图像感测装置制造方法及图纸

公开了一种图像感测装置。该图像感测装置包括：基板，其包括光电转换元件，光电转换元件响应于入射到光电转换元件的光而产生电信号；以及栅格结构，其设置在基板上方。栅格结构包括：支撑壁；空气层，其设置于支撑壁的两侧；支撑盖，其设置在支撑壁和空气层上方；以及覆盖层，其形成在支撑壁、支撑盖和空气层上方。

【技术实现步骤摘要】
图像感测装置
本专利文档中公开的技术和实现总体上涉及图像感测装置。
技术介绍
图像传感器是用于将光学图像转换成电信号的装置。随着计算机行业和通信行业的不断发展，在例如数码相机、便携式摄像机、个人通信系统(PCS)、游戏机、监控摄像头、医疗微型相机、机器人等的各种领域中，对高质量和高性能的传感器的需求快速增长。
技术实现思路
所公开的技术的各种实施方式涉及一种包括栅格结构的图像感测装置，该栅格结构包括空气并且能够维持其形状并使由于空气的热膨胀而塌陷的风险最小化。根据所公开的技术的实施方式，图像感测装置可以包括：基板，其包括光电转换元件，光电转换元件响应于入射到光电转换元件的光而产生电信号；以及栅格结构，其设置于基板上方。栅格结构可以包括：支撑壁；空气层，其设置于支撑壁的两侧；支撑盖，其设置在支撑壁和空气层上方；以及覆盖层，其形成在支撑壁、支撑盖和空气层上方。应当理解，所公开的技术的前述概括描述和以下详细描述都是示例性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的本公开的进一步解释。附图说明当结合附图考虑以下详细描述时，所公开的技术的上述和其它的特征以及有益方面将变得显而易见。图1是例示基于所公开的技术的一些实现的图像感测装置的框图的示例。图2是例示基于所公开的技术的一些实现的沿着图1所示的线A-A'截取的像素阵列的示例的截面图。图3A至图3G是例示基于所公开的技术的一些实现的缓冲层和栅格结构的示例的截面图。图4是例示基于所公开的技术的一些实现的用于通过O2等离子体工艺去除牺牲膜图案的方法的概念性截面图。图5是例示基于所公开的技术的一些实现的沿图1所示的线A-A'截取的像素阵列的另一示例的截面图。具体实施方式所公开的技术提供了能够增加光效率的图像感测装置的各种实现。所公开的技术的一些实现提出了具有包括空气的栅格结构的图像感测装置的设计，该栅格结构能够保持其形状并使由于空气的热膨胀而使其塌陷的风险最小化。现在将详细参照一些实施方式进行说明，其示例在附图中示出。尽可能地，在所有附图中将使用相同的附图标记指代相同或相似的部件。在以下描述中，将省略本文并入的相关已知配置或功能的详细描述，以避免使主题变得模糊。图1是例示基于所公开的技术的一些实现的图像感测装置的框图的示例。参照图1，图像感测装置可以包括像素阵列100、相关双采样器(CDS)200、模数转换器(ADC)300、缓冲器400、行驱动器500、定时发生器600、控制寄存器700和斜坡信号发生器800。像素阵列100可以包括在列方向和行方向上连续布置的多个单位像素(PX)。每个单位像素(PX)可以将光学图像信息转换成电图像信号(像素信号)，并且可以通过列线将像素信号输出到相关双采样器(CDS)200。单位像素(PX)可以联接到行线和列线。单位像素(PX)可以包括红像素、绿像素和蓝像素。在一些实现中，图像感测装置可以使用相关双采样器(CDS)以通过对像素信号采样两次使得取这两次采样之间的差而去除像素的偏移值。例如，相关双采样器(CDS)可以通过比较光入射在像素上之前和之后获得的像素输出电压而去除像素的偏移值，从而可以实际测量仅基于入射光的像素信号。相关双采样器(CDS)200可以保持并采样通过列线从像素阵列100的单位像素(PX)接收到的电图像信号。例如，相关双采样器(CDS)200可以响应于从定时发生器600接收到的时钟信号来执行对参考电压电平和接收到的电图像信号的电压电平的采样，并且可以向模数转换器(ADC)300发送与参考电压电平和接收到的电图像信号的电压电平之间的差相对应的模拟信号。模数转换器(ADC)300可以将接收到的模拟信号转换成数字信号，并且可以将数字信号发送给缓冲器400。在一些实现中，ADC300可以使用参考信号(例如，斜坡信号)，以使用参考信号对输入信号(例如，像素信号)进行多次采样，并通过对时钟脉冲的数量进行计数直至交叉点为止来将采样的输入信号进行模数转换。例如，ADC300可以在输入信号高于参考信号的时间段期间对时钟脉冲进行计数，并且一旦检测到交叉点(参考信号与输入信号的交叉)就停止对时钟脉冲进行计数。缓冲器400可以存储或锁存从模数转换器(ADC)300接收到的每个数字信号，可以放大所锁存的每个数字信号，并且可以向外部图像信号处理器输出经放大的每个数字信号。因此，缓冲器400可以包括用于存储或锁存数字信号的存储器(未示出)和用于放大数字信号的感测放大器(未示出)。行驱动器500可以响应于定时发生器600的输出信号来驱动像素阵列100的单位像素(PX)。例如，行驱动器500可以生成能够选择多条行线中的任何一条的选择信号。定时发生器600可以生成定时信号以控制行驱动器500、相关双采样器(CDS)200、模数转换器(ADC)300和斜坡信号发生器800。控制寄存器700可以生成控制信号以控制斜坡信号发生器800、定时发生器600和缓冲器400。斜坡信号发生器800可以响应于从定时发生器600接收的控制信号而生成将与由像素生成的电信号(例如，上面讨论的采样信号)进行比较的斜坡信号。图2是例示沿图1所示的线A-A'截取的像素阵列100的示例的截面图。参照图2，图像感测装置的像素阵列100可以包括基板110、缓冲层120a、至少一个滤色器层130、栅格结构140a和透镜层150。基板110可以包括半导体基板，该半导体基板包括第一表面和面对第一表面的第二表面。半导体基板110可以包括单晶硅或类似材料。基板110可以包括一个或更多个光电转换元件112。基板110可以进一步包括至少一个器件隔离结构114，通过器件隔离结构114将光电转换元件112彼此隔离。每个光电转换元件112可以包括有机光敏元件或无机光敏元件。任何光敏元件可以被实现为响应于光而生成光电荷。例如，光敏元件包括光电二极管、光电门、光电晶体管、光电导体或能够生成光电荷的一些其它光敏结构。在一些实现中，光电转换元件112可以包括在半导体基板110内垂直层叠的两个或更多个杂质区域。例如，每个光电转换元件112可以包括其中N型杂质区域和P型杂质区域垂直层叠的光电二极管。N型杂质区域和P型杂质区域可以通过离子注入形成。器件隔离结构114可以形成为当在基板110中掩埋绝缘膜和空气中的至少一个时形成的深沟槽隔离(DTI)结构。另选地，器件隔离结构114可以包括包含高浓度P型杂质的结隔离结构。缓冲层120a可以用作平坦化层以在形成于基板110上的结构具有不平坦的表面的情况下为后续的制造过程提供平坦的表面。在一些实现中，缓冲层120a对于要由光电转换元件112检测的光基本上是透明的。另外，缓冲层120a可以用作抗反射膜，以允许通过滤色器层130接收的入射光穿过基板110的光电转换元件112。可以在基板110的第一表面上方形成缓冲层120a。例如，可以在每个滤色器层130下方形成缓冲层120a，或者可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：/n基板，所述基板包括光电转换元件，所述光电转换元件响应于入射到所述光电转换元件的光而产生电信号；以及/n栅格结构，所述栅格结构设置在所述基板上方，/n其中，所述栅格结构包括：/n支撑壁；/n空气层，所述空气层设置在所述支撑壁的两侧；/n支撑盖，所述支撑盖设置在所述支撑壁和所述空气层上方；以及/n覆盖层，所述覆盖层形成在所述支撑壁、所述支撑盖和所述空气层上方。/n

【技术特征摘要】
20191004 KR 10-2019-01231721.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：
基板，所述基板包括光电转换元件，所述光电转换元件响应于入射到所述光电转换元件的光而产生电信号；以及
栅格结构，所述栅格结构设置在所述基板上方，
其中，所述栅格结构包括：
支撑壁；
空气层，所述空气层设置在所述支撑壁的两侧；
支撑盖，所述支撑盖设置在所述支撑壁和所述空气层上方；以及
覆盖层，所述覆盖层形成在所述支撑壁、所述支撑盖和所述空气层上方。


2.根据权利要求1所述的图像感测装置，该图像感测装置还包括：
金属栅格，所述金属栅格设置在所述支撑壁和所述空气层下方并且在所述基板上方。


3.根据权利要求2所述的图像感测装置，其中，所述金属栅格包括：
阻挡金属层；
金属层，所述金属层形成在所述阻挡金属层上方；以及
绝缘膜，所述绝缘膜形成在所述阻挡金属层和所述金属层上方。


4.根据权利要求2所述的图像感测装置，其中：
所述支撑壁设置在所述金属栅格的顶表面和所述支撑盖的底表面之间。


5.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述支撑壁设置在所述基板的顶表面与所述支撑盖的底表面之间。


6.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述支撑壁包括含碳材料。


7.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述支撑壁包括旋涂碳SOC材料。


8.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述支撑盖包括硅氮氧化物膜、硅氧化物膜和硅氮化物膜中的至少一个。


9.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述覆盖层包括：
第一覆盖层，所述第一覆盖层形成在所述空气层的侧表面以及所述支撑盖的顶表面和侧表面处；以及
第二覆盖层，所述第二覆盖层形成在所述第一覆盖层上方。


10.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李柱相，
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