图像传感器及其制造方法技术

图像传感器及其制造方法。一种图像传感器包括：像素阵列，在该像素阵列中布置有多个像素，其中，所述多个像素中的至少一个包括：基板，该基板包括具有光接收区域和光遮挡区域的光电转换元件；以及第一含铪层，该第一含铪层被形成为与和所述光遮挡区域对应的基板接触。

Image Sensor and Its Manufacturing Method

Image sensor and its manufacturing method. An image sensor includes a pixel array in which multiple pixels are arranged, and at least one of the plurality of pixels includes a substrate comprising a photoelectric conversion element having a light receiving area and a light shielding area, and a first hafnium-containing layer formed in contact with a substrate corresponding to the light shielding area.

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及其制造方法
本公开的各种实施方式总体上涉及半导体器件制造技术，并且更具体地，涉及一种具有适于检测相位差的相位差检测像素的图像传感器及其制造方法。
技术介绍
大多数成像装置(诸如数码相机和摄像机)可以具有自动聚焦系统。自动聚焦系统可以通过独立于光学系统测量与物体的距离的主动方法或者对正进入光学系统的图像执行被动分析的被动方法来实现。被动方法可以包括相位检测方案和对比度检测方案，相位检测方案将入射光划分为成对的图像并且比较它们的相位，对比度检测方案通过透镜来测量传感器场内的对比度。除了图像传感器之外，相位差自动聚焦系统还具有用于检测相位差的传感器。自动聚焦通过基于相位差检测传感器的输出调节透镜来实现。相位差自动聚焦检测方案可以需要反射镜。例如，在用于数码单反(DSLR)相机的自动聚焦方案中，除了引导入射光以便获得图像的主反射镜之外，另外包括用于将入射光引导至相位差检测传感器中的辅反射镜。基于相位差的自动聚焦的优点在于，能够实现快速高性能的自动聚焦。然而，由于需要专用于基于相位差的自动聚焦的附加传感器和附加光学系统，因此基于相位差的自动聚焦是一种高成本系统。相比之下，对比度检测方案自动聚焦系统依赖于从图像传感器提取的高频数据。这种自动聚焦方法被称为对比度自动聚焦。由于对比度自动聚焦不需要基于相位差的自动聚焦所需的信号处理电路和附加传感器，因此对比度自动聚焦能够以相对低的成本来实现。然而，对比度自动聚焦操作较慢，并且精度不及基于相位差的自动聚焦。
技术实现思路
本公开的实施方式涉及一种相位差检测像素及其制造方法，该相位差检测像素增强或改进了图像传感器的遮光性质和电绝缘性质。根据本专利技术的一个实施方式，一种图像传感器可以包括：像素阵列，在该像素阵列中布置有多个像素，其中，所述多个像素中的至少一个可以包括：基板，该基板包括具有光接收区域和光遮挡区域的光电转换元件；以及第一含铪层，该第一含铪层被形成为与和所述光遮挡区域对应的基板接触。所述图像传感器还可以包括第二含铪层，该第二含铪层被形成在与所述光接收区域对应的基板上方。所述第一含铪层的侧壁和所述第二含铪层的侧壁彼此接触。所述第一含铪层和所述第二含铪层可以分别包括含有铪和氧(O)的铪氧化物。所述第一含铪层中含有的铪(Hf)和氧(O)在化学计量上是不稳定，并且所述第二含铪层中含有的铪(Hf)和氧(O)在化学计量上是稳定的。所述第一含铪层包含铪硅化物，并且所述第二含铪层包含铪硅酸盐。所述第二含铪层的含氧率可以大于所述第一含铪层的含氧率。所述第一含铪层可以处于电浮置状态。根据本专利技术的一个实施方式，一种图像传感器可以包括：像素阵列，在该像素阵列中布置有多个像素，其中，所述多个像素中的至少一个可以包括：基板，该基板包括具有光接收区域和光遮挡区域的光电转换元件；光遮挡层，该光遮挡层被形成为与和所述光遮挡区域对应的基板接触，并且包含金属硅化物；以及光透明层，该光透明层被形成在与所述光接收区域对应的基板上方，并且包含金属硅酸盐。所述光遮挡层和所述光透明层可以包含相同的金属。所述金属硅化物包含铪硅(HfSi)，并且所述金属硅酸盐包括铪硅氧化物(HfSiO)。所述光遮挡层的侧壁和所述光透明层的侧壁彼此接触。根据本专利技术的一个实施方式，一种图像传感器可以包括：像素阵列，在该像素阵列中布置有多个像素，其中，所述多个像素中的至少一个包括：基板，该基板包括具有光接收区域和光遮挡区域的光电转换元件；光遮挡层，该光遮挡层被形成为与和所述光遮挡区域对应的基板接触；以及光透明层，该光透明层被形成在与所述光接收区域对应的基板上方，所述光遮挡层包含第一金属氧化物，所述光透明层包含第二金属氧化物，所述第二金属氧化物的氧含量与所述第一金属氧化物的氧含量不同。所述第二金属氧化物的氧含量可以大于所述第一金属氧化物的氧含量。所述第一金属氧化物和所述第二金属氧化物包含铪(Hf)。所述第一金属氧化物中包含的铪(Hf)和氧(O)在化学计量上是不稳定的，并且所述第二金属氧化物中包含的铪(Hf)和氧(O)在化学计量上是稳定的。所述第一金属氧化物包含HfOx(其中，x等于或小于1)，并且所述第二金属氧化物包含HfO2。所述第一金属氧化物的侧壁和所述第二金属氧化物的侧壁彼此接触。根据本专利技术的一个实施方式，一种制造图像传感器的方法可以包括以下步骤：在基板中形成包括光接收区域和光遮挡区域的光电转换元件；以及形成光遮挡层和光透明层，所述光遮挡层与和所述光遮挡区对应的基板接触，所述光透明层形成在与所述光接收区域对应的基板上方。所述光遮挡层包括第一含铪层，所述光透明层可以包括第二含铪层。所述光遮挡层的侧壁和所述光透明层的侧壁彼此接触。形成所述光遮挡层和所述光透明层的步骤可以包括：在与所述光接收区域对应的基板上形成硅氧化物图案；在与所述光遮挡区域对应的基板上方以及在所述硅氧化物图案上方形成铪层；以及执行热处理，以在与所述光接收区域对应的基板上方形成铪硅酸盐并且在与所述光遮挡区域对应的基板上形成铪硅化物。形成所述光遮挡层和所述光透明层的步骤可以包括：在与所述光接收区域对应的基板上形成所述硅氧化物图案；在与所述光遮挡区域对应的基板上以及在所述硅氧化物图案上形成铪层；以及通过引起热力学反应，形成第一铪氧化物层和氧含量比所述第一铪氧化物层大的第二铪氧化物层。对于本专利技术所属领域的普通技术人员而言，根据下面结合附图进行的描述，本专利技术的这些特征和优点以及其它特征和优点将变得清楚。附图说明图1例示了使用相位差检测系统进行的相位差检测。图2A和图2B是例示图1中示出的相位差的曲线图。图3例示了根据一个实施方式的相位差检测像素。图4A、图4B、图4C、图4D、图4E和图4F是例示根据实施方式的制造图像传感器的方法的截面图。图5是根据图3中示出的相位差检测像素的比较例的相位差检测像素的截面图。具体实施方式以下，参照附图来更详细地描述本公开的各种实施方式。然而，如本领域技术人员依照本公开将清楚的，本公开的元件和特征可以与所描述和例示的实施方式中所示的不同地配置或布置。因此，本公开不限于本文中阐述的实施方式。相反，提供所描述的实施方式以使得本公开是彻底和完整的，并且将把本专利技术充分地传达给本专利技术所属领域技术人员。此外，对“实施方式”的参考不一定仅意味着一个实施方式，并且对“实施方式”的不同参考不一定是同一实施方式。在整个本公开中，相同的附图标记在本专利技术的各个附图和实施方式中表示相同的部分。应该理解，虽然在本文中可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来标识各种元件，但是这些元件不受这些术语限制。这些术语被用于将一个元件与另一元件区分开。因此，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，以下描述的第一元件也可被称为第二元件或第三元件。附图不一定按比例绘制，并且在某些情形下，可以夸大比例，以便清楚地例示实施方式的各种特征。还应该理解，当元件被称为“连接到”或“联接到”另一元件时，该元件可以直接在另一元件上，连接到或联接到另一元件，或者可存在一个或更多个中间元件。另外，还应该理解，当元件被称为“在”两个元件“之间”时，该元件可以是这两个元件之间的唯一元件，或者还可存在一个或更多个中间元件。本文中使用的术语是出于描述特定实施方式的目的，而不旨在限制本专利技术。如本文中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，该图像传感器包括：像素阵列，该像素阵列包括多个像素，其中，所述多个像素中的至少一个包括：基板，该基板包括具有光接收区域和光遮挡区域的光电转换元件；以及第一含铪层，该第一含铪层被形成为与和所述光遮挡区域对应的基板接触。

【技术特征摘要】
2017.11.13 KR 10-2017-01505701.一种图像传感器，该图像传感器包括：像素阵列，该像素阵列包括多个像素，其中，所述多个像素中的至少一个包括：基板，该基板包括具有光接收区域和光遮挡区域的光电转换元件；以及第一含铪层，该第一含铪层被形成为与和所述光遮挡区域对应的基板接触。2.根据权利要求1所述的图像传感器，该图像传感器还包括：第二含铪层，该第二含铪层被形成在与所述光接收区域对应的基板上方。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第一含铪层的侧壁和所述第二含铪层的侧壁彼此接触。4.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第一含铪层和所述第二含铪层分别包括含有铪和氧的铪氧化物，其中，所述第一含铪层中含有的铪Hf和氧O以非化学计量方式键合，并且所述第二含铪层中含有的铪Hf和氧O以化学计量方式键合。5.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第一含铪层包含铪硅化物，并且所述第二含铪层包含铪硅酸盐。6.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第二含铪层的含氧率大于所述第一含铪层的含氧率。7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一含铪层处于电浮置状态。8.一种图像传感器，该图像传感器包括：像素阵列，该像素阵列包括多个像素，其中，所述多个像素中的至少一个包括：基板，该基板包括具有光接收区域和光遮挡区域的光电转换元件；光遮挡层，该光遮挡层被形成为与和所述光遮挡区域对应的基板接触，并且包含金属硅化物；以及光透明层，该光透明层被形成在与所述光接收区域对应的基板上方，并且包含金属硅酸盐。9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中，所述光遮挡层和所述光透明层包含相同的金属。10.根据权利要求8所述的图像传感器，其中，所述金属硅化物包含铪硅HfSi，并且所述金属硅酸盐包含铪硅氧化物HfSiO。11.根据权利要求8所述的图像传感器，其中，所述光遮挡层的侧壁和所述光透明层的侧壁彼此接触。12.一种图像传感器，该图像传感器包括：像素阵列，该像素阵列包括多个像素，其中，所述多个像素中的至少一个包括：基板，该基板包括具有光接收区域和光遮挡区域的光电转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：金都焕，朴志淑，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR