[發明專利]成像裝置

有效

• 申請號: 201380025543.2
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN104303305B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 岡崎裕美;內山正之;渡邊一史
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 焦玉恒

所提供的是用于提供固態圖像傳感器(30)的系統和方法。更特別地，提供抑制顏色混合的圖像傳感器(30)。而且，本公開的實施例為產生光阻擋特征(32)而避免產生應力集中。更具體而言，本公開的實施例為采用基板(44)中形成的溝槽產生光阻擋結構(32)而設置為使得沒有兩個溝槽彼此相交。

技術領域

本公開涉及攝像元件和攝像裝置，特別涉及抑制由攝像元件獲得的圖像信號的顏色混合(color mixing)且提高圖像信號的S/N比的攝像元件和攝像裝置。

背景技術

互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器(在下文稱為CIS)用作例如數字相機和數字攝像機中的攝像元件。隨著CIS的像素數的增加以及光學尺寸的減小，像素尺寸減小且像素密度增加。

減小像素尺寸和提高像素密度后，單元像素的靈敏度降低且存在信號-噪聲(S/N)比降低和圖像質量劣化的可能性。另外，因為減小了相鄰像素之間的距離，所以存在這樣的可能性：期望僅接收特定波長范圍(例如，綠光)內光的像素將接收其它波長范圍內的光(例如，紅光或藍光)并且發生顏色混合，這導致顏色再現性的下降。

為了解決上述問題，已經提出了一種背照式CIS，其中柵格狀光屏蔽材料設置為在相鄰像素之間延伸。在該背照式CIS中，光在后表面上入射，該后表面在與形成有配線層的前表面相對的側上，并且入射光到達硅(Si)基板的光敏二極管(PD)區域而不受到配線層的阻擋。因此，可抑制單位像素靈敏度的降低。

另外，傾斜入射的光由設置為在相鄰像素之間延伸的柵格狀光屏蔽材料反射，并且抑制該傾斜入射的光入射在除了希望其上入射光的像素之外的像素上。結果，可減少顏色混合，并且可抑制顏色再現性的降低。

發明內容

本公開提供一種攝像元件，其中可抑制圖像信號的顏色混合，可提高圖像信號的S/N比，并且像素尺寸的減小和像素密度的增加可達到實際上可應用的水平。

根據本公開的實施例，所提供的攝像裝置包括基板、形成在基板中的多個像素以及形成在基板中且至少部分地在多個像素中包括的成對像素之間延伸的多個溝槽。根據本公開的實施例，多個溝槽中的至少兩個溝槽沿著在多個像素之間延伸的至少第一線形成。根據其它實施例，沒有兩個溝槽彼此交叉(cross)。

該裝置可另外包括填充多個溝槽的基板光屏蔽材料。根據進一步的實施例，多個像素中的至少一個像素不完全由基板光屏蔽材料圍繞。基板光屏蔽材料還可限定基本上圍繞多個像素中每個像素的周界，并且相對于多個像素中的每個像素、在由基板光屏蔽材料形成的周界中存在至少一個間隙。

該攝像裝置還可包括上層光屏蔽材料。上層光屏蔽材料和基板光屏蔽材料可由包括但不限于氧化硅、氧化鈦、氮化硅、氧化鋁氧化鉭或氧化鉿的絕緣材料制成，或者由包括但不限于鎢、鋁、氮化鈦、鈦或銅的金屬材料制成。

根據至少某些實施例，至少兩個溝槽形沿著在多個像素之間延伸的至少第二線形成。第一線可平行于或垂直于第二線。根據其它的實施例，多個像素設置成行和列，其中第一線在兩行相鄰像素或兩列相鄰像素之間延伸。根據進一步的實施例，每個像素可與至少四個溝槽相關。

根據進一步的實施例，攝像裝置設置為包括基板、多個像素以及多個溝槽。多個溝槽形成在基板中，其中至少某些溝槽在相鄰的成對像素之間，并且其中沒有一個溝槽延伸跨過任何其它溝槽。

多個溝槽中包括的至少一些溝槽可沿著平行的多個第一線形成，其中多個溝槽中包括的多于一個的溝槽沿著多個第一線中的每個線形成。根據其它實施例，至少一些溝槽沿著平行的多個第二線形成，其中僅一個溝槽沿著多個第二線中的每個線形成。多個像素可設置成行和列，其中平行的多個第一線在相鄰像素行或相鄰像素列之間延伸。

該攝像裝置可另外包括基板光屏蔽材料，其中多個溝槽中的溝槽填充有該基板光屏蔽材料。

該攝像裝置還可包括上層光屏蔽材料，其中上層光屏蔽材料在像素之間延伸。