DE102008062489A1 - Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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Abstract

Ausführungen beziehen sich auf einen Bildsensor. Gemäß Ausführungen kann ein Bildsensor eine Metall-Verbindung und einen Auslese-Schaltkreis über einem ersten Substrat, eine Metallschicht über der Metall-Verbindung und eine Bilderfassungs-Einrichtung, die mit der Metallschicht elektrisch verbunden ist, enthalten. Gemäß Ausführungen wird auf und/oder über der Si-Oberfläche kein elektrisches Feld erzeugt. Dies trägt zur Verringerung des Dunkelstroms eines dreidimensionalen integrierten CMOS-Bildsensors bei.

Description

  • Die vorliegende Erfindung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2007-0139745 vom 28. Dezember 2007 sowie der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2008-0062701 vom 30. Juni 2008, die beide mit ihrem gesamten Inhalt hier als Referenz mit aufgenommen werden.
  • HINTERGRUND
  • Ein Bildsensor kann ein Halbleiterbauelement sein, das ein optisches Bild in ein elektrisches Signal umwandelt. Bildsensoren können in Kategorien klassifiziert werden, wie z. B. in Bildsensoren mit ladungsgekoppelten Bauelementen (CCD) und in Komplementär-Metall-Oxid-Silizium-(CMOS)-Bildsensoren (CIS).
  • Bei einem Herstellungsprozess eines Bildsensors kann eine Fotodiode in einem Substrat unter Verwendung der Ionenimplantation ausgebildet werden. Die Abmessungen einer Fotodiode können verringert werden, um die Anzahl der Bildpunkte zu erhöhen, ohne die Chipfläche zu vergrößern. Hierdurch kann sich die Fläche eines Licht empfangenden Teilbereichs verringern. Dadurch kann die Bildqualität verschlechtert werden.
  • Da sich die Stapelhöhe nicht so viel verringert, wie sich die Fläche des Licht empfangenden Teilbereichs verringert, kann sich auch die Anzahl der Photonen, die auf den Licht empfangenden Teilbereich einfallen, durch Beugung des Lichtes, Beugungsscheibchen (Airy Disk) genannt, verringern.
  • Um diese Einschränkung zu beseitigen, kann eine Fotodiode unter Verwendung von amorphem Silizium (Si) ausgebildet werden. Zusätzlich dazu kann ein Auslese-Schaltkreis in einem Silizium-(Si)-Substrat unter Verwendung eines Verfahrens, wie z. B. Wafer-Wafer-Ronden, ausgebildet werden, und eine Fotodiode kann auf und/oder über dem Auslese-Schaltkreis ausgebildet werden (als ”dreidimensionaler (3D) Bildsensor” bezeichnet).
  • Eine Fotodiode kann durch eine Metall-Verbindung mit dem Auslese-Schaltkreis verbunden werden.
  • Eine Metall-Verbindung kann auf und/oder über einem Auslese-Schaltkreis ausgebildet werden, und ein Wafer-Wafer-Ronden kann durchgeführt werden und kann eine Metall-Verbindung mit einer Fotodiode kontaktieren. Es kann schwierig sein, einen richtigen Kontakt zwischen einer Metall-Verbindung und einer Fotodiode zu erzielen, und es kann auch schwierig sein, einen ohmschen Kontakt zwischen der Metall-Verbindung und der Fotodiode zu erzielen.
  • Da sowohl Source, als auch Drain auf beiden Seiten eines Transfer-Transistors stark mit N-Typ-Fremdatomen dotiert sein können, kann ein Ladungs-Verteilungs-Phänomen auftreten. Wenn ein Ladungs-Verteilungs-Phänomen auftritt, kann die Empfindlichkeit eines ausgegebenen Bildes verringert werden, und es kann ein Bildfehler erzeugt werden. Da eine Fotoladung sich nicht leicht zwischen einer Fotodiode und dem Auslese-Schaltkreis bewegen kann, kann ein Dunkelstrom erzeugt werden, und/oder die Sättigung und die Empfindlichkeit können sich verringern.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ausführungen beziehen sich auf einen Bildsensor und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Ausführungen beziehen sich auf einen Bildsensor und ein Verfahren zu dessen Herstellung, mit dem eine physikalische Verbindungskraft zwischen einer Fotodiode und einer Metall-Verbindung verbessert werden kann. Ausführungen beziehen sich auf einen Bildsensor und ein Verfahren zu dessen Herstellung, mit dem ein Füllfaktor erhöht und ein ohmscher Kontakt erhalten wird.
  • Ausführungen beziehen sich auf einen Bildsensor und ein Verfahren zu dessen Herstellung, das eine Ladungs-Verteilung verhindern kann, während ein Füllfaktor erhöht wird. Ausführungen beziehen sich auf einen Bildsensor und ein Verfahren zu dessen Herstellung, das eine Dunkelstrom-Quelle minimieren kann und die Verringerung der Sättigung und der Empfindlichkeit verhindern kann, indem ein Pfad für die relativ leichte Bewegung einer Fotoladung zwischen einer Fotodiode und einem Auslese-Schaltkreis bereitgestellt wird.
  • Gemäß Ausführungen kann ein Bildsensor mindestens eines der folgenden Dinge enthalten:
    Eine Metall-Verbindung und einen Auslese-Schaltkreis über einem ersten Substrat;
    Eine Metallschicht über der Metall-Verbindung;
    eine Bilderfassungs-Einrichtung, die elektrisch mit der Metallschicht verbunden ist.
  • Gemäß Ausführungen kann ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors mindestens einen der folgenden Schritte enthalten:
    Ausbilden einer Metall-Verbindung und eines Auslese-Schaltkreises über einem ersten Substrat;
    Ausbilden einer Metallschicht über der Metall-Verbindung;
    Ausbilden einer Bilderfassungs-Einrichtung;
    Verbinden der Metallschicht und der Bilderfassungs-Einrichtung, so dass die Metallschicht und die Bilderfassungs-Einrichtung miteinender verbunden sind.
  • ZEICHNUNGEN
  • Die beispielhaften 1 bis 9 zeigen einen Bildsensor und ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors gemäß Ausführungen.
  • BESCHREIBUNG
  • Ein Bildsensor und ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors gemäß Ausführungen werden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • Die beispielhafte 1 ist eine Querschnitts-Ansicht eines Bildsensors gemäß Ausführungen. Mit Bezug auf die beispielhafte 1 kann ein Bildsensor die Metall-Verbindung 150 und den Auslese-Schaltkreis 120 (siehe 2B) auf und/oder über dem ersten Substrat 100 enthalten. Die Metallschicht 160 kann auf und/oder über der Metall-Verbindung 150 bereitgestellt werden. Die Bilderfassungs-Einrichtung 210, die die Leitungsschicht des ersten Leitungstyps 214 und die Leitungsschicht des zweiten Leitungstyps 216 enthalten kann, kann elektrisch mit der Metallschicht 160 verbunden sein.
  • Gemäß Ausführungen kann die Bilderfassungs-Einrichtung 210 eine Fotodiode, ein Photogate oder eine beliebige Kombination daraus sein. Für eine einfache Beschreibung wird sie Fotodiode 210 genannt. Gemäß Ausführungen kann eine Fotodiode in einer kristallinen Halbleiterschicht ausgebildet werden. Gemäß Ausführungen ist eine Fotodiode nicht darauf beschränkt, sondern kann in anderen Arten von Schichten ausgebildet werden, einschließlich einer amorphen Halbleiterschicht.
  • Die beispielhafte 2A ist eine schematische Ansicht des ersten Substrates 100, das gemäß Ausführungen die Metall-Verbindung 150 und den Auslese-Schaltkreis 120 enthalten kann. Die beispielhafte 2B ist eine andere Ansicht des ersten Substrates 100 gemäß Ausführungen.
  • Mit Bezug auf die beispielhafte 2B kann ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors gemäß Ausführungen das Bereitstellen eines ersten Substrates 100 umfassen. Die Metall-Verbindung 150 und ein Auslese-Schaltkreis 120 können auf und/oder über dem ersten Substrat 100 ausgebildet sein. Gemäß Ausführungen kann das erste Substrat 100 ein Substrat eines zweiten Leitungstyps sein. Gemäß Ausführungen ist das erste Substrat 100 nicht auf ein Substrat eines zweiten Leitungstyps beschränkt, sondern kann einen beliebigen Leitungstyp haben.
  • Gemäß Ausführungen kann eine Bauelemente-Isolationsschicht 110 im ersten Substrat des zweiten Leitungstyps 100 ausgebildet werden und kann einen aktiven Bereich definieren. Der Auslese-Schaltkreis 120, der mindestens einen Transistor enthalten kann, kann in dem aktiven Bereich ausgebildet werden. Gemäß Ausführungen 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. Ein Floating-Diffusions-Bereich (FD) 131 von Ionenimplantations-Bereichen 130, die Source-/Drain-Bereiche 133, 135 und 137 entsprechender Transistoren enthalten, kann ausgebildet werden.
  • Gemäß Ausführungen kann das Ausbilden des Auslese-Schaltkreises 120 auf und/oder über dem ersten Substrat 100 das Ausbilden eines elektrischen Sperrschicht-Bereichs 140 im ersten Substrat 100 und das Ausbilden eines Verbindungsbereichs 147 eines ersten Leitungstyps in einem oberen Bereich des elektrischen Sperrschicht-Bereichs 120 umfassen. Gemäß Ausführungen kann der Verbindungsbereich 147 des ersten Leitungstyps elektrisch mit der Metall-Verbindung 150 verbunden sein.
  • Gemäß Ausführungen kann der elektrische Sperrschicht-Bereich 140 ein PN-Übergang sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Gemäß Ausführungen kann der elektrische Sperrschicht-Bereich 140 eine Ionenimplantations-Schicht 143 eines ersten Leitungs typs umfassen, die auf und/oder über einer Wanne 141 eines zweiten Leitungstyps und/oder einer Epitaxieschicht eines zweiten Leitungstyps ausgebildet ist, und kann eine Ionenimplantations-Schicht 145 eines zweiten Leitungstyps, die auf und/oder über der Ionenimplantations-Schicht 143 des ersten Leitungstyps ausgebildet ist, umfassen. Gemäß Ausführungen kann der PN-Übergang 140 ein P0(145)/N–(143)/P–(141)-Übergang sein. Der PN-Übergang 140 ist jedoch nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt und kann eine beliebige Sperrschicht-Konfiguration haben.
  • Gemäß Ausführungen kann ein Bauelement so konstruiert werden, dass zwischen Source und Drain auf beiden Seiten des Transfer-Transistors (Tx) 121 eine Potentialdifferenz vorliegt. Dies erlaubt es, eine Fotoladung vollständig zu entladen. Folglich kann eine von der Fotodiode erzeugte Fotoladung vollständig in den Floating-Diffusions-Bereich entladen werden. Hierdurch kann die Empfindlichkeit eines ausgegebenen Bildes maximiert werden.
  • Der elektrische Sperrschicht-Bereich 140 kann im ersten Substrat 100 ausgebildet werden und in der Nähe des Auslese-Schaltkreises 120 angeordnet sein. Der elektrische Sperrschicht-Bereich 140 kann die Erzeugung einer Potentialdifferenz zwischen einer Source und einem Drain an beiden Seiten des Transfer-Transistors (Tx) 121 erlauben. Hierdurch kann eine Fotoladung vollständig entladen werden.
  • Im Folgenden wird eine Struktur zum Entladen einer Fotoladung gemäß Ausführungen näher beschrieben. Anders als bei einem Knoten des Floating-Diffusions-Bereichs (FD) 131, der ein N+-Übergang sein kann, kann der P/N/P-Übergang 140, der der elektrische Sperrschicht-Bereich 140 sein kann, und an den eine angelegte Spannung nicht vollständig übertragen werden kann, bei einer vorher festgelegten Spannung abgeschnürt werden. Diese Spannung wird als Haftspannung (Pinning-Spannung) bezeichnet und ist abhängig von den Dotierungs-Konzentrationen des P0-Bereichs 145 und des N–-Bereichs 143.
  • Gemäß Ausführungen kann sich ein Elektron, das von der Fotodiode 210 erzeugt wird, zum PNP-Übergang 140 bewegen, und kann zu einem Knoten des Floating-Diffusions-Bereichs (FD) 131 übertragen werden. Es kann dann in eine Spannung umgewandelt werden, wenn der Transfer-Transistor (Tx) 121 eingeschaltet wird.
  • Gemäß Ausführungen kann, da ein maximaler Spannungswert des P0/N–/P–-Übergangs 140 eine Pinning-Spannung werden kann, und ein maximaler Spannungswert des Knotens des Floating-Diffusions-Bereichs (FD) 131 eine Schwellspannung Vth von Vdd-Rx 123 werden kann, ein von der Fotodiode 210 in einem oberen Teil eines Chips erzeugtes Elektron vollständig zu einem Knoten des Floating-Diffusions-Bereichs (FD) 131 entladen werden. Dies kann ohne Ladungs-Verteilung durch eine Potentialdifferenz zwischen beiden Seiten des Transfer-Transistors (Tx) 131 erfolgen.
  • Gemäß Ausführungen kann ein P0/N–/P-Wannen-Übergang, nicht ein N+/P–-Wannen-Übergang in einem Silizium-Substrat, wie z. B. dem ersten Substrat 100, ausgebildet werden. Somit kann eine positive (+)-Spannung an den N–-Bereich 143 des P0/N–/P–-Wannen-Übergangs angelegt werden, und während einer Reset-Operation eines aktiven Bildpunkte-Sensors mit 4 Transistoren (APS) kann eine Massespannung an den P0-Bereich 145 und die P-Wanne 141 angelegt werden. Somit kann am doppelten P0/N–/P-Wannen-Übergang bei einer vorher festgelegten Spannung oder mehr, eine Abschnürung hervorgerufen werden. Dies kann ähnlich wie bei einer Transistor-Struktur mit bipolarer Sperrschicht (BJT) sein. Diese Spannung wird als Haftspannung (Pinning-Spannung) bezeichnet. Gemäß Ausführungen kann zwischen einer Source und einem Drain an beiden Seiten des Transfer-Transistors (Tx) 121 eine Potentialdifferenz erzeugt werden, die ein Ladungs-Verteilungs-Phänomen während der Ein-/Aus-Operationen des Transfer-Transistors (Tx) 121 verhindern kann.
  • Gemäß Ausführungen können anders als in dem Fall, in dem eine Fotodiode einfach mit einem N+-Übergang verbunden wird, Einschränkungen, wie die Verringerung der Sättigung und die Verringerung der Empfindlichkeit verhindert werden.
  • Gemäß Ausführungen kann ein Verbindungsbereich 147 eines ersten Leitungstyps zwischen einer Fotodiode und dem Auslese-Schaltkreis ausgebildet werden und kann einen Pfad für eine relativ leichte Bewegung einer Fotoladung bereitstellen. Dadurch können eine Dunkelstrom-Quelle minimiert werden und die Verringerung der Sättigung und die Verringerung der Empfindlichkeit verhindert werden.
  • Gemäß Ausführungen kann auf und/oder über einer Oberfläche des P0/N–/P–-Übergangs 140 der Verbindungsbereich 147 des ersten Leitungstyps für einen ohmschen Kontakt, z. B. der N+-Bereich 147, ausgebildet werden. Der N+-Bereich 147 kann ausgebildet werden und sich durch den P0-Bereich 145 erstrecken und den N–-Bereich 143 kontaktieren. Gemäß Ausführungen kann, um zu verhindern, dass der Verbindungsbereich 147 des ersten Leitungstyps eine Leckstrom-Quelle wird, die Breite des Verbindungsbereichs 147 des ersten Leitungstyps minimiert werden. Daher kann gemäß Ausführungen eine Zapfen-Implantation durchgeführt werden, nachdem ein erster Metall-Kontakt 151a geätzt wurde. Gemäß Ausführungen ist ein Prozess aber nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein Ionenimplantations-Muster ausgebildet werden, und der Verbindungsbereich 147 des ersten Leitungstyps kann dann ausgebildet werden, indem das Ionenimplantations-Muster als Ionenimplantations-Maske verwendet wird.
  • Gemäß Ausführungen kann durch lokale und starke Dotierung nur eines Kontakt bildenden Teils mit n-Typ-Fremdatomen die Bildung eines ohmschen Kontaktes erleichtert werden, während ein Dunkelsignal minimiert wird. Wenn die gesamte Source des Transfer-Transistors stark dotiert wird, kann es sein, dass ein Dunkelsignal durch ungesättigte Bindungen auf der Si-Oberfläche vergrößert wird.
  • Gemäß Ausführungen kann ein Zwischenschicht-Dielektrikum 160 auf und/oder über dem ersten Substrat 100 ausgebildet werden. Die Metall-Verbindung 150 kann ausgebildet werden und sich durch das Zwischenschicht-Dielektrikum 160 erstrecken und kann elektrisch mit dem Verbindungsbereich 147 des ersten Leitungstyps verbunden werden. Gemäß Ausführungen kann die Metall-Verbindung 150 den ersten Metall-Kontakt 151a, das erste Metall 151, das zweite Metall 152, das dritte Metall 153 und den vierten Metall-Kontakt 154a enthalten. Gemäß Ausführungen können andere Strukturen benutzt werden.
  • Gemäß Ausführungen kann die Metallschicht 160 auf und/oder über dem ersten Substrat 100 ausgebildet werden und kann die Metall-Verbindung 150 kontaktieren. Gemäß Ausführungen kann die Verbindungs-Kraft zwischen den Substraten erhöht werden, indem die Metallschicht 160 zwischen das erste Substrat 100 und die Fotodiode 210 eingefügt wird. Gemäß Ausführungen kann die Metallschicht 160 eine Aluminium-(Al)-Schicht sein. Gemäß Ausführungen kann die Metallschicht 160 aus anderen Metallen ausgebildet werden.
  • Gemäß Ausführungen kann die Metallschicht 160 aus Aluminium (Al) ausgebildet werden und kann eine Dicke im Bereich von ungefähr 100 Å (10,0 nm) bis ungefähr 500 Å (50,0 nm) haben. Die Metallschicht kann als Medium zwischen der Metall-Verbindung 150 und der Fotodiode 210 dienen. Hierdurch können die physikalischen und elektrischen Verbindungs-Kräfte zwischen dem Substrat 200, in dem die Fotodiode 210 ausgebildet werden kann, und dem Substrat 100, in dem der Auslese-Schaltkreis 120 ausgebildet werden kann, vergrößert werden.
  • Gemäß Ausführungen kann die Metallschicht 160 aus Titan (Ti) ausgebildet werden. Zum Beispiel kann die Metallschicht 160 aus Titan (Ti) ausgebildet werden und eine Dicke im Bereich von ungefähr 50 Å (5,0 nm) bis 500 Å (50,0 nm) haben. Die Metallschicht 160 kann ein Medium zwischen der Metall-Verbindung 150 und der Fotodiode 210 sein. Hierdurch können die physikalischen und elektrischen Verbindungs-Kräfte zwischen dem Substrat 200, in dem die Fotodiode 210 ausgebildet werden kann, und dem Substrat 100, in dem der Auslese-Schaltkreis 120 ausgebildet werden kann, vergrößert werden.
  • Gemäß Ausführungen kann ein Bildsensor die physikalischen und elektrischen Verbindungs-Kräfte zwischen der Fotodiode und der Metall-Verbindung vergrößern, indem eine Metallschicht zwischen einer Fotodiode und einer Metall-Verbindung bereitgestellt wird und sie miteinander verbindet, während eine Fotodiode vom vertikalen Typ verwendet wird.
  • Mit Bezug auf die beispielhafte 3 kann die kristalline Halbleiterschicht 210a auf und/oder über dem zweiten Substrat 200 ausgebildet werden. Gemäß Ausführungen kann in einem Bildsensor, wie dem in der beispielhaften 1 gezeigten, die Fotodiode 210 auf und/oder über der kristallinen Halbleiterschicht ausgebildet werden. Somit kann ein Füllfaktor erhöht werden. Der Grund dafür ist, dass eine Bilderfassungs-Einrichtung einen dreidimensionalen (3D) Bildsensor verwenden kann, der auf und/oder über dem Auslese-Schaltkreis 120 angeordnet ist, und Defekte in einer Bilderfassungs-Einrichtung verhindert werden können, indem eine Bilderfassungs-Einrichtung in einer kristallinen Halbleiterschicht ausgebildet wird.
  • Gemäß Ausführungen kann die kristalline Halbleiterschicht 210a auf und/oder über dem zweiten Substrat 200 unter Verwendung von Epitaxie ausgebildet werden. Gemäß Ausführungen kann die Wasserstoff-Ionenimplantations-Schicht 207a ausgebildet werden, indem Wasserstoff-Ionen in eine Grenze zwischen dem zwei ten Substrat 200 und der kristallinen Halbleiterschicht 210a implantiert werden. Eine Implantation von Wasserstoff-Ionen kann nach der Ionenimplantation zum Ausbilden der Fotodiode 210 durchgeführt werden.
  • Mit Bezug auf die beispielhafte 4 kann die Fotodiode 210 ausgebildet werden, indem Ionen in die kristalline Halbleiterschicht 210a implantiert werden. Gemäß Ausführungen kann die Leitungsschicht 216 des zweiten Leitungstyps unter und/oder unterhalb der kristallinen Halbleiterschicht 210a ausgebildet werden. Eine P-Typ-Leitungs-Schicht 216 hoher Konzentration kann unter und/oder unterhalb der kristallinen Halbleiterschicht 210a ausgebildet werden, indem Ionen in das zweite Substrat 200 implantiert werden. Gemäß Ausführungen kann die Ionenimplantation als flächendeckende Ionenimplantation ohne Maske ausgeführt werden.
  • Gemäß Ausführungen kann die Leitungs-Schicht des ersten Leitungstyps auf und/oder über der Leitungs-Schicht 216 des zweiten Leitungstyps ausgebildet werden. Zum Beispiel kann eine N-Typ-Leitungs-Schicht 214 geringer Konzentration auf und/oder über der Leitungs-Schicht 216 des zweiten Leitungstyps ausgebildet werden, indem Ionen mit einer flächendeckenden Ionenimplantation ohne Maske in das zweite Substrat 200 implantiert werden. Dies kann zu einem ohmschen Kontakt beitragen.
  • Gemäß Ausführungen kann die Leitungs-Schicht des ersten Leitungstyps 212 hoher Konzentration auf und/oder über der Leitungs-Schicht 214 des ersten Leitungstyps ausgebildet werden. Zum Beispiel kann eine N+-Typ-Leitungs-Schicht 212 hoher Konzentration auf und/oder über der Leitungs-Schicht des ersten Leitungstyps ausgebildet werden, indem Ionen mit einer flächendeckenden Ionenimplantation ohne Maske in das zweite Substrat implantiert werden.
  • Mit Bezug auf die beispielhafte 5 können das erste Substrat 100 und das zweite Substrat 200 miteinander verbunden werden und können die Fotodiode 210 mit der Metallschicht 160 kontaktieren. Gemäß Ausführungen 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 erhöht wird, zum Beispiel durch Aktivierung mit Plasma. Gemäß Ausführungen kann die Verbindung durchgeführt werden, indem eine isolierende Schicht und eine Metallschicht in einer Verbindungs-Grenze angeordnet werden. Hierdurch kann die Verbindungs-Kraft erhöht werden.
  • Mit Bezug auf die beispielhafte 6 kann die Wasserstoff-Ionenimplantations-Schicht 207a in eine Wasserstoff-Gas-Schicht umgewandelt werden, indem eine Wärmebehandlung auf und/oder über dem zweiten Substrat 200 durchgeführt wird.
  • Mit Bezug auf die beispielhafte 7 kann ein Teil des zweiten Substrates 200 dann entfernt werden. Gemäß Ausführungen kann die Fotodiode 210 unter der Wasserstoffgas-Schicht bleiben, und die Fotodiode 210 kann freigelegt werden. Gemäß Ausführungen kann das Entfernen des zweiten Substrates 200 unter Verwendung einer Schneidvorrichtung, wie z. B. eines Messers, durchgeführt werden.
  • Mit Bezug auf die beispielhafte 8 kann ein Ätz-Prozess durchgeführt werden und kann eine Fotodiode für jede Bildpunkt-Einheit trennen. Gemäß Ausführungen kann ein geätzter Teil mit einem Zwischenbildpunkt-Dielektrikum gefüllt werden. Gemäß Ausführungen können Prozesse zum Ausbilden einer oberen Elektrode und eines Farbfilters ausgeführt werden.
  • Die beispielhafte 9 ist eine Querschnitts-Ansicht eines Bildsensors gemäß Ausführungen. Die beispielhafte 9 enthält eine Querschnitts-Ansicht des ersten Substrates 100 auf und/oder über dem die Metall-Verbindung 150 ausgebildet werden kann. Gemäß Ausführungen kann ein in der beispielhaften 1 gezeigtes Bauelement bestimmte technische Charakteristiken von in der beispielhaften 9 gezeigten Ausführungen übernehmen.
  • Anders als bei den in der beispielhaften 9 gezeigten Ausführungen kann ein Verbindungsbereich 148 eines ersten Leitungstyps in seitlichem Abstand auf einer Seite des elektrischen Sperrschicht-Bereichs 140 ausgebildet werden.
  • Gemäß Ausführungen kann ein N+-Verbindungsbereich 148 für einen ohmschen Kontakt auf und/oder über dem P0/N–/P–-Übergang 140 ausgebildet werden. Gemäß Ausführungen kann ein Prozess zum Ausbilden des N+-Verbindungsbereichs 148 und eines M1C-Kontaktes 151a für eine Leckstrom-Quelle sorgen. Der Grund dafür ist, dass das Bauelement mit einer an den P0/N–/P–-Übergang 140 angelegten Rückwärts-Vorspannung arbeiten kann, und ein elektrisches Feld (EF) auf und/oder über der Si-Oberfläche erzeugt werden kann. Ein Kristalldefekt, der während des Prozesses zum Ausbilden des Kontaktes innerhalb des elektrischen Feldes erzeugt wird, dient als Leckstrom-Quelle.
  • Gemäß Ausführungen kann, wenn der N+-Verbindungsbereich 148 auf und/oder über der Oberfläche des P0/N–/P–-Übergangs 140 ausgebildet wird, durch den N+/P0-Übergang 148/145 ein elektrisches Feld erzeugt werden. Dieses elektrische Feld kann auch als Leckstrom-Quelle dienen.
  • Gemäß Ausführungen kann ein Layout bereitgestellt werden, in dem ein erster Kontakt-Zapfen 151a in einem aktiven Bereich ausgebildet werden kann, der nicht mit einer P0-Schicht dotiert ist, sondern den N+-Verbindungsbereich 148 umfasst und mit dem N-Übergang 143 verbunden sein kann.
  • Gemäß Ausführungen wird ein elektrisches Feld auf und/oder über der Si-Oberfläche nicht erzeugt. Dies kann zur Verringerung eines Dunkelstroms eines dreidimensionalen integrierten CIS beitragen.
  • Obwohl Ausführungen mit Bezug auf einen Komplementär-Metall-Oxid-Halbleiter-(CMOS)-Bildsensor beschrieben wurden, sind Ausführungen nicht darauf beschränkt. Gemäß Ausführungen kann jeder Bildsensor, der eine Fotodiode erfordert, verwendet werden.
  • Es ist für einen Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen der offen gelegten Ausführungen vorgenommen werden können. Somit ist es beabsichtigt, dass die offen gelegten Ausführungen die offensichtlichen Änderungen und Abwandlungen abdecken, vorausgesetzt sie liegen im Umfang der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - KR 10-2007-0139745 [0001]
    • - KR 10-2008-0062701 [0001]

Claims (20)

  1. Bauelement, umfassend: Eine Metall-Verbindung und einen Auslese-Schaltkreis über einem ersten Substrat; eine Metallschicht über der Metall-Verbindung; und eine Bilderfassungs-Einrichtung, die elektrisch mit der Metallschicht verbunden ist.
  2. Bauelement gemäß Anspruch 1, wobei die Metallschicht Aluminium (Al) umfasst.
  3. Bauelement gemäß Anspruch 2, wobei die Metallschicht eine Dicke im Bereich von ungefähr 100 Å bis 500 Å hat.
  4. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Metallschicht Titan (Ti) umfasst.
  5. Bauelement gemäß Anspruch 4, wobei die Metallschicht eine Dicke im Bereich von ungefähr 50 Å bis 500 Å hat.
  6. Bauelement gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Auslese-Schaltkreis einen elektrischen Sperrschicht-Bereich über dem ersten Substrat umfasst.
  7. Bauelement gemäß Anspruch 6, wobei der elektrische Sperrschicht-Bereich umfasst: einen Ionenimplantationsbereich eines ersten Leitungstyps im ersten Substrat; und einen Ionenimplantationsbereich eines zweiten Leitungstyps über dem Ionenimplantationsbereich eines ersten Leitungstyps.
  8. Bauelement gemäß Anspruch 7, umfassend einen Verbindungsbereich eines ersten Leitungstyps, der elektrisch mit der Metall-Verbindung über den elektrischen Sperrschicht-Bereich verbunden ist.
  9. Bauelement gemäß einem beliebigen der Ansprüche 7 bis 8, das einen Verbindungsbereich eines ersten Leitungstyps umfasst, der in einem Abstand vom elektrischen Sperrschicht-Bereich ausgebildet und elektrisch mit der Metall-Verbindung verbunden ist.
  10. Bauelement gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Auslese-Schaltkreis einen Transistor enthält, der so konfiguriert ist, dass eine Potentialdifferenz zwischen einer Source und einem Drain an beiden Seiten des Transistors vorhanden ist.
  11. Bauelement gemäß Anspruch 10, wobei der Transistor einen Transfer-Transistor umfasst, und wobei eine Ionenimplantations-Konzentration der Source des Transistors kleiner ist als eine Ionenimplantations-Konzentration eines Floating-Diffusions-Bereichs.
  12. Verfahren, umfassend: Ausbilden einer Metall-Verbindung und eines Auslese-Schaltkreises über einem ersten Substrat; Ausbilden einer Metallschicht über der Metall-Verbindung; Ausbilden einer Bilderfassungs-Einrichtung über der Metallschicht; und Verbinden der Metallschicht und der Bilderfassungs-Einrichtung miteinander.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei die Metallschicht Aluminium (Al) umfasst.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 13, das es umfasst, die Metallschicht so auszubilden, dass sie eine Dicke im Bereich von ungefähr 100 Å bis 500 Å hat.
  15. Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 12 bis 13, wobei die Metallschicht Titan (Ti) umfasst.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 15, das es umfasst, die Metallschicht so auszubilden, dass sie eine Dicke im Bereich von ungefähr 50 Å bis 500 Å hat.
  17. Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 12 bis 16, wobei das Ausbilden des Auslese-Schaltkreises umfasst, einen elektrischen Sperrschicht-Bereich über dem ersten Substrat auszubilden, und wobei das Ausbilden des elektrischen Sperrschicht-Bereichs umfasst: Ausbilden eines Ionenimplantations-Bereichs eines ersten Leitungstyps im ersten Substrat; und Ausbilden eines Ionenimplantations-Bereichs eines zweiten Leitungstyps über dem Ionenimplantations-Bereich des ersten Leitungstyps.
  18. Verfahren gemäß Anspruch 17, das umfasst, einen Verbindungsbereich eines ersten Leitungstyps auszubilden, der mit der Metall-Verbindung über dem elektrischen Sperrschicht-Bereich verbunden ist.
  19. Verfahren gemäß Anspruch 18, das umfasst, den Verbindungsbereich des ersten Leitungstyps auszubilden, nachdem ein Kontakt zur Kopplung mit der Metall-Verbindung ausgebildet wurde.
  20. Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 18 bis 19, das umfasst, einen Verbindungsbereich eines ersten Leitungstyps auszubilden, der vom elektrischen Sperrschicht-Bereich einen Abstand hat und elektrisch mit der Metall-Verbindung verbunden ist.
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