背侧照明图像传感器制造技术

提供了一种背侧照明(BSI)图像传感器。在一些示例实施例中，所述背侧照明(BSI)图像传感器可以包括被构造为响应于入射在基底的背侧上的光而产生电信号的像素。在一些示例实施例中，像素包括光电二极管、与光电二极管相邻的器件隔离膜、位于光电二极管上方的暗电流抑制层、位于光电二极管上方并且包括像素的区域的1％‑15％的开口区域的遮光栅格、位于遮光栅格上方的遮光过滤层、位于遮光过滤层上方的平坦化层、位于平坦化层上方的透镜和/或位于光电二极管与透镜之间的抗反射膜。

【技术实现步骤摘要】
背侧照明图像传感器本申请要求于2018年12月21日在韩国知识产权局(KIPO)提交的第10-2018-0167379号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。
一些专利技术构思的一些示例实施例涉及背侧照明(BSI)图像传感器和/或包括其的电子装置。
技术介绍
图像传感器是将光转换成电信号的装置。随着最近计算机工业和通信工业的发展，具有改善的性能的图像传感器可用于诸如摄像机、游戏机、数码相机、显示装置、移动电话(例如，智能电话)等的各种装置中。前侧照明(FSI)图像传感器可能展现诸如由于光电二极管上方的布线的设置而导致的光接收效率的降低的缺点。与FSI图像传感器相比，其中光电二极管的布线位于光电二极管下方的背侧照明(BSI)图像传感器可以提供改善的光接收效率。
技术实现思路
根据一些专利技术构思的一些示例实施例的背侧照明图像传感器包括被构造为响应于入射光产生电信号的像素。像素包括光电二极管、与光电二极管相邻的器件隔离膜、位于光电二极管上方的暗电流抑制层、位于光电二极管上方并且包括像素的区域的1％至15％的开口区域的遮光栅格、位于遮光栅格上方的遮光过滤层、位于遮光过滤层上方的平坦化层、位于平坦化层上方的透镜以及位于光电二极管与透镜之间的抗反射膜。根据一些专利技术构思的一些示例实施例的背侧照明图像传感器包括多个像素和多个读出电路，所述多个像素被构造为响应于入射在基底的背侧上的光而产生电信号，所述多个读出电路被构造为读取所述多个像素的电信号。所述多个像素中的每个像素包括光电二极管、位于光电二极管上方的暗电流抑制层、位于光电二极管上方并且包括与光电二极管的中心部分对准的开口的遮光栅格、位于遮光栅格上方的平坦化层、位于平坦化层上方的透镜以及位于光电二极管与透镜之间的抗反射膜。根据一些专利技术构思的一些示例实施例的背侧照明图像传感器包括多个像素和多个读出电路，所述多个像素被构造为响应于入射在基底的背侧上的光而产生电信号，所述多个读出电路被构造为读取所述多个像素的电信号。所述多个像素中的每个像素包括光电二极管、位于光电二极管上方并包括像素的区域的1％至15％的开口的遮光栅格、位于遮光栅格上的平坦化层、位于平坦化层上方的透镜以及位于光电二极管与透镜之间的抗反射膜。附图说明图1是示出根据一些专利技术构思的一些示例实施例的包括BSI图像传感器的电子装置的视图。图2是根据一些示例实施例的图像传感器的单元像素的电路图。图3A是示出根据一些专利技术构思的一些示例实施例的图像传感器的视图，其中抗反射膜和暗电流抑制层设置在遮光栅格和光电二极管之间。图3B是示出根据一些示例实施例的在图3A中示出的像素的器件隔离膜的视图。图3C是示出根据一些示例实施例的在图3B中示出的像素的遮光过滤层的视图。图3D是示出根据一些示例实施例的器件隔离膜和暗电流抑制层的视图。图4A和图4B是示出根据一些示例实施例的层叠以形成抗反射膜的多个膜的视图。图5A和图5B是示出根据一些示例实施例的图像传感器的遮光栅格的视图。图6A是示出根据一些专利技术构思的一些示例实施例的图像传感器的像素的视图，其中抗反射膜设置在遮光栅格和遮光过滤层之间。图6B是示出根据一些示例实施例的其中器件隔离膜设置在图6A中示出的像素中的情况的视图。图7A是示出根据一些专利技术构思的一些示例实施例的图像传感器的像素的视图，其中抗反射膜设置在遮光过滤层和平坦化层之间。图7B是示出根据一些示例实施例的其中器件隔离膜设置在图7A中示出的像素中的情况的视图。图8A是示出根据一些专利技术构思的一些示例实施例的图像传感器的像素的视图，其中抗反射膜设置在平坦化层和透镜之间。图8B是示出根据一些示例实施例的在图8A中示出的像素的器件隔离膜的视图。具体实施方式图1是示出根据一些专利技术构思的一些示例实施例的包括BSI图像传感器的电子装置的视图。参照图1，根据一些专利技术构思的一些示例实施例的电子装置10可以包括图像传感器100和显示模块200。被构造为显示图像的显示模块200可以设置在上侧上，并且图像传感器100可以布置在显示模块200下方。显示模块200可以包括作为被构造为显示图像的显示面板的有机发光二极管(OLED)面板210。显示模块200可以包括被构造为感测用户的触摸的触摸面板220。触摸面板220可以设置在OLED面板210上方。显示模块200可以包括设置在触摸面板220上方的保护膜230和被构造成对当触摸时施加的冲击进行缓冲的垫240。在一些示例实施例中，OLED面板210可以被构造为基于输入图像信号来显示图像，并且可以在没有背光的情况下通过自发射来显示图像。一些OLED面板210因为不涉及背光所以可以在高度方向上具有低厚度。如在这里所使用的，“高度方向”意思是与基底的平面表面基本上正交的方向。一些触摸面板220可以利用设置在其表面上的传感器通过将传感器的状态的变化(诸如施加到表面的压力变化、电容变化、光量变化等)转换成电信号来检测触摸输入。图1包括其中当显示面板被示出时应用OLED面板210的示例实施例。一些专利技术构思的一些示例实施例可以不限于此；例如，在一些示例实施例中，作为OLED面板210的替代物，可以包括光可以透射过的其它类型的显示面板。一些示例实施例可以包括实现为电阻型、电容型、表面声波型或红外型的触摸面板220。在一些示例实施例中，保护膜230可以设置在触摸面板220的前表面上并且/或者可以形成在其上，以在高度方向上具有特定的(例如，期望的和/或选择的)厚度来保护触摸面板220的前表面。在一些示例实施例中，保护膜230可以防止或减少从触摸面板220的外部入射的光被反射。在一些示例实施例中，图像传感器100可以包括多个像素110和/或印刷电路板(PCB)120，在PCB120上设置有可以被构造为驱动多个像素110的处理器和/或驱动电路。在一些示例实施例中，多个像素110中的每个可以以芯片的形式形成，并且/或者芯片形式的多个像素110可以设置在PCB120上方。即，在一些示例实施例中，可以将芯片形式的单元像素聚集成像素阵列，并且/或者可以将像素阵列设置在PCB120上。在一些示例实施例中，图像传感器100可以包括互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)。在一些示例实施例中，图像传感器100可以被构造为将接收到的光转换成电信号，以在图像传感器100被用户的手指触摸时产生感测信号，并且/或者将感测信号输出到处理器。在一些示例实施例中，处理器可以基于在图像传感器100处接收的感测信号来产生指纹图像。根据一些专利技术构思的一些示例实施例的电子装置10可以包括通信功能。在一些示例实施例中，电子装置10可以包括智能电话、平板个人计算机(PC)、移动电话、可穿戴装置(例如，智能手表)、电子书、上网本计算机、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、移动医疗器械和/或数码相机中的一种或更多种。图2是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种背侧照明图像传感器，所述背侧照明图像传感器包括：/n像素，被构造为响应于入射在基底的背侧上的光而产生电信号，像素包括：/n光电二极管；/n器件隔离膜，与光电二极管相邻；/n暗电流抑制层，位于光电二极管上方；/n遮光栅格，位于光电二极管上方并且包括像素的区域的1％-15％的开口区域；/n遮光过滤层，位于遮光栅格上方；/n平坦化层，位于遮光过滤层上方；/n透镜，位于平坦化层上方；以及/n抗反射膜，位于光电二极管和透镜之间。/n

【技术特征摘要】
20181221 KR 10-2018-01673791.一种背侧照明图像传感器，所述背侧照明图像传感器包括：
像素，被构造为响应于入射在基底的背侧上的光而产生电信号，像素包括：
光电二极管；
器件隔离膜，与光电二极管相邻；
暗电流抑制层，位于光电二极管上方；
遮光栅格，位于光电二极管上方并且包括像素的区域的1％-15％的开口区域；
遮光过滤层，位于遮光栅格上方；
平坦化层，位于遮光过滤层上方；
透镜，位于平坦化层上方；以及
抗反射膜，位于光电二极管和透镜之间。


2.如权利要求1所述的背侧照明图像传感器，其中，器件隔离膜和暗电流抑制层包括多个层叠的层，每层具有固定的负电荷。


3.如权利要求1所述的背侧照明图像传感器，其中，器件隔离膜以1μm与5μm之间的深度穿透基底的背侧。


4.如权利要求2所述的背侧照明图像传感器，其中，器件隔离膜和暗电流抑制层的所述多个层叠的层中的每层包含从包括氧化铝、氧化钽、氧化铪、氧化锆和氧化镧的组中选择的至少一种材料。


5.如权利要求1所述的背侧照明图像传感器，其中，遮光栅格的开口区域与光电二极管的中心部分对准。


6.如权利要求1所述的背侧照明图像传感器，其中，遮光栅格被构造为接收0V至-2V的范围内的电压。


7.如权利要求1所述的背侧照明图像传感器，其中，抗反射膜位于遮光栅格下方或上方。


8.如权利要求1所述的背侧照明图像传感器，其中，抗反射膜位于遮光栅格和平坦化层之间。


9.如权利要求1所述的背侧照明图像传感器，其中，抗反射膜位于平坦化层和透镜之间。


10.如权利要求1所述的背侧照明图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：李允基，朴钟勋，朴俊城，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR