專利名稱：圖像傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像傳感器及其制造方法。
背景技術(shù)：
圖像傳感器可以是可將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)化為電信號的半導(dǎo)體器件。圖像傳
感器可規(guī)類為電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器、和互補金屬氧化物硅 (CMOS)圖像傳感器(CIS)的中的至少一種。
CIS可包括在單元l象素中形成的光電二極管和MOS晶體管，并且可 通過以切換方式依次檢測單元像素的電信號來獲得圖像。在CIS中，光電 二極管區(qū)域可將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，晶體管可處理所述電信號。光電二 極管區(qū)域和晶體管可水平地布置在半導(dǎo)體襯底上和/或上方。在根據(jù)相關(guān)技 術(shù)的水平型CIS中，光電二極管和晶體管可在襯底上和/或上方彼此鄰近地 水平形成。因此，可能需要用于形成光電二極管的另外的區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
一些實施方案涉及可使用可提高器件集成度的垂直型光電二極管的圖 像傳感器及其制造方法。
根據(jù)一些實施方案，圖像傳感器可包括以下中的至少一個。在第一襯 底的像素區(qū)上和/或上方的晶體管。在第一襯底上和/或上方的第一電介質(zhì)， 所述第一電介質(zhì)包括分別連接至晶體管的第 一金屬互連。在所述第一電介 質(zhì)上和/或上方的晶體半導(dǎo)體層。通過將雜質(zhì)離子注入對應(yīng)于像素區(qū)的所述 晶體半導(dǎo)體層中形成的光電二極管。在所述晶體半導(dǎo)體層中除了用于所述
光電二極管的區(qū)域之外的虛擬區(qū)(dummy region )。 穿透所述虛擬區(qū)并連 接至所述第一金屬互連的通孔接觸。在所述晶體半導(dǎo)體層上方的包括多個 第二金屬互連的第二電介質(zhì)，所述多個第二金屬互連將所述通孔接觸電連 接至所述光電二極管。
根據(jù)一些實施方案，制造圖像傳感器的方法可包括以下中的至少一個。在第一襯底的像素區(qū)上和/或上方形成晶體管。在所述第一襯底上和/或上 方形成包括第一金屬互連的第一電介質(zhì)，所述第一金屬互連分別連接至所 述晶體管。制備包括晶體半導(dǎo)體層的第二襯底。將雜質(zhì)離子選擇性注入所 述晶體半導(dǎo)體層中，以在所述晶體半導(dǎo)體層的對應(yīng)于所述《象素區(qū)的一部分
中形成光電二極管、和在所述晶體半導(dǎo)體層的其它部分中形成虛擬區(qū)。將 所述第一襯底和第二襯底彼此^。使所述第二襯底從所述晶體半導(dǎo)體層 分離，以將所述晶體半導(dǎo)體層保留在所述第一襯底上。形成可穿透所述虛 擬區(qū)并且可連接至所述第一金屬互連的通孔接觸。在所述晶體半導(dǎo)體層上 和/或上方形成包括多個第二金屬互連的第二電介質(zhì)，所述多個第二金屬互 連將通孔接觸電連接至所述光電二極管。
一些實施方案涉及可包括以下中的至少一個的器件在第一襯底的《象 素區(qū)上方的至少一個晶體管；在所述第一襯底上方的第一電介質(zhì)，所述第 一電介質(zhì)包括分別連接至所述至少一個晶體管的至少一個第一金屬互連； 在所述第一電介質(zhì)上方的晶體半導(dǎo)體層；在對應(yīng)于所述^象素區(qū)的區(qū)域中形 成的在所述晶體半導(dǎo)體層中的光電二極管；在所述晶體半導(dǎo)體層中除了所 述光電二極管區(qū)域以外的虛擬區(qū)；穿透所述虛擬區(qū)并且連接至所述至少一
個第一金屬互連的至少一個通孔接觸；和在所述晶體半導(dǎo)體層上方包括至 少一個第二金屬互連使得所述至少一個第二金屬互連將所述至少一個通
孔接觸電連接至所述光電二極管的第二電介質(zhì)。
一些實施方案涉及可包括以下中的至少一個的器件在第一襯底的像 素區(qū)上方形成的晶體管；在所述第一襯底上方形成的包括第一金屬互連的 第一電介質(zhì)，所述第一金屬互連連接至所述晶體管；在所述第一電介質(zhì)上 方形成的晶體半導(dǎo)體層；通過將雜質(zhì)離子選擇性注入到所述晶體半導(dǎo)體層 中，在所述晶體半導(dǎo)體層的對應(yīng)于所述《象素區(qū)的第一部分中形成的光電二 極管、和在所述晶體半導(dǎo)體層的不對應(yīng)于所述l象素區(qū)的第二部分中形成的 虛擬區(qū)；形成為穿透所述虛擬區(qū)并且連接至所述第一金屬互連的通孔接 觸；和在所述晶體半導(dǎo)體層上方形成的包括第二金屬互連的第二電介質(zhì)， 所述第二金屬互連將所述通孔接觸電連接至所述光電二極管。


示例性圖1~10說明根據(jù)一些實施方案的圖像傳感器以及制造圖像傳 感器的方法。
具體實施例方式
示例性圖10是根據(jù)一些實施方案的圖像傳感器的截面圖。參考示例性 圖10，晶體管110可設(shè)置在第一襯底100的像素區(qū)上和/或上方的每個單元 像素中。第一襯底100可以是單晶硅襯底和摻雜有p-型或n-型雜質(zhì)的襯底 中的一個。在第一襯底100中可以形成可限定有源區(qū)和場區(qū)的器件隔離層。 這可限定像素區(qū)。晶體管110可設(shè)置在每個單元像素中。晶體管110可連 接至以后將描述的并且可將接收的光電荷轉(zhuǎn)化為電信號的光電二極管。根 據(jù)一些實施方案，晶體管110可包括轉(zhuǎn)移晶體管、重置晶體管、驅(qū)動晶體 管和選擇晶體管。根據(jù)一些實施方案，晶體管可具有3Tr結(jié)構(gòu)、4Tr結(jié)構(gòu) 和5Tr結(jié)構(gòu)中的任意一種結(jié)構(gòu)。根據(jù)一些實施方案，可使用其它結(jié)構(gòu)。
可在第一襯底100上和/或上方設(shè)置可包括接觸塞130的金屬沉積前電 介質(zhì)120。接觸塞130可電連接至設(shè)置在每個單元像素中的晶體管110。第 一電介質(zhì)150可包括第一金屬互連140并且可設(shè)置在金屬沉積前電介質(zhì) 120上和/或上方。第一金屬互連140可分別連接至接觸塞并且可將光電二 極管210的光電荷傳輸至晶體管110。包括光電二極管210的晶體半導(dǎo)體 層200可設(shè)置在第一電介質(zhì)150上和/或上方。根據(jù)一些實施方案，晶體半 導(dǎo)體層200可以U本上類似于第一襯底100的單晶硅襯底。根據(jù)一些實 施方案，晶體半導(dǎo)體層200可以是p-型襯底。
根據(jù)一些實施方案，光電二極管210可設(shè)置在晶體半導(dǎo)體層200中使 得其對應(yīng)于第一襯底100的像素區(qū)。光電二極管210可以摻雜有n-型雜質(zhì) 或p-型雜質(zhì)。光電二極管210可具有p-n結(jié)或n-p結(jié)。通過在p-型晶體半 導(dǎo)體層200中選擇性形成n-型雜質(zhì)區(qū)域可對于每個像素分離光電二極管 210。由于光電二極管210可形成在晶體半導(dǎo)體層200中以對應(yīng)于第一襯底 100的〗象素區(qū)，所以虛擬區(qū)201可形成在晶體半導(dǎo)體層200中可不形成光 電二極管210的區(qū)域中。通孔接觸220可i殳置在虛擬區(qū)201中，并且可電 連接至第一金屬互連140。通孔接觸220可通過將金屬材料填充到可形成 在虛擬區(qū)201中并且可暴露第一金屬互連140的通孔205中來形成。
如示例性圖7所示，通孔接觸230可通過將雜質(zhì)離子選擇性注入虛擬 區(qū)201和第一電介質(zhì)150中形成。通孔接觸230可連接至第一金屬互連140。 通孑L接觸230可使用n-型雜質(zhì)或p-型雜質(zhì)形成。通孔接觸220可穿透晶體 半導(dǎo)體層200的虛擬區(qū)201，并且可電連接至第一金屬互連140。第二電介質(zhì)250可包括多個第二金屬互連240。第二電介質(zhì)250可設(shè) 置在包括通孔接觸220和光電二極管210的晶體半導(dǎo)體層200上和/或上 方。第二金屬互連240可設(shè)置在通孔接觸220上和/或上方。第二金屬互連 240可連接至光電二極管210并且可通過通孔接觸220和第一金屬互連140 將在光電二極管210中產(chǎn)生的光電荷傳輸至晶體管110。在包括第二金屬 互連240的第二電介質(zhì)250上和/或上方可提^4t化層260。
根據(jù)一些實施方案，由于可包括光電二極管210的晶體半導(dǎo)體層200 可形成在第一襯底100上和/或上方，所以可垂直地集成圖4象傳感器。由于 光電二極管可形成在晶體半導(dǎo)體層中，所以圖4象傳感器可減少光電二極管 中的缺陷。
在可形成光電二極管210的晶體半導(dǎo)體層200中可形成可將光電二極 管210的光電荷傳輸至晶體管110的通孔接觸220。這可使得能夠?qū)崿F(xiàn)相 對高的集成度。根據(jù)一些實施方案，由于光電二極管210可在第一金屬互 連140上和/或上方形成，所以可以實現(xiàn)高度集成的器件。
將參考示例性圖1~10描述制造圖像傳感器的方法。參考示例性圖1, 在第一襯底100的像素區(qū)上和/或上方可形成第一電介質(zhì)150和第一金屬互 連140。第一襯底100可以是單晶襯底和摻雜有選自p-型或n-型雜質(zhì)的村 底中的至少一種雜質(zhì)。在第一襯底IOO中可形成可限定有源區(qū)和場區(qū)的器 件隔離層。晶體管IIO可在每個單元像素中形成。晶體管110可連接至以 后將描述的可將接收的光電荷轉(zhuǎn)化為電信號的光電二極管。晶體管110可 包括轉(zhuǎn)移晶體管、重置晶體管、驅(qū)動晶體管和選擇晶體管。晶體管110可 具有3Tr結(jié)構(gòu)、4Tr結(jié)構(gòu)和5Tr結(jié)構(gòu)中的任意一種結(jié)構(gòu)。^L據(jù)一些實施方 案，可4吏用其它結(jié)構(gòu)。
可包括接觸塞130的金屬沉積前電介質(zhì)120可形成在笫一襯底100上 和/或上方。金屬沉積前電^h質(zhì)120可由氧化物和氮化物中的至少一種形 成。接觸塞130可穿透金屬沉積前電介質(zhì)120并且可分別連接至可在每個 單元像素中形成的晶體管110?？砂ǖ谝唤饘倩ミB140的第一電介質(zhì)150 可形成在包括接觸塞130的金屬沉積前電介質(zhì)120上和/或上方。第一電介 質(zhì)150可由氧化物和氮化物中的至少一種形成。第一金屬互連140可分別 形成在接觸塞130上和/或上方。第一金屬互連140可由不同的導(dǎo)電材料形 成。第一金屬連接140可由金屬、合金和硅化物中的至少一種形成。第一 金屬互連可由鋁(Al)、銅(Cu)、鈷(Co)和鵠(W)中的至少一種形成。
8第一金屬互連140可形成在每個單元像素中，并且可將晶體管110電連接 至以后將描述的光電二極管210。第一金屬互連140可傳輸光電二極管210 的光電荷。
參考示例性圖2，可制備第二襯底20。第二襯底可包括晶體半導(dǎo)體層 200。第二襯底20可以是單晶硅襯底或多晶硅襯底。第二襯底20可以是摻 雜有p-型或n-型雜質(zhì)的襯底。第二襯底20和第一襯底100可具有基本上 相同的面積。
根據(jù)一些實施方案，晶體半導(dǎo)體層200可形成在第二襯底20上和/或 上方和/或下方。晶體半導(dǎo)體層200可以形成在第二村底20下方和/或之下。 晶體半導(dǎo)體層200可具有單晶或多晶結(jié)構(gòu)。晶體半導(dǎo)體層200可以^1摻雜 有p-型雜質(zhì)或n-型雜質(zhì)的襯底。晶體半導(dǎo)體層200可形成在第二襯底20 上和/或上方。晶體半導(dǎo)體層200可以是p-型襯底。
在第二襯底20和晶體半導(dǎo)體層200之間的界面處可形成犧牲層30。 犧牲層30可通過注入氫離子形成。根據(jù)一些實施方案，光電二極管210 可形成在犧牲層30上和/或上方的晶體半導(dǎo)體層200中。光電二極管210 可形成在晶體半導(dǎo)體層200中并且可對應(yīng)于4象素區(qū)。光電二極管210可包 括n-型和p-型雜質(zhì)區(qū)域。光電二極管210可通過將雜質(zhì)離子注入晶體半導(dǎo) 體層200中形成并且可具有p-n結(jié)或n-p結(jié)。光電二極管210的n-型雜質(zhì) 區(qū)域可形成為寬于p-型雜質(zhì)區(qū)域。這可改善光電荷的產(chǎn)生。光電二極管210 可通過將n-型雜質(zhì)離子選擇性注入p-型襯底的晶體半導(dǎo)體層200中形成。 光電二極管210可形成為使得其對于每個單元像素可以是分離的。這可通 過在形成光刻膠圖案之后通過將n-型雜質(zhì)選擇性離子注入到晶體半導(dǎo)體 層200的深區(qū)域中使得n-型雜質(zhì)區(qū)域彼此分離來實現(xiàn)。這可選擇性暴露p-型晶體半導(dǎo)體層200。光電二極管210可形成在晶體半導(dǎo)體層200中并且 可對應(yīng)于第一襯底100的像素區(qū)。除了用于光電二極管210的區(qū)域之外的 晶體半導(dǎo)體層200可用作虛擬區(qū)201。
參考示例性圖3，包括晶體管110的第一襯底可掩^至包括光電二極 管210的第二襯底20。第一襯底100和第二襯底20可通過掩^工藝彼此 #^。接合工藝可通過將可以作為光電二極管210表面的第二襯底20的頂 部表面置于第一襯底100的第一電介質(zhì)150上和/或上方來進行?？砂ü?電二極管210的晶體半導(dǎo)體層200可接合至第一襯底100。第一襯底100 和可包括光電二極管210的晶體半導(dǎo)體層200可因此具有垂直結(jié)構(gòu)。參考示例性圖4，可以移除第二襯底20。包括光電二極管210和虛擬 區(qū)201的晶體半導(dǎo)體層200可保留在第一襯底100上和/或上方。由于在晶 體半導(dǎo)體層200和第二襯底20之間可形成犧牲層30，所以第二襯底20可 以與晶體半導(dǎo)體層200分離。第二襯底20可通過切割和裂開工藝中的至少 一種與晶體半導(dǎo)體層200分離。在第一襯底100上和/或上方可留下可包括 光電二極管210和虛擬區(qū)201的晶體半導(dǎo)體層200。可進行形成通孔接觸 的工藝并且可將光電二極管210連接至第一襯底100的晶體管110。通孔 接觸可使用金屬材料或雜質(zhì)區(qū)域形成使得其可連接至第一金屬互連140。 用金屬材料形成的通孔接觸可以是第一通孔接觸220，并且通過雜質(zhì)形成 的通孑L接觸可以是第二通孑L接觸230。
將參考示例性圖5和6描述+艮據(jù)一些實施方案的形成第一通孔接觸220 的方法。參考示例性圖5，可形成通孔205,并且通孔205可穿透晶體半導(dǎo) 體層200的虛擬區(qū)201和第一電介質(zhì)150。可選擇性移除虛擬區(qū)201和第 一電^h質(zhì)150并且可形成暴露第一金屬互連140的通孔205。為形成通孔 205,可形成第一光刻膠圖案310,第一光刻膠圖案310可暴露晶體半導(dǎo)體 層200的對應(yīng)于第一金屬互連140的虛擬區(qū)201的一部分?？墒褂醚趸?層代替第一光刻膠圖案310形成硬掩模圖案?？梢允褂玫谝还饪棠z圖案310 作為蝕刻掩才莫蝕刻虛擬區(qū)201和第一電^h質(zhì)150?？梢孕纬赏?05，通孔 205可延伸穿過晶體半導(dǎo)體層200和第一電介質(zhì)150并且可暴露第一金屬 互連140。可使用灰化技術(shù)移除第一光刻膠圖案310。
參考示例性圖6，在通孔205中可形成第一通孔接觸220。第一通孔接 觸220可通過將金屬材料填充到通孔205中形成。可通過在晶體半導(dǎo)體層 220上和/或上方沉積可包括金屬、^T和珪化物中的至少一種的不同導(dǎo)電 材料形成第一通孔接觸220。然后可進行化學(xué)機械拋光(CMP)。第一通 孑L接觸220可由Al、 Cu、 Co和W中的至少一種形成。# 據(jù)一些實施方案， 可以使用其它材料。第一通孔接觸220可形成在第一通孔205中并且可電 連接至第一金屬互連140。
將參考示例性圖7描述形成第二通孔接觸230的方法。參考示例性圖 7,第二光刻膠圖案320可形成在晶體半導(dǎo)體層200上和/或上方并且可選 擇性暴露對應(yīng)于第一金屬互連140的虛擬區(qū)201。使用第二光刻膠圖案320 作為離子注入掩膜，可以將導(dǎo)電雜質(zhì)離子注入虛擬區(qū)201和第一電介質(zhì) 150。注入虛擬區(qū)201和第一電介質(zhì)150的離子可以是n-型雜質(zhì)或p-型雜質(zhì)。由此第二通孔接觸230可形成在第一電^h質(zhì)150和晶體半導(dǎo)體層200 的虛擬區(qū)201中并且可電連接至第一金屬互連140。由于第一通孔接觸220 或第二通孔接觸230可形成在可形成光電二極管210的晶體半導(dǎo)體層200 的虛擬區(qū)201中，所以能夠?qū)崿F(xiàn)器件的相對高的集成度。
根據(jù)一些實施方案，可省略用于移除晶體半導(dǎo)體層200的除了用于光 電二極管210之外的區(qū)域的附加工藝，因此可筒化制造工藝。由于虛擬區(qū) 201可形成在光電二極管210周圍，所以光電二極管210和虛擬區(qū)201可 提供平坦化的表面。這可使得在后續(xù)工藝期間相對容易地形成濾色器和微 型透鏡。當(dāng)形成用于第一通孔接觸220的通孔時，可形成可對于每個單元 像素分離光電二極管210的溝槽。在用于形成第二通孔接觸230的離子注 入工藝期間，可形成可對于每個單元像素分離光電二極管210的離子注入 區(qū)。
根據(jù)一些實施方案，將描述使用由金屬材料形成的第一通孑L接觸220 的一個示例性情況。參考示例性圖8，可在包括第一通孔接觸220的晶體 半導(dǎo)體層200上和/或上方形成可包括第二金屬互連240的第二電介質(zhì)250 。 第二金屬互連240可用于將第一通孑L接觸220和光電二極管210彼此連接。 第二金屬互連240可由可包括金屬、合金和珪化物中的至少一種的不同導(dǎo) 電材料形成。第二金屬互連240可由Al、 Cu、 Co和W中的至少一種形成。 第二金屬互連240可形成為使得它們可分別連接至第一通孔接觸220。通 過在可包括第一通孔接觸220的晶體半導(dǎo)體層200上和/或上方沉積金屬材 料并且圖案化所沉積的金屬材料可形成第二金屬互連240。第二金屬互連 240可圖案化為使得其可連接至光電二極管210。光電二極管210可連接至 第二金屬互連240。
根據(jù)一些實施方案，如示例性圖9所示，可圖案化第二金屬互連240 以從第一通孔接觸220的上部延伸至光電二極管210的上部。第二金屬互 連240可連接至光電二極管210的一部分，并且可作為光電二極管210的 接地。根據(jù)一些實施方案，在光電二極管210中產(chǎn)生的光電子可通過第二 金屬互連240、第一通孔接觸220和第一金屬互連140傳輸至晶體管110。 第二電介質(zhì)250可用于使得第二金屬互連240彼此絕緣并且可由氧化物和 氮化物中的至少一種形成。
參考示例性圖10，在包括第二金屬互連240的第二電介質(zhì)250上和/ 或上方可形成鈍化層260。鈍化層260可保護包括第二金屬互連240和光電二極管210的器件。第二金屬互連240可包括氧化物層、氮化物層及其 多層中的至少一種。在鈍化層260上和/或上方可形成濾色器和微型透鏡。 圖像傳感器通過接合包括電路的第一襯底和包括光電二極管的晶體半導(dǎo) 體層可提供垂直集成。由于光電二極管可形成在第一襯底上和/或上方，所 以可縮短光電二極管的焦距。這可改善光接收效率。根據(jù)一些實施方案的 可集成的輔助芯片上(on-chip)電路可提高圖像傳感器的性能、縮小器件 尺寸以及降低制造成本。
根據(jù)一些實施方案，由于在采用垂直型光電二極管的同時可通過將雜 質(zhì)離子注入單晶襯底中形成光電二極管，所以能夠減少和/或防止在光電二 極管中的缺陷?？蓚鬏敼怆姸O管的光電荷的通孔接觸可形成在形成有光 電二極管的晶體半導(dǎo)體層中。這可提供相對高水平的器件集成。光電二極 管可形成在可連接至接觸塞的第一金屬互連上和/或上方。因此能夠?qū)崿F(xiàn)相 對高的器件集成度。由于濾色器和微型透鏡可形成在平坦化的表面上和/ 或上方，所以可改善圖像傳感器的品質(zhì)。器件可以是互補金屬氧化物半導(dǎo) 體(CMOS)圖像傳感器。根據(jù)一些實施方案，器件可以是需要光電二極 管的任何圖像傳感器。
盡管本發(fā)明中已經(jīng)描述了實施方案，但是應(yīng)理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以 設(shè)計很多其它改變和實施方案，這些也在本公開原理的精神和范圍內(nèi)。更 具體地，在公開、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，在本發(fā)明的組合布置的 構(gòu)件和/或布置中能夠有不同的變化和改變。除構(gòu)件和/或布置的變化和改 變之外，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可替代的用途也是明顯的。
權(quán)利要求
1. 一種器件，包括在第一襯底的像素區(qū)上方的至少一個晶體管；在所述第一襯底上方的第一電介質(zhì)，所述第一電介質(zhì)包括分別連接至所述至少一個晶體管的至少一個第一金屬互連；在所述第一電介質(zhì)上方的晶體半導(dǎo)體層；在對應(yīng)于所述像素區(qū)的區(qū)域中形成的在所述晶體半導(dǎo)體層中的光電二極管；在除了所述光電二極管的所述區(qū)域之外的所述晶體半導(dǎo)體層中的虛擬區(qū)；穿透所述虛擬區(qū)并且連接至所述至少一個第一金屬互連的至少一個通孔接觸；和在所述晶體半導(dǎo)體層上方的包括至少一個第二金屬互連的第二電介質(zhì)，其中所述至少一個第二金屬互連將所述至少一個通孔接觸電連接至所述光電二極管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述光電二極管是通過將雜質(zhì)離子 注入對應(yīng)于所述像素區(qū)的區(qū)域中的所述晶體半導(dǎo)體層中形成的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的器件，其中所述至少一個通孔接觸包括金屬。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的器件，其中所述至少一個通孔接觸包括n-型雜 質(zhì)和p-型雜質(zhì)中的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述第一襯底包括單晶硅襯底以及 摻雜有選自p-型雜質(zhì)和n-型雜質(zhì)中的至少一種雜質(zhì)的襯底中的一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的器件，其中所述晶體半導(dǎo)體層包括p-型層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，還包括在包括所述至少一個通孔接觸的 所述第二電介質(zhì)上方的鈍化層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述至少一個晶體管包括三晶體管 (3Tr)結(jié)構(gòu)、四晶體管(4Tr)結(jié)構(gòu)和五晶體管(5Tr)結(jié)構(gòu)中的一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述至少一個第一金屬互連和第二 金屬互連中的每一個都包括鋁(Al)、銅(Cu)、鈷(Co)和鴒(W)中的至少一種。
10. —種方法，包括在第一襯底的像素區(qū)上方形成晶體管；然后在所述第一襯底上方形成包括第一金屬互連的第一電介質(zhì)，所述第一 金屬互連連接至所述晶體管；然后在所述第一電介質(zhì)上方形成晶體半導(dǎo)體層；然后選擇性地將雜質(zhì)離子注入所述晶體半導(dǎo)體層中，以在所述晶體半導(dǎo)體 層的對應(yīng)于所述〗象素區(qū)的第一部分中形成光電二極管、和在所述晶體半導(dǎo) 體層的不對應(yīng)于所述^象素區(qū)的第二部分中形成虛擬區(qū)，然后形成穿透所述虛擬區(qū)并且連接至所述第一金屬互連的通孔接觸；然后在所述晶體半導(dǎo)體層上方形成包括第二金屬互連的第二電^h質(zhì)，所述 第二金屬互連將所述通孑L接觸電連接至所述光電二極管。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中形成所述晶體半導(dǎo)體層包括制備包括晶體半導(dǎo)體層的第二襯底；然后將所述第一襯底和第二襯底彼此接合；然后使所述第二襯底與所述晶體半導(dǎo)體層分離，以將所述晶體半導(dǎo)體層保 留在所述第一襯底上方。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中所述晶體半導(dǎo)體層包括p-型層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中形成所^Jt孔接觸包括在所述晶體半導(dǎo)體層上方形成光刻膠圖案，所述光刻膠圖案選擇性暴 露對應(yīng)于所述第一金屬互連的所述虛擬區(qū)；然后使用所述光刻膠圖案作為蝕刻掩模選擇性蝕刻所述虛擬區(qū)和所述第一 電介質(zhì)，以形成暴露所述第一金屬互連的通孔；然后在所述通孔中沉積金屬材料。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述金屬材料包括鋁(Al )、銅(Cu )、 鈷(Co)和鵠(W)中的至少一種。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中形成所述通孔接觸包括 在所述晶體半導(dǎo)體層上方形成光刻膠圖案，所述光刻膠圖案暴露對應(yīng)于所述第一金屬互連的所述虛擬區(qū)；然后使用所述光刻膠圖案作為離子注入掩模，將導(dǎo)電雜質(zhì)注入所述虛擬區(qū) 和所述第一電介質(zhì)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述導(dǎo)電雜質(zhì)包括n-型雜質(zhì)和p-型雜質(zhì)中的一種。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括在包括所述第二金屬互連的所述 第二電介質(zhì)上方形成鈍化層。
18. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中通過將雜質(zhì)注入所述晶體半導(dǎo)體層 的第一部分中以形成p-n結(jié)和n-p結(jié)中的一種來形成所述光電二極管。
19. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中形成所述晶體管包括形成三晶體管 (3Tr)結(jié)構(gòu)、四晶體管(4Tr)結(jié)構(gòu)和五晶體管(5Tr)結(jié)構(gòu)中的至少一種。
20. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一襯底包括單晶珪襯底以及 摻雜有選自p-型雜質(zhì)和ii-型雜質(zhì)中的至少 一種雜質(zhì)的襯底中的 一種。
全文摘要
實施方案涉及圖像傳感器及其制造方法，所述圖像傳感器可包括晶體管、第一電介質(zhì)、在第一電介質(zhì)上和/或上方的晶體半導(dǎo)體層、光電二極管、虛擬區(qū)、通孔接觸和第二電介質(zhì)?？赏ㄟ^將雜質(zhì)離子注入對應(yīng)像素區(qū)的晶體半導(dǎo)體層以中形成光電二極管。在除了用于光電二極管的區(qū)域之外的晶體半導(dǎo)體層中可形成虛擬區(qū)。通孔接觸可穿透虛擬區(qū)，并且可連接至第一金屬互連。第二電介質(zhì)可包括在晶體半導(dǎo)體層上和/或上方的多個第二金屬互連。多個第二金屬互連可將通孔接觸電連接至光電二極管。
文檔編號H01L27/146GK101459186SQ20081017909
公開日2009年6月17日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
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