图像感测装置及其形成方法制造方法及图纸

图像感测装置及其形成方法。公开了一种能够使入射在金属层上的光的反射最小化的图像感测装置。该图像感测装置包括：半导体基板，其中形成有至少一个沟槽；防反射层，其按照使得所述至少一个沟槽被防反射层掩埋的方式形成在半导体基板上方；以及金属层，其形成在防反射层上方，并设置有与所述至少一个沟槽对应的至少一个通孔。

Image sensing device and its forming method

【技术实现步骤摘要】
图像感测装置及其形成方法
本专利文献中公开的技术和实现方式涉及一种图像感测装置。
技术介绍
图像感测装置是利用对光作出反应的感光半导体来捕获来自至少一个光学图像或对象的光并将所捕获的光转换为电信号的装置。近来，随着汽车、医疗、计算机和通信行业的发展，在例如数字相机、摄像机、个人通信系统(PCS)、游戏机、监控相机、医疗微型相机、机器人等的各种
中对高速高性能图像传感器的需求快速增加。一种非常常见类型的图像感测装置是电荷耦合器件(CCD)，其长时间统治了图像传感器领域。另一种常见类型的图像感测装置是互补金属氧化物半导体(CMOS)图像感测装置。因此，图像感测装置可被大致分类为基于CCD的图像感测装置和基于CMOS的图像感测装置。CMOS图像感测装置现在被广泛使用，因为其可提供优于CCD图像感测装置的某些优点，包括例如将模拟控制电路和数字控制电路组合到单个集成电路(IC)上。具有诸如CMOS图像传感器的图像传感器的相机可遭受由眩光效应导致的图像伪影。当光入射在图像感测装置内的诸如金属焊盘的金属膜上时，存在可由从具有高光反射率的金属膜反射的光导致这种眩光效应的可能性。因此，需要使入射在金属膜上的光的反射最小化。
技术实现思路
除了别的以外，本专利文献提供了一种图像感测装置的设计，其可使入射光的不想要的反射最小化，从而改进图像质量。本公开的实施方式涉及一种具有能够使从结构中的金属膜反射的光最小化的结构的图像感测装置。根据本公开的一方面，一种图像感测装置包括：半导体基板；像素区域，其形成在半导体基板处以包括将光转换为像素信号的感光像素；相邻区域，其与像素区域相邻地形成在半导体基板处并且被构造为包括一个或更多个沟槽；防反射层，其在相邻区域中形成在半导体基板上方以填充所述一个或更多个沟槽，该防反射层被配置为减少入射在该防反射层上的光的反射以减少从相邻区域到像素区域的光；以及金属层，其在相邻区域中形成在防反射层上方，并且被构造为包括空间上分别与所述一个或更多个沟槽对应的一个或更多个通孔。根据另一实施方式，一种图像感测装置包括：像素区域，其包括被构造为将光转换为电信号的多个单元像素；逻辑区域，其包括多个逻辑电路，各个逻辑电路与多个单元像素中的一个或更多个单元像素通信以从像素区域接收电信号并对所接收的电信号执行信号处理；以及焊盘区域，其包括被配置为将逻辑电路电联接到外部电路的焊盘。焊盘包括至少一个通孔和光吸收结构。所述至少一个通孔被构造为提供光反射路径以将光引导到光吸收结构，并且光吸收结构被形成为吸收通过所述至少一个通孔接收的光。附图说明当结合附图考虑时，通过参照以下详细描述，所公开的技术的以上和其它特征和优点将变得容易显而易见，附图中：图1示出基于所公开的技术的实施方式的图像感测装置的示例；图2是示出基于所公开的技术的实施方式的光吸收结构和焊盘的示例的平面图；图3是示出沿着图2所示的线A-A’截取的光吸收结构和焊盘的示例的横截面图；图4示出入射在图3所示的焊盘上的光的示例路径；图5至图8示出用于形成图2和图3所示的结构的工艺；以及图9示出基于所公开的技术的另一实施方式的光吸收结构的示例。具体实施方式图1示出基于所公开的技术的实施方式的图像感测装置的示例。参照图1，图像感测装置可包括像素区域PX、逻辑区域(或逻辑区)LA和焊盘区域(或焊盘区)PA。像素区域PX可位于可接收光的区域(包括例如图像感测装置的中央)处，并且可包括多个单元像素。单元像素可将光转换为电信号，并且可按照二维(2D)矩阵形式布置。单元像素可包括光电转换元件(例如，光电二极管)、滤色器、微透镜和像素晶体管。在所公开的技术的光电转换元件形成在半导体基板中的实现方式中，滤色器和微透镜可形成在半导体基板的第一表面上方，并且像素晶体管可形成在半导体基板的被布置为面对第一表面的第二表面上方。逻辑区域LA可位于像素区域PX附近以使得更容易接收从入射在像素区域PX上的光转换的电信号。例如，逻辑区域LA可位于像素区域PX外侧。逻辑区域LA可包括多个逻辑电路以从像素区域PX接收电信号并处理所接收的电信号。该逻辑区域LA可包括例如相关双采样器(CDS)、模数转换器(ADC)、斜坡信号发生器和图像处理器的各种逻辑电路。焊盘区域PA可位于逻辑区域LA附近以使得逻辑区域LA可经由焊盘区域PA与外部装置通信。例如，焊盘区域PA可位于逻辑区域LA外侧，并且可包括将逻辑区域LA的逻辑电路电联接到外部电路的多个焊盘20。各个焊盘20可包括金属膜，并且该金属膜可形成为单个金属膜或不同金属膜的层叠结构。例如，各个焊盘可由铝(Al)形成，或者可形成为铝(Al)和钨(W)的层叠结构。焊盘区域PA存在于像素区域PX附近可导致焊盘区域PA中的入射光的不期望的散射或反射被引导到像素区域PA，以使得来自焊盘区域PA的这种散射或反射光的存在可不利地影响像素区域PA的成像检测。例如，来自焊盘区域PA的这种散射或反射光可作为眩光出现，其使成像检测劣化。为了减少焊盘区域PA中的入射光的这种不期望的散射或反射，所公开的技术在焊盘区域PA中提供结构以吸收焊盘区域PA中的入射光。在所公开的技术的实施方式中，各个焊盘20可包括可在从结构外部到结构内部的方向上提供光反射路径的结构。例如，焊盘20可包括具有至少一个通孔的结构。另外，可在焊盘20下方形成光吸收结构10，光吸收结构10被配置为吸收经由各个焊盘20的通孔接收的光。各个焊盘20可按照使得焊盘20的一些区域可联接到基板通孔(TSV)的方式形成在半导体基板上方。例如，各个焊盘20的一端可联接到TSV，并且可按照从联接到TSV的连接部水平延伸的平板形状形成。尽管为了描述方便，图1示出焊盘区域PA仅位于像素区域PX的两侧的示例实现方式，但是应该注意的是，焊盘区域PA也可被布置为围绕像素区域PX。图2和图3示出形成在图1所示的焊盘区域PA中的光吸收结构10和焊盘20。具体地，图2是示出光吸收结构10和焊盘20的示例的平面图，并且图3是示出沿着图2所示的线A-A’截取的光吸收结构10和焊盘20的横截面图。这里，焊盘区域OA可包括光吸收结构10以及形成在光吸收结构10上方的焊盘20。光吸收结构10可包括：半导体基板12，其中多个沟槽14按照阵列形成；以及防反射层16，其按照使得防反射层16被埋入多个沟槽14中的方式形成在半导体基板12上方。可通过将半导体基板12蚀刻至预定深度来形成沟槽14。在半导体基板12上形成沟槽时，可使用包括湿法蚀刻或干法蚀刻的任何蚀刻技术。在所公开的技术的实施方式中，各个沟槽14可形成为使得各个沟槽14的上横截面区域(例如，图3中的横截面图中的上部)的尺寸大于各个沟槽14的下横截面区域(例如，图3中的横截面图中的下部，包括各个沟槽的底表面)。即，各个沟槽14可形成为朝着底表面逐渐缩小，使得各个沟槽14的水平横截面区域的尺寸在向下方向上逐渐减小(即，与逐渐减小的高度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：/n半导体基板；/n像素区域，该像素区域形成在所述半导体基板处以包括将光转换为像素信号的感光像素；/n相邻区域，该相邻区域与所述像素区域相邻地形成在所述半导体基板处并且被构造为包括一个或更多个沟槽；/n防反射层，该防反射层在所述相邻区域中形成在所述半导体基板上方以填充所述一个或更多个沟槽，该防反射层被配置为减少入射在该防反射层上的光的反射以减少从所述相邻区域到所述像素区域的光；以及/n金属层，该金属层在所述相邻区域中形成在所述防反射层上方，并且被构造为包括空间上分别与所述一个或更多个沟槽对应的一个或更多个通孔。/n

【技术特征摘要】
20181114 KR 10-2018-01396051.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：
半导体基板；
像素区域，该像素区域形成在所述半导体基板处以包括将光转换为像素信号的感光像素；
相邻区域，该相邻区域与所述像素区域相邻地形成在所述半导体基板处并且被构造为包括一个或更多个沟槽；
防反射层，该防反射层在所述相邻区域中形成在所述半导体基板上方以填充所述一个或更多个沟槽，该防反射层被配置为减少入射在该防反射层上的光的反射以减少从所述相邻区域到所述像素区域的光；以及
金属层，该金属层在所述相邻区域中形成在所述防反射层上方，并且被构造为包括空间上分别与所述一个或更多个沟槽对应的一个或更多个通孔。


2.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，通孔被布置为与对应沟槽在垂直方向上交叠。


3.根据权利要求2所述的图像感测装置，其中，按照使得通孔的中心点位于与和所述通孔对准的对应沟槽的中心点相同的垂直线处的方式布置所述通孔。


4.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述金属层包括钨层和铝层的层叠结构。


5.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，通孔的水平横截面区域的形状与对应沟槽的水平横截面区域的形状相同。


6.根据权利要求5所述的图像感测装置，其中，所述通孔的水平横截面区域和所述对应沟槽的水平横截面区域为圆形形状。


7.根据权利要求5所述的图像感测装置，其中，所述通孔和所述对应沟槽中的每一个的所述水平横截面区域的尺寸在朝着所述半导体基板的向下方向上逐渐减小。


8.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：
像素区域，该像素区域包括被构造为将光转换为电信号的多个单元像素；
逻辑区域，该逻辑区域包括多个逻辑电路，各个逻辑电路与所述多个单元像素中的一个或更多个单元像素通信以从所述像素区域接收所述电信号并对所接收的电信号执行信号处理；以及
焊盘区域，该焊盘区域包括被配置为将所述逻辑电路电联接到外部电路的焊盘，
其中，所述焊盘包括至少一个通孔和光吸收结构，并且其中，所述至少一个通孔被构造为提供光反射路径以将光引导到所述光吸收结构，并且所述光吸收结构被形成为吸收通过所述至少一个通孔接收的所述光。


9.根据权利要求8所述的图像感测装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宇荣，
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