[發(fā)明專利]用于制造分離彩色濾光片的側(cè)壁間隔物及對應(yīng)圖像傳感器的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780016627.4
• 申請日: 2007-03-30
• 公開（公告）號: CN101438411A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 里夏德·D·霍爾舍;烏爾里希·C·伯蒂格
• 申請（專利權(quán)）人: 美光科技公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L31/0216
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王允方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于固態(tài)圖像傳感器的彩色濾光片，且具體來說，涉及一種具有使各個色彩彼此隔離的結(jié)構(gòu)的彩色濾光片陣列及其形成方法。

背景技術(shù)

固態(tài)圖像傳感器(也稱為成像器)是在二十世紀(jì)六十年代晚期及二十世紀(jì)七十年代早期開發(fā)的，主要用于電視圖像獲取、傳輸及顯示。成像器吸收特定波長的入射輻射(例如光量子、X射線或類似物)，并產(chǎn)生對應(yīng)于所吸收的輻射的電信號。存在許多不同類型的基于半導(dǎo)體的成像器，包括電荷耦合裝置(CCD)、光電二極管陣列、電荷注入裝置(CID)、混合焦平面陣列及CMOS成像器。固態(tài)成像器的當(dāng)前應(yīng)用包括相機、掃描儀、機器視覺系統(tǒng)、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、天體追蹤儀及運動檢測器系統(tǒng)等等。

這些成像器通常由含光電傳感器的像素陣列組成，其中在將圖像聚焦在所述陣列上時，每一像素產(chǎn)生一信號，所述信號對應(yīng)于撞擊其光電傳感器的光的強度。接著，例如可存儲這些信號，以用于稍后的顯示、印刷或分析或以其它方式用于提供關(guān)于光學(xué)圖像的信息。所述光電傳感器通常是光電晶體管、光電門或光電二極管。因此，每一像素所產(chǎn)生的信號的量值與撞擊在光電傳感器上的光的量成比例。

為了允許所述光電傳感器俘獲彩色圖像，所述光電傳感器必須能夠單獨檢測(例如)紅色(R)光子、綠色(G)光子及藍色(B)光子。因此，每一像素必須僅對一種色彩或光譜帶敏感。為此，彩色濾光片陣列(CFA)一般放置于像素前面，使得每一像素測量其相關(guān)聯(lián)濾光片的色彩的光。因而，彩色成像器的每一像素根據(jù)特定圖案而覆蓋有紅色、綠色或藍色濾光片。

彩色濾光片陣列一般布置成紅色、綠色及藍色濾光片的鑲嵌連續(xù)圖案(稱為拜耳濾光片圖案)。所述拜耳濾光片圖案是以連續(xù)行而四重排序，所述行交替著紅色及綠色濾光片，然后為綠色及藍色濾光片。因而，每一紅色濾光片由四個綠色及四個藍色濾光片包圍，而每一藍色濾光片由四個紅色及四個綠色濾光片包圍。相比之下，每一綠色濾光片由兩個紅色、四個綠色及兩個藍色濾光片包圍。重點強調(diào)綠色濾光片是由于人類視覺響應(yīng)，其在可見光譜的550納米(綠色)波長區(qū)域中到達最大敏感度。授予拜耳的第3,971,065號美國專利描述拜耳圖案彩色濾光片陣列。

為形成彩色濾光片陣列，通常使用負光致抗蝕劑，其含有彩色顏料。所述拜耳圖案需要在鈍化層上印刷并圖案化三個負光致抗蝕劑層，每一層具有一相應(yīng)色彩。各個彩色濾光片在所計算的彩色濾光片陣列中相鄰。

然而，所述負光致抗蝕劑具有較差的分辨率，并遭受收縮及較差的平面性，其影響彩色濾光片陣列的光學(xué)屬性。而且，當(dāng)圖案化光致抗蝕劑層時，必須在襯底上使用透明膜，使得曝光工具可透過所述膜在像素上方對準(zhǔn)所述圖案，以便分離所述彩色濾光片元件。

此方法的另一缺點在于，通常在形成彩色濾光片層之前會曝光接合墊。因而，用于形成彩色濾光片層的化學(xué)物質(zhì)可變得被截留在接合墊區(qū)域中，并引起可靠性問題且腐蝕接合墊金屬化。

此外，當(dāng)印刷光致抗蝕劑時，沒有任何層使彩色濾光片元件彼此分離以在像素之間阻擋散射光，從而導(dǎo)致光學(xué)串?dāng)_。

因此，需要并期望一種用于彩色濾光片陣列的改進結(jié)構(gòu)，其更有效并更準(zhǔn)確地界定彩色濾光片陣列色彩并提供改進的光學(xué)串?dāng)_及改進的色彩分離，且使得添加的制造工藝復(fù)雜性及/或制造成本的增加減到最小。還需要一種制造表現(xiàn)出這些改進的彩色濾光片陣列的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的示范性實施例提供一種具有彩色濾光片元件陣列的成像器，其中在彩色濾光片元件之間提供間隔物。所述間隔物可使色彩彼此分離(尤其在制造期間)，以更準(zhǔn)確地界定彩色濾光片陣列色彩。此外，所述間隔物可由不透明材料組成，以用作包圍像素的光阻擋物，從而減小像素之間的光學(xué)串?dāng)_。所述間隔物材料還可用作覆蓋像素陣列外部的外圍電路的光阻擋物。

還提供形成彩色濾光片陣列的方法。在一個示范性方法實施例中，通過形成界定每一彩色濾光片元件的區(qū)域的間隔物來產(chǎn)生彩色濾光片陣列，以便分離色彩并減小光學(xué)串?dāng)_。在間隔物所界定的區(qū)域中提供所述彩色濾光片元件。

附圖說明

根據(jù)以下結(jié)合附圖所提供的詳細描述以及所說明的本發(fā)明的示范性實施例，將更明白本發(fā)明的這些及其它特征及優(yōu)點，附圖中：

圖1說明根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)造的彩色濾光片陣列的示范性實施例的橫截面圖；

圖2A說明用于制造根據(jù)本發(fā)明的一個示范性實施例的彩色濾光片陣列的第一處理階段的橫截面圖；

圖2B說明在圖2A所示的階段之后的處理階段的橫截面圖；

圖2C說明在圖2B所示的階段之后的處理階段的橫截面圖；