成像装置制造方法及图纸

所提供的是用于提供固态图像传感器(30)的系统和方法。更特别地，提供抑制颜色混合的图像传感器(30)。而且，本公开的实施例为产生光阻挡特征(32)而避免产生应力集中。更具体而言，本公开的实施例为采用基板(44)中形成的沟槽产生光阻挡结构(32)而设置为使得没有两个沟槽彼此相交。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】所提供的是用于提供固态图像传感器(30)的系统和方法。更特别地，提供抑制颜色混合的图像传感器(30)。而且，本公开的实施例为产生光阻挡特征(32)而避免产生应力集中。更具体而言，本公开的实施例为采用基板(44)中形成的沟槽产生光阻挡结构(32)而设置为使得没有两个沟槽彼此相交。【专利说明】成像装置
本公开涉及摄像元件和摄像装置，特别涉及抑制由摄像元件获得的图像信号的颜色混合(color mixing)且提高图像信号的S/N比的摄像元件和摄像装置。
技术介绍
互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(在下文称为CIS)用作例如数字相机和数字摄像机中的摄像元件。随着CIS的像素数的增加以及光学尺寸的减小，像素尺寸减小且像素密度增加。 减小像素尺寸和提高像素密度后，单元像素的灵敏度降低且存在信号-噪声(S/N)比降低和图像质量劣化的可能性。另外，因为减小了相邻像素之间的距离，所以存在这样的可能性:期望仅接收特定波长范围(例如，绿光)内光的像素将接收其它波长范围内的光(例如，红光或蓝光)并且发生颜色混合，这导致颜色再现性的下降。 为了解决上述问题，已经提出了一种背照式CIS，其中栅格状光屏蔽材料设置为在相邻像素之间延伸。在该背照式CIS中，光在后表面上入射，该后表面在与形成有配线层的前表面相对的侧上，并且入射光到达硅(Si)基板的光敏二极管(PD)区域而不受到配线层的阻挡。因此，可抑制单位像素灵敏度的降低。 另外，倾斜入射的光由设置为在相邻像素之间延伸的栅格状光屏蔽材料反射，并且抑制该倾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。结果，可减少颜色混合，并且可抑制颜色再现性的降低。
技术实现思路
本公开提供一种摄像元件，其中可抑制图像信号的颜色混合，可提高图像信号的S/N比，并且像素尺寸的减小和像素密度的增加可达到实际上可应用的水平。 根据本公开的实施例，所提供的摄像装置包括基板、形成在基板中的多个像素以及形成在基板中且至少部分地在多个像素中包括的成对像素之间延伸的多个沟槽。根据本公开的实施例，多个沟槽中的至少两个沟槽沿着在多个像素之间延伸的至少第一线形成。根据其它实施例，没有两个沟槽彼此交叉(cross)。 该装置可另外包括填充多个沟槽的基板光屏蔽材料。根据进一步的实施例，多个像素中的至少一个像素不完全由基板光屏蔽材料围绕。基板光屏蔽材料还可限定基本上围绕多个像素中每个像素的周界，并且相对于多个像素中的每个像素、在由基板光屏蔽材料形成的周界中存在至少一个间隙。 该摄像装置还可包括上层光屏蔽材料。上层光屏蔽材料和基板光屏蔽材料可由包括但不限于氧化硅、氧化钛、氮化硅、氧化铝氧化钽或氧化铪的绝缘材料制成，或者由包括但不限于钨、铝、氮化钛、钛或铜的金属材料制成。 根据至少某些实施例，至少两个沟槽形沿着在多个像素之间延伸的至少第二线形成。第一线可平行于或垂直于第二线。根据其它的实施例，多个像素设置成行和列，其中第一线在两行相邻像素或两列相邻像素之间延伸。根据进一步的实施例，每个像素可与至少四个沟槽相关。 根据进一步的实施例，摄像装置设置为包括基板、多个像素以及多个沟槽。多个沟槽形成在基板中，其中至少某些沟槽在相邻的成对像素之间，并且其中没有一个沟槽延伸跨过任何其它沟槽。 多个沟槽中包括的至少一些沟槽可沿着平行的多个第一线形成，其中多个沟槽中包括的多于一个的沟槽沿着多个第一线中的每个线形成。根据其它实施例，至少一些沟槽沿着平行的多个第二线形成，其中仅一个沟槽沿着多个第二线中的每个线形成。多个像素可设置成行和列，其中平行的多个第一线在相邻像素行或相邻像素列之间延伸。 该摄像装置可另外包括基板光屏蔽材料，其中多个沟槽中的沟槽填充有该基板光屏蔽材料。 该摄像装置还可包括上层光屏蔽材料，其中上层光屏蔽材料在像素之间延伸。 基板光屏蔽材料和上层光屏蔽材料可由包括氧化硅、氧化钛、氮化硅、氧化铝、氧化钽或氧化铪中的至少一种的绝缘材料制成，或者由诸如钨、铝、氮化钛、钛或铜的金属材料制成。 根据其它实施例，提供一种成像装置，其包括基板、多个像素、多个沟槽以及基板光屏蔽材料。该多个像素形成在该基板中。该多个沟槽形成在该基板中，并且至少某些沟槽在成对像素之间延伸。基板光屏蔽材料填充该多个沟槽中包括的沟槽，其中相对于多个像素中的每个像素、在基板光屏蔽材料中存在至少一个间隙。 多个像素可相对于基板的光入射侧成行成列设置。而且，多个沟槽中的每个沟槽不与任何其它沟槽交叉。 根据本公开的实施例，可抑制像素之间的颜色混合，可提高S/N比，并且像素尺寸的减小以及像素密度的提高。 根据本公开的进一步实施例，可捕获图像，从而抑制像素之间的颜色混合，提高S/N比，并且像素尺寸的减小以及像素密度的增加可达到实际上可应用的水平。 本公开实施例的其它特征和优点将通过下面的描述、特别是结合附图的描述而变得更加明显易懂。 【专利附图】【附图说明】 图1示出了从光入射侧察看到的传统背照式CIS。 图2A是沿着线IIA-1IA剖取的图1所示传统背照式CIS的截面图。 图2B是沿着线IIB-1IB剖取的图1所示传统背照式CIS的截面图。 图3A示出了从光入射侧察看到的根据本公开实施例的背照式CIS的上Si层； 图3B示出了从光入射侧察看到的根据本公开实施例的背照式CIS的Si基板； 图4是沿着线IV-1V剖取的图3A和3B所示背照式CIS的截面图； 图5是沿着线V-V剖取的图3A和3B所示背照式CIS的截面图； 图6是沿着线V1-VI剖取的图3A和3B所示背照式CIS的截面图； 图7示出了根据本公开实施例的包括经修改的沟槽形状的第一修改方案； 图8示出了根据本公开实施例的包括经修改的像素形状的第二修改方案； 图9示出了根据本公开实施例的包括经修改的Si上层的第三修改方案； 图10示出了根据本公开实施例的具有固定电荷膜的第四修改方案； 图11是示出了相对于入射角的颜色混合特征的图表； 图12A示出了根据本公开其它实施例的具有经修改的沟槽的第五修改方案的示例； 图12B示出了根据本公开其它实施例的具有经修改的沟槽的第五修改方案的另一个示例； 图13是示出了相对于入射角的颜色混合特征的图表； 图14A示出了根据本公开实施例的具有经修改的沟槽的第六修改方案的示例； 图14B示出了根据本公开实施例的具有经修改的沟槽的第六修改方案的另一个示例； 图15示出了根据本公开实施例的具有经修改的沟槽的第七修改方案； 图16A示出了根据本公开实施例的具有经修改的沟槽的第八修改方案的示例； 图16B示出了根据本公开实施例的具有经修改的沟槽的第八修改方案的另一个示例； 图17示出了根据本公开实施例的具有经修改的沟槽的第九修改方案的示例； 图18A示出了根据本公开实施例的具有经修改的沟槽的第十修改方案的示例； 图18B示出了根据本公开实施例的具有经修改的沟槽的第十修改方案的另一个示例； 图18C示出了根据本公开实施例的具有经修改的沟槽的第十修改方案的另一个示例； 图18D示出了根据本公开实施例的具有经修改的沟槽的第十修改方案的另一个示例； 图18E本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像装置，包括：基板；多个像素，形成在该基板中；以及多个沟槽，形成在该基板中且至少部分地在该多个像素中包括的像素对之间延伸，并且其中，该多个沟槽中的至少两个沟槽是沿着在多个像素之间延伸的至少第一线形成的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈崎裕美，内山正之，渡边一史，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP