图像传感器及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种图像传感器及其制造方法。该图像传感器包括设置在有源区中的多个像素和设置在外围区中的虚设像素。层间介电层在有源区中具有第一厚度以及在外围区中具有比该第一厚度薄的第二厚度。滤色镜设置在有源区中，以及光阻挡部设置在外围区中。在滤色镜和光阻挡部之间基本上不存在高度差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。技术背景通常，图像传感器是一种将光学图像转换为电信号的半导体器件，并且图像传感器主要分为电荷耦合器件(CCD)图像传感器或互补式金属氧化物 半导体(CMOS)图像传感器。典型地，CMOS图像传感器在每个单位像素内包含光电二极管和MOS 晶体管，并以开关模式依次检测每个单位像素的电信号来生成图像。CMOS图像传感器包含多个用于检测光线的像素。像素通常包含光电 二极管；多个用于驱动光电二极管的晶体管；覆盖光电二极管的层间介电层； 对应于该光电二极管在层间介电层上设置的滤色镜；在滤色镜上设置的平坦 化层(planarlayer);以及在该滤色镜上的平坦化层上设置的微透镜。CMOS图像传感器的像素设置于有源区内，以及光阻挡区(lightblocking region)通常形成于有源区的周围。在光阻挡区中，滤色镜通常彼此重叠来 阻挡入射光。由于平坦化层覆盖了彼此重叠的滤色镜，所以平坦化层通常会非常厚， 因此降低了至光电二极管的入射光。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种，其可以降低至光电二 极管的入射光损耗。根据本专利技术实施例，提供一种图像传感器，其包含设置在有源区中的多 个像素和设置在外围区中的多个虚设像素。层间介电层覆盖该有源区和外围 区，并且在有源区中具有第一厚度以及在外围区中具有第二厚度，其中该第 一厚度大于该第二厚度。在有源区中设置滤色镜，以及在外围区中设置光阻挡部。在该滤色镜与该光阻挡部之间基本上不存在高度差。平坦化层设置在 该滤色镜和该光阻挡部上且可以很薄。根据本专利技术实施例，提供一种图像传感器的制造方法，包含下列步骤 在有源区中形成像素以及在外围区中形成虚设像素。形成在该有源区中具有 第一厚度以及在该外围区中具有第二厚度的层间介电层，以使该第一厚度大 于该第二厚度。在该外围区中形成光阻挡部，以及在该有源区中形成滤色镜。 在该滤色镜与该光阻挡部之间基本上不存在高度差(即不存在台阶)。在该 滤色镜和该光阻挡部上形成平坦化层，且该平坦化层可以很薄。附图说明图1为示出根据本专利技术实施例的图像传感器的平面图。图2为根据本专利技术实施例的可设置在图像传感器的有源区中的像素的 示意图。图3为示出图2中的像素的布局视图。图4为根据本专利技术实施例沿图1的I-I'线的横截面图。图5为根据本专利技术另一实施例的横截面图。图6为示出设置在图4的图像传感器上的微透镜的横截面图。图7至图12示出根据本专利技术实施例的图像传感器的制造方法的横截面图。具体实施方式在这里，当提及层、区域、图案或结构时所使用的术语上或上方， 应理解为这些层、区域、图案或结构可以直接位于另一层或结构上，或者也 可以存在插入的层、区域、图案或结构。当提及层、区域、图案或结构时所 使用的术语下或下方，应理解为这些层、区域、图案或结构可以直 接位于另一层或结构下，或者也可以存在插入的层、区域、图案或结构。请参见图1，根据实施例，图像传感器100包括有源区AR和外围区PR。在图像传感器100的有源区AR中的衬底上设置多个像素。每个像素P 用于检测及输出入射的外部光。请参见图2和图3，每个像素P包括用于检测外部光的光电二极管PD以及多个晶体管，所述晶体管控制存储于光电二极管PD中的电荷的传输和/ 或输出。在实施例中，图像传感器100的像素P包含4个晶体管。像素P可以包含用于感测光的光电二极管PD、转移晶体管Tx，复位晶 体管Rx、选择晶体管Sx、以及存取晶体管Ax。光电二极管PD可与转移晶体管Tx相连接，而转移晶体管Tx可与复位 晶体管Rx串连。转移晶体管Tx的源极可与光电二极管PD相连接，以及转 移晶体管Tx的漏极可与复位晶体管Rx的源极相连接。可以对复位晶体管 Rx的漏极施加电源供应电压VDD。转移晶体管Tx的漏极可以作为浮置扩散区域FD。浮置扩散区域FD可 以和存取晶体管Ax的栅极相连接。选择晶体管Sx可以和存取晶体管Ax串 连，以使存取晶体管Ax的源极可以和选择晶体管Sx的漏极相连接。可以对 存取晶体管Ax的漏极以及复位晶体管Rx的漏极均施加电源供应电压VDD。 选择晶体管Sx的源极可以相当于输出端，以及可以对选择晶体管Sx的栅极 施加选择信号。可通过开启复位晶体管Rx来调整浮置扩散区域FD的电势。 一旦浮置 扩散区域FD的电势与电源供应电压VDD基本相同，就关闭复位晶体管Rx。 上述操作被称为复位操作。如果外部光入射至入光电二极管PD，则产生电子-空穴对(EHP)，从 而使光电二极管PD充满信号电荷。如果开启转移晶体管Tx，则光电二极管 PD中的信号电荷会被输出并存储于浮置扩散区域FD中。因此，浮置扩散区 域FD的电势可以与从光电二极管PD输出的电荷成比例变化。这会导致存 取晶体管Ax的栅极电势发生变化。如果通过选择信号开启选择晶体管Sx， 则数据被输出至输出端。然后，像素P可以执行复位操作。每个像素P可以 重复执行上述过程以将光信号转换为电信号。图4为沿图1的I-I'线的横截面图。请参见图1至图4，在外围区PR中设置虚设像素DP。虚设像素的结构 和排布与在有源区AR内设置的像素P的结构和排布基本上相同。虚设像素 有助于使外围区PR的高度基本上与有源区AR的高度相同，因此防止了在 有源区AR与外围区PR之间出现台阶。可以在包括像素P和虚设像素DP的衬底上形成层间介电层。在许多实 施例中，还可以形成多层层间介电层。在本实施例中，可以在有源区AR和 外围区PR的衬底上形成三层层间介电层10a、 10b和10c。在有源区AR中 的顶层层间介电层10c的部分可以具有第一厚度Tl，在外围区PR中的顶层 层间介电层10c的部分可以具有第二厚度T2，并使第一厚度Tl大于第二厚 度T2。在仅具有单层层间介电层的实施例中，第一厚度Tl和第二厚度T2 分别对应于有源区AR和外围区PR中的该单层层间介电层的厚度。在具有 两层或多于三层的层间介电层的实施例中，第一厚度Tl和第二厚度T2分别 对应于有源区AR和外围区PR中的顶层层间介电层的厚度。在有源区AR中可以设置第一滤色镜Cl、第二滤色镜C2以及第三滤色 镜C3。可以为每个像素P设置一个滤色镜。在实施例中，第一滤色镜C1、 第二滤色镜C2以及第三滤色镜C3具有相同的厚度T3。在外围区PR中可以设置具有厚度T4的光阻挡部20。在实施例中，光 阻挡部20反射或吸收入射至入外围区PR中的光，从而防止入射到外围区 PR中的光进行到有源区AR中。在实施例中，光阻挡部20的厚度T4和外围区中的层间介电层10c的第 二厚度T2之和与每个滤色镜的厚度T3和有源区AR中的层间介电层的第一 厚度T1之和基本上相同。因此，滤色镜(Cl、 C2和C3)的上表面与光阻 挡部20的上表面基本上相平。因此，外围区PR中的层间介电层10c的部分比有源区AR中的层间介 电层10c的部分薄。形成光阻挡部20以使其厚度近似等于有源区AR和外围 区PR中的层间介电层的厚度差与滤色镜(Cl、 C2或C3)的厚度和。这样 使得光阻挡部20的上表面与滤色镜(Cl、 C2和C3)的上表面之间基本上 不存在高度差(台阶)。光阻挡部20可以包括第一光阻挡部22和第二光阻挡部24。第二光阻挡 部24可以设置在第一光阻挡部22上。在实施例中，第一光阻挡部22可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，该图像传感器包括：多个像素，设置在衬底的有源区中；虚设像素，设置在该衬底的外围区中；层间介电层，设置在该有源区和该外围区上，并在该有源区中具有第一厚度和在该外围区中具有第二厚度，其中该第一厚度大于该第 二厚度；多个滤色镜，设置在该有源区上；光阻挡部，设置在该外围区的层间介电层上，其中在该光阻挡部的上表面与邻近于该光阻挡部的滤色镜的上表面之间基本上不存在高度差，以及平坦化层，设置在所述多个滤色镜和该光阻挡部上。

【技术特征摘要】
KR 2006-8-21 10-2006-00788631.一种图像传感器，该图像传感器包括多个像素，设置在衬底的有源区中；虚设像素，设置在该衬底的外围区中；层间介电层，设置在该有源区和该外围区上，并在该有源区中具有第一厚度和在该外围区中具有第二厚度，其中该第一厚度大于该第二厚度；多个滤色镜，设置在该有源区上；光阻挡部，设置在该外围区的层间介电层上，其中在该光阻挡部的上表面与邻近于该光阻挡部的滤色镜的上表面之间基本上不存在高度差，以及平坦化层，设置在所述多个滤色镜和该光阻挡部上。2. 如权利要求1所述的图像传感器，其中该光阻挡部包括位于该外围区 的层间介电层上的第一光阻挡部和位于该第一光阻挡部上的第二光阻挡部。3. 如权利要求2所述的图像传感器，其中所述多个滤色镜包括第一滤色 镜、第二滤色镜和第三滤色镜；以及其中该第三滤色镜邻近于该第二光阻挡部。4. 如权利要求3所述的图像传感器，其中该第一光阻挡部基本上与该第 一滤色镜相似，以及该第二光阻挡部基本上与该第二滤色镜相似。5. 如权利要求3所述的图像传感器，其中该第一光阻挡部基本上与该第 一滤色镜相似，以及该第二光阻挡部基本上与该第三滤色镜相似。6. 如权利要求1所述的图像传感器，还包括位于该有源区的平坦化层上 的多个微透镜。7. 如权利要求6所述的图像传感器，还包括位于该外围区的平坦化层上 的虚设微透镜。8. —种图像传感器的制造方...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩昌勋，
申请(专利权)人：东部高科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]