[發明專利]在成像器的陷入區中提供均勻濾色片的方法及裝置

無效

• 申請號: 200680050829.6
• 申請日: 2006-12-29
• 公開（公告）號: CN101356647A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 烏爾里希·C·伯蒂格
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 王允方

技術領域

本發明通常涉及固態成像器件，且更特定而言涉及實施用以減少固態成像器件的堆疊高度的方法及裝置。

背景技術

存在許多不同類型的基于半導體的成像器，其包括電荷耦合器件(CCD)、光電二極管陣列、電荷注入器件(CID)、混合焦平面陣列及互補金屬氧化物半導體(CMOS)成像器。固態成像器的目前應用包括相機、掃描器、機器視覺系統、車輛導航系統、視頻電話、計算機輸入器件、監視系統、自動聚焦系統、星體追蹤器、運動檢測器系統、圖像穩定系統及其它圖像獲取與處理系統。

CMOS成像器為眾人熟知。CMOS圖像論述于(例如)尼克松(Nixon)等人的“256x256?CMOS有源像素傳感器芯片級相機(256x256?CMOS?Active?Pixel?SensorCamera-on-a-Chip)”中，IEEE固態電路學刊，第31(12)卷，第2046-2050頁(1996)；曼迪斯(Mendis)等人的“CMOS有源像素圖像傳感器(CMOS?Active?Pixel?ImageSensors)”，IEEE電子器件匯刊，第41(3)卷，第452-453頁(1994)；且還揭示于美國專利第6,140,630、6,204,524、6,310,366、6,326,652、6,333,205和6,326,868號中；所述專利讓與美光科技公司(Micron?Technology，Inc.，)且其整個揭示內容以引用的方式并入本文中。

固態成像器件包括像素單元陣列，其通過光學透鏡將所接收光能轉換為電信號。每一像素單元含有光電傳感器，其用于將所接收圖像的相應部分轉換為電信號。處理由所述光電傳感器陣列產生的電信號以呈現數字圖像。

在CMOS成像器中，像素單元的有源元件執行以下必須功能：(1)光子到電荷的轉換；(2)圖像電荷的累積；(3)伴隨著電荷放大，將電荷轉移到浮動擴散區；(4)重置浮動擴散區到已知狀態；(5)選擇像素單元用于讀出；和(6)輸出并放大表示像素單元電荷的信號。可在光電荷從所述初始電荷累積區向所述浮動擴散區移動時，放大所述光電荷。通常通過源極隨耦器輸出晶體管將所述浮動擴散區處的電荷轉換為像素輸出電壓。

為檢測色彩，必須分離并收集入射光的光譜成分。在成像器芯片頂部的吸收濾色片陣列(CFA)目前是用于在固態成像器(例如CCD或CMOS成像器)中色彩檢測的主導技術。在典型成像器布局中，作為像素堆疊的一部分堆疊微透鏡與CFA。為減少所述像素堆疊高度并使所述微透鏡與CFA更接近光電傳感器，可將所述CFA降低到所述成像器內的陷入區域中。然而，問題是如果所述陷入深度超過CFA膜的厚度，那么典型的平面化方法(即化學機械平面化(CMP))不再直接適用于改進所述像素陣列上的CFA的平面性。

因此，需要另一種方法及裝置，其針對當陷入區域深度超過CFA膜的厚度時的情況在成像器中的陷入區域內提供均勻濾色片陣列并改進陷入式CFA的平面性。

發明內容

本發明提供一種用于改進在具有內嵌區的像素陣列上的陷入式CFA的平面性的方法及裝置。本發明方法包含以下步驟：在光電轉換器件上形成多個已制造層；在所述多個已制造層的至少一者內蝕刻溝槽；在所述溝槽的一部分內應用濾色片；用光致抗蝕劑來填充所述溝槽的剩余部分；平面化所述光致抗蝕劑表面；以及回蝕所述光致抗蝕劑與濾色片直到在所述濾色片中存在均勻厚度。如果需要，可通過適當抗蝕劑掩模來遮掩所述蝕刻從而保護所述陷入區周圍的鈍化層。

附圖說明

根據下面參考附圖而提供的實例性實施例的詳細說明，本發明的前述及其它優點與特征會更明了，其中：

圖1顯示跟據本發明的實例性實施例所構造的圖像傳感器像素陣列的橫截面圖；

圖2是跟據本發明的實例性實施例含有關于濾色片陣列形成工藝的步驟的方法的框圖；

圖2A顯示跟據本發明的實例性實施例的第一步驟的濾色片陣列結構；

圖2B顯示跟據本發明的實例性實施例的第二步驟的濾色片陣列結構；

圖2C顯示跟據本發明的實例性實施例的第三步驟的濾色片陣列結構；

圖2D顯示跟據本發明的實例性實施例的第四步驟的濾色片陣列結構；

圖3顯示跟據本發明的其它實例性實施例所構造的圖像傳感器像素的橫截面圖；

圖4顯示跟據本發明的實例性實施例所構造的一CMOS圖像傳感器；及

圖5顯示并入跟據本發明的實例性實施例所構造的至少一個成像器的處理器系統。

具體實施方式