化為氫氣(H2)， 從而僅留下光電二極管并移除第二襯底。
接下來，如圖14所示，在移除第二襯底200的部分之后，可在保留在 第一襯底100上的光電二極管210中形成可抑制像素之間串?dāng)_的像素隔離層 224。
例如，可通過在光電二極管210中形成溝槽并且用絕緣層填充溝槽來形 成像素隔離層224。
接著，如圖l 5所示，可在光電二極管210上形成頂部金屬240，然后 可執(zhí)行鈍化。此外，可在光電二極管210上進一步形成濾色鏡(未示出)， 還可在濾色鏡上進一步形成微透鏡。
此外，在本實施例中，可以在光電二極管210和頂部金屬240之間形成 透明導(dǎo)電層(未示出)，使得在各像素中不形成頂部金屬，而是由透明導(dǎo)電 層執(zhí)行頂部金屬的功能。在一實施例中，透明導(dǎo)電層可由銦錫氧化物(ITO) 形成，但實施例并不局限于此。在一實施例中，可以形成透明導(dǎo)電層，該透 明導(dǎo)電層與至少兩個像素區(qū)域重疊。
圖17是根據(jù)第三實施例的圖像傳感器的橫截面圖。
根據(jù)第三實施例的圖像傳感器可使用根據(jù)第一實施例的圖像傳感器及 其制造方法的技術(shù)特征。
與第一實施例不同的是，在第三實施例中，圖像傳感器可還包括光電二 極管210和像素隔離層222之間的第二導(dǎo)電類型離子注入層221。
例如，根據(jù)第三實施例的圖像傳感器通過將第二導(dǎo)電類型離子注入層 221插入到光電二極管210和像素隔離層222之間，可進一步抑制光電二極 管210中產(chǎn)生的像素之間的電子或空穴串?dāng)_。
為達此目的，如圖18所示，可在第二襯底200的單晶層中形成光電二 極管210，可形成用于像素隔離層的溝槽T，然后可重注入P型離子以形成 P+離子注入層221。之后，填充溝槽形成像素隔離層222。
或者，在像素隔離層222形成后，可將P型離子重注入到光電二極管210 和像素隔離層222之間的界面以形成P+離子注入層221 。
圖19是根據(jù)所述第三實施例的另一實施例的圖像傳感器的橫截面圖。
在本實施例中，為了在形成光電二極管210時進行歐姆接觸，可進一步 形成重摻雜的第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層212。
根據(jù)第三實施例，第二導(dǎo)電類型離子注入層221可與像素隔離層222 — 起形成，從而更有效的抑制光電二極管210中產(chǎn)生的像素之間的電子或空穴 串?dāng)_。
在本說明書中對于"一個實施例"、"一實施例"、"實例性實施例" 等的任意引用表示結(jié)合該實施例所描述的,寺定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)
明的至少一個實施例中。在說明書中各個^:置中的這種短語的出現(xiàn)不必都涉
及相同的實施例。此外，當(dāng)結(jié)合任意實施例描述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性時， 可認為在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所屬范圍內(nèi)，可結(jié)合其它實施例影響這種特 征、結(jié)構(gòu)或特性。
盡管參照本發(fā)明多個示例性實施例描述了本發(fā)明的實施例，但是應(yīng)該理 解，由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所設(shè)計的各種其它修改和實施例也屬于本發(fā)明原 理的精神和范圍內(nèi)。更具體地，在本發(fā)明、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)， 可以對主要組成配置的組件部分和/或排列進纟亍各種改變和修改。除了在組成 部分和/或排列的改變和修改之外，替代物的使用對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也 是清楚的。
權(quán)利要求
1. 一種圖像傳感器，包括第一襯底，其上具有下部金屬連線及電路；結(jié)晶半導(dǎo)體層，接觸所述下部金屬連線，并與所述第一襯底相接合；光電二極管，設(shè)置于所述結(jié)晶半導(dǎo)體層中，并與所述下部金屬連線電連接；以及像素隔離層，位于所述結(jié)晶半導(dǎo)體層中，根據(jù)像素分離所述光電二極管。
2. 如權(quán)利要求l所述的圖像傳感器，其中所述光電二極管包括 第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層，位于所述結(jié)晶半導(dǎo)體層中；以及 第二導(dǎo)電類型導(dǎo)電層，位于所述第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層上的所述結(jié)晶半導(dǎo)體層中。
3. 如權(quán)利要求2所述的圖像傳感器，其中所述光電二極管還包括重摻雜 的第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層，位于所述第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層與所述下部金屬連線 之間的所述結(jié)晶半導(dǎo)體層中。
4. 如權(quán)利要求l所述的圖像傳感器，還包括第二導(dǎo)電類型離子注入層， 位于所述光電二極管與所述像素隔離層之間的橫側(cè)區(qū)域。
5. —種圖像傳感器的制造方法，包括以下步驟-制備其上具有下部金屬連線及電路的第一襯底； 制備其上具有光電二極管的第二襯底；在所述第二襯底的所述光電二極管中形成像素隔離層，所述像素隔離層 根據(jù)像素分離所述光電二極管；接合所述第一襯底至所述第二襯底，使得其中形成有所述像素隔離層的 所述光電二極管電接觸所述下部金屬連線；以及移除一部分接合后的第二襯底，以將所述光電二極管留在所述第一襯底上。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述制備第二襯底的步驟包括 在所述第二襯底上形成結(jié)晶半導(dǎo)體層；以及在所述結(jié)晶半導(dǎo)體層中形成光電二極管。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中在所述結(jié)晶半導(dǎo)體層中形成光電二極 管的步驟包括 在所述結(jié)晶半導(dǎo)體層中形成第二導(dǎo)電類型導(dǎo)電層；以及 在所述第二導(dǎo)電類型導(dǎo)電層上的所述結(jié)晶半導(dǎo)體層中形成第一導(dǎo)電類 型導(dǎo)電層。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中在所述結(jié)晶半導(dǎo)體層中形成光電二極 管的步驟還包括在形成所述第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層之后，在所述第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層上的 所述結(jié)晶半導(dǎo)體層中形成重摻雜的第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層。
9. 如權(quán)利要求5所述的方法，還包括在所述光電二極管與所述像素隔離 層之間的橫側(cè)區(qū)域中形成第二導(dǎo)電類型離子注入層。
10. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中形成所述像素隔離層的步驟包括 在與像素之間的區(qū)域相對應(yīng)的所述光電二極管中形成溝槽；以及 用絕緣層填充所述溝槽。
11. 如權(quán)利要求IO所述的方法，還包括在所述光電二極管與所述像素隔離層之間形成第二導(dǎo)電類型離子注入層。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中形成所述第二導(dǎo)電類型離子注入層的步驟包括在用所述絕緣層填充所述溝槽之前，將第二導(dǎo)電類型離子注入所述溝槽。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中形成所述第二導(dǎo)電類型離子注入層的步驟包括在用所述絕緣層填充所述溝槽之后，將第二導(dǎo)電類型離子注入位于像素 之間的區(qū)域的所述光電二極管，以在所述溝槽與所述光電二極管之間的橫側(cè) 區(qū)域提供所述第二導(dǎo)電類型離子。
14. 一種圖像傳感器的制造方法，包括以下步驟 制備其上具有下部金屬連線及電路的第一襯底； 制備其上具有光電二極管的第二襯底；接合所述第一襯底至所述第二襯底，使得所述光電二極管接觸所述下部 金屬連線；移除一部分接合后的第二襯底，以將所述光電二極管暴露在所述第一襯 底上；以及在暴露的所述光電二極管的部分中形成像素隔離層，以根據(jù)像素分離所 述光電二極管。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述制備第二襯底的步驟包括 在所述第二襯底上形成結(jié)晶半導(dǎo)體層；以及在所述結(jié)晶半導(dǎo)體層中形成光電二極管。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中在所述結(jié)晶半導(dǎo)體層中形成光電二 極管的步驟包括在所述結(jié)晶半導(dǎo)體層中形成第二導(dǎo)電類型導(dǎo)電層；以及 在所述第二導(dǎo)電類型導(dǎo)電層上的所述結(jié)晶半導(dǎo)體層中形成第一導(dǎo)電類 型導(dǎo)電層。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中在所述結(jié)晶半導(dǎo)體層中形成光電二 極管的步驟還包括在形成所述第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層之后，在所述第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層上的 所述結(jié)晶半導(dǎo)體層中形成重摻雜的第一導(dǎo)電類型導(dǎo)電層。
18. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中形成所述像素隔離層的步驟包括 在與像素之間的區(qū)域相對應(yīng)的所述光電二極管中形成溝槽；以及 用絕緣層填充所述溝槽。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，還包括在用所述絕緣層填充所述溝槽之前，通過將第二導(dǎo)電類型離子注入所述 溝槽，在所述光電二極管與所述像素隔離層之間形成第二導(dǎo)電類型離子注入 層。
20. 如權(quán)利要求18所述的方法，還包括在用所述絕緣層填充所述溝槽之后，通過將第二導(dǎo)電類型離子注入位于 像素之間的區(qū)域的所述光電二極管，在所述光電二極管與所述像素隔離層之 間形成第二導(dǎo)電類型離子注入層，以在所述溝槽與所述光電二極管之間的橫 側(cè)區(qū)域提供所述第二導(dǎo)電類型離子。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像傳感器及其制造方法。在該圖像傳感器中，第一襯底具有下部金屬連線及其上的電路。結(jié)晶半導(dǎo)體層接觸下部金屬連線并與第一襯底相接合。光電二極管設(shè)置在該結(jié)晶半導(dǎo)體層中并且與下部金屬連線電連接。在該光電二極管的區(qū)域中形成像素隔離層。利用本發(fā)明，可提供垂直集成的晶體管電路和光電二極管，能夠抑制光電二極管多個像素之間的串?dāng)_，并可改善分辨率和靈敏度。
文檔編號H01L27/146GK101383366SQ20081021382
公開日2009年3月11日 申請日期2008年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者俊 黃 申請人:東部高科股份有限公司