图像传感器及芯片及手持装置制造方法及图纸

本申请公开了一种图像传感器，包括半导体衬底(102)和多个像素，其中所述多个像素中的每一像素包括：光敏传感器(104)，设置于所述半导体衬底；后端制程堆叠件(106)，设置于所述半导体衬底上，其中所述后端制程堆叠件包括：多个金属化层(M1～MT)；以及电容器顶部金属层(CTM)，设置于所述多个金属化层中的两连续金属化层之间，且所述电容器顶部金属具有多条金属栅线形成的偏光层(110)，覆盖于所述光敏传感器之上。本申请还公开了一种芯片以及一种手持装置。

Image sensor, chip and handheld device

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及芯片及手持装置
本申请涉及一种图像传感器及芯片及采用所述芯片的手持装置，尤其涉及一种具偏光层的图像传感器及图像传感芯片及手持装置。
技术介绍
CMOS图像传感器已经得到大规模生产和应用，举例来说，CMOS图像传感器可用于实现屏下光学指纹感测装置。一般来说，屏下光学指纹感测装置设置在显示屏背面，当手指接触显示屏的正面，利用显示屏往正面发出的光线将指纹的资讯反射进入屏下光学指纹感测装置中的图像传感器，以判读指纹资讯。为了提高指纹资讯判读的准确度，减少屏下光学指纹感测装置所接收到的噪声已成为本领域的一个重要的工作项目。
技术实现思路
本申请的目的之一在于公开一种图像传感器及芯片及采用所述芯片的手持装置，来解决上述问题。本申请的一实施例公开了一种图像传感器，包括半导体衬底和多个像素，其中所述多个像素中的每一像素包括：光敏传感器，设置于所述半导体衬底；后端制程堆叠件，设置于所述半导体衬底上，其中所述后端制程堆叠件包括：多个金属化层；以及电容器顶部金属层，设置于所述多个金属化层中的两连续金属化层之间，且所述电容器顶部金属具有多条金属栅线形成的偏光层，覆盖于所述光敏传感器之上。本申请的一实施例公开了一种芯片，包括上述的图像传感器。本申请的一实施例公开了一种手持装置，用以执行屏下光学指纹感测，包括：显示屏组件；以及上述的图像传感器，用以获得所述特定对象的指纹信息。本申请实施例在图像传感器中增加了偏光层，可改善屏下光学指纹感测的精准度。附图说明图1为本申请的图像传感器的其中一个像素的实施例的剖面图；图2为本申请的图像传感器的另一实施例的剖面图；图3为本申请的图像传感器应用于手持装置中的实施例的示意图；图4为图3的图像传感器的剖面图；图5至图8为图1的图像传感器的实施例的俯视图；图9至图12为本申请的图像传感器的多个像素的实施例的俯视图；图13至图16为图1所示的图像传感器的制造流程示意图。其中，附图标记说明如下：100、200图像传感器102半导体衬底104光敏传感器106后端制程堆叠件108层间介电层110偏光层112光圈114微透镜M1～MT金属化层CBM电容器底部金属层CTM电容器顶部金属层120逻辑电路122晶体管124金属-绝缘体-金属电容器126电容下板128电容上板130通孔132通孔208显示屏组件300手持装置201第一侧202显示面板203第二侧204偏光片206保护盖板210手指具体实施方式以下揭示内容提供了多种实施方式或示例，其能用以实现本申请内容的不同特征。下文所述之组件与配置的具体例子系用以简化本申请内容。当可想见，这些叙述仅为例示，其本意并非用于限制本申请内容。举例来说，在下文的描述中，将一第一特征形成于一第二特征上或之上，可能包括某些实施例其中所述的第一与第二特征彼此直接接触；且也可能包括某些实施例其中还有额外的组件形成于上述第一与第二特征之间，而使得第一与第二特征可能没有直接接触。此外，本申请内容可能会在多个实施例中重复使用组件符号和/或标号。此种重复使用乃是基于简洁与清楚的目的，且其本身不代表所讨论的不同实施例和/或组态之间的关系。再者，在此处使用空间上相对的词汇，譬如「之下」、「下方」、「低于」、「之上」、「上方」及与其相似者，可能是为了方便说明图中所绘示的一组件或特征相对于另一或多个组件或特征之间的关系。这些空间上相对的词汇其本意除了图中所绘示的方位之外，还涵盖了装置在使用或操作中所处的多种不同方位。可能将所述设备放置于其他方位(如，旋转90度或处于其他方位)，而这些空间上相对的描述词汇就应该做相应的解释。虽然用以界定本申请较广范围的数值范围与参数皆是约略的数值，此处已尽可能精确地呈现具体实施例中的相关数值。然而，任何数值本质上不可避免地含有因个别测试方法所致的标准偏差。在此处，「约」通常系指实际数值在一特定数值或范围的正负10％、5％、1％或0.5％之内。或者是，「约」一词代表实际数值落在平均值的可接受标准误差之内，视本申请所属
中具有通常知识者的考虑而定。当可理解，除了实验例之外，或除非另有明确的说明，此处所用的所有范围、数量、数值与百分比(例如用以描述材料用量、时间长短、温度、操作条件、数量比例及其他相似者)均经过「约」的修饰。因此，除非另有相反的说明，本说明书与附随申请专利范围所揭示的数值参数皆为约略的数值，且可视需求而更动。至少应将这些数值参数理解为所指出的有效位数与套用一般进位法所得到的数值。在此处，将数值范围表示成由一端点至另一端点或介于二端点之间；除非另有说明，此处所述的数值范围皆包括端点。屏下光学指纹感测装置设置在显示屏背面，当手指接触显示屏的正面，利用显示屏往正面发出的光线将指纹的资讯反射进入屏下光学指纹感测装置中的图像传感器，以判读指纹资讯。由于部分显示屏发出的光线直接往背面进入屏下光学指纹感测装置的图像传感器形成漏光路径，产生散粒噪声(shotnoise)，因此屏下光学指纹感测装置的图像传感器可设置有偏光层以过滤漏光。本申请利用金属-绝缘体-金属(MIM)电容器结构中的电容器顶部金属(CTM)来实现偏光层，以过滤漏光，增加判读指纹资讯时的准确度，其细节将描述如下。应注意的是，尽管本申请的图像传感器可改善屏下光学指纹感测装置的精准度，然而此用途并非本申请的限制，换句话说，本申请的图像传感器亦可应用在屏下光学指纹感测装置以外的其他场合。图1为本申请的图像传感器的其中一个像素的实施例的剖面图。应注意的是，图像传感器100可包含多个像素，图1中的图像传感器100仅绘示了其中一个像素。在此实施例中，图像传感器100为正面照明(FSI)图像传感器100，包含半导体衬底102、后端制程(BEOL)堆叠件106以及微透镜114。其中半导体衬底102可以是块状半导体衬底，诸如体硅衬底或绝缘体上硅(SOI)衬底。光敏传感器104设置于半导体衬底102。后端制程堆叠件106被配置在图中半导体衬底102正面。微透镜114被配置在后端制程堆叠件106上，使后端制程堆叠件106在半导体衬底102和微透镜114之间。在某些实施例中，在微透镜114和后端制程堆叠件106之间，可另形成滤色器。后端制程堆叠件106包括层间介电(ILD)层108，并且，后端制程堆叠件106从下(靠近半导体衬底102的一端)往上(靠进微透镜102的一端)包括堆叠在层间介电层内的金属化层M1～MT，其中T为金属化层的层数。层间介电层可以是低k电介质(即，介电常数小于约3.9的电介质)或氧化物。金属化层M1～MT可通过通孔相互电耦合并且可通过接触件电耦合至半导体衬底102。金属化层M1～MT、通孔和接触件例如可以是金属，诸如铝铜、锗、铜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括半导体衬底和多个像素，其中所述多个像素中的每一像素包括：/n光敏传感器，设置于所述半导体衬底；/n后端制程堆叠件，设置于所述半导体衬底上，其中所述后端制程堆叠件包括：/n多个金属化层；以及/n电容器顶部金属层，设置于所述多个金属化层中的两连续金属化层之间，且所述电容器顶部金属具有多条金属栅线形成的偏光层，覆盖于所述光敏传感器之上。/n

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括半导体衬底和多个像素，其中所述多个像素中的每一像素包括：
光敏传感器，设置于所述半导体衬底；
后端制程堆叠件，设置于所述半导体衬底上，其中所述后端制程堆叠件包括：
多个金属化层；以及
电容器顶部金属层，设置于所述多个金属化层中的两连续金属化层之间，且所述电容器顶部金属具有多条金属栅线形成的偏光层，覆盖于所述光敏传感器之上。


2.如权利要求1所述的图像传感器，另包括微透镜，设置于所述后端制程堆叠件上，使所述后端制程堆叠件位于所述微透镜和所述半导体衬底之间。


3.如权利要求1所述的图像传感器，其中所述偏光层的多条金属栅线用来过滤掉非特定方向的光线。


4.如权利要求3所述的图像传感器，其中所述偏光层的多条金属栅线为平行设置。


5.如权利要求3所述的图像传感器，其中所述偏光层的多条金属栅线之间的间距相等。


6.如权利要求1所述的图像传感器，其中所述两连续金属化层为所述多个金属化层中的最远离所述半导体衬底的两连续金属化层。


7.如权利要求1所述的图像传感器，其中所述偏光层的多条金属栅线的宽度小于所述两连续金属化层中的金属线。


8.如权利要求1所述的图像传感器，其中所述偏光层的多条金属栅线的长度彼此相同。


9.如权利要求1所述的图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵维民，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44