DE102009043255A1 - Bildsensor und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Bildsensor und Verfahren zu seiner Herstellung Download PDF

Info

Publication number
DE102009043255A1
DE102009043255A1 DE102009043255A DE102009043255A DE102009043255A1 DE 102009043255 A1 DE102009043255 A1 DE 102009043255A1 DE 102009043255 A DE102009043255 A DE 102009043255A DE 102009043255 A DE102009043255 A DE 102009043255A DE 102009043255 A1 DE102009043255 A1 DE 102009043255A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
conductivity type
layer
interconnect
ion implantation
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009043255A
Other languages
English (en)
Inventor
Joon Cheongju Hwang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DB HiTek Co Ltd
Original Assignee
Dongbu HitekCo Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongbu HitekCo Ltd filed Critical Dongbu HitekCo Ltd
Publication of DE102009043255A1 publication Critical patent/DE102009043255A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636Interconnect structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14634Assemblies, i.e. Hybrid structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

Es ist ein Bildsensor vorgesehen, der einen Auslese-Schaltkreis, ein Zwischenschicht-Dielektrikum, eine Zwischenverbindung, eine Bilderfassungs-Einrichtung, einen Ionenimplantationsbereich, einen Kontakt und eine Bildpunkt-Trennschicht umfasst. Der Auslese-Schaltkreis ist in einem ersten Substrat angeordnet. Das Zwischenschicht-Dielektrikum ist auf dem ersten Substrat angeordnet. Die Zwischenverbindung ist im Zwischenschicht-Dielektrikum angeordnet und mit dem Auslese-Schaltkreis elektrisch verbunden. Die Bilderfassungs-Einrichtung ist auf der Zwischenverbindung angeordnet und umfasst eine Schicht eines ersten Leitungstyps und eine Schicht eines zweiten Leitungstyps. Der Kontakt verbindet die Schicht des ersten Leitungstyps der Bilderfassungs-Einrichtung und die Zwischenverbindung elektrisch. Der Ionenimplantationsbereich wird in der Schicht des zweiten Leitungstyps bei einem Bereich ausgebildet, der dem Kontakt entspricht. Die Bildpunkt-Trennschicht ist an einer Bildpunkt-Grenze der Bilderfassungs-Einrichtung angeordnet.

Description

  • Hintergrund
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Bildsensor und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
  • Ein Bildsensor ist ein Halbleiterbauelement zur Umwandlung eines optischen Bildes in ein elektrisches Signal. Der Bildsensor kann grob in einen Ladungskoppelelement-Bildsensor (CCD) und einen Komplementär-Metall-Oxid-Silizium-Bildsensor (CMOS) eingeteilt werden.
  • Während der Herstellung von Bildsensoren kann unter Verwendung der Zonenimplantation eine Fotodiode in einem Substrat ausgebildet werden. Da die Größe einer Fotodiode zur Erhöhung der Anzahl von Bildpunkten ohne Erhöhung der Chipgröße reduziert wird, wird die Fläche des Licht empfangenden Bereichs ebenfalls reduziert, was zu einer Verringerung der Bildqualität führt.
  • Da sich zudem eine Stapelhöhe nicht so stark verringert wie die Verringerung der Fläche des Licht empfangenden Bereichs, wird auch die Anzahl der auf den Licht empfangenden Bereich auftreffenden Photonen wegen der als Beugungsscheibchen (Airy Disk) bezeichneten Lichtbeugung reduziert.
  • Als Alternative zur Überwindung dieser Einschränkung wurde ein Ansatz versucht, eine Fotodiode unter Verwendung amorphen Siliziums (Si) auszubilden oder einen Auslese-Schaltkreis in einem Silizium-(Si-)Substrat unter Verwendung eines Verfahrens wie etwa Wafer-Wafer-Bonden auszubilden sowie eine Fotodiode auf und/oder über dem Auslese-Schaltkreis auszubilden (als dreidimensionaler (3D-) Bildsensor bezeichnet). Die Fotodiode ist mit dem Auslese-Schaltkreis über eine Metall-Zwischenverbindung verbunden.
  • Nach der verwandten Technik verursacht ein Kontaktzapfen, der den Auslese-Schaltkreis und die Fotodiode verbindet, einen Kurzschluss in der Fotodiode.
  • Auch tritt, weil sowohl Source, als auch Drain des Transfer-Transistors stark mit N-Typ-Fremdatomen dotiert sind, ein Ladungsaufteilungsphänomen auf. Wenn das Ladungsaufteilungsphänomen auftritt, wird die Empfindlichkeit eines Ausgangsbildes reduziert, und es kann ein Bildfehler erzeugt werden.
  • Zusätzlich wird, weil sich eine Fotoladung nicht leicht zwischen der Fotodiode und dem Auslese-Schaltkreis bewegt, ein Dunkelstrom erzeugt und/oder die Sättigung und die Empfindlichkeit werden reduziert.
  • Kurze Zusammenfassung
  • Ausführungsformen sehen einen Bildsensor vor, der einen Kurzschluss an einem Kontaktzapfen unterbinden kann, der einen Auslese-Schaltkreis und eine Bilderfassungs-Einrichtung verbindet, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
  • Ausführungsformen sehen auch einen Bildsensor vor, bei dem keine Ladungsverteilung auftritt, während ein Füllfaktor erhöht wird, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Ausführungsformen sehen auch einen Bildsensor vor, der eine Dunkelstromquelle minimieren und Sättigungsreduktion und Empfindlichkeitsverminderung durch Ausbilden eines gleichmäßigen Transferpfads für eine Fotoladung zwischen einer Fotodiode und einem Auslese-Schaltkreis unterbinden kann, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
  • In einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Bildsensor: einen Auslese-Schaltkreis in einem ersten Substrat; ein Zwischenschicht-Dielektrikum auf dem ersten Substrat; eine Zwischenverbindung im Zwischenschicht-Dielektrikum, wobei die Zwischenverbindung mit dem Auslese-Schaltkreis elektrisch verbunden ist; eine Bilderfassungs-Einrichtung auf der Zwischenverbindung, wobei die Bilderfassungs-Einrichtung eine Schicht eines ersten Leitungstyps und eine Schicht eines zweiten Leitungstyps umfasst; einen Kontakt, der die Schicht des ersten Leitungstyps der Bilderfassungs-Einrichtung und die Zwischenverbindung elektrisch verbindet, wobei der Kontakt durch einen Ionenimplantationsbereich von der Schicht des zweiten Leitungstyps elektrisch isoliert ist; und eine Bildpunkt-Trennschicht an einer Bildpunkt-Grenze der Bilderfassungs-Einrichtung.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors: Ausbilden eines Auslese-Schaltkreises in einem ersten Substrat; Ausbilden eines Zwischenschicht-Dielektrikums auf dem ersten Substrat und Ausbilden einer Zwischenverbindung in dem Zwischenschicht-Dielektrikum, die elektrisch mit dem Auslese-Schaltkreis verbunden ist; Ausbilden einer Bilderfassungs-Einrichtung, die eine Schicht eines ersten Leitungstyps und eine Schicht eines zweiten Leitungstyps umfasst, auf der Zwischenverbindung; Ausbilden einer Bildpunkt-Trennschicht bei der Bilderfassungs-Einrichtung; Ausbilden eines Ionenimplantationsbereichs eines ersten Leitungstyps in der Schicht des zweiten Leitungstyps; und Ausbilden eines Kontakts, der die Schicht des ersten Leitungstyps der Bilderfassungs-Einrichtung mit der Zwischenverbindung elektrisch verbindet, wobei der Ionenimplantationsbereich des ersten Leitungstyps den Kontakt von der Schicht des zweiten Leitungstyps der Bilderfassungs-Einrichtung elektrisch isoliert.
  • Die Einzelheiten eines oder mehrerer Ausführungsbeispiele werden in den begleitenden Zeichnungen und der nachstehenden Beschreibung dargelegt. Andere Merkmale werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Patentansprüchen ersichtlich.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Es zeigen:
  • 1 eine Schnittansicht, die einen Bildsensor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
  • 2 bis 7 Schnittansichten, die ein Verfahren zur Herstellung des Bildsensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellen; und
  • 8 eine Schnittansicht, die einen Bildsensor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Nachstehend werden Ausführungsbeispiele eines Bildsensors und ein Verfahren zu seiner Herstellung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • In der Beschreibung der Ausführungen versteht sich, dass wenn eine Schicht (ein Film) als ”auf” einer anderen Schicht oder einem Substrat bezeichnet wird, sie direkt auf einer anderen Schicht oder einem Substrat liegen kann oder dazwischen liegende Schichten vorhanden sein können. Ferner versteht sich, dass wenn eine Schicht als ”unter” einer anderen Schicht bezeichnet wird, sie direkt unter einer anderen Schicht liegen kann oder eine oder mehrere dazwischen liegende Schichten vorhanden sein können. Zusätzlich dazu versteht sich, dass wenn eine Schicht als ”zwischen” zwei Schichten bezeichnet wird, sie die einzige Schicht zwischen den Schichten sein kann oder ein oder mehrere dazwischen liegende Schichten vorhanden sein können.
  • Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf einen Komplementär-Metall-Oxid-Halbleiter-(CMOS)-Bildsensor beschränkt und kann daher auf einen Bildsensor angewandt werden, der eine Fotodiode enthält.
  • 1 ist eine Schnittansicht, die einen Bildsensor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
  • Der Bildsensor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann enthalten: einen Auslese-Schaltkreis 120 in einem ersten Substrat 100, wie in 3 dargestellt; ein Zwischenschicht-Dielektrikum 160 auf dem ersten Substrat 100; eine Zwischenverbindung 150, die elektrisch mit dem Auslese-Schaltkreis 120 verbunden ist und in dem Zwischenschicht-Dielektrikum 160 angeordnet ist; eine Bilderfassungs-Einrichtung 210, die eine Schicht eines ersten Leitungstyps 214 und eine Schicht eines zweiten Leitungstyps 216 enthält, auf der Zwischenverbindung 150; einen Kontakt 270, der die Schicht des ersten Leitungstyps 214 der Bilderfassungs-Einrichtung 210 mit der Zwischenverbindung 150 verbindet; und eine Bildpunkt-Trennschicht 250 an Bildpunkt-Grenzen der Bilderfassungs-Einrichtung 210.
  • Die Bilderfassungs-Einrichtung 210 kann eine Fotodiode sein, kann jedoch, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Fotogate oder eine Kombination der Fotodiode und des Fotogates sein. Ausführungsformen enthalten beispielhaft eine in einer kristallinen Halbleiterschicht ausgebildete Fotodiode. Jedoch sind Ausführungsformen nicht darauf beschränkt und können zum Beispiel eine in einer amorphen Halbleiterschicht ausgebildete Fotodiode enthalten. Bezugszahlen, die nicht in 1 beschrieben sind, werden in den folgenden Beschreibungen eines Herstellungsverfahrens benutzt.
  • Nachstehend wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit Bezug auf 2 bis 9 beschrieben.
  • 2 ist eine schematische Ansicht, die ein erstes Substrat 100 darstellt, das mit einer Zwischenverbindung 150 versehen ist. 3 ist eine Detailansicht von 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Nachstehend wird nun eine Beschreibung auf Grundlage von 3 gegeben.
  • Wie in 3 dargestellt, ist ein aktiver Bereich durch Ausbilden einer Bauteil-Isolationsschicht 110 im ersten Substrat 100 definiert. Der Auslese-Schaltkreis 120 kann einen Transfer-Transistor (Tx) 121, einen Reset-Transistor (Rx) 123, einen Ansteuerungs-Transistor (Dx) 125 und einen Auswahl-Transistor (Sx) 127 enthalten. Ein Ionenimplantationsbereich 130, der einen schwebenden Diffusions-Bereich (FD) 131 und einen Source-/Drain-Bereich 133, 135, 137 für jeden Transistor enthält, kann ausgebildet werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ein elektrischer Übergangsbereich 140 auf dem ersten Substrat 100 ausgebildet sein, und es kann eine Verbindung des ersten Leitungstyps 147 ausgebildet sein, die mit der Zwischenverbindung 150 bei einem oberen Teil des elektrischen Übergangsbereichs 140 elektrisch verbunden ist.
  • Zum Beispiel kann der elektrische Übergangsbereich 140 ein P-N-Übergang 140 sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann der elektrische Übergangsbereich 140 eine Ionenimplantations-Schicht eines ersten Leitungstyps 143 enthalten, die auf einer Wanne eines zweiten Leitungstyps 141 oder einer Epitaxieschicht eines zweiten Leitungstyps ausgebildet ist, sowie eine Ionenimplantations-Schicht eines zweiten Leitungstyps 145, die auf der Ionenimplantations-Schicht des ersten Leitungstyps 143 ausgebildet ist. Zum Beispiel kann, wie in 3 gezeigt, der P-N-Übergang 140 ein Übergang P0(145)/N–(143)/P–(141) sein, aber Ausführungsformen sind nicht darauf beschränkt. Das erste Substrat 100 kann ein Substrat des zweiten Leitungstyps sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung so ausgelegt, dass sie eine Potentialdifferenz zwischen Source und Drain des Transfer-Transistors (Tx) liefert und dadurch das volle Entladen einer Fotoladung ermöglicht. Demgemäß wird eine in der Fotodiode erzeugte Fotoladung in den schwebenden Diffusions-Bereich entladen und erhöht dadurch die Empfindlichkeit des ausgegebenen Bildes.
  • Das heißt, wie in 3 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt, ist der elektrische Übergangsbereich 140 im ersten Substrat 100 angeordnet, das mit dem Auslese-Schaltkreis 120 versehen ist. Somit tritt eine Potentialdifferenz zwischen Source und Drain des Transfer-Transistors (Tx) auf und ermöglicht dadurch das vollständige Entladen einer Fotoladung.
  • Speziell werden in der Fotodiode 210 erzeugte Elektronen auf den PNP-Übergang 140 übertragen, und sie werden auf den schwebenden Diffusions-Knoten (FD) 131 übertragen, um in eine Spannung umgewandelt zu werden, wenn der Transfer-Transistor (Tx) 121 eingeschaltet wird.
  • Die maximale Spannung des P0/N–/P–-Übergangs 140 wird zu einer Haftspannung, und die maximale Spannung des FD-Knotens 131 wird zu Vdd minus der Schwellenspannung (Vth) des Reset-Transistors (Rx). Daher können in der Fotodiode 210 auf dem Chip erzeugte Elektronen aufgrund einer Potentialdifferenz zwischen Source und Drain des Tx 121 vollständig, ohne Ladungsverteilung, in den FD-Knoten 131 entladen werden.
  • Die Verbindung des ersten Leitungstyps 147 kann zwischen der Fotodiode und dem Auslese-Schaltkreis ausgebildet sein, um einen gleichmäßigen Transferpfad einer Fotoladung zu schaffen und es dadurch möglich zu machen, eine Dunkelstromquelle zu minimieren und Sättigungsreduktion und Empfindlichkeitsverminderung zu unterbinden.
  • Dazu kann das erste Ausführungsbeispiel einen N+-Dotierungsbereich als die Verbindung des ersten Leitungstyps 147 für einen ohmschen Kontakt an der Oberfläche des P0/N–/P–-Übergangs 140 ausbilden. Der N+-Bereich (147) kann so ausgebildet sein, dass er den P0-Bereich (145) durchdringt, um den N–-Bereich (143) zu kontaktieren.
  • Die Breite der Verbindung des ersten Leitungstyps 147 kann minimiert werden, um die Verbindung des ersten Leitungstyps 147 zu hindern, eine Leckstromquelle darzustellen. Dazu kann nach dem Ätzen eines Kontaktlochs für einen ersten Metall-Kontakt 151a ein Implantieren eines Zapfens erfolgen, aber Ausführungsformen sind nicht darauf beschränkt. Als weiteres Beispiel kann ein Ionenimplantations-Muster (nicht gezeigt) ausgebildet werden, und das Ionenimplantations-Muster kann als Ionenimplantations-Maske benutzt werden, um die Verbindung des ersten Leitungstyps 147 auszubilden.
  • Als Nächstes kann das Zwischenschicht-Dielektrikum 160 auf dem ersten Substrat 100 ausgebildet werden, und die Zwischenverbindung 150 kann ausgebildet werden. Die Zwischenverbindung 150 kann den ersten Metall-Kontakt 151a, ein erstes Metall 151, ein zweites Metall 152 und ein drittes Metall 153 enthalten, aber Ausführungsformen sind nicht darauf beschränkt.
  • Ein zweites Zwischenschicht-Dielektrikum 162 ist auf der Zwischenverbindung 150 ausgebildet. Zum Beispiel kann das zweite Zwischenschicht-Dielektrikum 162 aus einem Dielektrikum, wie etwa einer Oxidschicht oder einer Nitridschicht, ausgebildet sein. Das zweite Zwischenschicht-Dielektrikum 162 erhöht die Verbindungs-Kraft zwischen einem mit der Bilderfassungs-Einrichtung 210 versehenen zweiten Substrat (nicht gezeigt) und dem ersten Substrat 100.
  • Mit Bezug auf 4 wird die Bilderfassungs-Einrichtung 210, die eine Schicht eines ersten Leitungstyps 214 und eine Schicht eines zweiten Leitungstyps 216 enthält, auf dem zweiten Zwischenschicht-Dielektrikum 162 ausgebildet. Der Teil des ersten Substrats (das zweite Zwischenschicht-Dielektrikum 162), auf dem die Bilderfassungs-Einrichtung 210 ausgebildet wird, ist auch in 2 gezeigt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine kristalline Halbleiterschicht des zweiten Substrats mit der Fotodiode versehen werden, welche die N–-Schicht (214) und die P+-Schicht (216) enthält. Weiter kann eine N+-Schicht der Schicht des ersten Leitungstyps 212 für einen ohmschen Kontakt vorgesehen sein.
  • Mit Bezug auf 5 kann ein Ionenimplantationsbereich eines ersten Leitungstyps 230 in der Schicht des zweiten Leitungstyps 216 ausgebildet sein, die auf der oberen Seite der Zwischenverbindung 150 angeordnet ist. Zum Beispiel wird ein Fotolack-Muster 310, das die Schicht des zweiten Leitungstyps 216 freilegt, die auf der oberen Seite der Zwischenverbindung 150 angeordnet ist, als Ionenimplantations-Maske benutzt, um hochkonzentrierte Ionen des N-Typs zu implantieren.
  • Der Ionenimplantationsbereich des ersten Leitungstyps 230 kann dieselbe Tiefe aufweisen wie diejenige der Schicht des zweiten Leitungstyps 216, die auf der oberen Seite der Zwischenverbindung 150 angeordnet ist.
  • Das heißt, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Ionenimplantationsbereich des ersten Leitungstyps 230 in der Schicht des zweiten Leitungstyps 216 in einem Bereich zum Kontaktieren eines Kontaktzapfens ausgebildet, um einen Kurzschluss am Kontaktzapfen zu vermeiden, der den Auslese-Schaltkreis 120 und die Bilderfassungs-Einrichtung 210 verbindet.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Ionenimplantationsbereich des ersten Leitungstyps 230 eine größere Tiefe auf als diejenige der Schicht des zweiten Leitungstyps 216, die auf der oberen Seite der Zwischenverbindung 150 angeordnet ist, um effektiver einen Kurzschluss am Kontaktzapfen zu vermeiden, der den Auslese-Schaltkreis 120 und die Bilderfassungs-Einrichtung 210 verbindet.
  • Danach kann eine Bildpunkt-Trennschicht 250 ausgebildet werden, welche die Bilderfassungs-Einrichtung 210 in Bildpunkte aufteilt. Zum Beispiel kann die Bildpunkt-Trennschicht 250 ein Zwischen-Bildpunkt-Trennungs-Dielektrikum oder eine Zwischen-Bildpunkt-Trennungs-Ionenimplantationsschicht sein. Die Bildpunkt-Trennschicht 250 kann nach dem Ausbilden des Kontakts 270 ausgebildet werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Zonenimplantation für den Ionenimplantationsbereich des ersten Leitungstyps 230 und die Bildpunkt-Trennschicht 250 durchgeführt, und dann kann ein Laser-Ausheil-Prozess zur Aktivierung durchgeführt werden, aber Ausführungsformen sind nicht darauf beschränkt.
  • Mit Bezug auf 7 ist der Kontakt 270 ausgebildet, der die Schicht des ersten Leitungstyps 214 der Bilderfassungs-Einrichtung 210 mit der Zwischenverbindung 150 verbindet.
  • Zum Beispiel werden die Bilderfassungs-Einrichtung 210 und das zweite Zwischenschicht-Dielektrikum 162 auf der oberen Seite der Zwischenverbindung 150 teilweise entfernt, um einen Graben auszubilden, der die Zwischenverbindung 150 freilegt. Ein Trocken-Ätzprozess oder ein Nass-Ätzprozess können durchgeführt werden, um den Graben auszubilden. Ein sekundärer Ätzprozess kann durchgeführt werden, um die Bilderfassungs- Einrichtung 210 und das zweite Zwischenschicht-Dielektrikum 162 gesondert zu ätzen.
  • In diesem Fall wird ein Teilbereich der Bilderfassungs-Einrichtung 210 mit einer geringeren Breite als diejenige des Ionenimplantationsbereichs des ersten Leitungstyps 230 entfernt, sodass ein Teilbereich des Ionenimplantationsbereichs des ersten Leitungstyps 230 zwischen der Schicht des zweiten Leitungstyps 216 und dem Kontakt 270 verbleibt, der ausgebildet werden soll.
  • Das heißt, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Ionenimplantationsbereich des ersten Leitungstyps 230 in der Schicht des zweiten Leitungstyps 216 in Kontakt mit dem Kontaktzapfen ausgebildet, um einen Kurzschluss am Kontaktzapfen zu vermeiden, der den Auslese-Schaltkreis 120 und die Bilderfassungs-Einrichtung 210 verbindet.
  • Dann kann eine Barrierenmetall-Schicht 271 auf einer Oberfläche des Grabens ausgebildet werden, und der Kontakt 270 kann auf der Barrierenmetall-Schicht 271 ausgebildet werden und dadurch einen Kontaktzapfen 273 ausbilden, der den Graben ausfüllt. Die Barrierenmetall-Schicht 271 kann eine einzelne Schicht aus Ti oder TiN oder eine Ti/TiN-Doppelschicht sein, und der Kontaktzapfen 273 kann aus Wolfram (W) ausgebildet sein, aber Ausführungsformen sind nicht darauf beschränkt.
  • Danach kann an der Schicht des zweiten Leitungstyps 216 ein Schleifvorgang durchgeführt werden.
  • Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Ionenimplantationsbereich des ersten Leitungstyps 230 in der Schicht des zweiten Leitungstyps 216 in Kontakt mit dem Kontaktzapfen ausgebildet, um einen Kurzschluss am Kontaktzapfen zu vermeiden, der den Auslese-Schaltkreis 120 und die Bilderfassungs-Einrichtung 210 verbindet.
  • 8 ist eine Schnittansicht, die einen Bildsensor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt. Das erste Substrat 100, das mit der Zwischenverbindung 150 versehen ist, ist im Detail dargestellt.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel kann die technischen Merkmale der ersten Ausführungsform übernehmen.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass eine Verbindung eines ersten Leitungstyps 148 mit einer Seite des elektrischen Übergangsbereichs 140 verbunden ist.
  • Der N+-Verbindungsbereich 148 kann beim P0/N–/P–-Übergang 140 für einen ohmschen Kontakt ausgebildet sein. In diesem Fall kann während des Ausbildungsprozesses des N+-Verbindungsbereichs 148 und des ersten Metallkontakts 151a eine Leckstromquelle erzeugt werden.
  • Auch kann, wenn der N+-Verbindungsbereich 148 über der Oberfläche des P0/N–/P–-Übergangs 140 ausgebildet wird, durch den N+/P0-Übergang 148/145 zusätzlich ein elektrisches Feld erzeugt werden. Dieses elektrische Feld kann auch zu einer Leckstromquelle werden.
  • Daher schlägt das zweite Ausführungsbeispiel ein Layout vor, bei dem der erste Kontaktzapfen 151a in einem aktiven Bereich ausgebildet wird, der nicht mit einer P0-Schicht dotiert ist, sondern den N+-Verbindungsbereich 148 enthält, der mit dem N–-Übergang 143 elektrisch verbunden ist.
  • Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird das elektrische Feld nicht auf und/oder über einer Si-Oberfläche erzeugt, was zur Reduktion eines Dunkelstroms eines dreidimensionalen integrierten CIS beiträgt.
  • In der vorliegenden Beschreibung bedeutet jeder Verweis auf ”eine Ausführung”, ”Ausführung”, ”beispielhafte Ausführung” usw., dass ein spezielles Merkmal, eine Struktur oder eine Eigenschaft, welches bzw. welche in Verbindung mit der Ausführung beschrieben wird, in mindestens einer Ausführung der Erfindung enthalten ist. Das Auftreten derartiger Ausdrucksweisen an verschiedenen Stellen in der Beschreibung verweist nicht notwendig sämtlich auf die gleiche Ausführung. Ferner sei bemerkt, dass, wenn ein besonderes Merkmal, eine Struktur oder eine Eigenschaft beschrieben wird, es sich innerhalb des Bereichs der Möglichkeiten eines Fachmanns befindet, ein derartiges Merkmal, eine Struktur oder ein Kennmerkmal in Verbindung mit anderen der Ausführungen zu bewirken.
  • Obwohl Ausführungen mit Bezug auf eine Anzahl erläuternder Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, sei bemerkt, dass zahlreiche weitere Abwandlungen und Ausführungen durch Fachleuteentworfen werden können, welche unter Prinzip und Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen. Insbesondere sind viele Änderungen und Abwandlungen der Bauteile und/oder der Anordnungen der fraglichen Kombinationsanordnung innerhalb des Umfangs der Offenbarung, der Zeichnungen und der beigefügten Ansprüche möglich. Zusätzlich zu Änderungen und Abwandlungen der Bauteile und/oder der Anordnungen sind alternative Verwendungen gleichfalls für Fachleute ersichtlich.

Claims (20)

  1. Bildsensor, umfassend: einen Auslese-Schaltkreis in einem ersten Substrat; ein Zwischenschicht-Dielektrikum auf dem Substrat; eine Zwischenverbindung im Zwischenschicht-Dielektrikum, wobei die Zwischenverbindung mit dem Auslese-Schaltkreis elektrisch verbunden ist; eine Bilderfassungs-Einrichtung auf der Zwischenverbindung, wobei die Bilderfassungs-Einrichtung eine Schicht eines ersten Leitungstyps und eine Schicht eines zweiten Leitungstyps umfasst; einen Kontakt, der die Schicht des ersten Leitungstyps der Bilderfassungs-Einrichtung und die Zwischenverbindung elektrisch verbindet; einen Ionenimplantationsbereich in der Schicht des zweiten Leitungstyps; und eine Bildpunkt-Trennschicht an einer Bildpunkt-Grenze der Bilderfassungs-Einrichtung.
  2. Bildsensor gemäß Anspruch 1, wobei der Kontakt in einem Graben angeordnet ist, der die Bilderfassungs-Einrichtung durchdringt, um die Zwischenverbindung freizulegen.
  3. Bildsensor gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Kontakt umfasst: eine Barrierenmetall-Schicht auf einer Oberfläche des Grabens; und einen Kontaktzapfen auf der Barrierenmetall-Schicht, wobei der Kontaktzapfen den Graben ausfüllt.
  4. Bildsensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Ionenimplantationsbereich einen Ionenimplantationsbereich ei nes ersten Leitungstyps umfasst, wobei der Ionenimplantationsbereich des ersten Leitungstyps den Kontakt und die Schicht des zweiten Leitungstyps trennt.
  5. Bildsensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Ionenimplantationsbereich dieselbe Tiefe aufweist wie diejenige der Schicht des zweiten Leitungstyps, die auf einer oberen Seite der Zwischenverbindung angeordnet ist.
  6. Bildsensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Ionenimplantationsbereich eine Tiefe aufweist, die größer ist als diejenige der Schicht des zweiten Leitungstyps, die auf einer oberen Seite der Zwischenverbindung angeordnet ist.
  7. Bildsensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, der einen elektrischen Sperrschicht-Bereich umfasst, der mit dem Auslese-Schaltkreis im ersten Substrat elektrisch verbunden ist.
  8. Bildsensor gemäß Anspruch 7, wobei der Auslese-Schaltkreis einen Transistor umfasst, wobei der elektrische Übergangsbereich bei der Source des Transistors angeordnet ist, wodurch eine Potentialdifferenz zwischen der Source und einem Drain des Transistors geliefert wird.
  9. Bildsensor gemäß Anspruch 7 oder 8, der weiter eine Verbindung eines ersten Leitungstyps zwischen dem elektrischen Übergangsbereich und der Zwischenverbindung umfasst, um den elektrischen Übergangsbereich und die Zwischenverbindung elektrisch zu verbinden, wobei die Verbindung des ersten Leitungstyps bei einem oberen Teil des elektrischen Übergangsbereichs angeordnet ist.
  10. Bildsensor gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, der weiter eine Verbindung eines ersten Leitungstyps zwischen dem elektrischen Übergangsbereich und der Zwischenverbindung umfasst, um den elektrischen Übergangsbereich und die Zwischenverbindung elektrisch zu verbinden, wobei die Verbindung des ersten Leitungstyps an einer Seite des elektrischen übergangsbereichs angeordnet ist.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors, wobei das Verfahren umfasst: Ausbilden eines Auslese-Schaltkreises in einem ersten Substrat; Ausbilden eines Zwischenschicht-Dielektrikums auf dem ersten Substrat und Ausbilden einer Zwischenverbindung in dem Zwischenschicht-Dielektrikum, die mit dem Auslese-Schaltkreis elektrisch verbunden ist; Ausbilden einer Bilderfassungs-Einrichtung, die eine Schicht eines ersten Leitungstyps und eine Schicht eines zweiten Leitungstyps umfasst, auf der Zwischenverbindung; Ausbilden einer Bildpunkt-Trennschicht an der Bilderfassungs-Einrichtung; Ausbilden eines Ionenimplantationsbereichs des ersten Leitungstyps in der Schicht des zweiten Leitungstyps, die auf einer oberen Seite der Zwischenverbindung angeordnet ist; und Ausbilden eines Kontakts, der die Schicht des ersten Leitungstyps der Bilderfassungs-Einrichtung mit der Zwischenverbindung elektrisch verbindet.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Ausbilden des Kontakts, der die Schicht des ersten Leitungstyps der Bilderfassungs-Einrichtung mit der Zwischenverbindung verbindet, umfasst: Entfernen eines Teilbereichs der Bilderfassungs-Einrichtung durch den Ionenimplantationsbereich des ersten Leitungstyps hindurch, um einen Graben auszubilden, der die Zwischenverbindung freilegt; und Ausfüllen des Grabens mit Metall, um den Kontakt auszubilden.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Ausfüllen des Grabens mit Metall, um den Kontakt auszubilden, umfasst: Ausbilden einer Barrierenmetall-Schicht auf einer Oberfläche des Grabens; und Ausbilden eines Kontaktzapfens auf der Barrierenmetall-Schicht, wobei der Kontaktzapfen den Graben ausfüllt.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei beim Ausbilden des Ionenimplantationsbereichs des ersten Leitungstyps der Ionenimplantationsbereich des ersten Leitungstyps dieselbe Tiefe aufweist wie diejenige der Schicht des zweiten Leitungstyps, die auf der oberen Seite der Zwischenverbindung angeordnet ist.
  15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei beim Ausbilden des Ionenimplantationsbereichs des ersten Leitungstyps der Ionenimplantationsbereich des ersten Leitungstyps eine größere Tiefe aufweist als diejenige der Schicht des zweiten Leitungstyps, die auf der oberen Seite der Zwischenverbindung angeordnet ist.
  16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei beim Entfernen des Teilbereichs der Bilderfassungs-Einrichtung der Teilbereich der Bilderfassungs-Einrichtung mit einer geringeren Breite als diejenige des Ionenimplantationsbereichs des ersten Leitungstyps entfernt wird.
  17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 16, das weiter ein Ausbilden eines elektrischen Übergangsbereichs umfasst, der mit dem Auslese-Schaltkreis im ersten Substrat elektrisch verbunden ist.
  18. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei der Auslese-Schaltkreis einen Transistor umfasst, wobei der elektrische Übergangsbereich bei einer Source des Transistors angeordnet ist, wodurch eine Potentialdifferenz zwischen der Source und einem Drain des Transistors geliefert wird.
  19. Verfahren gemäß Anspruch 17 oder 18, das weiter ein Ausbilden einer Verbindung eines ersten Leitungstyps zwischen dem elektrischen Übergangsbereich und der Zwischenverbindung umfasst, um den elektrischen Übergangsbereich mit der Zwischenverbindung zu verbinden, wobei die Verbindung des ersten Leitungstyps bei einem oberen Teil des elektrischen Übergangsbereichs angeordnet ist.
  20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19, das weiter ein Ausbilden einer Verbindung eines ersten Leitungstyps zwischen dem elektrischen Übergangsbereich und der Zwischenverbindung umfasst, um den elektrischen Übergangsbereich mit der Zwischenverbindung zu verbinden, wobei die Verbindung des ersten Leitungstyps an einer Seite des elektrischen Übergangsbereichs angeordnet ist.
DE102009043255A 2008-09-30 2009-09-28 Bildsensor und Verfahren zu seiner Herstellung Withdrawn DE102009043255A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2008-0096082 2008-09-30
KR1020080096082A KR101024770B1 (ko) 2008-09-30 2008-09-30 이미지센서 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009043255A1 true DE102009043255A1 (de) 2010-04-29

Family

ID=42055311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009043255A Withdrawn DE102009043255A1 (de) 2008-09-30 2009-09-28 Bildsensor und Verfahren zu seiner Herstellung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8154095B2 (de)
JP (1) JP2010087514A (de)
KR (1) KR101024770B1 (de)
CN (1) CN101715076A (de)
DE (1) DE102009043255A1 (de)
TW (1) TW201013916A (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100922922B1 (ko) * 2007-12-28 2009-10-22 주식회사 동부하이텍 이미지센서 및 그 제조방법
JP2013157422A (ja) * 2012-01-30 2013-08-15 Sony Corp 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法、および電子機器
FR3049389A1 (fr) * 2016-03-22 2017-09-29 St Microelectronics Crolles 2 Sas Mur d'isolement et son procede de fabrication
JP7123813B2 (ja) 2017-01-24 2022-08-23 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 半導体装置、固体撮像素子、並びに電子機器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61193479A (ja) * 1985-02-22 1986-08-27 Fuji Photo Film Co Ltd 固体カラ−撮像デバイス
US6486522B1 (en) * 1999-09-28 2002-11-26 Pictos Technologies, Inc. Light sensing system with high pixel fill factor
KR100889365B1 (ko) * 2004-06-11 2009-03-19 이상윤 3차원 구조의 영상센서와 그 제작방법
JP5054509B2 (ja) * 2004-02-25 2012-10-24 ソワテク 光検出装置
KR100782463B1 (ko) * 2005-04-13 2007-12-05 (주)실리콘화일 3차원 구조를 갖는 이미지 센서의 분리형 단위화소 및 그제조방법
KR100775058B1 (ko) * 2005-09-29 2007-11-08 삼성전자주식회사 픽셀 및 이를 이용한 이미지 센서, 그리고 상기 이미지센서를 포함하는 이미지 처리 시스템
KR20080010952A (ko) * 2006-07-28 2008-01-31 주식회사 하이닉스반도체 측벽을 구비한 반도체소자의 제조 방법
KR100888684B1 (ko) * 2006-08-25 2009-03-13 에스.오.아이. 테크 실리콘 온 인슐레이터 테크놀로지스 광검출장치
TWI320577B (en) * 2006-09-20 2010-02-11 Powerchip Semiconductor Corp Image sensor structure and method of fabricating the same
KR101447113B1 (ko) * 2008-01-15 2014-10-07 삼성전자주식회사 화합물 반도체 수직 적층 이미지 센서

Also Published As

Publication number Publication date
KR101024770B1 (ko) 2011-03-24
US8154095B2 (en) 2012-04-10
KR20100036723A (ko) 2010-04-08
CN101715076A (zh) 2010-05-26
US20100079638A1 (en) 2010-04-01
JP2010087514A (ja) 2010-04-15
TW201013916A (en) 2010-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008046101B4 (de) Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102006060253B4 (de) Halbleiterbauelement mit Photodiode und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102008046030A1 (de) Bildsensor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102005062952B4 (de) CMOS-Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102008046036A1 (de) Bildsensor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102018130470A1 (de) Pixelvorrichtung auf struktur tiefer grabenisolierung (dti) für bildsensor
DE102008046033A1 (de) Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102008046260A1 (de) Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102007060836A1 (de) CMOS-Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102008061820A1 (de) Bildsensor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102007034960A1 (de) Bildsensor und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102007062126A1 (de) CMOS-Bildsensor und Herstellungsverfahren desselben
DE102008062608A1 (de) Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102008046034B4 (de) Bildsensor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102008051930A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines rückwärtig belichteten Bildsensors
DE102008060543A1 (de) Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102007062127A1 (de) Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102008046031A1 (de) Bildsensor und Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors
DE102008063738A1 (de) Bildsensor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102009043255A1 (de) Bildsensor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102008063979A1 (de) Bildsensor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102008046037A1 (de) Bildsensor und Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors
DE102008051449A1 (de) Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102008046035A1 (de) Bildsensor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102008063741A1 (de) Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20140401