[發(fā)明專利]圖像傳感器和其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710302347.1
• 申請日: 2007-12-25
• 公開（公告）號: CN101221964A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 尹盈提
• 申請（專利權(quán)）人: 東部高科股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L21/822
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 蔡勝有;王春偉

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及圖像傳感器及其制造方法。

背景技術(shù)

通常，圖像傳感器是將光學圖像轉(zhuǎn)化為電信號的半導體器件。電荷耦合器件(CCD)和互補金屬氧化物半導體器(CMOS)圖像傳感器是典型的現(xiàn)有技術(shù)圖像傳感器。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖像傳感器制造方法在圖像傳感器的微透鏡之間形成間隙。聚焦在特定微透鏡上的光可通過對應于微透鏡和相鄰微透鏡之間的間隙的區(qū)域漏出，并進入相鄰的光電二極管。漏出的光導致光學串擾和混色，從而使色純度下降。結(jié)果，光電二極管的圖像質(zhì)量變差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實施方案提供圖像傳感器及其制造方法，其用于通過防止穿過微透鏡的光漏入微透鏡之間的間隙而改善光電二極管的圖像質(zhì)量。

在一個實施方案中，圖像傳感器包括：在半導體襯底的像素區(qū)域中的用于產(chǎn)生對應于入射光的電信號的光電二極管區(qū)域，具有第一光電二極管、第二光電二極管和第三光電二極管；具有對應于第一到第三光電二極管邊界的溝槽的絕緣層結(jié)構(gòu)；通過填充溝槽用于防止光通過溝槽的防止漏光單元；在絕緣層結(jié)構(gòu)上的對應于第一到第三光電二極管的濾色器；和在濾色器上的對應于每個濾色器的微透鏡。

在另一個實施方案中，制造圖像傳感器的方法可包括：在半導體襯底的像素區(qū)域中形成光電二極管區(qū)域，用于產(chǎn)生對應于入射光的電信號，包括第一光電二極管、第二光電二極管和第三光電二極管；通過在第一到第三光電二極管上形成絕緣層以覆蓋第一到第三光電二極管，在所述絕緣層上涂敷光刻膠膜，和在通過使用光刻膠膜圖案化所述絕緣層以在第一到第三光電二極管的邊界處形成溝槽，從而形成絕緣層結(jié)構(gòu)；通過在絕緣層結(jié)構(gòu)上沉積填隙材料從而在溝槽中形成防止漏光單元；在絕緣層結(jié)構(gòu)上形成對應于第一到第三光電二極管的濾色器；和在濾色器上形成對應于每個濾色器的微透鏡。

一個或多個實施方案的細節(jié)闡述在附圖和以下的詳細說明中。其他特征將由說明書、附圖和權(quán)利要求中顯而易見。

附圖說明

圖1是根據(jù)一個實施方案的圖像傳感器的橫截面圖。

圖2是圖1所示光電二極管區(qū)域的俯視圖。

圖3A和圖3B是說明在光電二極管區(qū)域上形成絕緣層結(jié)構(gòu)的方法的橫截面圖。

圖4是說明在絕緣層結(jié)構(gòu)上形成防止漏光單元的方法的橫截面圖。

圖5是說明在絕緣層結(jié)構(gòu)上形成濾色器結(jié)構(gòu)的方法的橫截面圖。

圖6是說明在濾色器上形成平坦化層的方法的橫截面圖。

圖7是說明在平坦化層上形成微透鏡的方法的橫截面圖。

具體實施方式

以下，將參考附圖詳細說明根據(jù)實施方案的圖像傳感器和其制造方法。

在實施方案的說明中，應理解當層(或膜)稱為在另一層或襯底‘上’的時候，其可以直接在另一層或襯底上，或也可存在插入的層。此外，應理解當層被稱為在另一個層“下”的時候，其可以直接在另一層下，也可存在一個或多個插入的層。另外，也應理解當層稱為在兩層‘之間′的時候，其可以為兩層之間的僅有的層，或也可存在一個或多個插入的層。

圖1是根據(jù)一個實施方案的圖像傳感器的橫截面圖，圖2是圖1所示光電二極管區(qū)域的俯視圖。根據(jù)該實施方案的圖像傳感器300可包括光電二極管區(qū)域100、絕緣層結(jié)構(gòu)150、防止漏光單元160、濾色器200、平坦化層210、和微透鏡250。

在半導體襯底10的像素區(qū)域中形成光電二極管區(qū)域100，并產(chǎn)生對應于進入的光的電信號。光電二極管區(qū)域100包含第一光電二極管102、第二光電二極管104、和第三光電二極管106。

參考圖2，第一到第三光電二極管102、104和106中的每個包含用于感測光量的光電二極管PD、轉(zhuǎn)移晶體管Tx、重置晶體管Rx、選擇晶體管Sx、和存取晶體管Ax。轉(zhuǎn)移晶體管的漏極用作作為浮動擴散層FD。

再次參考圖1，絕緣層結(jié)構(gòu)150包括用于使具有覆蓋半導體襯底10的多層結(jié)構(gòu)的線(未顯示)絕緣的絕緣層152，在所述半導體襯底10上形成有三個光電二極管102、104和106。在對應于第一到第三光電二極管102、104和106之間邊界的區(qū)域中在絕緣層152的頂表面中，以預定寬度w和深度d形成溝槽154。

在一個實施方案中，絕緣層152可包含氮化物。例如，絕緣層152可包含光折射率約1.9～2.0的SiN。絕緣層152的厚度可以為約200～300nm。可以通過例如物理氣相沉積、化學氣相沉積(CVD例如低壓CVD、高密度等離子體CVD或等離子體增強的CVD)、或毯覆式沉積的方法形成絕緣層152。