專利名稱：圖像傳感器ic的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在用于捕獲和傳輸圖像信息的設(shè)備中使用的圖像傳
感器IC (集成電路)，如傳真機(jī)、圖像掃描儀、和電子照相機(jī)。
背景技術(shù)：
圖3為用于示出相關(guān)技術(shù)中圖像傳感器的典型電路圖。在MOS圖像 傳感器的傳感器電路10中，復(fù)位晶體管11以及放大器電路13與包括 PN結(jié)的光電二極管12相連，復(fù)位晶體管ll用作將光電二極管12復(fù)位 至適當(dāng)電壓的開關(guān)元件，放大器電路13用于對(duì)該光電二極管12中積聚 的光感應(yīng)電荷進(jìn)行放大。
可以通過(guò)以下三個(gè)操作連續(xù)地獲得光信息復(fù)位操作，其中該復(fù)位
晶體管11被導(dǎo)通，以便于將光電二極管12復(fù)位至令人滿意程度的復(fù)位
電壓；積聚操作，其中復(fù)位晶體管ll被截止，以便于在預(yù)定時(shí)期內(nèi)在該 光電二極管12中積聚光感應(yīng)電荷；以及讀取操作，其中該放大器電路13 被導(dǎo)通，以便于對(duì)該光電二極管12中積聚的光感應(yīng)電荷進(jìn)行放大，從而 進(jìn)行讀取。
還可以通過(guò)使用保持電路20來(lái)在讀取操作中執(zhí)行該放大后信號(hào)的臨 時(shí)存儲(chǔ)，該保持電路20包括電容元件21和兩個(gè)開關(guān)晶體管(22A和22B)。 在讀取操作期間該開關(guān)晶體管22A被導(dǎo)通，并且將信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電容 器21中作為放大電路13所用的電荷。接著，該開關(guān)晶體管22A截止， 并在任意保持時(shí)間之后稍后導(dǎo)通該開關(guān)晶體管22B，從而允許從該存儲(chǔ) 電容器21中讀出信號(hào)。
在相對(duì)于多個(gè)光電二極管集中地進(jìn)行一系列操作，即復(fù)位操作、積 聚操作、以及讀取操作之后，有可能按照任意次序單獨(dú)地從保持電路中 讀取信號(hào)。
在這些過(guò)程中，根據(jù)入射到光電二極管12上的光的強(qiáng)度進(jìn)行光電轉(zhuǎn) 換，該光電轉(zhuǎn)換的特性是該光電二極管最重要的特性之一。為了改進(jìn)該光電轉(zhuǎn)換特性，披露了一種光電轉(zhuǎn)換元件，其能夠抑制 在半導(dǎo)體區(qū)域中產(chǎn)生缺陷，其中在光電二極管12中形成了耗盡層(例如，
參見(jiàn)JP2004-312039A (圖24))。
但是，在具有布置在一個(gè)IC芯片中的多個(gè)像素的圖像傳感器IC中， 就會(huì)出現(xiàn)如下問(wèn)題，即，由于多個(gè)光電二極管12 (形成像素)中每一個(gè) 光電二極管的頂部上形成的保護(hù)膜厚度變化而導(dǎo)致的入射光強(qiáng)度的改 變，從而引起光電轉(zhuǎn)換特性的變化。
雖然提出了對(duì)于該問(wèn)題的解決措施，其中在形成保護(hù)膜之后進(jìn)行平 坦化，并且其中形成第二保護(hù)膜以獲得更均勻的薄膜厚度，但是問(wèn)題依 然存在，例如處理步驟的數(shù)量增加，這就導(dǎo)致了制造成本的增加，并且 仍舊無(wú)法獲得足夠的均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種具有以下結(jié)構(gòu)的圖像傳感器。
一種具有包括形成于相同硅襯底上的光電二極管和晶體管的裝置的 圖像傳感器IC，包括多個(gè)像素區(qū)域，每個(gè)像素區(qū)域都由光電二極管形 成，其中該多個(gè)像素區(qū)域中的每一個(gè)像素區(qū)域都包括用于電位固定的透 光導(dǎo)電材料，該透光導(dǎo)電材料被固定為相同的電位，并且形成在該多個(gè) 像素區(qū)域中保護(hù)膜的下表面上。作為選擇，該圖像傳感器IC具有如下結(jié) 構(gòu)，其中在該多個(gè)像素區(qū)域中的保護(hù)層之下，形成了用于電位固定的透 光導(dǎo)電材料，該透光導(dǎo)電材料具有其中形成有開口的形狀，以便于不阻 擋光入射到光電二極管上，并且電連接該透光導(dǎo)電材料，以便于保持在 相同的電位。更作為選擇，該透光導(dǎo)電材料被電連接，以便于保持與硅 襯底電位相同的電位。
進(jìn)一步，每個(gè)透光導(dǎo)電材料都由多晶硅薄膜或ITO (銦、錫和氧的 化合物)薄膜形成。為了改進(jìn)該透光性，考慮到可見(jiàn)光在短波一側(cè)的光 吸收系數(shù)，將多晶硅薄膜的厚度設(shè)置為例如2000A或更小，優(yōu)選地，1000A 或更小，以及最優(yōu)地，500A或更小。
通過(guò)這些措施，在形成保護(hù)膜時(shí)變?yōu)榛w的每個(gè)區(qū)域的電位都可以 被設(shè)置為在整個(gè)像素區(qū)域中基本保持恒定。因此，在每個(gè)像素上形成的 保護(hù)膜的形成速度和膜質(zhì)量也能夠保持恒定，借此在每個(gè)像素上形成的保護(hù)膜具有基本均勻的膜厚度和膜質(zhì)量。因此，入射到每個(gè)像素的光電 二極管上的光的強(qiáng)度就能夠保持恒定，借此，就抑制了這些像素的光電
轉(zhuǎn)換特性的變化，并且獲得了一種圖像傳感器ic，該圖像傳感器IC在整
個(gè)IC上具有均勻的光電轉(zhuǎn)換特性。


在附圖中
圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像傳感器的像素區(qū)域的示意 性頂視圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的圖像傳感器的像素區(qū)域的示意 性頂視圖；以及
圖3為顯示相關(guān)技術(shù)的圖像傳感器的典型電路圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像傳感器的像素區(qū)域的示意 性頂視圖。
多個(gè)像素區(qū)域101， 102， 103以及104被用于電位固定的透光導(dǎo)電 材料201覆蓋，透光導(dǎo)電材料201由多晶硅薄膜構(gòu)成。覆蓋了該像素區(qū) 域IOI， 102， 103以及104的透光導(dǎo)電材料201具有整體上相同的電位。 該透光導(dǎo)電材料201被電連接，以便于保持與硅襯底的襯底電位相同的 電位，其中在該硅襯底上形成了圖像傳感器，雖然圖1中并沒(méi)有顯示出 該連接。結(jié)果，之后在像素區(qū)域上形成保護(hù)膜之時(shí)，像素區(qū)域之下的每 個(gè)電位都能夠在該圖像傳感器IC的整個(gè)像素區(qū)域中基本保持恒定。這樣， 在每個(gè)像素上形成的保護(hù)膜的形成速度和膜質(zhì)量也能夠保持恒定，并且 在每個(gè)像素上形成的保護(hù)膜具有基本均勻的膜厚度和膜質(zhì)量。因此，入 射到每個(gè)像素的光電二極管上的光的強(qiáng)度就能夠保持恒定，借此，允許 對(duì)像素的光電轉(zhuǎn)換特性變化進(jìn)行抑制，并且允許在圖像傳感器IC上形成 具有均勻光電轉(zhuǎn)換特性的圖像傳感器IC。
在圖1中，該透光導(dǎo)電材料由多晶硅薄膜形成，厚度為例如2000A 或更小，優(yōu)選地1000A或更小，以及最優(yōu)地500A或更小，因此，有可能 進(jìn)一步改善可見(jiàn)區(qū)域波長(zhǎng)的光束的透光性。進(jìn)一步，該透光導(dǎo)電材料可以由ITO (銦、錫和氧的化合物)薄膜 構(gòu)成，其為廣泛用于液晶板等的透明導(dǎo)電材料的材料。
圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的圖像傳感器的像素區(qū)域的示意 性頂視圖。
根據(jù)第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的圖像傳感器的像素區(qū)域在如下幾點(diǎn) 上是彼此不同的。代替如圖1實(shí)例中所示由覆蓋像素區(qū)101的多晶硅薄 膜等形成的用于電位固定的透光導(dǎo)電材料201的形狀，在第二實(shí)施例的 截面形狀中，形成用于電位固定的透光導(dǎo)電材料301，透光導(dǎo)電材料301 由其中形成開口形狀的多晶硅薄膜等形成，以便于不阻擋入射光入射到 一個(gè)像素區(qū)域101中。
如圖1的例子中所示，該透光導(dǎo)電材料由多晶硅薄膜形成，厚度為 例如2000A或更小，優(yōu)選地1000A或更小，以及最優(yōu)地500A或更小，或 者可以由ITO (銦，錫，氧的化合物)薄膜形成，從而有可能顯著地降 低該透光導(dǎo)電材料對(duì)光的吸收。但是，很難使得該導(dǎo)電材料完全透明(透 射率100%)。作為其對(duì)策，釆用了一種結(jié)構(gòu)，用于通過(guò)如下方式來(lái)防止 入射光被阻擋，即在細(xì)長(zhǎng)形的像素區(qū)域101中形成用于電位固定的透光 導(dǎo)電材料，以便于在其中提供開口。
優(yōu)選地形成具有盡可能大的開口形狀的透光導(dǎo)電材料301。另外，與 第一實(shí)施例一樣，優(yōu)選地就是該透光導(dǎo)電材料301的電位被電連接，以 便于被保持在與用于形成該圖像傳感器的硅襯底的襯底電位相同的電 位。在圖2所示的第二實(shí)施例中，說(shuō)明了如下的例子，即形成細(xì)長(zhǎng)線性 形狀的透光導(dǎo)電材料301，以將其布置為交叉形狀。作為選擇，可以采用 通過(guò)組合細(xì)長(zhǎng)形狀而得到的形狀，以便于不會(huì)阻擋該入射光。還可以采 用除了圖2中所示形狀以外的任何形狀。
為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，在圖2的例子中，只說(shuō)明了像素區(qū)域101，但是在多 個(gè)像素區(qū)域的每一個(gè)像素區(qū)域中都形成了用于電位固定的透光導(dǎo)電材料 301，透光導(dǎo)電材料301由具有相同形狀的多晶硅薄膜等形成。通過(guò)用相 同的參考數(shù)字來(lái)表示與圖1中相同的部件，因此省略了對(duì)它的其他描述。
權(quán)利要求
1、一種具有光電二極管的圖像傳感器IC，包括硅襯底；多個(gè)像素區(qū)域，其中每個(gè)像素區(qū)域都具有光電二極管之一，并且布置在該硅襯底上；保護(hù)膜，布置在該多個(gè)像素區(qū)域上；以及多個(gè)透光導(dǎo)體，每個(gè)透光導(dǎo)體都布置在位于多個(gè)像素區(qū)域的每個(gè)像素區(qū)域上的保護(hù)膜的下表面上，并且被固定為相同電位。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的圖像傳感器IC，其中該多個(gè)導(dǎo)體包括多晶硅薄膜。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1的圖像傳感器IC，其中該多個(gè)導(dǎo)體包括銦錫氧化 物(ITO)薄膜。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2的圖像傳感器IC，其中該多晶硅薄膜的厚度為ioooA或更小。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2的圖像傳感器IC，其中該多晶硅薄膜的厚度為 500A或更小。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2的圖像傳感器IC，其中該多個(gè)導(dǎo)體具有帶有開口 的形狀，用于不阻擋光入射到多個(gè)像素區(qū)域中。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2的圖像傳感器IC，其中該多個(gè)導(dǎo)體具有組合直線 的形狀，用于不阻擋光入射到多個(gè)像素區(qū)域中。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2的圖像傳感器IC，其中該多個(gè)導(dǎo)體電連接，以便 保持與硅襯底的襯底電位相同的電位。
9、 根據(jù)權(quán)利要求3的圖像傳感器IC，其中該多個(gè)導(dǎo)體電連接，以保 持與硅襯底的襯底電位相同的電位。
全文摘要
提供了一種圖像傳感器IC，其中在多個(gè)像素區(qū)域中的保護(hù)膜下形成了透光導(dǎo)電材料，所述透光導(dǎo)電材料被固定為相同的電位。用于電位固定的透光導(dǎo)電材料形成在每個(gè)像素中，具有狹窄和線性形狀，并且被電連接以便保持與硅襯底電位相同的電位。因此，在形成保護(hù)膜時(shí)變成基體的每個(gè)區(qū)域的電位在整個(gè)像素區(qū)域中保持恒定，從而獲得了保護(hù)膜的均勻厚度和質(zhì)量。結(jié)果，能夠消除這些像素的光電轉(zhuǎn)換特性的變化。
文檔編號(hào)H04N5/3745GK101295727SQ200710307610
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日
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