專利名稱：圖像傳感器及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種圖像傳感器及其制作方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的圖像傳感器通?？梢苑譃閮深愲姾神詈掀骷?ChargeCoupled Device,CCD)圖像傳感器和互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CM0Q圖像傳感器。其中，CMOS圖像傳感器具有體積小、功耗低、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，因此，CMOS圖像傳感器易于集成在例如手機、筆記本電腦、平板電腦等便攜電子設(shè)備中，作為提供數(shù)字成像功能的攝像模組使用。CMOS圖像傳感器通常包括光電二極管以用于收集光能并轉(zhuǎn)換為電荷信號。特別地，為了減少暗電流，在形成光電二極管的襯底表面會摻雜離子以形成釘扎(pinning)層。該釘扎層通常與襯底接觸以使得其具有相同的電勢，當(dāng)光電二極管完全耗盡時，光電二極管的電勢被釘扎在恒定值，從而減少暗電流。然而，對于背照式(Back Side Illumination, BSI)圖像傳感器，其襯底通常需要被減薄到2至4微米以使得光電二極管從背面露出。之后才能在襯底背面繼續(xù)注入摻雜離子以形成釘扎層。由于襯底厚度太薄，釘扎層的離子注入難以采用快速退火(RTA)來激活注入離子，通常需要改用激光退火工藝。然而激光退火很難保證注入離子激活的均勻性，并且會在襯底背面形成白點，從而影響圖像傳感器的性能。因此，需要提供一種具有較佳釘扎效果的圖像傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種圖像傳感器，包括襯底，所述襯底的第一側(cè)形成有金屬互連層；第一類型摻雜區(qū)，其位于所述襯底中；第二類型摻雜區(qū)，其位于所述襯底中，并與所述第一類型摻雜區(qū)相鄰以形成光電二極管；電極層，其位于所述襯底的第二側(cè)，其中所述電極層是可透光的；絕緣層，其位于所述電極層與所述襯底之間；其中，所述電極層與所述襯底之間具有預(yù)定電勢差，以使得所述襯底的第二側(cè)的表面形成第二類型導(dǎo)電層。在本發(fā)明的實施例中，襯底表面形成有導(dǎo)電的電極層，因而可以通過在該電極層上加電而在襯底表面感生出第二類型導(dǎo)電層。該導(dǎo)電層與其下的第一類型摻雜區(qū)構(gòu)成了釘扎二極管，即該第二類型導(dǎo)電層作為所形成的圖像傳感器的釘扎層，以用于抑制暗電流。相比于現(xiàn)有技術(shù)的圖像傳感器，該釘扎層具有更為均勻的厚度，從而提高了襯底表面的釘扎效果，有效減少了暗電流。此外，由于可以通過改變電極層的電壓來調(diào)節(jié)電極層與襯底之間的預(yù)定電勢差，這使得可以通過調(diào)節(jié)不同的預(yù)定電勢差來調(diào)節(jié)釘扎層厚度，進而用以調(diào)節(jié)釘扎層的釘扎性能。此外，由于電極層是可透光的，例如包含有一個或多個通孔來透光，或者采用可透光材料來透光，因此，襯底第二側(cè)上的電極層并不會影響圖像傳感器中的光電二極管的感光。在一個實施例中，所述第一類型摻雜區(qū)從所述襯底的第二側(cè)露出，所述預(yù)定電勢差使得所述第一類型摻雜區(qū)表面反型為所述第二類型導(dǎo)電層。在一個實施例中，所述第二類型摻雜區(qū)從所述襯底的第二側(cè)露出并覆蓋所述第一類型摻雜區(qū)，所述預(yù)定電勢差使得所述第二類型摻雜區(qū)表面的多數(shù)載流子的濃度提高。在一個實施例中，所述電極層包括一個或多個通孔，其位于所述光電二極管上。這些通孔可以提高電極層的整體透光率，從而進一步提高成像效果。在一個實施例中，所述通孔的形狀是六邊形。在一個實施例中，所述一個或多個通孔的面積超過所述光電二極管面積的10%。在一個實施例中，所述電極層的厚度不超過2000埃。在一個實施例中，所述電極層包括氧化銦錫、氧化鋅或鈦與氮化鈦的組合。在一個實施例中，還包括電極互連層，其位于所述電極層上，用于將所述電極層電引出。在一個實施例中，所述電極互連層包括鎢、鋁或銅。在一個實施例中，所述電極互連層位于所述光電二極管的邊緣。由于電極互連層通常采用不透光材料，因而光電二極管邊緣的電極互連層可以防止圖像傳感器相鄰的像素單元之間的交叉串?dāng)_(crosstalk)。在一個實施例中，所述電極互連層的厚度為400埃至5000埃。這既可以避免電極互連層影響光線投射到光電二極管上，又可以減少較薄的電極層上的電壓傳輸損耗。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種圖像傳感器的制作方法，包括a.提供襯底，其中所述襯底的第一側(cè)形成有金屬互連層，所述襯底中形成有相鄰的第一類型摻雜區(qū)與第二類型摻雜區(qū)，所述第一類型摻雜區(qū)與第二類型摻雜區(qū)構(gòu)成光電二極管；b.在所述襯底的第二側(cè)形成絕緣層；c.在所述絕緣層上形成電極層，其中所述電極層位于所述襯底上，并且所述電極層是可透光的。本發(fā)明的以上特性及其他特性將在下文中的實施例部分進行明確地闡述。


通過參照附圖閱讀以下所作的對非限制性實施例的詳細(xì)描述，能夠更容易地理解本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點。其中，相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的裝置。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的圖像傳感器100 ；圖加與圖2b示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的圖像傳感器200 ；圖2c示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的圖像傳感器的俯視圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的圖像傳感器300 ；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的圖像傳感器制作方法400 ；圖fe至圖k示出了圖4的圖像傳感器制作方法的剖面示意圖。
具體實施例方式下面詳細(xì)討論實施例的實施和使用。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所討論的具體實施例僅僅示范性地說明實施和使用本發(fā)明的特定方式，而非限制本發(fā)明的范圍。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的圖像傳感器100。該圖像傳感器100是背照式圖像傳感器。在一些實施例中，該圖像傳感器100具有一個或多個像素單元，其中每個像素單元可以采用3晶體管(3T)或4晶體管GT)的像素結(jié)構(gòu)，即包括光電二極管以及3至4個用于控制光生電荷轉(zhuǎn)移并形成輸出信號的MOS晶體管。如圖1所示，該圖像傳感器100包括襯底101，其第一側(cè)形成有金屬互連層102 ；N型摻雜區(qū)103，其位于襯底101中；P型摻雜區(qū)105，其位于襯底101中，并與N型摻雜區(qū)103相鄰以形成光電二極管；電極層107，其位于襯底101的第二側(cè)并至少部分位于N型摻雜區(qū)103上，其中所述電極層107是可透光的；絕緣層109，其位于電極層107與襯底101之間；其中，電極層107與襯底101之間具有預(yù)定電勢差，以使得襯底101的第二側(cè)的表面形成P型導(dǎo)電層111。具體地，該襯底101的第一側(cè)與第二側(cè)相對。由于該圖像傳感器100是背照式圖像傳感器，因此，襯底101的第一側(cè)形成有多個MOS晶體管113，即前述的用于控制光生電荷轉(zhuǎn)移的MOS晶體管和/或其他類型的MOS晶體管，例如轉(zhuǎn)移晶體管、復(fù)位晶體管、行選擇晶體管或源跟隨晶體管等等。此外，用于連接這些MOS晶體管并將圖像傳感器像素單元引出的金屬互連層102亦設(shè)置在該襯底101的第一側(cè)。相應(yīng)地，該圖像傳感器100像素單元中的光電二極管由襯底101的第二側(cè)露出，以進行感光。襯底101中包含有N型摻雜區(qū)103與P型摻雜區(qū)105。在一些實施例中，該襯底101可以預(yù)摻雜有N型離子，而P型摻雜區(qū)105則通過對襯底101再摻雜P型離子來形成。在另外的一些實施例中，該襯底101可以預(yù)摻雜P型離子，而N型摻雜區(qū)103則通過對襯底101再摻雜N型離子形成，并且該襯底101可以通過背磨處理或化學(xué)機械拋光來使得N型摻雜區(qū)103從襯底101的第二側(cè)露出。在一個優(yōu)選的實施例中，P型摻雜區(qū)105位于N型摻雜區(qū)103的邊緣，例如該P型摻雜區(qū)105環(huán)繞在N型摻雜區(qū)103外。由于P型摻雜區(qū)105與N型摻雜區(qū)103在其交界位置形成PN結(jié)以構(gòu)成光電二極管，因此，這種配置的光電二極管具有較大的感光面積，以使得其具備較高的靈敏度。在圖1的實施例中，N型摻雜區(qū)103從襯底101的第二側(cè)露出。電極層107與N型摻雜區(qū)103之間的預(yù)定電勢差，例如電極層107的電位低于N型摻雜區(qū)103的電位，會使得N型摻雜區(qū)103中的多數(shù)載流子(即電子)被推向遠(yuǎn)離電極層107的方向，從而使得靠近電極層107的N型摻雜區(qū)103的表面反型為P型摻雜。這樣，N型摻雜區(qū)103表面，即襯底101的表面，就形成了 P型摻雜的導(dǎo)電層111，即釘扎層。該P型導(dǎo)電層111與其下未反型的N型摻雜區(qū)103構(gòu)成了釘扎二極管。從圖1中可以看出，P型導(dǎo)電層111可以延伸到N型摻雜區(qū)103與P型摻雜區(qū)105的交界位置。因此，P型導(dǎo)電層111在其該交界位置連接到P型摻雜區(qū)105。由于該P型摻雜區(qū)105通常作為MOS晶體管113的體區(qū)，這使得釘扎層與該體區(qū)具有相同的電勢。這樣，當(dāng)光電二極管完全耗盡時，光電二極管的電勢會被釘扎在恒定值，從而減少暗電流。由于電極層107是由導(dǎo)電材料構(gòu)成的，因此，電極層107在加載預(yù)定的電壓后，其電勢基本相等。這樣，電極層107以及其下的N型摻雜區(qū)103之間的預(yù)定電勢差基本相等，從而使得所形成的P型導(dǎo)電層111具有更為均勻的厚度。均勻的P型導(dǎo)電層111能夠提高襯底101表面的釘扎效果，從而更好地減少暗電流。此外，當(dāng)電極層107上加載了不同的電壓時，電極層107以及其下的N型摻雜區(qū)之間的預(yù)定電勢差不同，相應(yīng)地，由于反型所形成的P型導(dǎo)電層111的厚度也不同。這樣，可以通過改變電極層107上加載的電壓來調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)P型導(dǎo)電層111的厚度，進而用以調(diào)節(jié)P型導(dǎo)電層111的釘扎性能。此外，由于電極層107是導(dǎo)電的，因此，可以通過接觸孔與焊盤(圖中未示出)將該電極層107電引出，進而形成附加的引腳，以通過該引腳向電極層107供電?？梢岳斫猓趯嶋H應(yīng)用中，還可以通過其他結(jié)構(gòu)對電極層107供電，例如在電極層107上形成電極互連層(圖中未示出)，該電極互連層進一步由接觸孔電引出。電極層107是可透光的，其透光率例如高于50%，例如，電極層107包含有一個或多個通孔來透光，或者采用可透光材料來透光。由于電極層107位于光電二極管，即圖像傳感器的感光區(qū)域上，因此，透光率較高的電極層107可以避免對光線的過度吸收而影響感光效果。例如，電極層107包括氧化銦錫、氧化鋅或鈦與氮化鈦的組合。優(yōu)選地，電極層107的厚度不超過2000埃。電極層107的厚度越薄，其對光線的吸收越少。與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本發(fā)明的實施例中，電極層107可以通過淀積工藝形成在襯底101上，這就避免了注入P型離子來形成釘扎層，以及后續(xù)的激光退火處理。因此，形成在襯底101表面的P型導(dǎo)電層111厚度更為均勻，所得到的圖像傳感器100的成像效果也更好?？梢岳斫猓谝恍嵤├?，摻雜區(qū)103可以替換為P型摻雜，而摻雜區(qū)105則替換為N型摻雜，以形成具有PN結(jié)的光電二極管。相應(yīng)地，所形成的導(dǎo)電層111則替換為N型摻雜，其與摻雜區(qū)103共同構(gòu)成釘扎二極管。圖加與圖2b示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的圖像傳感器200。其中，其中，圖加示例性地示出了該圖像傳感器200的4個像素單元的俯視圖，而圖2b示出了其中的一個像素單元的剖面圖。如圖加與沘所示，該圖像傳感器200包括襯底201，其第一側(cè)形成有金屬互連層202 ；N型摻雜區(qū)203，其位于襯底201中；P型摻雜區(qū)205，其位于襯底201中，并與N型摻雜區(qū)203相鄰以形成光電二極管；電極層207，其位于襯底201的第二側(cè)，并且電極層207是可透光的；其中，該電極層207包括一個或多個位于光電二極管上的通孔217 ；絕緣層209，其位于電極層207與N型摻雜區(qū)203之間；其中，電極層207與襯底201之間具有預(yù)定電勢差，以使得襯底201的第二側(cè)的表面形成P型導(dǎo)電層211。在一些實施例中，電極層207中形成的通孔217中會進一步填充其他材料，例如由氧化硅、氮化硅或硼磷酸玻璃(BPSG)等構(gòu)成的鈍化層。這些材料具有較高的透光率，從而可以提高電極層207的整體透光率，以進一步提高成像效果。優(yōu)選地，這些通孔217的面積超過光電二極管面積的10%，即超過每個像素單元的感光區(qū)域的面積的10%。通孔217的面積越大，電極層207的整體透光率越高，圖像傳感器200的成像效果也越好。在圖2所示的實施例中，每個像素單元對應(yīng)的電極層207上具有均勻分布的16個通孔217?？梢岳斫?，在實際應(yīng)用中，像素單元的數(shù)量可以隨著每個像素單元所占面積的不同而不同，即每個通孔217的孔徑以及相鄰?fù)?17之間的間距都可以有所變化。在一個優(yōu)選的實施例中，該通孔217為圓形、正方形、六邊形或其他類似形狀，其孔徑小于0. 5微米。由于通孔217下方的N型摻雜區(qū)203距離電極層207較遠(yuǎn)，因而電極層207上加載的電壓對通孔203下方的N型摻雜區(qū)203作用較弱。而對于孔徑小于0. 5微米的通孔217，通孔217邊緣的電極層207仍能夠保持較強的電場而使得通孔217中心區(qū)域下方的N型摻雜層203反型，從而避免因釘扎層211厚度不均勻而導(dǎo)致圖像傳感器200的成像質(zhì)量下降?？蛇x地，在其他的一些實施例中，通孔217還可以為長方形、螺旋形或其他適于透光的形狀。在一些實施例中，電極層207上還形成有電極互連層219，其用于將電極層207電引出。例如，該電極互連層219可以采用鋁、鎢或銅等導(dǎo)電材料形成。位于電極層207上的電極互連層219能夠與電極層207接觸而使其相互電連接。這樣，就可以通過在電極互連層219上加載電壓而使得電極層207與其下的N型摻雜區(qū)203具有預(yù)定電勢差。由于電極互連層219通常采用不透光的材料，因而該電極互連層219可以位于光電二極管(即感光區(qū)域)的邊緣，通常為不同像素單元的交界區(qū)域。此外，像素單元邊緣的電極互連層219可以防止圖像傳感器相鄰的像素單元之間的交叉串?dāng)_(crosstalk)，這進一步提高了圖像傳感器200的性能。在一個優(yōu)選的實施例中，電極互連層219的厚度為400埃至5000埃。這既可以避免電極互連層219影響光線投射到光電二極管上，又可以減少較薄的電極層207上的電壓傳輸損耗，從而提高導(dǎo)電層211的均勻性，使得圖像傳感器200具有較佳的釘扎性能與成像質(zhì)量。圖2c示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的圖像傳感器的俯視圖。如圖2c所示，在該圖像傳感器中，電極層250中具有多個通孔251，這些通孔251的形狀是六邊形，例如正六邊形。六邊形的通孔251的排列較為緊湊，其既可以使得光線能夠透過其而直接照射到下方的感光區(qū)域，又可以使得通孔251下方的感光區(qū)域能夠被電極層250上加載的電壓影響而改變其中的多數(shù)載流子分布。因此，電極層采用六邊形通孔的圖像傳感器既具有較佳的釘扎效果，又具有較好的靈敏度。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的圖像傳感器300。如圖3所示，該圖像傳感器300包括襯底301，其第一側(cè)形成有金屬互連層302 ；N型摻雜區(qū)303，其位于襯底301中；P型摻雜區(qū)305，其位于襯底301中，并與N型摻雜區(qū)303相鄰以形成光電二極管；電極層307，其位于襯底301的第二側(cè)并至少部分位于N型摻雜區(qū)303上，其中所述電極層307是可透光的；絕緣層309，其位于電極層307與襯底301之間；其中，電極層307與襯底301之間具有預(yù)定電勢差，以使得襯底301的第二側(cè)的表面形成P型導(dǎo)電層311。在圖3的實施例中，P型摻雜區(qū)305從襯底301的第二側(cè)露出并覆蓋N型摻雜區(qū)303，從而避免N型摻雜區(qū)303從襯底301的第二側(cè)露出。這樣，電極層307與襯底301表面，即P型摻雜區(qū)305表面之間的預(yù)定電勢差，例如電極層307的電位低于P型摻雜區(qū)305的電位，會使得P型摻雜區(qū)305中的多數(shù)載流子(即空穴)被吸引到靠近電極層307的方向，從而使得靠近電極層307的P型摻雜區(qū)305的表面的多數(shù)載流子的濃度提高。這樣，P型摻雜區(qū)305表面，即襯底301的表面，就形成了摻雜濃度遠(yuǎn)高于P型摻雜區(qū)305內(nèi)部的P型導(dǎo)電層311，即釘扎層。該P型導(dǎo)電層311與其下未反型的N型摻雜區(qū)303構(gòu)成了釘扎二極管?？梢岳斫?，電極層307與P型摻雜區(qū)305表面之間的預(yù)定電勢差的值不同，P型導(dǎo)電層311的厚度也不同。這樣，可以通過改變電極層307上加載的電壓來調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)P型導(dǎo)電層311的厚度，進而用以調(diào)節(jié)P型導(dǎo)電層311的釘扎性能。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的圖像傳感器制作方法400。如圖4所示，該圖像傳感器制作方法400包括執(zhí)行步驟S402，提供襯底，其中所述襯底的第一側(cè)形成有金屬互連層，所述襯底中形成有相鄰的第一類型摻雜區(qū)與第二類型摻雜區(qū)，所述第一類型摻雜區(qū)與所述第二類型摻雜區(qū)構(gòu)成光電二極管；執(zhí)行步驟S404，在所述襯底的第二側(cè)形成絕緣層；執(zhí)行步驟S406，在所述絕緣層上形成電極層，其中所述電極層位于所述襯底上，并且所述電極層是可透光的。在一個實施例中，第一類型摻雜區(qū)從襯底的第二側(cè)露出。在另一實施例中，第二類型摻雜區(qū)從襯底的第二側(cè)露出并覆蓋第一類型摻雜區(qū)，從而避免第一類型摻雜區(qū)從襯底的第二側(cè)露出?？梢岳斫?，在一些實施例中，第一類型摻雜區(qū)為N型摻雜、第二類型摻雜區(qū)為P型摻雜，而第二類型導(dǎo)電層為P型摻雜；或者替代地，在另一些實施例中，第一類型摻雜區(qū)為P型摻雜、第二類型摻雜區(qū)為N型摻雜，而第二類型導(dǎo)電層為N型摻雜。在下文中，均以第一類型摻雜區(qū)為N型摻雜、第二類型摻雜區(qū)為P型摻雜，而第二類型導(dǎo)電層為P型摻雜的實施例進行說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，摻雜類型或?qū)щ婎愋拖喾吹膶嵤├嗫梢圆捎孟嗨频闹谱鞣椒ㄐ纬?。圖fe至圖^示出了圖4的圖像傳感器制作方法的剖面示意圖。接下，參考圖4與圖fe至圖5e，對該圖像傳感器制作方法進行進一步的說明。如圖如所示，提供襯底501，該襯底501具有相對的第一側(cè)501a與第二側(cè)501b。其中，該襯底501中形成有相鄰的N型摻雜區(qū)503以及P型摻雜區(qū)505。在圖fe中，N型摻雜區(qū)503從襯底501的第二側(cè)501b露出，所露出的N型摻雜區(qū)503可以用于收集光線并感應(yīng)生成電荷。相應(yīng)地，P型摻雜區(qū)505與N型摻雜區(qū)503交界位置形成PN結(jié)，從而形成圖像傳感器像素單元中的光電二極管。在圖fe所示的實施例中，P型摻雜區(qū)505亦從襯底501的第二側(cè)501b露出，并且該P型摻雜區(qū)505位于N型摻雜區(qū)503的邊緣。這使得不同像素單元的N型摻雜區(qū)503可以由貫穿的P型摻雜區(qū)505來相互隔離，而無需形成額外的隔離結(jié)構(gòu)，例如溝槽隔離結(jié)構(gòu)(Trench)。可以理解，在其他的實施例中，P型摻雜區(qū)505也可以不從襯底501的第二側(cè)501b露出，并且每個像素單元之間通過位于P型摻雜區(qū)505外的溝槽隔離結(jié)構(gòu)(圖中未示出)來隔離。P型摻雜區(qū)503內(nèi)形成有像素單元的MOS晶體管。此外，襯底501的第一側(cè)501a還形成有金屬互連層502，該金屬互連層502用于將這些MOS晶體管電引出，以實現(xiàn)對每個像素單元的電氣驅(qū)動以及信號讀取。在一些實施例中，該襯底501可以是預(yù)摻雜有N型離子，而P型摻雜區(qū)505則通過對襯底501再摻雜P型離子來形成。在另外的一些實施例中，該襯底501可以是預(yù)摻雜P型離子，而N型摻雜區(qū)503則通過對襯底501再摻雜N型離子形成，并且該襯底501可以通過背磨處理來使得N型摻雜區(qū)503從襯底501的第二側(cè)501b露出。需要說明的是，在一些實施例中，N型摻雜區(qū)503亦可不從襯底501的第二側(cè)501b露出，即N型摻雜區(qū)503被P型摻雜區(qū)505所覆蓋。例如，襯底501為P型摻雜，在襯底的第一側(cè)形成阱狀的N型摻雜區(qū)503，并且該襯底501被從其第二側(cè)研磨或刻蝕。該研磨或刻蝕在接近阱狀N型摻雜區(qū)503的頂部(靠近襯底501的第二側(cè)501b)時停止，從而保留位于該阱狀N型摻雜區(qū)503上方的部分襯底501。如圖恥所示，在襯底501的第二側(cè)501b上形成絕緣層509。該絕緣層509例如為
氧化硅、氮化硅或其組合。如圖5c所示，在該絕緣層509上形成電極層507。該電極層507由導(dǎo)電材料構(gòu)成。優(yōu)選地，可以在該絕緣層509上淀積可透光的導(dǎo)電材料以形成電極層507，該可透光的導(dǎo)電材料例如為氧化銦錫、氧化鋅或者鈦與氮化鈦的組合。優(yōu)選地，該電極層507的厚度小于2000埃。在實際處理中，可以采用化學(xué)氣相淀積工藝來淀積該電極層507。接下來，在該電極層507上進一步淀積電極互連層519。該電極互連層519可以采用鎢、鋁或銅等導(dǎo)電材料，例如通過濺射或其他物理氣相淀積方式形成。所形成的電極互連層519與電極層507接觸，從而使得其間相互電連接。在一個實施例中，電極互連層519的厚度為400埃至5000埃。如圖5d所示，圖形化該電極互連層519以露出部分電極層507。在一個優(yōu)選的實施例中，采用刻蝕工藝移除光電二極管上方(主要是N型摻雜區(qū)503上方)的電極互連層519，而僅保留P型摻雜區(qū)505上的部分電極互連層519，即光電二極管邊緣的部分電極互連層 519。可選地，在圖形化電極互連層519之后，如圖k所示，圖形化露出的電極層507以露出絕緣層509的一部分，從而在電極層507中形成位于光電二極管上的一個或多個通孔517。在一些實施例中，所形成的通孔517的面積超過光電二極管面積的10%。所形成的通孔517使得襯底501中的光電二極管透過絕緣層509部分露出，從而提高了電極層507的整體透光率。通孔517可以為各種形狀，例如正方形、矩形、圓形、六邊形或其他適合的形狀。在一個優(yōu)選的實施例中，通孔517可以是六邊形。接著，在襯底501的第二側(cè)501b進一步形成鈍化層521，例如淀積氧化硅、氮化硅或其他適合的材料。所形成的鈍化層521可以保護電極層507、電極互連層519以及N型摻雜區(qū)503。在實際應(yīng)用中，在形成鈍化層521之后，還可以在襯底501的第二側(cè)501b進一步形成濾光膜以及微透鏡(圖中未示出)?？梢岳斫猓谝恍嵤├?，在形成電極層的步驟之后，可以不需要形成電極互連層和/或通孔，而直接制作接觸孔來引出電極層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本發(fā)明的實施例中，電極層507可以通過淀積工藝形成在襯底501上，這就避免了注入P型離子來形成釘扎層，以及后續(xù)的激光退火處理。因此，通過在電極層507上加載電壓所形成的導(dǎo)電層511厚度更為均勻，所得到的圖像傳感器的成像效果也更好。盡管在附圖和前述的描述中詳細(xì)闡明和描述了本發(fā)明，應(yīng)認(rèn)為該闡明和描述是說明性的和示例性的，而不是限制性的；本發(fā)明不限于所上述實施方式。那些本技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以通過研究說明書、公開的內(nèi)容及附圖和所附的權(quán)利要求書，理解和實施對披露的實施方式的其他改變。在權(quán)利要求中，措詞“包括”不排除其他的元素和步驟，并且措辭“一個”不除復(fù)數(shù)。在發(fā)明的實際應(yīng)用中，一個零件可能執(zhí)行權(quán)利要求中所引用的多個技術(shù)特征的功能。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)理解為對范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種圖像傳感器，其特征在于，包括襯底，所述襯底的第一側(cè)形成有金屬互連層； 第一類型摻雜區(qū)，其位于所述襯底中；第二類型摻雜區(qū)，其位于所述襯底中，并與所述第一類型摻雜區(qū)相鄰以形成光電二極管；電極層，其位于所述襯底的第二側(cè)，其中所述電極層是可透光的； 絕緣層，其位于所述電極層與所述襯底之間；其中，所述電極層與所述襯底之間具有預(yù)定電勢差，以使得所述襯底的第二側(cè)的表面形成第二類型導(dǎo)電層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述第一類型摻雜區(qū)從所述襯底的第二側(cè)露出，所述預(yù)定電勢差使得所述第一類型摻雜區(qū)表面反型為所述第二類型導(dǎo)電層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述第二類型摻雜區(qū)從所述襯底的第二側(cè)露出并覆蓋所述第一類型摻雜區(qū)，所述預(yù)定電勢差使得所述第二類型摻雜區(qū)表面的多數(shù)載流子的濃度提高。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述電極層包括一個或多個通孔， 其位于所述光電二極管上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像傳感器，其特征在于，所述一個或多個通孔的面積超過所述光電二極管面積的10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像傳感器，其特征在于，所述通孔的形狀是六邊形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述電極層的厚度不超過2000埃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述電極層包括氧化銦錫、氧化鋅或鈦與氮化鈦的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，還包括 電極互連層，其位于所述電極層上，用于將所述電極層電引出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像傳感器，其特征在于，所述電極互連層包括鎢、鋁或銅。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像傳感器，其特征在于，所述電極互連層位于所述光電二極管的邊緣。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像傳感器，其特征在于，所述電極互連層的厚度為400埃至5000埃。
13.一種圖像傳感器的制作方法，其特征在于，包括a.提供襯底，其中所述襯底的第一側(cè)形成有金屬互連層，所述襯底中形成有相鄰的第一類型摻雜區(qū)與第二類型摻雜區(qū)，所述第一類型摻雜區(qū)與第二類型摻雜區(qū)構(gòu)成光電二極管；b.在所述襯底的第二側(cè)形成絕緣層；c.在所述絕緣層上形成電極層，其中所述電極層位于所述襯底上，并且所述電極層是可透光的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一類型摻雜區(qū)從所述襯底的第二側(cè)露出。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述步驟c進一步包括 在所述電極層中形成位于所述光電二極管上的一個或多個通孔。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述通孔的形狀是六邊形。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述一個或多個通孔的面積超過所述光電二極管面積的10%。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述電極層的厚度不超過2000埃。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述電極層包括氧化銦錫、氧化鋅或鈦與氮化鈦的組合。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在所述步驟c之后，還包括 在所述電極層上形成電極互連層。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述電極互連層包括鎢、鋁或銅。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述電極互連層位于所述光電二極管的邊緣。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述電極互連層的厚度為400埃至 5000 埃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圖像傳感器及其制作方法。該圖像傳感器包括襯底，所述襯底的第一側(cè)形成有金屬互連層；第一類型摻雜區(qū)，其位于所述襯底中；第二類型摻雜區(qū)，其位于所述襯底中，并與所述第一類型摻雜區(qū)相鄰以形成光電二極管；電極層，其位于所述襯底的第二側(cè)，其中所述電極層是可透光的；絕緣層，其位于所述電極層與所述襯底之間；其中，所述電極層與所述襯底之間具有預(yù)定電勢差，以使得所述襯底的第二側(cè)的表面形成第二類型導(dǎo)電層。
文檔編號H01L27/146GK102569323SQ20121003047
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
發(fā)明者李 杰, 趙立新, 霍介光 申請人:格科微電子(上海)有限公司