[发明专利]图像传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种图像传感器，包括：

半导体衬底，其上形成有读出电路；

层间绝缘层，位于该半导体衬底上方，该层间绝缘层包括与该读出电路电耦合的下金属线；

缓冲绝缘层，位于该层间绝缘层上方；

下电极，其贯穿该缓冲绝缘层，以与该下金属线连接；

结晶半导体层，位于该缓冲绝缘层上方，该结晶半导体层与该下电极部分地连接；以及

光电二极管，位于该结晶半导体层中。

2.如权利要求1所述的图像传感器，其中该下电极包括：

电极部，与该下金属线连接并且具有第一宽度；以及

通孔接触件，从该电极部向上延伸并且具有比该第一宽度窄的第二宽度，该通孔接触件的至少一部分延伸到该结晶半导体层中。

3.如权利要求1所述的图像传感器，其中该光电二极管包括：第一导电区，形成在该结晶半导体层的第一区中；以及第二导电区，形成在该结晶半导体层的第二区中，该第一区比该第二区深。

4.如权利要求3所述的图像传感器，其中该下电极与该第一导电区部分地连接。

5.如权利要求1所述的图像传感器，其中该读出电路包括：

电结区，形成在该半导体衬底中，并且该电结区包括：

第一导电类型离子注入区，形成在该半导体衬底中；以及

第二导电类型离子注入区，形成在该第一导电类型离子注入区上方。

6.如权利要求5所述的图像传感器，还包括：

第一导电类型连接区，位于该电结区上方，该第一导电类型连接区与该下金属线电连接。

7.如权利要求5所述的图像传感器，其中该电结区包括PNP结。

8.如权利要求1所述的图像传感器，其中该读出电路在晶体管的源极和漏极之间具有电势差。 

9.如权利要求8所述的图像传感器，其中该晶体管是转移晶体管，并且该转移晶体管的源极的离子注入浓度低于浮置扩散区的离子注入浓度。

10.如权利要求5所述的图像传感器，还包括：

第一导电类型连接区，形成在该电结区的一侧并且与该下金属线电耦合。

11.如权利要求10所述的图像传感器，其中该第一导电类型连接区接触器件隔离区并且与该电结区连接。

12.一种图像传感器的制造方法，包括以下步骤：

在半导体衬底上形成读出电路；

在该半导体衬底上方形成包括下金属线的层间绝缘层，使得该下金属线与该读出电路电耦合；

在载体衬底上方形成结晶半导体层；

在该结晶半导体层上方形成缓冲绝缘层；

在该结晶半导体层中形成光电二极管；

形成贯穿该缓冲绝缘层的下电极，并且将该下电极配置为与该光电二极管连接；

将该层间绝缘层接合至该缓冲绝缘层，使得该下金属线与该下电极电耦合；以及

除去该载体衬底，使得该半导体衬底上的光电二极管被暴露，

其中该下电极包括：电极部，具有第一宽度；以及通孔接触件，自该电极部延伸并且具有比该第一宽度窄的第二宽度，该通孔接触件的至少一部分延伸到该结晶半导体层中，并且该电极部与该下金属线电耦合。

13.如权利要求12所述的制造方法，其中形成该下电极的步骤包括：

在该缓冲绝缘层中形成沟槽；

形成沿该沟槽的向下方向延伸的导通孔；以及

在该沟槽和该导通孔中沉积导电材料，以在该沟槽中形成电极部并且在该导通孔中形成该通孔接触件。

14.如权利要求12所述的制造方法，其中形成该光电二极管的步骤包括：

在该结晶半导体层中对应于该缓冲绝缘层的下部形成第一导电区；以及 

在该第一导电区下方形成第二导电区。

15. 如权利要求14所述的制造方法，其中该通孔接触件与该第一导电区连接。

16.如权利要求12所述的制造方法，其中形成该读出电路的步骤包括：

在该半导体衬底中形成电结区，包括以下步骤：

在该半导体衬底中形成第一导电类型离子注入区；以及

在该第一导电类型离子注入区上形成第二导电类型离子注入区。