圖像傳感器的自對(duì)準(zhǔn)濾光片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示一種圖像傳感器以及圖像傳感器的自對(duì)準(zhǔn)濾光片，其包含至少一個(gè)設(shè)置在一半導(dǎo)體基板中的光敏元件。金屬導(dǎo)體可設(shè)置在該半導(dǎo)體基板上。一濾光片可設(shè)置在至少兩個(gè)單獨(dú)的金屬導(dǎo)體之間且一微透鏡可設(shè)置在該濾光片上?？纱嬖谠O(shè)置于這種金屬導(dǎo)體與該半導(dǎo)體基板之間及/或單獨(dú)的金屬導(dǎo)體之間的絕緣體材料。該絕緣體材料可經(jīng)移除以使得該濾光片可設(shè)置在該半導(dǎo)體基板上。
【專利說(shuō)明】圖像傳感器的自對(duì)準(zhǔn)濾光片
[0001 ] 本申請(qǐng)是國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2009/033121、國(guó)際申請(qǐng)日為2009年2月4日、國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?00980105000.5、發(fā)明名稱為“圖像傳感器的自對(duì)準(zhǔn)濾光片”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明的實(shí)施例涉及圖像傳感器，尤其涉及用于圖像傳感器的彩色濾光片。
【背景技術(shù)】
[0003]—般而言，常規(guī)的圖像傳感器在產(chǎn)生圖像方面功能優(yōu)良?？墒褂没パa(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù)來(lái)制造典型的圖像傳感器。電荷耦合器件(CCD)技術(shù)亦適合于制造典型的圖像傳感器。
[0004]然而，常規(guī)圖像傳感器遭受某些限制。當(dāng)該圖像傳感器具有一相對(duì)低靈敏度時(shí)，該圖像傳感器無(wú)法收集足夠的光。結(jié)果是經(jīng)再現(xiàn)的圖像可能太暗。當(dāng)各種器件變得越來(lái)越小時(shí)，低靈敏度尤其麻煩。一個(gè)低靈敏度源是在具有較小像素的裝置中，可能很難使光進(jìn)入這種較小的像素中。
[0005]圖像傳感器的另一限制涉及到串?dāng)_。當(dāng)指定用于一個(gè)像素的光進(jìn)入一個(gè)毗鄰的像素時(shí)，就發(fā)生了串?dāng)_。例如，來(lái)自一紅色像素的光可耦合至一綠色像素或一藍(lán)色像素中。類似地，指定用于一白色像素的光可耦合至一黑色像素中。其結(jié)果就是噪聲，這可致使圖像再現(xiàn)變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在以下闡述中，呈現(xiàn)(舉例而言)諸如特定處理、材料、裝置等的大量具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的一透徹理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，可在不具有一個(gè)或多個(gè)這種具體細(xì)節(jié)的情形下或用其他方法、組件等實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施例。在其他實(shí)例中，不顯示或詳細(xì)闡述結(jié)構(gòu)或操作以避免使對(duì)此闡述的理解模糊。
[0007]整個(gè)此說(shuō)明書中凡提及「一個(gè)實(shí)施例」或「一實(shí)施例」皆意指結(jié)合一實(shí)施例所述的一特定特征、結(jié)構(gòu)、處理、區(qū)塊或特性包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，整個(gè)此說(shuō)明書中多處出現(xiàn)的「在一個(gè)實(shí)施例中」或「在一實(shí)施例中」等詞組未必均意指這種詞組全部是指同一實(shí)施例。特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以任一適合方式組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，一圖像傳感器可具有至少一個(gè)設(shè)置在一半導(dǎo)體基板中的光敏元件。多個(gè)金屬導(dǎo)體可設(shè)置在該半導(dǎo)體基板上。一濾光片可設(shè)置在該多個(gè)金屬導(dǎo)體中的至少兩個(gè)之間且一微透鏡可設(shè)置在該濾光片上。可在該多個(gè)金屬導(dǎo)體與該半導(dǎo)體基板之間及/或在該多個(gè)金屬導(dǎo)體中的兩個(gè)之間設(shè)置絕緣體材料。可將該多個(gè)金屬導(dǎo)體之間的絕緣體材料移除以使得該濾光片可設(shè)置在該多個(gè)金屬導(dǎo)體之間。該濾光片可大致延伸至該半導(dǎo)體基板的表面。在該多個(gè)金屬導(dǎo)體與該濾光片之間亦可存在一鈍化層。所得像素可具有在該圖像傳感器制造期間在光敏元件上方自對(duì)準(zhǔn)的濾光片。
[0009]圖像傳感器可按照如下來(lái)操作。微透鏡可將光聚焦至設(shè)置在多個(gè)金屬導(dǎo)體之間的濾光片。濾光片可大致濾除掉具有在其光譜范圍外部的波長(zhǎng)的光。光敏元件可檢測(cè)來(lái)自濾光片的光，其可將該光轉(zhuǎn)變?yōu)橐浑娦盘?hào)。
[0010]對(duì)于某些實(shí)施例，濾光片可是一彩色濾光片、一黑色濾光片、一白色濾光片等。半導(dǎo)體基板可是一硅基板。絕緣體材料可是氧化硅。鈍化層可是氮化硅。
[0011]本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于:由于濾光片在光敏元件上方自對(duì)準(zhǔn)，因此可降低像素之間的串?dāng)_。本發(fā)明的實(shí)施例的另一優(yōu)點(diǎn)在于:由于濾光片是放置在金屬導(dǎo)體之間而非放置在金屬導(dǎo)體或構(gòu)成圖像傳感器的其他層的表面上，因此可在不增加像素堆迭的整體高度的情況下使用一較厚濾光片。即，可增加構(gòu)成像素的材料層的高度而不增加微透鏡與基板表面之間的距離。本發(fā)明的其他特征及優(yōu)點(diǎn)自所附的圖及自以下詳細(xì)闡述將顯而易見。
【附圖說(shuō)明】
[0012]在附圖中，相同參考編號(hào)一般而言指示相同、功能類似及/或結(jié)構(gòu)等效的元件。一元件首先出現(xiàn)的附圖由參考編號(hào)中最左邊的一個(gè)或多個(gè)數(shù)位指示，其中:
[0013]圖1是一圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例以一圖案配置在一圖像傳感器中一光敏元件陣列上方的自對(duì)準(zhǔn)彩色濾光片的側(cè)視圖，其中這種濾光片與鈍化層齊平；
[0014]圖2是一圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例以一圖案配置在一圖像傳感器中一光敏元件陣列上方的自對(duì)準(zhǔn)濾光片的側(cè)視圖，其中這種濾光片具有設(shè)置在鈍化層上的凸緣；
[0015]圖3是一圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例以一圖案配置在一圖像傳感器中一光敏元件陣列上方的自對(duì)準(zhǔn)濾光片的側(cè)視圖，其中這種濾光片大致延伸至半導(dǎo)體基板并具有設(shè)置在鈍化層上的凸緣；
[0016]圖4是一圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例以一圖案配置在一圖像傳感器中一光敏元件陣列上方的自對(duì)準(zhǔn)濾光片的側(cè)視圖，其中這種濾光片與鈍化層齊平且大致延伸至基板;且
[0017]圖5是一圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一替代實(shí)施例以一圖案配置在一圖像傳感器中一光敏元件陣列上方的自對(duì)準(zhǔn)濾光片的側(cè)視圖，其中這種濾光片是設(shè)置在設(shè)置于金屬導(dǎo)體上的多個(gè)峰之間的一間隙中。
【具體實(shí)施方式】
[0018]圖1是一圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例以一圖案配置在一圖像傳感器100中一光敏元件陣列上方的自對(duì)準(zhǔn)濾光片的側(cè)視圖。一般而言，圖像傳感器100包含在一基板101中配置成二維列及行陣列的數(shù)個(gè)光敏元件。在所示的實(shí)施例中，存在三個(gè)光敏元件102、104及106，其顯示為光電二極管102、104及106。當(dāng)然，該陣列可包含多于數(shù)千個(gè)列及/或行，或更多。類似地，該陣列可具有除了行及列以外的配置。
[0019]基板101可是一半導(dǎo)體基板。對(duì)于某些實(shí)施例，基板101是一經(jīng)摻雜的硅基板。
[0020]每一個(gè)光敏元件102、104及106通常將光轉(zhuǎn)變成與所檢測(cè)的光的強(qiáng)度成比例的電信號(hào)。該光敏元件可是一光電二極管或其他固態(tài)裝置。同樣亦可利用其他光敏元件。所得像素可包含諸如(例如)一個(gè)或多個(gè)CMOS晶體管(未顯示)的放大及讀出電路。所得像素可是具有大約1.75微米或更小的大小的裝置。另一選擇為，所得像素可較大。出于清楚的目的，僅圖解說(shuō)明用于光敏元件102、104及106的參考編號(hào)?？梢匀我贿m合已知方式將光敏元件102、104及106設(shè)置在基板101中。
[0021]—般而言，圖像傳感器100中的單獨(dú)的像素可包含一包含金屬層、平面化層等的多個(gè)層的堆迭。在所示的實(shí)施例中，圖像傳感器100包含一具有設(shè)置在介電材料108中的Ml金屬導(dǎo)體的第一金屬層?？沙练e及/或生長(zhǎng)介電材料108以填充Ml金屬導(dǎo)體之間的間隙，且可向下拋光介電材料108至Ml金屬導(dǎo)體。介電材料108可使Ml金屬導(dǎo)體與基板101絕緣。
[0022]介電材料108可是諸如氧化物的任一絕緣體。對(duì)于某些實(shí)施例，該介電材料可是氧化娃。
[0023]Ml金屬導(dǎo)體可是銅、鋁、一鋁銅混合物、鎢或適合于傳送一信號(hào)的其他金屬。
[0024]在所示的實(shí)施例中，圖像傳感器100包含一具有設(shè)置在一介電材料110中的M2金屬導(dǎo)體的第二金屬層。可沉積及/或生長(zhǎng)介電材料110以填充M2金屬導(dǎo)體之間的間隙，且可向下拋光介電材料110至M2金屬導(dǎo)體。介電材料110可使Ml金屬導(dǎo)體與M2金屬導(dǎo)體絕緣。
[0025]介電材料110可是諸如氧化物或氮化物的任一絕緣體。對(duì)于某些實(shí)施例，該介電材料可是一氧化硅、一氮化硅或其他無(wú)機(jī)介電材料。對(duì)于其他實(shí)施例，可使用諸如有機(jī)電介質(zhì)的有機(jī)介電材料低k電介質(zhì)。
[0026]M2金屬導(dǎo)體可是銅、鋁、一鋁銅混合物或適合于傳送一信號(hào)的其他金屬，諸如鎢。
[0027]在所示的實(shí)施例中，圖像傳感器100包含一具有設(shè)置在一介電材料112中的M3金屬導(dǎo)體的第三金屬層。對(duì)于某些實(shí)施例，可沉積及/或生長(zhǎng)介電材料112以填充M3金屬導(dǎo)體之間的間隙，且可向下拋光介電材料110至M3金屬導(dǎo)體。介電材料110可使M3金屬導(dǎo)體與M2金屬導(dǎo)體絕緣。
[0028]介電材料110可是諸如一氧化物或一氮化物的任一絕緣體。對(duì)于某些實(shí)施例，該介電材料可是一氧化硅、氮化硅或其他無(wú)機(jī)介電材料。對(duì)于其他實(shí)施例，可使用諸如有機(jī)電介質(zhì)的有機(jī)介電材料低k電介質(zhì)。
[0029]M3金屬導(dǎo)體可是銅、鋁、一鋁銅混合物、鎢或適合于傳送一信號(hào)的其他金屬。
[0030]對(duì)于某些實(shí)施例，可將金屬導(dǎo)體之間的介電材料移除并可將濾光片設(shè)置在這種金屬導(dǎo)體之間。在所示的實(shí)施例中，移除M3金屬導(dǎo)體之間的介電材料112。在M3金屬導(dǎo)體及剩余介電材料112上設(shè)置一鈍化層114。同樣在所示的實(shí)施例中，在M3金屬導(dǎo)體之間于鈍化層114上設(shè)置濾光片。可使濾光片與光敏元件對(duì)準(zhǔn)以使得一濾光片116與光敏元件102對(duì)準(zhǔn)、一濾光片118與光敏元件104對(duì)準(zhǔn)且一濾光片120與光敏元件106對(duì)準(zhǔn)。點(diǎn)線130指示這種濾光片與這種光敏元件的對(duì)準(zhǔn)。
[0031]鈍化層114可是一氮化物、一氧化物或適合于保護(hù)M3金屬導(dǎo)體的其他材料。對(duì)于某些實(shí)施例，鈍化層可是一氮化硅。
[0032]可將濾光片116、118及120配置成任一適合圖案。在一其中濾光片116、118及120是彩色濾光片的實(shí)施例中，可將濾光片116、118及120配置成一拜耳(Bayer)圖案。在所示的實(shí)施例中，濾光片116是一藍(lán)色濾光片，其中大致允許藍(lán)色光穿過(guò)但阻擋可見光譜中的大致所有其他光;濾光片118是一綠色濾光片，其中大致允許綠色光穿過(guò)但阻擋可見光譜中的大致所有其他光;且濾光片120是一紅色濾光片，其中大致允許紅色光穿過(guò)但阻擋可見光譜中的大致所有其他光。對(duì)于其他實(shí)施例，這種濾光片可是藍(lán)綠色、紅紫色、黃色或其他適合濾光片。
[0033]濾光片116、118及120可由任一適合材料制成。一種適合材料是丙烯酸樹脂。經(jīng)著色或染色的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)適合于其中濾光片是彩色濾光片的實(shí)施例。其他可染色或著色的光刻膠類型的材料亦可用于其中濾光片是彩色濾光片的實(shí)施例。
[0034]對(duì)于某些實(shí)施例，可增加鈍化層114的厚度以使用于濾光片的區(qū)域較淺從而濾光片可是較薄。另一選擇為，可較深地蝕刻介電層112以使用于濾光片的區(qū)域較深從而濾光片可是較厚。
[0035]對(duì)于某些實(shí)施例，將微透鏡設(shè)置在這種濾光片上。在所示的實(shí)施例中，在濾光片116上設(shè)置一微透鏡122，在濾光片118上設(shè)置一微透鏡124且在濾光片120上設(shè)置一微透鏡126。微透鏡使入射光聚焦在光敏元件上以使得微透鏡122使入射光聚焦至光敏元件102、微透鏡124使入射光聚焦至光敏元件104且微透鏡126使入射光聚焦至光敏元件106?？墒褂萌我贿m合沉積、蝕刻或遮蔽技術(shù)，以及平面化、加熱、回流、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體加強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)或其他適合技術(shù)等來(lái)設(shè)置微透鏡以及濾光片及鈍化層。
[0036]在常規(guī)圖像傳感器中，像素堆迭中的多個(gè)層是大致平坦且將濾光片設(shè)置在該平坦部分上。使濾光片設(shè)置在金屬導(dǎo)體之間的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于:入射光必須傳播到達(dá)光敏元件的距離小于常規(guī)圖像傳感器的距離。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例移除介電材料的金屬導(dǎo)體之間的部分的情形下，濾光片離基板的表面更近且光自濾光片傳播至基板的距離因此更小。
[0037]在所示的實(shí)施例中，將濾光片顯示為設(shè)置在第三金屬層上的M3金屬導(dǎo)體之間。然而，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可將濾光片設(shè)置在任一金屬層上的金屬導(dǎo)體之間，舉例而言，諸如離基板最近的金屬層。即，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可將濾光片設(shè)置在第一金屬層上的Ml金屬導(dǎo)體之間。另一選擇稱，第一及第二金屬層是任選，且圖像傳感器可僅具有一單個(gè)金屬層，其中一個(gè)或多個(gè)濾光片設(shè)置在金屬導(dǎo)體之間。
[0038]注意，在圖1中濾光片與鈍化層114的表面齊平。圖2是一圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一替代實(shí)施例以一圖案配置在一圖像傳感器200中一光敏元件陣列上方的自對(duì)準(zhǔn)濾光片的側(cè)視圖，其中這種濾光片具有設(shè)置在鈍化層114上的凸緣。在所示的實(shí)施例中，圖像傳感器200包含如上文所述的介電材料108、基板101、介電材料110、介電材料112、M1金屬導(dǎo)體、M2金屬導(dǎo)體、M3金屬導(dǎo)體及鈍化層114。同樣如上文所述，可移除M3金屬導(dǎo)體之間的介電材料112，且可在M3金屬導(dǎo)體及剩余介電材料112上設(shè)置鈍化層114。在M3金屬導(dǎo)體之間將濾光片設(shè)置在鈍化層114上并使其與光敏元件對(duì)準(zhǔn)以使得濾光片116與光敏元件102對(duì)準(zhǔn)、濾光片118與光敏元件104對(duì)準(zhǔn)且濾光片120與光敏元件106對(duì)準(zhǔn)。
[0039]在圖2中所示的實(shí)施例中，濾光片116具有一凸緣217，濾光片118具有一凸緣219且濾光片120具有一凸緣221。這種凸緣設(shè)置在設(shè)置于M3金屬導(dǎo)體上的鈍化層114的部分上。
[0040]對(duì)于某些實(shí)施例，濾光片可延伸至金屬3層與基板101的表面之間的任一點(diǎn)，諸如其可延伸至金屬2層或至金屬I層。另一選擇為，濾光片可延伸遠(yuǎn)至基板101之表面。
[0041]圖3是一圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例以一圖案配置在一圖像傳感器300中一光敏元件陣列上方的自對(duì)準(zhǔn)濾光片的側(cè)視圖，其中這種濾光片大致延伸至基板101的表面。在所示的實(shí)施例中，圖像傳感器300包含如上文所述的介電材料108、基板101、介電材料110、介電材料112、M1金屬導(dǎo)體、M2金屬導(dǎo)體、M3金屬導(dǎo)體及鈍化層114。同樣如上文所述，可移除M3金屬導(dǎo)體之間的介電材料112，且可在M3金屬導(dǎo)體及剩余介電材料112上設(shè)置鈍化層114。
[0042]在M3金屬導(dǎo)體之間將濾光片設(shè)置于鈍化層114上并使其與光敏元件對(duì)準(zhǔn)以使得一濾光片316與光敏元件102對(duì)準(zhǔn)、一濾光片318與光敏元件104對(duì)準(zhǔn)且一濾光片320與光敏元件106對(duì)準(zhǔn)。在圖3中所示的實(shí)施例中，濾光片316、318及320大致延伸至半導(dǎo)體基板101的表面。
[0043]對(duì)于某些實(shí)施例，具有凸緣的濾光片可延伸至金屬3層與基板101的表面之間的任一點(diǎn)，諸如其可延伸至金屬2層或至金屬I層。另一選擇為，濾光片可延伸遠(yuǎn)至基板101的表面。
[0044]圖4是一圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例以一圖案配置在一圖像傳感器400中一光敏元件陣列上方的自對(duì)準(zhǔn)濾光片的側(cè)視圖，其中這種濾光片具有凸緣且這種濾光片大致延伸至基板101的表面。在所示的實(shí)施例中，圖像傳感器400包含如上文所述的介電材料108、基板101、介電材料110、介電材料112、M1金屬導(dǎo)體、M2金屬導(dǎo)體、M3金屬導(dǎo)體及鈍化層114。同樣如上文所述，可移除M3金屬導(dǎo)體之間的介電材料112，且可在M3金屬導(dǎo)體及剩余介電材料112上設(shè)置鈍化層114。
[0045]在M3金屬導(dǎo)體之間將濾光片設(shè)置于鈍化層114上并使其與光敏元件對(duì)準(zhǔn)以使得具有一凸緣417的一濾光片416與光敏元件102對(duì)準(zhǔn)、具有一凸緣419的一濾光片418與光敏元件104對(duì)準(zhǔn)且具有一凸緣421的一濾光片420與光敏元件106對(duì)準(zhǔn)。在圖3中所示的實(shí)施例中，濾光片416、418及420大致延伸至半導(dǎo)體基板101的表面。
[0046]圖5是一圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一替代實(shí)施例以一圖案配置在一圖像傳感器500中一光敏元件陣列上方的自對(duì)準(zhǔn)彩色濾光片的側(cè)視圖，其中這種濾光片在第三金屬層上方設(shè)置于M3金屬導(dǎo)體之間的一間隙中。在所示的實(shí)施例中，將介電材料108設(shè)置在基板101上，將介電材料110設(shè)置在介電材料108上且將介電材料112設(shè)置在介電材料110上。同樣在所示的實(shí)施例中，將Ml金屬導(dǎo)體設(shè)置在介電材料108中且將2金屬導(dǎo)體設(shè)置在介電材料110中。
[0047]在所示的實(shí)施例中，將一介電材料512設(shè)置在M3金屬導(dǎo)體上及介電層110上。對(duì)于某些實(shí)施例，可使用氧化硅(S12)的高密度等離子體(HDP)化學(xué)氣相沉積(CVD)將介電材料512設(shè)置在M3金屬導(dǎo)體上。高密度等離子體(HDP)化學(xué)氣相沉積(CVD)可將硅烷(SiH4)氣體及氧氣用作反應(yīng)物進(jìn)行氬濺射。沉積及濺射蝕刻可同時(shí)發(fā)生。所得的M3金屬導(dǎo)體上的介電材料512的橫截面可是三角形或梯形形狀540、542及544，且沉積在M3金屬導(dǎo)體之間的介電材料512可是大致平坦或平面。沉積厚度或沉積/濺射比率將確定介電材料512的剖面。在所示的實(shí)施例中，在M3金屬導(dǎo)體之間的介電材料512中存在一微小凹陷?？墒褂酶酁R射以達(dá)成M3金屬導(dǎo)體之間的介電材料512的該凹陷部分。
[0048]在所示的實(shí)施例中，一鈍化層514設(shè)置在介電材料512的三角形/梯形540、542及544上。鈍化層還設(shè)置在介電材料512的位于M3金屬導(dǎo)體之間的平面部分上。鈍化層514可是氮化硅(Si2N3)或適合于鈍化的其他材料。
[0049]在所示的實(shí)施例中，將一濾光片516及一微透鏡520設(shè)置在由介電材料512的三角形/梯形540及鈍化層514形成的一峰550與由介電材料512的三角形/梯形542及鈍化層514形成的一峰552之間。濾光片516(及微透鏡520)在光敏元件104上方自對(duì)準(zhǔn)。對(duì)于某些實(shí)施例，濾光片516的形狀用于使入射光更轉(zhuǎn)向光敏元件104。此外，鈍化層514可具有一高于濾光片516的折射率的折射率。折射率差異亦可有助于使光進(jìn)一步轉(zhuǎn)向光敏元件104。微透鏡522可使入射光聚焦在濾光片516上且向下到達(dá)光敏元件104。
[0050]在所示的實(shí)施例中，將一濾光片518及一微透鏡522設(shè)置在由介電材料512的三角形/梯形542及鈍化層514形成的一峰552與由介電材料512的三角形/梯形544及鈍化層514形成的一峰554之間。濾光片518(及微透鏡522)在光敏元件106上方自對(duì)準(zhǔn)。對(duì)于某些實(shí)施例，濾光片518的形狀用于使入射光更轉(zhuǎn)向光敏元件106。此外，鈍化層514可具有一高于濾光片518的折射率的折射率。折射率差異亦可有助于使光進(jìn)一步轉(zhuǎn)向光敏元件106。微透鏡522可使入射光聚焦在濾光片518上且向下到達(dá)光敏元件106。
[0051 ]當(dāng)然，圖像傳感器500可具有其他峰，諸如峰549?？蓪⒁粸V光片515及一微透鏡519設(shè)置在峰549與峰550之間。
[0052]對(duì)于某些實(shí)施例，圖像傳感器500可具有一設(shè)置在這種峰之間的微透鏡上的襯墊氧化物材料530 ο可使用化學(xué)機(jī)械平面化(CMP)技術(shù)來(lái)使圖像傳感器500表面平面化。
[0053]使濾光片設(shè)置在峰之間并在其相應(yīng)光敏元件上方對(duì)準(zhǔn)的一優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)峰產(chǎn)生的漏斗狀間隙可形成入射光的一更大開口。此可改良了圖像傳感器500的光收集及靈敏度。
[0054]可使用硬件、軟件或其一組合實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例。在使用軟件的實(shí)施方案中，可將軟件或機(jī)器可讀數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在一機(jī)器可存取媒體上。該機(jī)器可讀數(shù)據(jù)可用于致使一(舉例而言)諸如一處理器(未顯示)的機(jī)器執(zhí)行本文中的方法及處理。一機(jī)器可讀媒體包含可適于以一機(jī)器(例如，一電腦、網(wǎng)絡(luò)裝置、個(gè)人數(shù)字助理、制造工具、任一具有一組一個(gè)或多個(gè)處理器的裝置等)可存取的形式儲(chǔ)存及/或傳輸信息的任一機(jī)構(gòu)。舉例而言，一機(jī)器可讀媒體包含可讀式及不可讀式媒體(例如，只讀(ROM)、隨機(jī)存取(RAM)、磁盤儲(chǔ)存媒體、光儲(chǔ)存媒體、閃存裝置等)。
[0055]不應(yīng)將下文權(quán)利要求書中所用術(shù)語(yǔ)解釋為將本發(fā)明的實(shí)施例限定于說(shuō)明書及權(quán)利要求書中所揭示的具體實(shí)施例。相反，本發(fā)明的實(shí)施例的范疇將完全由下文權(quán)利要求書來(lái)確定，而權(quán)利要求書應(yīng)根據(jù)權(quán)利要求書詮釋所確立的原則來(lái)加以解釋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種圖像傳感器，包括: 半導(dǎo)體基板，其具有一設(shè)置在其中的光敏元件； 介電材料，其設(shè)置在該半導(dǎo)體基板上； 多個(gè)金屬導(dǎo)體層，其設(shè)置在該介電材料中； 間隙，其形成于該介電材料中延伸穿過(guò)多個(gè)金屬導(dǎo)體層，該間隙與該光敏元件對(duì)準(zhǔn)，該間隙的橫截面是矩形； 鈍化層，其設(shè)置在所述介電材料和多個(gè)金屬導(dǎo)體層之上；以及 多個(gè)濾光片，每一個(gè)濾光片設(shè)置在所述鈍化層之上且在該間隙中以使得該濾光片在該光敏元件上方自對(duì)準(zhǔn)； 其中，所述濾光片包括直接設(shè)置于所述鈍化層的平坦表面上的凸緣； 其中，該間隙延伸至該半導(dǎo)體基板的表面，且 其中，該鈍化層延伸至該間隙中至該基板的表面以使得該濾光片僅通過(guò)該鈍化層與該光敏元件分離； 其中，所述多個(gè)濾光片大致延伸至所述半導(dǎo)體基板的表面； 其中，微透鏡被設(shè)置在所述濾光片上。2.如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其中該濾光片包括彩色濾光片。3.—種用于制造圖像傳感器的方法，包括: 在半導(dǎo)體基板中形成光敏元件； 在該半導(dǎo)體基板上沉積多個(gè)金屬層，多個(gè)金屬層包含多個(gè)形成于介電材料內(nèi)的多個(gè)金屬導(dǎo)體層； 在該介電材料中形成延伸穿過(guò)多個(gè)金屬導(dǎo)體層的間隙，該間隙與該光敏元件對(duì)準(zhǔn)，該間隙的橫截面是矩形； 在所述介電材料和多個(gè)金屬導(dǎo)體層之上設(shè)置鈍化層；以及 在所述鈍化層之上且在該間隙中設(shè)置多個(gè)濾光片以使得所述濾光片與該光敏元件對(duì)準(zhǔn)； 其中，所述濾光片包括直接設(shè)置于所述鈍化層的平坦表面上的凸緣， 其中，該間隙延伸至該半導(dǎo)體基板的表面，且 其中，該鈍化層延伸至該間隙中至該基板的表面以使得該濾光片僅通過(guò)該鈍化層與該光敏元件分離； 其中，所述多個(gè)濾光片大致延伸至所述半導(dǎo)體基板的表面； 其中，微透鏡被設(shè)置在所述濾光片上。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其進(jìn)一步包括在該濾光片上形成微透鏡。
【文檔編號(hào)】H01L27/146GK105895651SQ201610331176
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2009年2月4日
【發(fā)明人】戴幸志, D·毛, V·韋內(nèi)齊亞, 錢衛(wèi)東, A·沙阿, H·E·羅茲
【申請(qǐng)人】美商豪威科技股份有限公司