專利名稱：圖像傳感器及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及半導體器件及其制造方法，并且更具體地涉及圖像傳感器及 其制造方法。圖像傳感器是將光學圖像轉(zhuǎn)換成電信號的半導體器件，主要包 括電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器和互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖 像傳感器(CIS) 。 CMOS圖像傳感器在單位像素內(nèi)形成光電二極管和MOS 晶體管以依次檢測各單位像素的電信號，從而實現(xiàn)圖像。
背景技術(shù)：
圖像傳感器可以是將光學圖像轉(zhuǎn)換成電信號的半導體器件。圖像傳感器 可以分類成比如電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器和互補金屬氧化物半導體 (CMOS)圖像傳感器(CIS)。
CIS可以包括在單位像素中形成的光電二極管和MOS晶體管。CIS可以 通過以切換方式依次檢測單位像素的電信號來獲得圖像。在CIS結(jié)構(gòu)中，光 電二極管區(qū)可以將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，而晶體管可以處理電信號。CMOS 圖像傳感器可以在單位像素內(nèi)包括光電二極管和MOS晶體管以依次檢測各 單位像素的電信號，從而實現(xiàn)圖像。光電二極管區(qū)和晶體管可以水平布置于 半導體襯底中。
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以相互鄰近地 水平形成于襯底上和/或上方。因此可能需要用于形成光電二極管的附加區(qū) 域。

發(fā)明內(nèi)容
實施例涉及半導體器件及其制造方法。實施例涉及圖像傳感器及其制造方法。
實施例涉及可以垂直集成晶體管電路和光電二極管的圖像傳感器及其 制造方法。實施例涉及可以提高分辨率和靈敏度的圖像傳感器及其制造方 法。
實施例涉及可以在實現(xiàn)垂直光電二極管結(jié)構(gòu)的同時防止光電二極管中 生成缺陷的圖像傳感器和用于制造圖像傳感器的方法。
根據(jù)實施例， 一種用于制造圖像傳感器的方法可以包括以下各項中的至 少一項。形成包括像素部分和外圍部分的半導體襯底。在半導體襯底上和/ 或上方形成包括金屬線的層間電介質(zhì)膜。在層間電介質(zhì)膜上和/或上方形成由 器件隔離溝槽相互隔離的光電二極管圖案，其中光電二極管圖案將連接到像 素部分中的金屬線。在像素部分中的器件隔離溝槽和光電二極管圖案上和/ 或上方和在外圍部分中層間電介質(zhì)膜上和/或上方形成器件隔離電介質(zhì)層，器 件隔離電介質(zhì)層具有可以部分地暴露光電二極管圖案的通孔和暴露外圍部 分中的金屬線的通孔。利用間隙填充通孔在器件隔離電介質(zhì)層上/或上方形成 金屬膜。在金屬膜上和/或上方形成可以平坦像素部分和外圍部分的平坦層。 通過對平坦層和金屬膜進行圖案化來同時形成連接到光電二極管圖案的第 一金屬膜圖案和連接到外圍部分中的金屬線的第二金屬膜圖案。
根據(jù)實施例， 一種圖像傳感器可以包括以下各項中的至少一項。在半導 體襯底上和/或上方包括金屬線的層間電介質(zhì)膜，其中半導體襯底包括像素部 分和外圍部分。在層間電介質(zhì)膜上和/或上方由器件隔離溝槽互相隔離的光電 二極管圖案，光電二極管圖案連接到像素部分中的金屬線。在像素部分中的 器件隔離溝槽和光電二極管圖案上和/或上方和在外圍部分中的層間電介質(zhì) 膜上/或上方的器件隔離電介質(zhì)層，器件隔離電介質(zhì)層具有可以部分地暴露光 電二極管圖案的通孔和暴露外圍部分中的金屬線的通孔。間隙填充于像素部 分中的通孔以連接到光電二極管圖案的第一金屬膜圖案。間隙填充于外圍部 分中的通孔以連接到金屬線的第二金屬膜圖案。
根據(jù)實施例，通過實施垂直集成，在維持相關(guān)領域傳感器的相同像素尺 寸的同時，圖像傳感器可以提供更高的靈敏度。根據(jù)實施例，也可以減少加 工成本。根據(jù)實施例，各個單位像素可以實施更完整的電路而不降低靈敏度， 而可以集成附加片上電路以提高圖像傳感器的性能。這可以使得有可能進一步獲得器件的小型化和制造成本的減少。


示例性圖1至圖9是圖示了根據(jù)實施例的圖像傳感器和用于制造圖像傳 感器的方法的剖面圖。
具體實施例方式
示例性圖1至圖9是圖示了根據(jù)實施例的圖像傳感器和用于制造圖像傳 感器的方法的剖面圖。參照示例性圖l，底部金屬線30和40以及層間電介 質(zhì)膜20可以形成于半導體襯底10上和/或上方。
半導體襯底10可以是單晶硅或者多晶硅襯底，并且可以是用p型雜質(zhì) 或者n型雜質(zhì)來摻雜的襯底。根據(jù)實施例，可限定有源區(qū)和場區(qū)(fieldarea) 的器件隔離膜可以形成于半導體襯底10中。根據(jù)實施例，像素部分A和外 圍部分B的電路可以形成于有源區(qū)上和/或上方。
根據(jù)實施例，晶體管電路可以形成于像素部分A上和/或上方，并且可 以包括復位晶體管、驅(qū)動晶體管、選擇晶體管和轉(zhuǎn)移晶體管。這些晶體管可 以將接收的光電荷轉(zhuǎn)換成電信號并且可以連接到光電二極管。可以針對各像 素單位形成晶體管。
層間電介質(zhì)膜20可以包括底部金屬線30和40，并且可以形成于半導體 襯底10的像素部分A和外圍部分B的頂部上和/或上方。底部金屬線30和 40可以將電源線或者信號線連接到電路。根據(jù)實施例，層間電介質(zhì)膜20可 以形成為多層。
底部金屬線30和40可以包括金屬線M和插塞。底部金屬線30可以針 對各像素單位形成于像素部分A上和/或上方線。這可以實現(xiàn)光電二極管到 電路的光電荷的轉(zhuǎn)移。
底部金屬線30和40可以包括各種導電材料，這些材料包括金屬、合金 和硅化物中的至少一個。根據(jù)實施例，底部金屬線30和40可以包括鋁、銅、 鈷或鎢。根據(jù)實施例，底部金屬線30和40的插塞可以暴露于層間電介質(zhì)膜 20的表面。根據(jù)實施例，當形成底部金屬線30和40時，可于外圍部分B 上和/或上方形成焊盤。
8參照示例性圖2，可以提供晶態(tài)(crystalline)半導體襯底5。晶態(tài)半導 體襯底5可以是單晶硅或者多晶硅襯底，并且可以用p型雜質(zhì)或者n型雜質(zhì) 來摻雜的襯底。根據(jù)實施例，晶態(tài)半導體襯底5可以是p型襯底。根據(jù)實施 例，可以形成尺寸與半導體襯底10基本相同的晶態(tài)半導體襯底5。根據(jù)實施 例，外延層(epi-layer)可以形成于晶態(tài)半導體襯底5中。
根據(jù)實施例，光電二極管50可以形成于晶態(tài)半導體襯底5內(nèi)。光電二 極管50可以包括n型雜質(zhì)區(qū)和p型雜質(zhì)區(qū)。光電二極管50可以被形成為具 有PN結(jié)，在PN結(jié)中n型雜質(zhì)和p型雜質(zhì)可以結(jié)合在一起。
參照示例性圖3，光電二極管50可以形成于半導體襯底10的層間電介 質(zhì)層20上和/或上方。半導體襯底10可以耦合到包括光電二極管50的晶態(tài) 半導體襯底5。根據(jù)實施例，半導體襯底10可以通過接合(bonding)工藝 耦合到晶態(tài)半導體襯底5。
根據(jù)實施例，晶態(tài)半導體襯底5的光電二極管50的表面可置于層間電 介質(zhì)膜20上和/或上方，層間電介質(zhì)膜20可在半導體襯底10的表面上和/ 或上方。然后接合工藝可以將它們相互結(jié)合。如果半導體襯底10耦合到晶 態(tài)半導體襯底5，則底部金屬線30和40的插塞可以電連接到晶態(tài)半導體襯 底5的光電二極管50。
根據(jù)實施例，可以去除晶態(tài)半導體襯底5。光電二極管50可以保留于半 導體襯底10上和/或上方。根據(jù)實施例，如果去除晶態(tài)半導體襯底5，則僅 光電二極管50可以保留于襯底10上和/或上方。根據(jù)實施例，可以通過蝕刻 工藝或者化學機械拋光(CMP)工藝來去除晶態(tài)半導體襯底5。
根據(jù)實施例，光電二極管50可以保留于半導體襯底10上和/或上方，而 半導體襯底10和光電二極管50可以構(gòu)成垂直集成結(jié)構(gòu)。
參照示例性圖4，硬掩模60可以形成于半導體襯底50上和/或上方。硬 掩模60可以用來對用于各像素單位的光電二極管50進行分類。根據(jù)實施例， 硬掩模60可以包括氧化物膜，該氧化物膜包括四乙基原硅酸鹽(TEOS)。
可以通過在光電二極管50上和/或上方形成硬掩模層來形成硬掩模60。 然后可以用光致抗蝕劑圖案來執(zhí)行圖案化工藝。硬掩模60可以形成于光電 二極管50上和/或上方，并且可以對應于像素部分A中的底部金屬線30的 位置。根據(jù)實施例，硬掩模60可以形成為具有比底部金屬線30的面積更寬
9的面積。
參照示例性圖5，光電二極管圖案55可以形成于與像素部分A對應的 層間電介質(zhì)膜20上和/或上方?？梢酝ㄟ^使用硬掩模60作為蝕刻掩模來蝕刻 光電二極管50，形成光電二極管圖案55。根據(jù)實施例，光電二極管50可以 選擇性地被去除，并且可以形成暴露層間電介質(zhì)膜20的器件隔離溝槽65。 根據(jù)實施例，器件隔離溝槽65可以隔離各單位像素的光電二極管50，且因 此可形成為具有相對窄的寬度。根據(jù)實施例，光電二極管圖案55可以被形 成為使寬度最大化。
根據(jù)實施例，光電二極管圖案55可以連接到底部金屬線30，并且可以 由器件隔離溝槽65限定。根據(jù)實施例，可以去除外圍部分B中的光電二極 管50。因此可以暴露外圍部分B中的層間電介質(zhì)膜20的表面。根據(jù)實施例， 如果暴露外圍部分B中的層間電介質(zhì)膜20，則可以暴露外圍部分B中的金 屬線40。根據(jù)實施例，可以不去除保留于光電二極管圖案55上和/或上方的 硬掩模60。根據(jù)實施例，作為替換，可以去除硬掩模60。
光電二極管圖案55可以形成于像素部分A中的層間電介質(zhì)膜20上和/ 或上方。根據(jù)實施例，光電二極管圖案55可以具有第一高度H1，該第一高 度可以高于在外圍部分B中的層間電介質(zhì)膜20的高度。根據(jù)實施例，由于 光電二極管圖案55的高度，在層間電介質(zhì)膜20中可以出現(xiàn)臺階(step)。 根據(jù)實施例，在光電二極管圖案55與外圍部分B中的層間電介質(zhì)膜20之間 的臺階可以約為1.2pm至2.(^m。
參照示例性圖6，器件隔離電介質(zhì)層70可以形成于層間電介質(zhì)膜20上 和/或上方，包括光電二極管圖案55和器件隔離槽65上和/或上方。器件隔 離電介質(zhì)層70可以形成于層間電介質(zhì)膜20上和/或上方，并且可以覆蓋所有 光電二極管圖案55和器件隔離槽65。
器件隔離電介質(zhì)層70可以形成為對器件隔離溝槽65進行填充。根據(jù)實 施例，光電二極管圖案55可對應于每個單位像素由器件隔離電介質(zhì)層70隔 離。根據(jù)實施例，器件隔離電介質(zhì)層70可以包括氧化物膜。根據(jù)實施例， 氧化物膜可以具有約3000A的厚度。
器件隔離電介質(zhì)層70可以均勻地沉積在光電二極管55和層間電介質(zhì)膜 20上和/或上方。根據(jù)實施例，器件隔離電介質(zhì)層70可以具有與光電二極管
10圖案55的高度和外圍部分B中的層間電介質(zhì)膜20的高度對應的臺階。
為了向光電二極管55施加電信號，可以選擇性地去除器件隔離電介質(zhì) 層70。根據(jù)實施例，為了將電信號轉(zhuǎn)移到外圍部分B中的底部金屬線40， 也可以選擇性地去除器件隔離電介質(zhì)層70。為了暴露光電二極管圖案55和 底部金屬線40，可以例如使用光刻工藝來選擇性地去除器件隔離電介質(zhì)層 70。
參照示例性圖7，可以通過選擇性地蝕刻器件隔離電介質(zhì)層70，來形成 可以暴露光電二極管圖案55的第一通孔71和可以暴露外圍部分B中的底部 金屬線40的第二通孔72。根據(jù)實施例，為了暴露光電二極管圖案55和底部 金屬線40，可以通過在器件隔離電介質(zhì)層70上和/或上方形成第一光致抗蝕 劑圖案100來形成第一通孔71和第二通孔72。根據(jù)實施例，然后可以執(zhí)行 蝕刻工藝。根據(jù)實施例，可以通過灰化工藝來去除光致抗蝕劑圖案100。
參照示例性圖8，金屬膜85和平坦層95可以形成于器件隔離電介質(zhì)層 70上和/或上方，其中在器件隔離電介質(zhì)層70中可以形成第一通孔71和第 二通孔72。根據(jù)實施例，可以通過堆疊(stacking)第一聚合物92和第二聚 合物94來形成平坦層95。根據(jù)實施例，金屬膜85可以形成為約1000A的 厚度。根據(jù)實施例，第二光致抗蝕劑圖案200可以形成于第二聚合物94上 和/或上方。
根據(jù)實施例，第一聚合物92可以包括含有碳(C)族的硬掩模上旋涂 (SOH)材料，并且可以形成為約0.8pm的厚度。根據(jù)實施例，第二聚合物 94可以包括含有硅(Si)族的SOH材料，并且可以形成為約0.7pm的厚度。
根據(jù)實施例，第一聚合物92和第二聚合物94的厚度不限于上述數(shù)值， 并且可以形成厚度約為像素部分A與外圍部分B之間臺階的約90%至110 %。根據(jù)實施例，第一聚合物92和第二聚合物94的厚度比可以約為3: 5 至4: 6。根據(jù)實施例，第一聚合物92和第二聚合物94的厚度比可以約為 4: 5。
可以通過旋涂工藝來形成第一聚合物92和第二聚合物94，使得像素部 分A與外圍部分B之間的臺階基本消失。
如果由于光電二極管圖案55而在器件隔離電介質(zhì)層70中出現(xiàn)臺階，則 可能不準確地執(zhí)行用以形成頂部金屬線的光刻工藝。在光刻的曝光工藝過程中，作為目標而要曝光的光致抗蝕劑膜的一部分可能對焦(in-focus)，但是 其它區(qū)域則可能由于臺階而離焦(out of focus)并且可能未被曝光。另一方 面，要準確地打開(open)光致抗蝕劑膜的一部分可能對焦，但是其它區(qū)域 可能偏離準確的目標點。換言之，由于光電二極管圖案55和外圍部分B中 的層間電介質(zhì)膜20可能具有臺階，所以難以在照相工藝(photoprocess)中 對金屬膜85進行圖案化。
根據(jù)實施例，在對金屬膜85進行圖案化的工藝期間，可以使用平坦層 95來減少像素部分A與外圍部分B之間的臺階。根據(jù)實施例，可以使用第 二光致抗蝕劑圖案200對金屬膜85進行圖案化。
參照示例性圖9，可以使用第二光致抗蝕劑圖案200作為掩模，通過執(zhí) 行蝕刻工藝來形成第一頂部金屬線81和第二頂部金屬線82。根據(jù)實施例， 蝕刻工藝可以包括數(shù)個蝕刻工藝。這些工藝可以包括可蝕刻第二聚合物94 的第一蝕刻工藝、可蝕刻第一聚合物92的第二蝕刻工藝和可蝕刻金屬膜85 的第三蝕刻工藝。根據(jù)實施例，通過第一蝕刻工藝可以在第一聚合物92上 和/或上方形成第二聚合物圖案，并且可以完全地去除第二光致抗蝕劑圖案 200。
雖然可以通過第一蝕刻工藝來完全地去除第二光致抗蝕劑圖案200，但 可以執(zhí)行第二蝕刻工藝，在該第二蝕刻工藝中可以使用第二聚合物圖案作為 掩模來蝕刻第一聚合物92。
根據(jù)實施例，雖然可以通過第二蝕刻工藝來完全地去除第二聚合物圖 案，但是可以執(zhí)行第三蝕刻工藝，在該第三蝕刻工藝中可以使用第一聚合物 圖案作為掩模來蝕刻金屬膜85。
根據(jù)實施例，通過第三蝕刻工藝，可以同時形成連接到光電二極管圖案 55的第一頂部金屬線81和連接到外圍部分B中的底部金屬線40的第二頂 部金屬線82。根據(jù)實施例，第一和第二頂部金屬線81和82可以向光電二極 管圖案55和底部金屬線40施加電信號。根據(jù)實施例，濾色鏡和微透鏡可以 形成于器件隔離電介質(zhì)層70上和/或上方。
將參照示例性圖9來描述根據(jù)實施例的圖像傳感器。根據(jù)實施例，圖像 傳感器可以包括層間電介質(zhì)膜20、金屬線30和40、光電二極管圖案55、器 件隔離電介質(zhì)層70、第一金屬膜圖案81和第二金屬膜圖案82。層間電介質(zhì)膜20可以包括半導體襯底10 (包括像素部分A和外圍部分 B)上和/或上方的金屬線30和40。外圍部分B中的層間電介質(zhì)膜20還可以 包括焊盤PAD。根據(jù)實施例，光電二極管圖案55可以由層間電介質(zhì)膜20上 和/或上方的器件隔離溝槽65相互隔離(reciprocally isolate)，并且可以連 接到像素部分A中的金屬線30。
器件隔離電介質(zhì)層70可以形成于器件隔離溝槽65上和/或上方、及像素 部分A中的光電二極管圖案55的頂部上和/或上方以及外圍部分B中的層間 電介質(zhì)膜20的頂部上和/或上方。根據(jù)實施例，器件隔離電介質(zhì)層70可以形 成于線通孔71和72上和/或上方，通孔71和72可以分別部分地暴露光電二 極管圖案55和外圍部分B中的金屬線40。
第一金屬膜圖案81可以間隙填充(gap-fill)于像素部分A中的通孔71 中并且可以連接到光電二極管圖案55。第二金屬膜圖案82可以間隙填充于 外圍部分B中的通孔72中并且可以連接到金屬線40。
根據(jù)實施例，圖像傳感器及其制造方法可使用由旋涂工藝形成的聚合物 95來減少臺階，雖然臺階可能出現(xiàn)在像素部分A和外圍部分B中。根據(jù)實 施例，可以使用聚合物95來減少像素部分A和外圍部分B中的臺階。根據(jù) 實施例，可以執(zhí)行光處理工藝和蝕刻工藝。這樣可以防止頂部金屬線在被圖 案化以形成頂部金屬線81和82時的位置變化，這可以增加裕度。這可以提 高器件的質(zhì)量。
根據(jù)實施例，光電二極管55可以形成于包括金屬線30和40的半導體 襯底上和/或上方。這樣能夠形成垂直集成的圖像傳感器。根據(jù)實施例，可以 實現(xiàn)晶體管電路和光電二極管的垂直集成。
根據(jù)實施例，光電二極管可以形成于晶態(tài)半導體襯底內(nèi)部。這可以在采 用垂直光電二極管結(jié)構(gòu)的同時減少光電二極管的缺陷。根據(jù)實施例，可以通 過器件隔離電介質(zhì)層來隔離各單位像素的光電二極管。這可以減少串擾和噪 聲。
根據(jù)實施例，可以垂直集成圖像傳感器。晶體管電路和光電二極管的垂 直集成能夠讓填充因子接近100。％，并且可以實現(xiàn)更高靈敏度而無需修改像 素尺寸。
根據(jù)實施例，通過實施垂直集成，在維持相關(guān)技術(shù)傳感器的相同像素尺寸的同時，圖像傳感器可以提供更高的靈敏度。根據(jù)實施例，也可以減少加 工成本。根據(jù)實施例，各個單位像素可以實施更完整的電路而不降低靈敏度， 而可以集成附加片上電路以提高圖像傳感器的性能。這可以使得有可能進一 步獲得器件的小型化和制造成本的減少。
本領域技術(shù)人員將清楚和明白可以在公開的實施例中進行各種修改和 變化。因此旨在于公開的實施例覆蓋清楚和明白的修改和變化，只要它們是 在所附權(quán)利要求及其等效含義的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種方法，包括以下步驟形成包括像素部分和外圍部分的半導體襯底；在所述半導體襯底上方形成層間電介質(zhì)膜，所述層間電介質(zhì)膜包括所述像素部分中的金屬線和所述外圍部分中的金屬線；在所述層間電介質(zhì)膜上方形成光電二極管圖案，所述光電二極管圖案連接到所述像素部分中的所述金屬線；在所述像素部分中的所述光電二極管圖案上方和在所述外圍部分中的所述層間電介質(zhì)膜上方形成器件隔離電介質(zhì)層，所述器件隔離電介質(zhì)層具有用以至少部分地暴露所述光電二極管圖案的通孔和暴露所述外圍部分中的所述金屬線的通孔；在包括通孔的所述器件隔離電介質(zhì)層上方形成金屬膜；在所述金屬膜上方形成用以平坦化所述像素部分和所述外圍部分的平坦化層；以及通過對所述平坦化層和金屬膜進行圖案化，來同時形成第一金屬膜圖案和第二金屬膜圖案，其中所述第一金屬膜圖案連接到所述光電二極管圖案，所述第二金屬膜圖案連接到所述外圍部分中的所述金屬線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，包括以下步驟 在位于所述像素部分中的所述半導體襯底上方形成多條金屬線；以及在所述層間電介質(zhì)膜上方形成連接到所述像素部分中所述多個金屬 線中的相應金屬線的多個光電二極管圖案，其中-所述多個光電二極管圖案中的每個由各光電二極管圖案之間的器件 隔離溝槽隔離，且其中所述器件隔離電介質(zhì)層形成于所述器件隔離溝槽 中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述多個光電二極管圖案中的 每個由對應通孔至少部分地暴露。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，形成所述多個光電二極管圖案的步 驟包括通過在晶態(tài)半導體襯底上方執(zhí)行離子注入來形成光電二極管；將所述晶態(tài)半導體襯底接合到所述半導體襯底上；在所述光電二極管上方形成硬掩模，所述硬掩模與所述像素部分中 所述多個金屬線中的每個金屬線的位置相對應；以及通過使用所述硬掩模作為蝕刻掩模來蝕刻所述光電二極管，形成所 述器件隔離溝槽以選擇性地暴露所述層間電介質(zhì)膜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中形成所述光電二極管圖案包括: 去除所述晶態(tài)半導體襯底，使得在執(zhí)行所述接合之后僅保留所述光電二 極管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中形成所述器件隔離電介質(zhì)層的 步驟包括在所述像素部分中所述光電二極管圖案上方和在所述外圍部分中所 述層間電介質(zhì)膜上方形成所述器件隔離電介質(zhì)層，形成所述器件隔離電 介質(zhì)層包括填充所述器件隔離溝槽；在所述器件隔離電介質(zhì)層的頂部上方形成光致抗蝕劑圖案；使用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模來選擇性地去除所述器件隔離電 介質(zhì)層，以形成所述通孔；以及通過灰化來去除所述光致抗蝕劑圖案。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述光電二極管圖案具有第一 高度，所述第一高度比所述外圍部分中所述層間電介質(zhì)膜的表面的高度 更高。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述器件隔離電介質(zhì)層具有臺 階，所述臺階與所述像素部分中所述光電二極管圖案的高度和所述外圍 部分中所述層間電介質(zhì)膜的高度相對應。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述平坦化層形成為具有約為 第一高度的90%至110%的厚度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述平坦化層的步驟包括在所述金屬膜上方形成第一聚合物；以及 在所述第一聚合物上方形成第二聚合物。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述第一聚合物包括含硅族的硬掩模上旋涂材料，并且所述第二聚合物包括含碳族的硬掩模上旋涂 材料。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中通過旋涂工藝來形成所述第 一聚合物和所述第二聚合物。
13. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述第一聚合物的厚度與所 述第二聚合物的厚度之比的范圍約為3: 5到4: 6。
14. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中形成所述第一和第二金屬膜圖案的步驟包括在所述平坦化層的頂部上方形成光致抗蝕劑圖案； 使用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模來蝕刻所述第二聚合物； 蝕刻所述第一聚合物；以及 蝕刻所述金屬膜。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述光電二極管圖案包括晶 態(tài)結(jié)構(gòu)。
16. —種器件，包括半導體襯底，包括像素部分和外圍部分；層間電介質(zhì)膜，位于所述半導體襯底上方，所述層間電介質(zhì)膜包括 所述像素部分中的金屬線和所述外圍部分中的金屬線；光電二極管圖案，位于所述層間電介質(zhì)膜上方并且連接到所述像素 部分中的所述金屬線；器件隔離溝槽，與所述光電二極管圖案相鄰；器件隔離電介質(zhì)層，位于所述像素部分中所述器件隔離溝槽和所述 光電二極管圖案上方以及在所述外圍部分中所述層間電介質(zhì)膜上方，所 述器件隔離電介質(zhì)層具有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第 二通孔分別用以至少部分地暴露所述光電二極管圖案和所述外圍部分中 所述金屬線；第一金屬膜圖案，對所述像素部分中的所述第一通孔進行間隙填充 并且連接到所述光電二極管圖案；以及第二金屬膜圖案，對于所述外圍部分中的所述第二通孔進行間隙填 充并且連接到所述金屬線。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其中形成所述光電二極管圖案包括通過在晶態(tài)半導體襯底上方執(zhí)行離子注入來形成光電二極管；將所述晶態(tài)半導體襯底接合到所述半導體襯底上；在所述光電二極管上方形成硬掩模，所述硬掩模與所述像素部分中 所述金屬線的位置相對應；以及通過使用所述硬掩模作為蝕刻掩模，蝕刻所述光電二極管來形成所 述器件隔離溝槽，以選擇性地暴露所述層間電介質(zhì)膜。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其中所述光電二極管圖案具有第 一高度，所述第一高度比所述外圍部分中所述層間電介質(zhì)膜的表面的高 度更高，且其中使用在所述器件隔離電介質(zhì)層上方形成的平坦化層來同 時形成所述第一金屬膜圖案和所述第二金屬膜圖案。
全文摘要
本發(fā)明的實施例涉及圖像傳感器及其制造方法。根據(jù)實施例，半導體襯底可包括像素部分和外圍部分?？尚纬捎谙袼夭糠稚戏降墓怆姸O管圖案得高度比外圍部分上方的層間電介質(zhì)膜的表面高度更大?？稍诠怆姸O管上方和在外圍部分上方的層間電介質(zhì)膜上方提供器件隔離膜和金屬層?？商峁┢教箤樱⑶以撈教箤涌梢匝a償高度差，從而能通過對平坦層和金屬膜進行圖案化，來同時形成連接到光電二極管圖案的第一金屬膜圖案和連接到外圍部分中金屬線的第二金屬膜圖案。通過垂直集成，圖像傳感器可提供更高的靈敏度，也可減少加工成本。各個單位像素可以實現(xiàn)更完整的電路而不降低靈敏度。
文檔編號H01L21/70GK101471300SQ200810189540
公開日2009年7月1日 申請日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者全承鎬 申請人:東部高科股份有限公司