[发明专利]影像传感器及其制造方法

说明书

本发明公开一种影像传感器及其制造方法，其中该影像传感器包括半导体基底、形成于半导体基底中的光电二极管、设置于光电二极管上的微透镜、第一转移晶体管、第二转移晶体管以及电容器。第一转移晶体管与第二转移晶体管形成于半导体基底上，且于第一转移晶体管与第二转移晶体管之间的半导体基底内形成有存储节点，其中第一转移晶体管耦合至光电二极管。至于电容器则形成于第一转移晶体管与第二转移晶体管之间，且电容器包括耦合至所述存储节点的第一电极、位于第一电极上并延伸至光电二极管的边缘的第二电极以及介于第一与第二电极之间的介电层。

技术领域

本发明涉及一种影像感测技术，且特别是涉及一种影像传感器及其制造方法。

背景技术

随着数字相机、电子扫描机等产品不断地开发与成长，市场上对影像感测元件的需求持续增加。目前常用的影像感测元件包含有电荷耦合感测元件(charge coupleddevice，CCD)以及互补式金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)影像感测元件(又称CMOS image sensor，CIS)两大类，其中CMOS影像感测元件因具有低操作电压、低功率消耗与高操作效率、可根据需要而进行随机存取等优点，同时具有可整合于目前的半导体技术以大量制造的优势，因此应用范围非常广泛。

而且，为了避免高速移动的物体的影像产生变形，目前发展出一种全域快门(global shutter，GS)影像传感器，是利用整个像素阵列的每个像素都会在同一期间取得影像。因此，需要有像素内(in-pixel)存储单元，以便在光电二极管提取后存储信号。而且，为了进一步改善全域快门影像传感器的效能，通常会另设置电容器来增加存储电容。

然而，电容器通常在影像传感器中占据大半的面积，导致光电二极管的面积相对缩小。相反地，若要缩减电容器的面积，又会导致影像读取不良的结果。

发明内容

本发明提供一种影像传感器，能降低影像传感器的寄生光敏度(parasitic lightsensitivity)并具有较大的填充因子(fill factor)。

本发明另提供一种影像传感器的制造方法，能制作出寄生光敏度低且填充因子高的影像传感器。

本发明的一种影像传感器包括半导体基底、形成于半导体基底中的光电二极管、设置于光电二极管上的微透镜、第一转移晶体管(transfer transistor)、第二转移晶体管以及电容器。第一转移晶体管与第二转移晶体管形成于半导体基底上，且于第一转移晶体管与第二转移晶体管之间的半导体基底内形成有存储节点(memory node，MN)，其中第一转移晶体管耦合至光电二极管。至于电容器则形成于第一转移晶体管与第二转移晶体管之间，且电容器包括第一电极、第二电极以及介于第一与第二电极之间的介电层。第一电极耦合至所述存储节点，第二电极则位于第一电极上并延伸至光电二极管的边缘。

在本发明的一实施例中，上述介电层还可延伸至光电二极管的边缘与第二电极之间。

在本发明的一实施例中，上述第一电极的材料包括多晶硅或金属，且上述第二电极的材料为金属。

在本发明的一实施例中，上述影像传感器还可包括形成于半导体基底上的内层介电层(ILD)与形成于所述内层介电层中的导电插塞(plug)。内层介电层覆盖第一转移晶体管、第二转移晶体管与存储节点，而导电插塞则用以电性耦合存储节点与位在内层介电层上的第一电极。

在本发明的一实施例中，上述导电插塞例如多晶硅插塞。

在本发明的一实施例中，上述内层介电层的侧壁位于光电二极管的边缘，并露出部分光电二极管。

在本发明的一实施例中，上述内层介电层还可延伸覆盖光电二极管并具有沟槽。所述沟槽是位于第一转移晶体管与光电二极管之间，并露出光电二极管的边缘。