[发明专利]图像传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像传感器及其制造方法。

背景技术

图像传感器是将光学图像转换为电子信号的半导体器件，主要分为电荷耦合器件(CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。在CCD这种半导体器件中，将金属/氧化物/硅(MOS)电容器彼此紧密地设置在一起，电荷载流子就在这些电容器中存储和传输。CMOS图像传感器利用与像素数目相对应的MOS晶体管，以开关模式来检测光电探测器的输出，其中，通过使用了外围设备(例如控制电路和信号处理电路)的CMOS技术来设置像素。

在CMOS图像传感器中，在像素阵列上形成滤色镜层(color filter layer)，用于向光电二极管有选择地传输特定波长的光线，从而获得图像。

但是，在上述获得图像的方法中，用于获得单一颜色的像素会占用较宽的面积。例如，具有红、绿、蓝(RGB)滤色镜的图像传感器需要三个像素来检测红色、绿色和蓝色。因此，希望有这样一种技术，能够改善通过上述方法制造的图像传感器的分辨率。

发明内容

本发明的实施例提供一种图像传感器及其制造方法，这种图像传感器适于获得高分辨率图像。

根据各实施例的示例性图像传感器包括：第一光电二极管，位于半导体衬底中，处在用于检测红光的深度；第二光电二极管，位于第一光电二极管之上(优选在用于检测蓝光的深度)；第三光电二极管，邻近第二光电二极管；插塞，与第一光电二极管电接触；晶体管结构，位于半导体衬底上，并与第一光电二极管、第二光电二极管、第三光电二极管电连接；绝缘层，覆盖晶体管结构；以及微透镜，位于绝缘层上。

制造根据本发明实施例的图像传感器的方法包括以下步骤：在半导体衬底中配置用于检测红光的注入深度处注入第一杂质；在衬底中的第一预定区域中配置用于检测蓝光的注入深度处注入第二杂质；在衬底中邻近第一预定区域的第二预定区域中注入第三杂质；形成插塞，该插塞与所注入的第一杂质电连接；在半导体衬底上形成晶体管结构，使得晶体管结构与所注入的第一杂质、第一预定区域以及第二预定区域电连接；形成绝缘层，该绝缘层覆盖晶体管结构；以及在绝缘层上形成微透镜。

附图说明

图1为示出根据一示例性实施例的图像传感器的平面图；

图2A-图2B为各替代性实施例沿着图1中I-I′线的剖视图；

图3至图7为示出制造根据本发明示例性实施例的图像传感器的方法的剖视图；以及

图8为示出根据本发明的示例性CMOS图像传感器的像素区域的示例性布局图案的布局图。

具体实施方式

下面参照附图详细描述根据本发明的图像传感器及其制造方法。

图1为示出根据一实施例的图像传感器的平面图，图2A为沿着图1中I-I′线的剖视图。

参照图1至图2A，图像传感器100包括半导体衬底5、第一光电二极管10(例如用于检测红光)、第二光电二极管20(例如用于检测蓝光)、第三光电二极管30(例如用于检测绿光)、插塞40、晶体管区52、54及56(每一个晶体管区都包括有多个栅极Tx、Rx、Sx及Ax)、以及绝缘层60。或者，第一光电二极管至第三光电二极管可配置为检测黄光、青光(cyan)、绛红光(magenta)。

第一光电二极管10、第二光电二极管20、第三光电二极管30设置在半导体衬底5上，半导体衬底5具有隔离图案3。在本实施例中，第一光电二极管10(或者可选地N注^-入层10与P⁺注入层12之间的界面)形成于半导体衬底5中与红光波长的光线可达到的距离对应的深度处。这样，第一光电二极管10可配置为检测红光。在本实施例中，第一光电二极管10的深度(例如从半导体衬底5的最上表面开始)为约0.7μm至约1.5μm。