DE102008046033A1 - Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Bildsensor bereitgestellt. Der Bildsensor kann ein erstes Substrat, eine Bilderfassungs-Einrichtung und eine Lichtabschirmungs-Schicht enthalten. Das erste Substrat enthält einen Auslese-Schaltkreis und eine Verbindung. Die Bilderfassungs-Einrichtung ist auf der Verbindung ausgebildet. Die Lichtabschirmungs-Schicht ist in Teilbereichen der Bilderfassungs-Einrichtung auf einer Grenze zwischen Bildpunkten ausgebildet.

Description

  • HINTERGRUND
  • Ein Bildsensor ist ein Halbleiterbauelement zur Umwandlung eines optischen Bildes in ein elektrisches Signal. Bildsensoren können grob in Bildsensoren mit ladungsgekoppelten Bauelementen (CCD) und in Komplementär-Metall-Oxid-Halbleiter(CMOS)-Bildsensoren (CIS) klassifiziert werden.
  • In der verwandten Technik wird eine Fotodiode in einem Substrat mit Transistorschaltungen unter Verwendung der Innenimplantation ausgebildet. Da sich die Abmessungen einer Fotodiode immer mehr verringern, um die Anzahl von Bildpunkten zu erhöhen, ohne die Chipfläche zu vergrößern, verringert sich die Fläche eines Licht empfangenden Teilbereichs, so dass sich die Bildqualität verschlechtert.
  • Da sich die Stapelhöhe nicht so viel verringert, wie sich die Fläche des Licht empfangenden Teilbereichs verringert, verringert sich auch die Anzahl der Photonen, die auf den Licht empfangenden Teilbereich einfallen, durch Beugung des Lichtes, Beugungsscheibchen (Airy Disk) genannt.
  • Als Alternative zur Beseitigung dieser Einschränkung wurde der Versuch unternommen, eine Fotodiode unter Verwendung von amorphem Silizium (Si) auszubilden, oder einen Auslese-Schaltkreis auf einem Si-Substrat auszubilden und eine Fotodiode auf dem Auslese-Schaltkreis unter Verwendung eines Verfahrens, wie z. B. Wafer-Wafer-Ronden, auszubilden (als "Dreidimensionaler (3D) Bildsensor" bezeichnet). Die Fotodiode ist durch eine Verbindung mit dem Auslese-Schaltkreis verbunden.
  • Inzwischen tritt in der verwandten Technik das Problem des Übersprechens zwischen Bildpunkten auf.
  • Inzwischen tritt in der verwandten Technik, da sowohl Source, als auch Drain des Transfer-Transistors an den Seiten des Auslese-Schaltkreises stark mit N-Typ-Fremdatomen dotiert sind, ein Ladungs-Verteilungs-Phänomen auf. Wenn das Ladungs-Verteilungs-Phänomen auftritt, wird die Empfindlichkeit eines ausgegebenen Bildes verringert und es können Bildfehler auftreten.
  • Ebenfalls wird in der verwandten Technik, da eine Fotoladung sich nicht leicht zwischen der Fotodiode und dem Auslese-Schaltkreis bewegt, ein Dunkelstrom erzeugt, oder die Sättigung und die Empfindlichkeit verringern sich.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG
  • Ausführungen der vorliegenden Erfindung liefern einen Bildsensor, der das Problem des Übersprechens zwischen Bildpunkten verhindern kann, während er einen Füllfaktor erhöht, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Ausführungen liefern auch einen Bildsensor, der das Auftreten der Ladungs-Verteilung verhindern kann, während er den Füllfaktor erhöht, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Ausführungen liefern auch einen Bildsensor, der eine Dunkelstrom-Quelle minimieren und die Verringerung der Sättigung und der Empfindlichkeit verhindern kann, indem er einen Pfad für die schnelle Bewegung einer Fotoladung zwischen einer Fotodiode und einem Auslese-Schaltkreis bereitstellt, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • In einer Ausführung kann ein Bildsensor folgendes umfassen:
    Ein erstes Substrat, das einen Auslese-Schaltkreis und eine Verbindung enthält;
    eine Bilderfassungs-Einrichtung auf der Verbindung; und
    eine Lichtabschirmungs-Schicht an einer Grenze zwischen Bildpunkten.
  • In einer anderen Ausführung kann ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors folgendes umfassen:
    Ausbilden eines Auslese-Schaltkreises und einer Verbindung auf einem ersten Substrat;
    Ausbilden einer Bilderfassungs-Einrichtung in einem zweiten Substrat;
    Ausbilden eines Grabens in der Bilderfassungs-Einrichtung;
    Ausbilden einer Ionenimplantations-Schicht eines zweiten Leitungstyps auf der Oberfläche des Grabens;
    Ausbilden einer Lichtabschirmungs-Schicht auf der Ionenimplantations-Schicht des zweiten Leitungstyps;
    Verbinden des ersten Substrates und des zweiten Substrates, wobei die Verbindung sich mit der Bilderfassungs-Einrichtung deckt; und
    Selektives Entfernen eines Teils des zweiten Substrates, so dass die Bilderfassungs-Einrichtung auf dem ersten Substrat bleibt.
  • Die Details einer oder mehrerer Ausführungen werden in den begleitenden Zeichnungen und der unten stehenden Beschreibung dargelegt. Weitere Eigenschaften sind aus der Beschreibung und den Zeichnungen, sowie aus den Ansprüchen ersichtlich.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Querschnitts-Ansicht eines Bildsensors gemäß einer Ausführung.
  • Die 2 bis 9 sind Querschnitts-Ansichten eines Verfahrens zur Herstellung eines Bildsensors gemäß einer Ausführung.
  • 10 ist eine Querschnitts-Ansicht eines Bildsensors gemäß einer anderen Ausführung.
  • 11 ist eine Querschnitts-Ansicht eines Bildsensors gemäß noch einer anderen Ausführung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Im Folgenden werden Ausführungen eines Bildsensors und ein Verfahren zu dessen Herstellung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • In der Beschreibung der Ausführungen versteht sich, dass wenn eine Ebene (oder Schicht) als "auf" einer anderen Ebene oder einem Substrat bezeichnet wird, sie sich direkt auf der anderen Ebene oder dem Substrat befinden kann, oder auch dazwischen liegende Ebenen vorhanden sein können. Ferner versteht sich, dass wenn eine Ebene als "unter" einer anderen Ebene bezeichnet wird, sie sich direkt unter der anderen Ebene befinden kann, oder auch ein oder mehrere dazwischen liegende Ebenen vorhanden sein können. Außerdem versteht sich, dass wenn eine Ebene als "zwischen" zwei Ebenen bezeichnet wird, sie die einzige Ebene zwischen den zwei Ebenen sein kann, oder auch ein oder mehrere dazwischen liegende Ebenen vorhanden sein können.
  • Es wird angemerkt, dass die vorliegende Offenlegung nicht auf einen Komplementär-Metall-Oxid-Halbleiter-(CMOS)-Bildsensor beschränkt ist, sondern leicht auf jeden Bildsensor angewendet werden kann, der eine Fotodiode erfordert.
  • Mit Bezug auf 1 kann ein Bildsensor umfassen: Ein erstes Substrat 100, das einen Auslese-Schaltkreis (nicht gezeigt) und eine Verbindung 150 enthält; eine Bilderfassungs-Einrichtung 210 auf der Verbindung 150; und eine Lichtabschirmungs-Schicht 222 auf einer Grenze zwischen Bildpunkten.
  • Die Bilderfassungs-Einrichtung 210 kann eine Fotodiode sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Bilderfassungs-Einrichtung 210 ein Photogate oder eine Kombination einer Fotodiode und eines Photogate sein. Obwohl in der Ausführung die Fotodiode 210 als in einer kristallinen Halbleiterschicht ausgebildet beschrieben wird, ist die Fotodiode nicht darauf beschränkt, sondern kann in einer amorphen Halbleiterschicht ausgebildet sein.
  • Referenznummern in 1, die nicht erklärt wurden, werden im folgenden Herstellungsverfahren beschrieben.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors gemäß einer Ausführung mit Bezug auf die 2 bis 9 beschrieben.
  • 2 ist eine kurze Querschnitts-Ansicht eines Bildsensors, die ein erstes Substrat 100 zeigt, das die Verbindung 150 enthält. 3 ist eine detaillierte Querschnitts-Ansicht einer Ausführung des Bildsensors, die ein erstes Substrat 100 zeigt, das den Auslese-Schaltkreis 120 und die Verbindung 150 enthält. Nun wird ein Bildsensor gemäß einer Ausführung, wie in 3 gezeigt, beschrieben.
  • Das erste Substrat 100, in dem die Verbindung 150 und der Auslese-Schaltkreis 120 ausgebildet werden, wird bereitgestellt. Zum Beispiel kann mit Bezug auf 3 eine Bauelemente-Isolations-Schicht 110 im ersten Substrat eines zweiten Leitungstyps 100 ausgebildet werden, so dass ein aktiver Bereich definiert wird. Dann kann der Auslese-Schaltkreis 120, der einen Transistor enthält, in dem aktiven Bereich ausgebildet werden. Zum Beispiel kann der Auslese-Schaltkreis 120 einen Transfer-Transistor Tx 121, einen Reset-Transistor Rx 123, einen Ansteuerungs-Transistor Dx 125 und einen Auswahl-Transistor Sx 127 enthalten. Danach können ein Floating-Diffusions-Bereich FD 131 und Ionenimplantations-Bereiche 130, die Source-/Drain-Bereiche 133, 135 und 137 entsprechender Transistoren enthalten, ausgebildet werden. Gemäß einer Ausführung kann auch ein Schaltkreis zum Entfernen von Rauschen (nicht gezeigt) hinzugefügt werden, um die Empfindlichkeit zu verbessern.
  • Das Ausbilden des Auslese-Schaltkreises 120 auf dem ersten Substrat 100 kann das Ausbilden eine elektrischen Sperrschicht-Bereichs 140 im ersten Substrat 100 und das Ausbilden eines Verbindungs-Bereichs eines ersten Leitungstyps 147, der mit der Verbindung 150 verbunden ist, auf dem elektrischen Sperrschicht-Bereich 140 umfassen.
  • Der elektrische Sperrschicht-Bereich 140 kann ein PN-Übergang 140 sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann der elektrische Sperrschicht-Bereich 140 eine Ionenimplantations-Schicht eines ersten Leitungstyps 143, die auf einer Wanne eines zweiten Leitungstyps 141 (oder einer Epitaxie schicht eines zweiten Leitungstyps) ausgebildet ist, und eine Ionenimplantations-Schicht eines zweiten Leitungstyps 145, die auf der Ionenimplantations-Schicht des ersten Leitungstyps 143 ausgebildet ist, umfassen. Zum Beispiel kann der PN-Übergang 140 ein P0(145)/N–(143)/P–(141)-Übergang sein, wie in 3 gezeigt, ist aber nicht darauf beschränkt. In bestimmten Ausführungen kann das erste Substrat 100 ein Substrat eines zweiten Leitungstyps sein.
  • Gemäß einer Ausführung wird ein Bauelement so konstruiert, dass zwischen Source und Drain an den Seiten des Transfer-Transistors Tx eine Potentialdifferenz vorliegt, so dass eine Fotoladung vollständig entladen werden kann. Folglich wird eine von der Fotodiode erzeugte Fotoladung vollständig in den Floating-Diffusions-Bereich entladen, so dass die Empfindlichkeit eines ausgegebenen Bildes verbessert werden kann.
  • Das heißt, gemäß einer Ausführung wird der elektrische Sperrschicht-Bereich 140 im ersten Substrat 100 ausgebildet, in dem der Auslese-Schaltkreis 120 ausgebildet wird, um es zu ermöglichen, dass eine Potentialdifferenz zwischen Source und Drain des Transfer-Transistors Tx 121 erzeugt wird, so dass eine Fotoladung vollständig entladen werden kann.
  • Im Folgenden wird eine Entlade-Struktur einer Fotoladung gemäß der Ausführung detailliert beschrieben.
  • Anders als bei einem Knoten des Floating-Diffusions-Bereichs FD 131, der ein N+-Übergang ist, wird der PNP-Übergang 140, der ein elektrischer Sperrschicht-Bereich 140 ist und an den eine angelegte Spannung nicht vollständig übertragen wird, bei einer bestimmten Spannung abgeschnürt. Diese Spannung wird als Haftspannung (Pinning-Spannung) bezeichnet und ist abhängig von den Dotierungs-Konzentrationen eines P0-Bereichs 145 und eines N–-Bereichs 143.
  • Insbesondere bewegt sich ein Elektron, das von der Fotodiode 210 erzeugt wird, zum PNP-Übergang 140 und wird zum Knoten des Floating-Diffusions-Bereichs 131 übertragen und in eine Spannung umgewandelt, wenn der Transfer-Transistor Tx 121 eingeschaltet wird.
  • Da ein maximaler Spannungswert des P0/N–/P–-Übergangs 140 eine Pinning-Spannung wird, und ein maximaler Spannungswert des Knotens des Floating-Diffusions-Bereichs FD 131 eine Schwellspannung Vth eines Vdd-Rx 123 wird, kann ein Elektron, das von der Fotodiode 210 im oberen Teil eines Chips erzeugt wird, vollständig zum Knoten des Floating-Diffusions-Bereichs FD 131 entladen werden, ohne dass eine Ladungs-Verteilung auftritt, indem eine Potentialdifferenz zwischen den Seiten des Transfer-Transistors Tx 131 implementiert wird.
  • Das heißt, gemäß einer Ausführung wird ein P0/N–/P–-Wannen-Übergang, nicht ein N+/P–-Wannen-Übergang, im ersten Substrat 100 ausgebildet, um es zu ermöglichen eine + – Spannung an den N–-Bereich 143 des P0/N–/P–-Wannen-Übergangs anzulegen, und während einer Reset-Operation eines aktiven Bildpunkte-Sensors mit 4 Transistoren (APS) eine Massespannung an P0 145 und die P-Wanne 141 anzulegen, so dass am doppelten P0/N–/P-Wannen-Übergang bei einer vorher festgelegten Spannung oder mehr, wie in einer Transistor-Struktur mit einer bipolaren Sperrschicht (BJT) eine Abschnürung hervorgerufen wird. Dies wird als Haftspannung (Pinning-Spannung) bezeichnet. Daher wird zwischen Source und Drain des Transfer-Transistors Tx 121 eine Potentialdifferenz erzeugt, um ein Ladungs-Verteilungs-Phänomen während der Ein-/Aus-Operationen des Transfer-Transistors Tx zu verhindern.
  • Daher können, anders als im Fall, in dem eine Fotodiode einfach mit einem N+-Übergang wie in der verwandten Technik verbunden wird, Einschränkungen, wie Sättigungs-Verringerung und Empfindlichkeits-Verringerung gemäß der oben beschriebenen Ausführung vermieden werden.
  • Nach dem Ausbilden des P0/N–/P–-Übergangs 140 kann ein Verbindungs-Bereich eines ersten Leitungstyps 147 zwischen der Fotodiode und dem Auslese-Schaltkreis ausgebildet werden, um einen Pfad für die schnelle Bewegung einer Fotoladung bereitzustellen, so dass eine Dunkelstrom-Quelle minimiert und die Verringerung der Sättigung und die Verringerung der Empfindlichkeit verhindern werden können.
  • Zu diesem Zweck kann auf der Oberfläche des P0/N–/P–-Übergangs 140 ein Verbindungs-Bereich des ersten Leitungstyps 147 für den ohmschen Kontakt ausgebildet werden. Der N+-Bereich 147 kann so ausgebildet werden, dass er den P0-Bereich 145 durchläuft und den N–-Bereich 143 kontaktiert.
  • Um zu verhindern, dass der Verbindungs-Bereich des ersten Leitungstyps 147 eine Leckstrom-Quelle wird, kann unterdessen die Breite des Verbindungs-Bereichs des ersten Leitungstyps 147 minimiert werden. Zu diesem Zweck kann in einer Ausführung eine Zapfen-Implantation durchgeführt werden, nachdem ein Durchkontaktierungs-Loch für einen ersten Metallkontakt 151a geätzt wurde. Ausführungen sind jedoch nicht darauf begrenzt. Zum Beispiel kann ein Ionenimplantations-Muster (nicht gezeigt) ausgebildet werden, und der Verbindungs-Bereich eines ersten Leitungstyps 147 kann dann ausgebildet werden, indem das Ionenimplantations-Muster als Ionenimplantations-Maske verwendet wird.
  • Das heißt, ein Grund dafür, in der oben beschriebenen Ausführung nur einen Kontakt bildenden Teil lokal und stark mit N-Typ-Fremdatomen zu dotieren, ist es, die Bildung eines ohmschen Kontaktes zu erleichtern und dabei ein Dunkelsignal zu minimieren. Im Fall einer starken Dotierung der gesamten Source des Transfer-Transistors kann das Dunkelsignal durch eine ungesättigte Bindung der Si-Oberflächenatome vergrößert werden.
  • Ein Zwischenschicht-Dielektrikum 160 kann auf dem ersten Substrat 100 ausgebildet werden, und die Verbindung 150 kann ausgebildet werden. Die Verbindung 150 kann den ersten Metall-Kontakt 151a, ein erstes Metall 151, ein zweites Metall 152, ein drittes Metall 153 und einen vierten Metall-Kontakt 154a enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • Die Fotodiode 210 kann in einer kristallinen Halbleiterschicht auf einem zweiten Substrat unter Verwendung eines Ionenimplantations-Verfahrens ausgebildet werden, wie in 4 gezeigt. Zum Beispiel kann eine Leitungs-Schicht eines zweiten Leitungstyps 216 im unteren Teil der kristallinen Halbleiterschicht ausgebildet werden. Danach kann eine Leitungs-Schicht eines ersten Leitungstyps 214 auf der Leitungs-Schicht des zweiten Leitungstyps 216 ausgebildet werden.
  • Als nächstes kann mit Bezug auf 5 ein Graben T in der Fotodiode 210 ausgebildet werden. Der Graben T kann an Grenzen zwischen Bildpunkten positioniert werden, um Übersprechen zu verhindern.
  • Als nächstes kann eine Ionenimplantations-Schicht eines zweiten Leitungstyps 221 auf der Oberfläche des Grabens T ausgebildet werden. Zum Beispiel kann eine Ionenimplantations-Schicht eines zweiten Leitungstyps 221 (P+) auf der Oberfläche des Grabens T durch eine P-Typ-Ionenimplantation hoher Konzentration ausgebildet werden.
  • Gemäß einer Ausführung kann Übersprechen von Elektronen oder Löchern verhindert werden, indem die Ionenimplantations-Schicht des zweiten Leitungstyps 221 zwischen der Fotodiode 210 und der Lichtabschirmungs-Schicht 222 ausgebildet wird, während ferner eine elektrische Isolation durch die Ionenimplantations-Schicht des zweiten Leitungstyps 221 erzielt werden kann.
  • Als nächstes kann eine Lichtabschirmungs-Schicht 222 auf der Ionenimplantations-Schicht des zweiten Leitungstyps 221 ausgebildet werden, indem eine Metall-Abschirmungsschicht auf der Ionenimplantations-Schicht des zweiten Leitungstyps 221 im Graben ausgebildet wird. Zum Beispiel kann die Lichtabschirmungs-Schicht 222 ausgebildet werden, indem eine lichtundurchlässige Metall-Abschirmungsschicht auf der P+-Schicht 221 auf dem Graben T ausgebildet wird. Dann kann die Lichtabschirmungs-Schicht 222 durch CMP oder eine Rückätzung planarisiert werden.
  • Als nächstes werden mit Bezug auf 7 das erste Substrat 100 und das zweite Substrat 200 so verbunden, dass die Fotodiode 210 sich mit der Verbindung 150 deckt. An dieser Stelle kann bevor das erste Substrat 100 und das zweite Substrat 200 miteinander verbunden werden, die Verbindung ausgeführt werden, indem die Oberflächenenergie einer zu verbindenden Oberfläche durch Aktivierung mit Plasma erhöht wird. In bestimm ten Ausführungen kann die Verbindung mit einem Dielektrikum oder einer Metallschicht, die auf einer Verbindungs-Schnittstelle angeordnet sind, um die Verbindungskraft zu erhöhen, durchgeführt werden.
  • Bei einer Justierung ist es auch nicht erforderlich, dass zwischen der Lichtabschirmungs-Schicht 222 und der Verbindung 150 Kontakt besteht.
  • Als nächstes kann ein Teil des zweiten Substrates 200 unter Verwendung eines Messers oder durch Rückenschliff entfernt werden, so dass die Fotodiode 210 freigelegt werden kann, wie in 8 gezeigt.
  • Indessen können in einer anderen Ausführung die Lichtabschirmungs-Schicht 222 und die Ionenimplantations-Schicht des zweiten Leitungstyps 221 nach der Verbindung des ersten Substrates 100 und des zweiten Substrates 200 ausgebildet werden.
  • Nach dem Entfernen des Teils des zweiten Substrates 200 kann eine Ätzung durchgeführt werden, mit der die Fotodiode für jede Bildpunkt Einheit getrennt wird. Dann kann der geätzte Teil mit einem Zwischenbildpunkt-Dielektrikum (nicht gezeigt) gefüllt werden.
  • Mit Bezug auf 9 können als nächstes Prozesse zum Ausbilden einer oberen Elektrode 240 und eines Farbfilters (nicht gezeigt) ausgeführt werden.
  • 10 ist eine Querschnitts-Ansicht eines Bildsensors gemäß einer anderen Ausführung.
  • Die Ausführung kann die technischen Charakteristiken der vorherigen Ausführung übernehmen.
  • Indessen kann gemäß dieser Ausführung eine Leitungs-Schicht 212 eines ersten Leitungs-Typs hoher Konzentration auf der Leitungs-Schicht 214 des ersten Leitungs-Typs ausgebildet werden, bevor der Graben ausgebildet wird. Zum Beispiel kann ferner eine Leitungs-Schicht einer hohen Konzentration vom Typ N+ 212 auf der Leitungs-Schicht 214 des ersten Leitungstyps ausgebildet werden, indem eine flächendeckende Innenimplantation auf der gesamten Oberfläche des zweiten Substrates 200 ohne Maske ausgeführt wird, so dass sie zum ohmschen Kontakt beitragen kann.
  • 11 ist eine Querschnitts-Ansicht eines Bildsensors gemäß noch einer anderen Ausführung und zeigt ein erstes Substrat, das eine Verbindung 150 enthält, im Detail.
  • Der Bildsensor gemäß einer Ausführung kann das erste Substrat 100 umfassen, das den Auslese-Schaltkreis 120 und die Verbindung 150 enthält, wie in 11 gezeigt. Diese Strukturen können anstelle der mit Bezug auf 3 beschriebenen benutzt werden.
  • Die vorliegende Ausführung kann die technischen Charakteristiken der vorherigen Ausführungen übernehmen.
  • Anders als bei der mit Bezug auf 3 beschriebenen Ausführung wird indessen ein Verbindungs-Bereich 148 eines ersten Leitungstyps an einer Seite des elektrischen Sperrschicht-Bereichs 140 ausgebildet.
  • Gemäß einer Ausführung kann ein N+-Verbindungsbereich 148 für einen ohmschen Kontakt neben dem P0/N–/P–-Übergang 140 ausgebildet werden. An dieser Stelle kann ein Prozess zum Ausbilden des N+-Verbindungsbereichs 148 und eines M1C-Kontaktes 151a für eine Leckstrom-Quelle sorgen, da das Bauelement mit einer an den P0/N–/P–-Übergang 140 angelegten Rückwärts-Vorspannung arbeitet, so dass ein elektrisches Feld EF auf der Si-Oberfläche erzeugt werden kann. Dies tritt auf, weil ein Kristalldefekt, der während des Prozesses zum Ausbilden des Kontaktes innerhalb des elektrischen Feldes erzeugt wird, als Leckstrom-Quelle dient.
  • Auch im Fall, dass der N+-Verbindungsbereich 148 auf der Oberfläche des P0/N–/P–-Übergangs 140 ausgebildet wird, wird durch den N+/P0-Übergang 148/145 ein elektrisches Feld hinzugefügt. Dieses elektrische Feld dient auch als Leckstrom-Quelle.
  • Daher wird ein Layout bereitgestellt, in dem ein erster Kontakt-Zapfen 151a in einem aktiven Bereich ausgebildet wird, der nicht mit einer P0-Schicht dotiert ist, sondern einen N+- Verbindungsbereich 148 enthält. Durch den N+-Verbindungsbereich 148 wird der erste Kontakt-Zapfen 151a mit der N-Sperrschicht 143 verbunden.
  • Gemäß einer Ausführung wird das elektrische Feld auf der Si-Oberfläche nicht erzeugt. Außerdem kann ein Dunkelstrom eines dreidimensionalen integrierten CIS reduziert werden.
  • 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 Aus führung 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 Fachleute entworfen 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. Ein Bildsensor, umfassend: Ein erstes Substrat, das einen Auslese-Schaltkreis und eine Verbindung enthält; eine Bilderfassungs-Einrichtung auf der Verbindung; und eine Lichtabschirmungs-Schicht in Teilbereichen der Bilderfassungs-Einrichtung an einer Grenze zwischen Bildpunkten.
  2. Der Bildsensor gemäß Anspruch 1, der ferner eine Ionenimplantations-Schicht eines zweiten Leitungstyps an Seiten der Lichtabschirmungs-Schicht enthält.
  3. Der Bildsensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Lichtabschirmungs-Schicht aus einer lichtundurchlässigen Metall-Abschirmungsschicht besteht.
  4. Der Bildsensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, der ferner einen elektrischen Sperrschicht-Bereich enthält, der die Verbindung elektrisch mit dem Auslese-Schaltkreis im ersten Substrat verbindet.
  5. Der Bildsensor gemäß Anspruch 4, wobei der elektrische Sperrschicht-Bereich folgendes umfasst: einen Ionenimplantations-Bereich eines ersten Leitungstyps im ersten Substrat; und einen Ionenimplantations-Bereich eines zweiten Leitungstyps auf dem Ionenimplantations-Bereich des ersten Leitungstyps.
  6. Der Bildsensor gemäß einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei der elektrische Sperrschicht-Bereich eine Potentialdifferenz zwischen einer Source, die den elektrischen Sperr schicht-Bereich hat, und einem Drain an Seiten eines Transistors des Auslese-Schaltkreises bereitstellt.
  7. Der Bildsensor gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der elektrische Sperrschicht-Bereich einen PN-Übergang umfasst.
  8. Der Bildsensor gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, der ferner einen Verbindungsbereich eines ersten Leitungstyps zwischen dem elektrischen Sperrschicht-Bereich und der Verbindung umfasst.
  9. Der Bildsensor gemäß Anspruch 8, wobei der Verbindungsbereich des ersten Leitungstyps einen Verbindungsbereich eines ersten Leitungstyps umfasst, der elektrisch mit der Verbindung auf dem elektrischen Sperrschicht-Bereich verbunden ist.
  10. Der Bildsensor gemäß Anspruch 8, wobei der Verbindungsbereich des ersten Leitungstyps einen Verbindungsbereich eines ersten Leitungstyps umfasst, der elektrisch mit der Verbindung an einer Seite des elektrischen Sperrschicht-Bereichs verbunden ist.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors, wobei das Verfahren folgendes umfasst: Ausbilden eines Auslese-Schaltkreises und einer Verbindung in einem ersten Substrat; Ausbilden einer Bilderfassungs-Einrichtung in einem zweiten Substrat; Ausbilden eines Grabens in der Bilderfassungs-Einrichtung; Ausbilden einer Ionenimplantations-Schicht eines zweiten Leitungstyps auf der Oberfläche des Grabens; Ausbilden einer Lichtabschirmungs-Schicht im Graben auf der Ionenimplantations-Schicht des zweiten Leitungstyps; Verbinden des ersten Substrates und des zweiten Substrates, wobei die Verbindung sich mit der Bilderfassungs-Einrichtung deckt; und selektives Entfernen des zweiten Substrates, so dass die Bilderfassungs-Einrichtung auf dem ersten Substrat bleibt.
  12. Das Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die Lichtabschirmungs-Schicht aus einer lichtundurchlässigen Metall-Abschirmungsschicht besteht.
  13. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 12, wobei die Lichtabschirmungs-Schicht auf einer Grenze wischen Bildpunkten ausgebildet wird, und wobei die Ionenimplantations-Schicht des zweiten Leitungstyps an Seiten der Lichtabschirmungs-Schicht ausgebildet wird.
  14. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, das es ferner umfasst, einen elektrischen Sperrschicht-Bereich auszubilden, der elektrisch mit dem Auslese-Schaltkreis im ersten Substrat verbunden ist.
  15. Das Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Ausbilden des elektrischen Sperrschicht-Bereichs folgendes umfasst: Ausbilden eines Ionenimplantations-Bereichs eines ersten Leitungstyps im ersten Substrat; und Ausbilden eines Ionenimplantations-Bereichs eines zweiten Leitungstyps auf dem Ionenimplantations-Bereich des ersten Leitungstyps.
  16. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 15, wobei der elektrische Sperrschicht-Bereich ausgebildet ist, eine Potentialdifferenz zwischen einer Source, die den elektrischen Sperrschicht-Bereich hat, und einem Drain an Seiten eines Transistors des Auslese-Schaltkreises bereitzustellen.
  17. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der elektrische Sperrschicht-Bereich einen PN-Übergang umfasst.
  18. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, das es ferner umfasst, einen Verbindungsbereich eines ersten Leitungstyps zwischen dem elektrischen Sperrschicht-Bereich und der Verbindung auszubilden.
  19. Das Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei der Verbindungsbereich des ersten Leitungstyps einen Verbindungsbereich eines ersten Leitungstyps umfasst, der elektrisch mit der Verbindung auf dem elektrischen Sperrschicht-Bereich verbunden ist.
  20. Das Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei der Verbindungsbereich des ersten Leitungstyps einen Verbindungsbereich eines ersten Leitungstyps umfasst, der elektrisch mit der Verbindung an einer Seite des elektrischen Sperrschicht-Bereichs verbunden ist.
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