[發明專利]具有聚焦互連的圖像傳感器

有效

• 申請號: 200980120176.8
• 申請日: 2009-05-12
• 公開（公告）號: CN102047427A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 野崎秀俊
• 申請（專利權）人: 美商豪威科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 李玲

本發明一般涉及成像電路，特別地但非排他地涉及圖像傳感器。

背景技術

集成電路已被研發以減小用于實現電路系統的組件的尺寸。舉例來說，集成電路已使用越來越小的設計部件，這些部件減小了用于實現該電路系統的面積，使得設計部件現在遠小于可見光的波長。隨著作為感測陣列的部分的圖像傳感器和單個像素的尺寸的日益減小，更有效地捕捉照射該感測陣列的入射光是重要的。因此，更有效地捕捉入射光有助于維持或改善被尺寸越來越小的感測陣列所捕捉的電子圖像的質量。

附圖簡述

參考附圖而描述本發明的非限制性和非窮舉的實施例，在全部附圖中相同附圖標記代表相同部分，除非另外指明。

圖1是樣本前端照明(FSI)圖像傳感器100的側視圖；

圖2是圖像傳感器的樣本傳感器陣列的俯視圖；

圖3是樣本圖像傳感器的樣本像素的截面圖；

圖4是穿過具有不同孔的多種像素的光波的橫截面圖；

圖5是樣本圖像傳感器的另一樣本像素的橫截面圖；

圖6是具有通過三個金屬層形成的具有孔的像素的橫截面圖；以及

圖7是具有通過具有斜邊的兩個金屬層形成的孔的樣本像素的橫截面圖。

詳細描述

本文將描述一種圖像傳感器反射器的實施例。在如下的描述中，將陳述一些具體細節以徹底理解這些實施例。然而，本領域技術人員將了解本文描述的這些技術可在沒有一個或更多個這些具體細節的情況下實施，或使用其它方法、組件、材料等實施。在其它實例中，未詳細示出或描述公知的結構、材料或操作以避免混淆某些方面。

在本說明書通篇中，對“一個實施例”或“一實施例”的引用意味著相關于該實施例描述的特定特征、結構或特性被包含于本發明的至少一個實施例中。因此，在本說明書通篇的多個地方出現的短語“在一個實施例中”或“在一實施例中”并不一定全都指代同一個實施例。此外，這些特定特征、結構或特性可以任何適當方式組合于一個或更多個實施例中。本文中使用的術語“或”通常意味著包含性功能的含義，諸如“和/或”。

一般而言，集成電路包括多種應用所采用的電路系統。這些應用使用諸如邏輯器件、成像器(包括CMOS和CCD成像器)及存儲器(諸如DRAM及基于NOR及基于NAND的閃存器件)的廣泛的多種器件。這些器件通常將晶體管用于多種功能，包括信號的開關和放大。

晶體管通常通過在硅襯底上執行的光刻工藝而形成于集成電路中。這些工藝包括諸如以下的步驟：將光刻抗蝕劑層涂敷于襯底，利用光(包括深紫外光波長)將該光刻抗蝕劑層曝光為一圖案，通過蝕刻去除抗蝕劑層的被曝光部(或未被曝光部，這取決于所使用的是正性光抗蝕劑還是負性光抗蝕劑)，并通過(例如)沉積或注入附加材料來整飾被曝光結構以形成用于電子組件(包括晶體管)的多種結構。

術語“襯底”包括使用基于硅、硅-鍺、鍺、砷化鎵及其類似物的半導體形成的襯底。術語襯底也可指代在該襯底上執行以在襯底中形成區域和/或結的先前工藝步驟。術語襯底也可包括多種技術，諸如摻雜和未摻雜半導體、硅外延層及在該襯底上形成的其他半導體結構。

可執行化學機械平坦化(CMP)以呈現適于形成額外結構的被調整襯底的表面。這些額外結構可通過執行額外處理步驟(諸如以上介紹的工藝)而增添于該襯底。

隨著作為感測陣列的一部分的個別像素中的圖像傳感器的尺寸日益縮減，多種設計企圖更有效地捕捉照射感測陣列的入射光。例如，像素的光感測元件的面積(諸如光電二極管區域)通常通過在每個像素上方(或下方)設置一微透鏡而最大化，以使得入射光更好地被聚焦于光感測元件之上。通過微透鏡聚焦光企圖捕捉正常將入射于像素中的光感測組件占用的區域外(并因此損耗和/或“泄漏”至其它非所需像素)的光。

根據本發明，不同層級的金屬互聯線的邊緣被用來將來自一被照明對象的入射光聚焦至一圖像傳感器的像素的感光區域上。至少兩層級的金屬可用以聚焦入射光。兩層級的金屬可以是位于感光區域與被成像對象之間的用于互連的金屬層和/或用于任何其它目的的金屬。

為了說明，圖1是示出在圖像傳感器100中的以一圖案設置于感光元件的陣列上的樣本濾光器的側視圖。為簡化起見，該圖解未按比例繪制。一般而言，圖像傳感器100包括以二維行和列的陣列設置在襯底101上的若干感光元件。圖1示出三個感光元件102、104及106，它們被顯示為光電二極管區域102、104及106。該陣列可包括上百或上千行和/或列，甚至更多。此外，該陣列可具有不同于直線列和行的配置。

襯底101可以是半導體襯底。對于某些實施例，襯底101是摻雜的硅襯底。