TW201005933A - Image sensor and method for manufacturing the same - Google Patents

Description

201005933 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種影像感測器。 【先前技術】 影像感測器為一種將光訊號轉化為一電訊號之半導體裝置。 影像感測器可大致分類為一電荷搞合元件(Charge Coupled Device， CCD )衫像感測器及一互補金屬氧化半導體（c〇mpiementary Metal

Oxide Semiconductor，CMOS )影像感測器（CIS )。 互補金屬氧化半導體（CMOS )影像感測器包含有一將接收之 光訊號轉化為電訊號之光二極體區，以及一處理此電訊號之電晶 體區，其中光二極體區及電晶體區為水平配設。 在如此之一水平影像感測器中，光二極體區及電晶體區在一 半導體基板上水平配設。因此，水平影像感測器在將光感測區擴 展至一稱為填充因子的限制區中具有限制。 作為克服此限制，已經進行使用非晶矽（si)形成一光二極體， 或使用一例如晶片對晶片之結合在一矽（s i)基板中形成一電路， 以及在該電路之上與/或上方形成一光二極體之嘗試（稱為一三 維（3D)衫像感測器）。此光一極體通過一金屬連線與該電路相連 接。 然而，由於晶片之不均勻之結合表面，可減少晶片之間的结 合力度。也就是說，由於光二極體與電路之間的金屬連線暴露於 201005933 ㈣電介質之表面上’因此此姨可具有—不均勻之表面輪廊。 : 結果可減少夾層電介質上形成的光二極體之結合力度。 , 【發明内容】 & 鑒於上述之問題，本發明實施例在於提供—種影像感測器及 其製造方法，此種影像感測器使用一讀取電路及一光二極體的垂 直整合且能夠提高光二極體之填充因子。 在本發明之一實施例中，-種影像感測器包含有：一具有一 項取電路的轉縣板，—觸取電路相連接之連線，以及一此 半導體基板上之夾層電介質；一影像感測單元，其位於夹層電介 質之上’此影像感測單元包含有堆疊於其上的—第—摻雜層及一 第二摻雜層；一第一過孔，其通過影像感測單元暴露此連線；一 第四金屬接觸，位於第—過孔中謂連線與第—摻雜層電連接； 以=-第五金屬接觸，其位於第四金屬接觸之上，第五金屬接觸 _ 與第四金屬接觸電絕緣且與第二捧雜層電連接。 在本發明之另-實施例中，一種影像感測器之製造方法包 含：形成-與-讀取電路相連接之連線且形成—夾層電介質於具 有此讀取電路之-半導體基板上；形成—影像感測單元，其包ς 有堆疊於夾層電介質上的—第—摻雜層及_第二摻雜層；形成一 第一過孔，其穿透影像感測單_以暴露連線；形成—第一阻播 圖案於第-過孔之側壁上，第一阻播圖案覆蓋第二捧雜層且部: 暴露第-摻雜層；形成一第四金屬接觸於第一過孔中，用以將連 201005933 線及第一摻層電連接；形成一第二阻擋圖案於第一過孔中之第四 金屬接觸上；以及形成一第五金屬接觸於第二阻擋圖案上，第五 金屬接觸與第二摻雜層電連接。 本發明之一個或多個實施例之細節將結合圖式在以下的說明 書中進行描述。其他特徵將從說明書及圖式以及所附之專利申請 範圍中變得明顯。 【實施方式】 在本發明之實施例之描述中，可以理解的是當一層（或膜） 稱作位於m基板〃之上〃時，其可直接位於另—層或基板 之上，或者可具有中間夾層。進—步而言，可以理解的是當一層 稱作位於另—層，，之下，，時，其可直接位於另-層之下，或者可 具有-個或多個中間夾層。此外，還可㈣解的是當—層稱作位 於兩層”之間〃時，在這兩層之間可僅具有—層，或者可具有一 個或多個中間插入層。 以下’將結合圖式部份描述一影像感測器及其製造方法。 本發明之實施例並不限制於一互補金屬氧化半導體（CM〇s) 影像感測H ’而是可顧於需要H體的任何雜感測器（例 如-電荷麵合元件（CCD)影像感測器）。 「第12圖」係為本發明—實施例之—影像感測器之簡化之橫 截面圖。「第1圖」及「第3圖」係為本發明之實施例之具有-讀 取電路及金屬連線之基板之詳細示意圖。 201005933 本發明之一實施例之影像感測器包含有一半導體基板1〇〇，半 #體基板100具有-讀取電路120、一與讀取電路12〇冑連接之連 、線150、以及一位於半導體基板100之上的失層電介質160; -位 於夾層電介質160之上的影像感測單元2〇〇，影像感測單元2〇〇 包含有堆疊於其上的-第一摻雜層21〇及一第二摻雜層22〇; 一通 過影像感測單元200可暴露連線150的第一過孔24〇 :一位於第一 過孔中的第四金屬接觸275，用以將連線150與第一摻雜層210 電連接，以及一第四金屬接觸275之上的第五金屬接觸3〇〇,第五 金屬接觸300與第四金屬接觸275電絕緣且與第二掺雜層22〇電 連接。 由於第五金屬接觸3〇〇形成於第四金屬接觸275之上，因此 第四及第五金屬接觸275及300沿同一直線排列。因此，這些連 線形成於影像感測單元2〇〇之最小空間中，由此能夠提高景多像感 ❹ 測單元200之填充因子。 一晝素間隔區310形成於影像感測單元2〇〇中用以透過單元 晝素分隔影像感測單元200。 特別地，由於晝素間隔區310形成為與第四金屬接觸275及 第五金屬接觸300相鄰，因此可保證影像感測單元200之光接收 區域。而且，如「第13圖」所示，晝素間隔區310可形成為一網 格圖案用以透過單元晝素分隔影像感測單元2〇〇。 一第五金屬線320可形成於第五金屬接觸300之上用以將一 7 201005933 電訊號傳送至第五金屬接觸300。 根據晝素間隔區310之形成位置，第五金屬線32()可形成為 一網格圖案用以保證影像感測單元2〇〇之光接收區。 一第一阻擋圖案260可形成於第一過孔24〇之側壁之上以暴 露第-換雜層210之-部份且阻撐第一換雜層21()之其他部份及 第二摻雜層22G用⑽止第四金屬接觸275與第二摻雜層22〇相 接觸。 一第二阻擋圖案285可形成於第四金屬接觸275與第五金屬 接觸300之間以將第四金屬接觸2乃與第五金屬接觸3〇〇電氣絕 緣。 溝道29G可形成於第二摻雜層22Q之巾且與第二阻擒圖案 285之-頂部份相對應。因此，第五金屬接觸·可形成於溝道 290中用以與第二摻雜層22〇電連接。 將結合以下的製造方法描述沒有解釋之參考標號。 以下’將結合「第1圖」至「第13圖」描述本發明之一實施 例之一影像感測器之製造方法。 請參閱「第1圖」’ -連線15〇及一夾層電介f 16〇形成於具 有一讀取電路120之半導體基板1〇〇之上。 ’ 半導體基板100可為一單晶或多晶石夕基板，並且可以為-掺 雜有P型雜質或N型雜質之基板。舉例而言，—裝置絕緣層ιι〇 形成於半導體基板卿中用以定義一活性區。一讀取電路创形 201005933

I 成於該活性區中且具有每一晝素之電晶體。 讀取電路120可為3Tr、4Tr、以及5Tr型電路中之一。舉例 而言’作為一 4Tr型電路’讀取電路12〇可包含有一轉移電晶體 (TX) 12卜一重設電晶體咖）123、一驅動電晶體（Dx) 125、 以及-選擇電晶體（Sx) 127。可為這些電晶體形成一離子注入區 130 ’離子注入區130具有一浮置擴散區（FD) 131及源極/没極 區 133、135 及 137。 參 形成半導體基板100上的讀取電路120可包含在半導體基板 1〇〇中形成-電接面區14(m及在電接面區140之一頂部份形成與 連線150連接之第一導電連線Μ?。 舉例而言’電接面區14〇可為一 PN接面，但是本發明之實施 例並不限制於此。例如，電接面㊣14〇可包含有一形成於第二導 電型井141或-第二導電型外延層之上的第—導電型離子注入層 ❹143，以及-形成於第—導電型離子注人層143之上的第二導電型 離子注入層145。舉例而言，如「第！圖」所示，面區⑽ 的PN接面可為-P0 (145) /N_ (143) /p_ (141)之接面，但 疋本發明之實施例並不限制於此。此外，半導體基板可為一 第二導電型基板’但是本發明之實施例並不限制於此。 根據本發明之-實施例，該裝置設計為在轉移電晶體（τχ) 之源極與汲極之間具有—電勢差，由此簡全部卸載光電荷。因 此，光二極體中產生之光電荷卸載於—浮置擴散區中，由此可增 201005933 加輸出影像之敏感度。 也就是說，本實施例在具有讀取電路㈣的半導體基板應 中形成電接面區140用以在轉移電晶體（Τχ) 121之源極與沒極 之間產生一電勢差，由此能夠實現光電荷之全卸載。 以下，將結合「第！圖」及「第2圖」詳細描述本發明之一 實施例之光電荷之卸載結構。 在本發明之一實施例中，與讲型接面之一浮置擴散區㈤） 131不相同的是，電接面區140之Ρ/Ν/Ρ接面在-預定電壓下被夾 斷而不需要向其全部轉移外施電壓。該賴稱作—㈣電壓。刺 穿電壓依賴於Ρ〇(145)及Ν_ (143)之摻雜濃度。 特別地，光一極體中產生之電子被轉移至電接面區⑽之 接面並且被轉移至浮置擴散區（FD) 131結點用以當轉移電晶 體（Tx) 121打開時轉化為一電壓。 電接面區14〇的ρ0/Ν·/Ρ_接面之最高電壓變為刺穿電壓，並且 浮置擴散區（FD) 131結點之最低電壓變為減去重設電晶體 ()之閥值電壓（Vth)。如「第2圖」所示，由於轉移電晶體 (Tx) 121之源極與沒極之間的電勢差且不需要電荷共用，因此 在晶片之頂部的光二極體中產生之電子能夠完全㈣於浮置擴散 區（FD) 131之結點。 也就是說，在本發明之一實施例中，—POWI井接面代替 N+/P-井接面形成於半導體基板丨⑻之魏板（si sub)中。此原 201005933 因在於’在4Tr主動式晝素感測器（Activepixelsensor，ApS)之 重設作業中’一正（+ )電壓作用於P0/N-/P·井接面中的NK 143) 並且一接地電壓作用於P〇區（145 )及！>_井（141)並且因此洲况爪 井雙接面與雙極接面電晶體（Bipolar Junction Transistor，bjt )結構 類似在一預定電壓或更高電壓下產生夾斷。此電壓稱為夾斷電 壓。因此，一電勢差產生於轉移電晶體（Τχ)〗2i之源極與沒極 之間，因此在轉移電晶體（Τχ)之打開/關閉作業期間，由於光 ❹電荷從Ν_井通過轉移電晶體（Τχ)至浮置擴散區（FD)的全卸栽 使得可能抑制一電荷共用現象。 因此，與習知技術將一光二極體簡單連接至一 N+型接面之情 況不同，本發明之本實施例使得可能抑制飽和度減少及敏感度劣 降。 -第-導電猶147職於光二極體與讀取電路之間用以產 鲁生-光電荷之平滑轉移路徑，由此使得可能最小化一暗電流源且 抑制飽和度減少及敏感度劣降。 為此，- N+型摻雜區可形成為一第一導電連線147用於電接 面區140之Ρ0/Ν-/Ρ-接面之表面上的歐姆接觸。N+型區⑴7)可 形成為使得其刺穿P0區（145)以與N-區（143)相接觸。 此外，第-導電型連線147之寬度可最小 型連線戰為-_。 ^ ^ 為此，在侧-第-金屬接觸插塞⑸a之一接觸孔之後能夠 201005933 仃插紐人，但是本判之實闕並不關於此。比如另一 、例中，可形成—離子注人_(圖未示），並且該_可用作一 離子注入光罩以形成第一導電連線⑷。 打用作 也叙a ’ N+鮮雜在—接卿姐上局部執行的原因在 带最小化-暗訊紅實現—歐姆接觸之平滑形成。如果全部轉移 電晶體（如源極區為N+型摻雜，則由於_石夕㈤表面之不飽 和鍵可增加一暗訊號。

第圖」係為-讀取電路之另一結構之示意圖。如「第3 J斤示第導電型連接區148可形成於電接面區14〇之一 側。 _ »月參閱$3圖」，—N+型的第一導電型連接區⑽可與一 電接面區140的卩〇/^_接面形成為一歐姆接觸。在「第^圖」所 不之實施例中，在N+型的第—導電型連接區148及第-金屬接觸 播塞151a形成期間’可產生—細源。這是因為由於當一反偏壓 作用於電接面區丨4〇之p__/p_接面作業時—電場(Eleetric祝风 EF)可產生於該矽（Si)表面之上。 而且’當N+型的第一導電型連接區148形成於電接面區140 ^Ρ0/Ν_/Ρ·接面之表面上時’由於犯肌接面148/⑷可另外產 生一電場。此電場可變為一洩漏源。 因此’在「第3圖」所示之實施例中，第一金屬接觸插塞151a %成於一活性區之上，該活性區不摻雜有p〇層但是具有與第一導 12 201005933 電型離子注入層143的N-接面電連接之N+型的第一導電型連接區 148。 在本實施例中，該電場不產生於半導體基板100之表面上， 這有助於一三維（3D)整合互補金屬氧化半導體影像感測器（CIS ) 之暗電流的減少。 s青再次參閱「第1圖」至「第3圖」，一夹層電介質160及一 連線150可形成於半導體基板100之上。連線15〇可包含有一第 ® —金屬接觸插塞151a、一第一金屬151、一第二金屬152、以及一 第三金屬153，但是本發明之實施例並不限制於此。在形成第三金 屬153之後，可形成一介電層以覆蓋第三金屬M3且可執行一平 面化製程用以形成夾層電介質160。因此’具有均勻表面輪廓的夾 層電介質160之表面可暴露於半導體基板1〇〇之上。 請參閱「第4圖」，一影像感測單元2〇〇形成於半導體基板1〇〇 ❹ 之夾層電介質160之上。影像感測單元200可包含有—第一摻雜 層210及-第二推雜層220用以具有-PN接面光二極體結構。而 且，一歐姆接觸層（N+) 230可形成於第一摻雜層之下。 僅供參考，「第4圖」所示之第三金屬⑸及夾層電介質ιό〇 表示「第1圖」描述之連線150及失層電介質16〇之—部份。也 就是说，為了描述方便，在此省去讀取電路12〇及連線⑼之一 部份。 舉例而言，影像感測單元200透過將Ν_型雜質（Ν_)及ρ_型 13 201005933 雜質（p+)雛注人於-結晶Ρ·型承祕板（圖未示）可形成為 一第-摻雜層210及第二摻雜層22()之堆疊結構。此外，高濃度 的Ν型雜質（Ν+)可離子摻雜於第一換雜層21〇之一表面以形 成歐姆接觸層跡歐姆接觸層23G可減少影像感測單元與連 線150之間的接觸電阻。 在本實施例中，第-摻雜層210可形成為相比較於第二推雜 層220具有-更寬之區域。在如此之實關巾，其耗盡區被擴大 以增加光電子之產生。 在夾層電介質160之上配設承載基板（圖未示）之歐姆接觸 層230之後，執行一結合製程用以將半導體基板1〇〇與承載基板 相結合。然後，對於承載基板具有一氩層的實施例，通過一裂解 製程，去除承載基板用以暴露結合至夾層電介質16〇之上的影像 感測單元200。 因此’影像感測單元2〇〇可位於讀取電路12〇之上’由此可 增加填充因子且抑制影像感測單元2〇〇之缺陷。而且，影像感測 單元200與具有一均勻表面輪廓的夾層電介質16〇相結合，由此 可增加結合力度。 請參閱「第5圖」，形成一穿透影像感測單元2〇〇及夾層電介 質160的第一過孔240。第一過孔240為一能夠暴露第三金屬153 之表面的較深過孔。 一第一阻擋圖案260與影像感測單元2〇〇的第一摻雜層210 14 201005933 及第二惨雜層22G之-部份相對應且形成於第—過孔㈣之側壁 : 上。第-阻擋圖案260可由-氧化物或一氮化物形成。 : 也就疋說第一阻播圖案260覆蓋全部第二摻雜層220及第 -摻雜層㈣相鄰於第二摻雜層22〇之一部份。第一推雜層21〇 之-部份及歐姆接觸層230暴露於第一過孔·。 雖然圖未示，以下將描述第一過孔240及第-阻擋圖案· 之形成方法在為單疋畫素形成圖案的一硬光罩MO形成於影像 感別單it 2GG上之後，使用該硬光罩敍刻影像感測單元用以 在與第三金屬153相對應之_形成—初始過孔（圖未示）。初始 過孔（圖未7F)僅-部份延伸至姆彡像感測單元巾以暴露第二摻 雜層22〇且部份暴露與第三金屬⑸之上的區域相對應的第一換 雜層210在第一阻擋層（圖未示）形成於初始過孔（圖未示） 中之後，執行-钱刻製程用以自初始過孔之底表面 (以及硬光罩 ❹250之頂表面）上去除第—輯層，僅在初始過孔之側壁上形成第 阻擋圖案260 °然後’使用硬光罩25()及第—阻擋圖案作為 侧光罩可形成第—過孔24〇用以暴露通過影像感測單元2⑻ 及夾層電介質160的第三金屬153。 明參閱第6圖」，一接觸插塞270形成為將影像感測單元200 與讀取電路U0電連接。接觸插塞27〇可由金屬材料例如銅（㈤、 IS (A1)欽（Τι)、组（Ta)、氮化鈦（ΉΝ)、氣化组（爾）、以 及鎢（W)中至少之一形成。 15 201005933 貫通影像感測單元200及夾層電介質160且穿過第一過孔 240,接觸插塞270可與第三金屬153電連接。而且，阻擋圖案260 部份形成於接觸插塞之侧壁上用以實現接觸插塞270與第二摻雜 層220的電絕緣。 因此，在影像感測單元200中產生的光電荷可通過接觸插塞 270轉移至讀取電路120。而且，由於第一阻擋圖案260將接觸插 塞270與第二摻雜層220相絕緣，因此可正常作業影像感測單元 200。 ❹ 請參閱「第7圖」，透過去除接觸插塞270之頂部可形成一第 二過孔265及一第四金屬接觸（M4c) 275。透過選擇性地將接觸 插塞270蚀刻為一與第二摻雜層22〇相對應之深度形成的第二過 孔265可暴露第二摻雜層220之側面的第一阻擋圖案260。舉例而 言，透過控制一凹進製程，第二過孔265可形成為將第一阻擋圖 案260暴露為一與第二摻雜層22〇相對應之深度。 請參閱「第8圖」，一第二阻擋層28〇形成於第二過孔265中 及影像感測單元200之上。在第二阻擋層28〇覆蓋第二過孔265 及硬光罩250之後，在第二阻檔層28〇上執行一平面化製程。此 種情況下’由於第二阻擋層280填充第二過孔265，因此第二阻擋 層280填充於第四金屬接觸2乃之上。 第二阻擋層28G可由—氧化物或—氮化物形成。 β月參閱「第9圖」’ ~溝道29〇形成為局部暴露影像感測單元 16 201005933 為了形成溝道290，-光阻抗_案形成於第二阻擔居 28〇之上且暴露與第四金屬接觸π相對應之第二阻撐層。此 種情況下’光阻抗蚀圖案可形成為具有一寬度m，寬度叱 相比較於具有包含有第—阻擋圖案施的第-過孔24〇之寬度卬 更大。透過使用光阻抗_案作為—侧料糊暴露^第 2阻檔層280、硬光罩25G、以及第二摻雜層22()可形成溝道勝 這裡’如果暴露出第二摻雜層22〇之一部份，則可透過控制餘刻 條件此夠停止該侧製程。而且，由於細抗細案·具有相 比較於第一過孔240更大之寬度，因此第二摻雜層220可在溝道 290之底部的邊緣區域暴露。 φ 在溝道290之形成期間，如果透過控制該蝕刻製程暴露出第 二摻雜層220之-部份，然後停止侧製程，並且第二阻擋圖案 285形成於溝道290之下。 此後’當去除光阻抗钕圖案500之後，可暴露由光阻抗姓圖 案500覆蓋的第三阻擋圖案287,第三阻檔圖案287為第二阻擋層 280之一部份。 請參閱「第10圖」，一第五金屬接觸（M5C) 300形成於溝道 290之中。第五金屬接觸300形成於溝道290中用以與第二摻雜層 17 201005933 220電連接。 在一金屬層沉積於具有溝道29〇的影像感測單元22〇上之 後’透過執行-平面化製程可形成第五金屬接觸3⑻。舉例而言， 該平面化製程可為一化學機械（Chemicai Mechanical Process, CMP)製程，並且一打磨端點可為第三阻擋圖案287。而且，第 五金屬接觸300可由金屬材料例如銅（Cu)、鋁（A1)、鈦（Ή)、 钽（Ta)、氮化鈦（顶）、氮化钽（TaN)、以及鎢（w)中至少之 一形成形成。 ® 第五金屬接觸300形成於溝道290中用以僅與影像感測單元 200之第二摻雜層22〇電連接且用作一接地接觸。 由於第五金屬接觸300透過第二阻擋圖案285與第四金屬接 觸275電絕緣，因此一地面電壓可僅施加於第二摻雜層22〇。 如上所述，第四金屬接觸275透過第二阻擋圖案285與第五 金屬接觸300電絕緣。因為由於第一阻擋圖案26〇，第目金屬接觸 275與第一摻雜層21〇之一部份與/或歐姆接觸層23〇電連接，因 此在影像感測單元2〇〇中產生的光電荷可通過第四金屬接觸275 轉移至讀取電路120。 而且，由於第二阻擋圖案285位於第四金屬接觸275與第五 金屬接觸300之間，因此能夠保證影像感測單元200之一光接收 區，由此可提高填充因子。也就是說，由於第四金屬接觸275及 第五金屬接觸沿同一直線排列，因此能夠最大地保證影像感測單 18 201005933 ·. %

V 元200之光接收區。 請參閱「第Π圖」，一畫素間隔區310形成於影像感測單元 . 200中用以透過單元晝素分隔影像感測單元200。畫素間隔區310 形成為完全穿過影像感測單元200用以透過單元晝素分隔影像感 測單元200。畫素間隔區31〇可相鄰於第四金屬接觸275及第五金 屬接觸300形成。 畫素間隔區310可通過一淺溝道隔離(shallow Trench Isolation， 翁 sti)製程或一離子注入製程形成。舉例而言，在淺溝道隔離（sTI) 製程中，晝素間隔區310可透過將一絕緣材料填充於影像感測單 元200中形成的溝道中形成。 請參閱「第12圖」’一第五金屬325形成於第五金屬接觸3〇〇 之上。在沉積一金屬層之後，第五金屬325可形成為一圖案用以 與第五金屬接觸300電連接。第五金屬325可形成於第五金屬接 觸300及畫素間隔區310之上。 請參閱「第13圖」，在第五金屬線320之形成期間，第五金 屬325可透過執行一圖案化製程形成以使得第五金屬線3如之一 部份與第五金屬325相連接。 第五金屬線320可沿畫素間隔區31〇之形成線形成為_網格 圖案。由於第五金屬325與晝素間隔區310之—邊緣區域相對應 形成於第五金屬線320,因此能夠最大地保證影像感測單元 之一光接收區。 19 201005933 如「第13圖」所示，第五金屬325及第五金屬接觸3〇〇與—，’ 單元晝素A相對應形成於影像感測單元2〇〇之一邊緣區域。雖然 圖未不，一第四金屬接觸275形成於具有第二阻擋層28〇的第五 金屬接觸300之下。 如上所述，第五金屬接觸300及第五金屬325形成於第四金 屬接觸275之上，並且第四及第五金屬接觸275及3〇〇相鄰與晝 素間隔區310形成。因此，可最大地保證對應於一單元畫素的影 像感測單元200之光接收區，由此能夠提高影像感測器之填充因 〇 子。因此’能夠提高影像感測器之敏感度及飽和度特性。 雖然圖未示，一彩色濾光器及一微透鏡可另外形成於影像感 測單元200之上。 本說明書中所提及的〃-實施例〃表示與該實施例有關的一 特定特徵、結構、或特性包含於本發明之至少一個實施例中。本 說明書中不同地方出現的這些詞語不一定僅關於同一實施例。進 一步而言，當關於任何實施例之一特定特徵、結構、或特性進 描述時，本領域之技術人員可以將這些特定特徵、結構、或特 應用於其他實施例。

雖然本發明之實施例以示例性之實施例揭露如上，然而本領 域之技術人員應當意識到在不脫離本發明所附之申請專利矿園 揭示之本發明之精神和範圍的情況下，所作之更動與潤飾，均屬 本發明之專利保護範圍之内。特別是可在本說明書、圖式部份及 20 201005933 :申進行構成部一合方式的不同變化 _ ' 。卩伤與/或組合方式的變化及修改外，本領域 之技術人貝也應當意識到構成部份與/或組合方式的交替使用。 【圖式簡單說明】 第1圖係為本發明之一實施例之一影像感測器之橫截面圖； 第2圖係為本發明之一實施例之電晶體作業之電壓曲線圖； 第3圖係為本發明之另一實施例之一影像感測器之橫截面

第4圖至第12圖係為本發明之一實施例之一影像感測器之製 造方法之橫截面圖；以及

第U圖係為第12圖之影像感測器之平面圖。 【主要元件符號說明】 100 半導體基板 110 裝置絕緣層 120 讀取電路 121、Τχ 轉移電晶體 123、Rx 重設電晶體 125、Dx 驅動電晶體 127、Sx 選擇電晶體 130 離子注入區 131、fd 浮置擴散區 21 201005933 133、135、137 源極/沒極區 140 電接面區 141 第二導電型井 143 第一導電型離子注入層 145 第二導電型離子注入層 147 第一導電連線 148 第一導電型連接區 150 連線 151 ' Ml 第一金屬 151a 第一金屬接觸插塞 152 ' M2 第二金屬 153、M3 第三金屬 160 夾層電介質 200 影像感測單元 210 第一摻雜層 220 第二摻雜層 230 歐姆接觸層 240 第一過孔 250 硬光罩 260 第一阻擋圖案 265 第二過孔

22 201005933 270 接觸插塞 275、M4C 第四金屬接觸 280 第二阻擋層 285 第二阻擋圖案 287 第三阻擋圖案 290 溝道 300、M5C 第五金屬接觸 310 畫素間隔區 320 第五金屬線 325 > M5 第五金屬 500 光阻抗姓圖案 D1 ' D2 寬度 A 單元晝素

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Claims (1)

1. 201005933 七、申請專利範圍： 1. 一種影像感測器，係包含有： 一半導體基板，係具有一讀取電路； 與S亥瀆取電路相連接之連線以及一該半導體基板上之 夹層電介質； 衫像感測單元，係位於該夾層電介質之上，該影像感測 單兀包含有堆疊於其上的—第—掺雜層及—第二摻雜層； 一第一過孔，係通過該影像感測單元暴露該連線； ❹ 一第四金屬接觸’係位於該第一過孔中且將該連線與該第 一摻雜層電連接；以及 一第五金屬接觸，係位於該第四金屬接觸之上，該第五金 屬接觸與該第四金屬接觸電絕緣且與該第二摻雜層電連接。 2·如請求項第1項所述之影像感，更包含有—畫素間隔區， "玄畫素間隔區穿透該影像感測單元用以透過單元畫素分隔該 影像感測單元’該晝翻隔區形成為與該細金屬接觸及該帛 ❹ 五金屬接觸相鄰。 3·如明求項第2項所述之影像感測n，更包含有—第五金屬線， 該第五金屬線係形成於該第五金屬接觸之上且與該第五金屬 接觸電連接。 4.如請求項第3項所述之影像感測器，其巾該第五金屬線根據該 晝素間隔區之形成位置形成為一網格圖案。 24 201005933 5. 如請求項第1項所述之影像感測器，更包含有一第一阻擋圖 案’該第一阻擋圖案形成於該第一過孔之侧壁上用以暴露該第 ' 一摻雜層之一部份且覆蓋該第二摻雜層及該第一摻雜層之剩 留部份。 6. 如請求項第1項所述之影像感測器，更包含有該第四金屬接觸 . 與該第五金屬接觸之間的一第二阻檔圖案。 ❹ 7.如請求項第6項所述之影像感測器，其中該第五金屬接觸形成 ;溝道中’ 5亥溝道暴露該第二推雜層之一部份及該第二阻播 圖案。 8.種衫像感測器之製造方法，係包含以下步驟： 形成一與一讀取電路相連接之連線且形成一夾層電介質 於具有該讀取電路之一半導體基板上； 开乂成衫像感測單元’該影像感測單元包含有堆疊於該夾 ❹ 層電介質上的一第一摻雜層及一第二摻雜層； $成穿透該影像感測單元之第一過孔用以暴露該連線； 形成-第一阻擋®案於該第一過孔之側壁上，該第一阻播 圖案覆蓋該第二摻漏且部份暴露該第—摻雜層； 形成第四金屬接觸於該第一過孔中，用以將該連線及該 第一摻層電連接； 形成-第二__於該第—過孔t之該第四金屬接觸 上；以及 25 201005933 形成一第五金屬接觸於該第二阻擋圖案上，該第五金屬接 觸與該第二摻雜層電連接。 9. 如請求項第8項所述之影像感測器之製造方法包含形成一第 五金屬線於該第五金屬接觸上且該第五金屬線與該第五金屬 接觸電連接。 10. 如請求項第8項職之影像制n之製造方法，更包含形成一 晝素間隔區，該畫素間隔區穿透該影像感測單元區用以透過單 元晝素分隔該影像感測單元，該畫賴隔區婦於該第四金屬 ❹ 接觸及該第五金屬接觸形成。 η.如請求項第1G項所述之影像制器之製造方法，更包含形成 一第五金屬線與該第五金屬接觸之上且該第五金屬線與該第 五金屬接觸電連接。 12. 如請求項第u項所述之影像感·之製造方法，其中該第五 金屬線在該畫素間隔區之上形成為一網格圖案。 13. 如請求項第8項所述之影像制n之製造方法，其巾形成該第 Q 四金屬接觸包含： 形成一接觸插塞於具有該第一阻擋圖案之該第一過孔 中；以及 透過在該接觸插塞之上執行一凹進製程暴露與該第二摻 雜層相對應之該阻播圖案。 14. 如請求項第8項所述之影像感之製造方法，其中形成該第 26 201005933 二阻擋圖案包含： 形成一第二阻擋層於具有該第四金屬接觸之該影像感測 單元之上； 形成一光阻抗蝕圖案於該第二阻擋層之上以暴露該第二 阻擋層與該第一過孔相對應之一部份，該第二阻擋層之該暴露 部份之寬度相比較於該第一過孔之寬度更大；以及 使用該光阻抗蝕圖案作為一光罩形成部份暴露該第二摻 0 雜層之溝道，形成該溝道包含控制-餘刻製程用以將該第二阻 擋層之一部份剩留於該第一過孔中。 15.如請求項第η項所述之影像感測器之製造方法，其中形成該 第五金屬接觸包含： 沉積一金屬層於具有該溝道的該影像感測單元之上；並且 執行-平聽製程以使得僅保㈣溝道巾之該金屬層。 〇 16.如請求項第M項所述之影像感·之製造方法，其中該第一 阻擋圖案及該第一阻擋圖案係由一絕緣層形成。 17.如請求鄕8顿叙影_難之製造方法，其巾形成該第 一過孔及形成該第一阻擋圖案包含： 、在與該連線相對應之—區域形成—起始過孔，該起始過孔 穿透該影像感測單元之一部份且部份暴露該第—捧雜層； 开/成帛-轉層於具有該起始過孔之辦彡像感測單元 之上； 27 201005933 自該起始過孔之該底部去除該第一阻擋層用以將該第一 阻擋層暴露於該起始過孔之側壁上以形成該第一阻擋圖案；以 及 通過該起始過孔之該底部暴露該連線用以形成該第一過 孔。

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