图像感测装置制造方法及图纸

一种图像感测装置可以包括：基板，所述基板包括多个光电转换元件，所述多个光电转换元件各自被配置为生成与入射光相对应的光电荷；多个滤光器，所述多个滤光器被设置在所述基板上并且被配置为选择性地将所述入射光透射到所述多个光电转换元件；以及光学栅格结构，所述光学栅格结构被设置在彼此相邻的所述滤光器之间并且被配置为减少相邻光电转换元件之间的光学串扰。所述光学栅格结构包括：覆盖层，所述覆盖层沿着所述光学栅格结构的边界设置并且被构造为限定具有开口区域的空间，以将所述空间暴露于所述光学栅格结构的外部，使得所述空间填充有空气作为空气层。所述空气层的顶侧的第一宽度小于所述空气层的底侧的第二宽度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
图像感测装置


[0001]各种实施方式总体上涉及包括彼此相邻设置的滤光器的图像感测装置。

技术介绍

[0002]图像感测装置是指用于通过使用光敏半导体材料的对光作出反应的性质来捕获光学图像的装置。汽车行业、医疗行业和计算机和通信行业的发展已经增加了在诸如智能电话、数码相机、游戏机、IoT(物联网)、机器人、安全性摄像头和医疗微型摄像头的各种领域中对高性能图像感测装置的需求。
[0003]图像感测装置可以大致分为CCD(电荷耦合器件)图像感测装置和CMOS(互补金属氧化物半导体)图像感测装置。CCD图像感测装置提供比CMOS图像感测装置更高的图像质量，但是具有更大的尺寸并且比CMOS图像感测装置消耗更大量的功率。CMOS图像感测装置可以被实现为比CCD图像感测装置具有更小的尺寸并且消耗更小的功率。此外，由于通过CMOS制造技术来制造CMOS图像感测装置，因此光感测元件和信号处理电路可以被集成到单个芯片中，这使得能够以低成本制造小尺寸图像感测装置。由于这些原因，针对包括移动装置在内的许多应用开发CMOS图像感测装置。

技术实现思路

[0004]各个实施方式涉及包括空气栅格结构的图像感测装置，即使空气的压力在图像传感器中升高，该空气栅格结构也能够保持空气栅格结构的稳定性。
[0005]在一个实施方式中，图像感测装置可以包括：基板，基板包括多个光电转换元件，多个光电转换元件各自被配置为生成与入射光相对应的光电荷；多个滤光器，多个滤光器被设置在基板上并且被配置为选择性地将入射光透射到多个光电转换元件；以及光学栅格结构，光学栅格结构被设置在彼此相邻的滤光器之间并且被配置为减少相邻光电转换元件之间的光学串扰。光学栅格结构包括：覆盖层，覆盖层沿着光学栅格结构的边界设置并且被构造为限定具有开口区域的空间，以将空间暴露于光学栅格结构的外部，使得空间填充有空气作为空气层。空气层的顶侧的第一宽度小于空气层的底侧的第二宽度。
[0006]在一个实施方式中，图像感测装置可以包括：滤光器，滤光器彼此相邻设置；以及光学栅格结构，光学栅格结构被设置在滤光器之间以减少相邻滤光器之间的光学串扰，光学栅格结构包括：覆盖层，覆盖层被配置为具有以下结构，该结构包括：(1)壳体，壳体填充有空气以形成设置在滤光器之间的空气层；以及(2)开口区域，开口区域在壳体中，以将壳体暴露于光学栅格结构的外部。空气层的顶表面的第一宽度小于空气层的底表面的第二宽度。
[0007]根据所公开的技术的实施方式，可以有效地防止包括空气层的光学栅格结构中的爆裂。
[0008]此外，可以提供通过本文档直接或间接理解的各种效果。
附图说明
[0009]图1是示出根据实施方式的图像感测装置的框图的示例。
[0010]图2是示出图1所示的像素阵列的一部分的图的示例。
[0011]图3是示出沿着图2的第一线或第二线截取的截面图的示例。
[0012]图4是示出沿着图2的第一线或第二线截取的截面图的示例。
[0013]图5A至图5I是示出用于描述形成图3所示的光学栅格结构的工艺的示例的图。
具体实施方式
[0014]在下文中，将参照附图描述各个实施方式。然而，应注意，本公开不限于特定实施方式，而是包含实施方式的各种修改、等效物和/或替代物。本公开的实施方式可以提供可以通过本公开直接/间接地识别的各种效果。
[0015]图1是例示根据实施方式的图像感测装置的框图。
[0016]参照图1，图像感测装置100可以包括像素阵列110、行驱动器120、CDS(相关双采样器)130、ADC(模数转换器)140、输出缓冲器150、列驱动器160和定时控制器170。图像感测装置100的组件仅是示例，并且如果需要，可以添加或省略组件中的至少一些。
[0017]像素阵列110可以包括布置在多个行和多个列之间的各个交叉点处的多个单位像素。在一个实施方式中，多个单位像素可以被布置在包括行和列的2D像素阵列中。在另一实施方式中，多个单元图像像素可以被布置在3D像素阵列中。多个单位像素可以以单位像素或像素组为单位将光学信号转换为电信号，并且每个像素组内的单位像素可以共享至少特定的内部电路。像素阵列110可以从行驱动器120接收包括行选择信号、像素复位信号和传输信号的驱动信号。根据驱动信号，像素阵列110的对应单位像素可以被启用以执行与行选择信号、像素复位信号或传输信号相对应的操作。
[0018]基于由定时控制器170提供的命令和控制信号，行驱动器120可以使像素阵列110能够对包括在对应行中的单位像素执行特定操作。在一个实施方式中，行驱动器120可以选择布置在像素阵列110的一行或更多行处的一个或更多个单位像素。行驱动器120可以生成行选择信号以在多个行当中选择至少一行。行驱动器120可以依次使能与所选择的至少一行相对应的像素的像素复位信号和传输信号。因此，可以将作为从所选行的每个像素生成的模拟信号的参考信号和图像信号依次转移到CDS 130。参考信号可以是当单位像素的感测节点(例如浮动扩散节点)复位时提供给CDS 130的电信号，并且图像信号可以是当通过单位像素生成的光电荷累积在感测节点中时提供给CDS 130的电信号。指示像素的独有复位噪声的参考信号和指示入射光强度的图像信号可以被统称为像素信号。
[0019]CMOS图像传感器可以对像素信号采样两次，以便于去除两个采样之间的差，并且因此使用相关双采样来去除不期望出现的像素偏移值(例如，固定模式噪声)。例如，通过相关双采样，CMOS图像传感器可以通过比较通过入射光生成的光电荷累积在感测节点中之前和之后获取的像素输出电压来去除不期望出现的偏移值，从而测量仅基于入射光的像素输出电压。在一个实施方式中，CDS 130可以依次采样和保持分别从像素阵列110提供到多条列线的参考信号和图像信号。也就是说，CDS 130可以采样和保持与像素阵列110的每个列相对应的图像信号和参考信号的电平。
[0020]CDS 130可以基于来自定时控制器170的控制信号将每个列的图像信号和参考信
号作为相关双采样信号转移到ADC 140。
[0021]ADC 140可以将从CDS 130输出的针对每个列的相关双采样信号转换为数字信号并输出该数字信号。在一个实施方式中，ADC 140可以被实现为斜坡比较型ADC。斜坡比较型ADC可以包括比较电路和计数器，比较电路被配置为将模拟像素信号与随时间流逝而上升或下降的斜坡信号进行比较，并且计数器被配置为执行计数操作直到斜坡信号与模拟像素信号匹配。在一个实施方式中，ADC 140可以将针对每个列由CDS 130生成的相关双采样信号转换为数字信号，并输出该数字信号。
[0022]ADC 140可以包括与像素阵列110的各个列相对应的多个列计数器。像素阵列110的列可以联接到相应列计数器，并且可以通过经由列计数器将与各个列相对应的相关双采样信号转换成数字信号而生成图像数据。在另一实施方式中，ADC 140可以包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：基板，所述基板包括多个光电转换元件，所述多个光电转换元件各自生成与入射光相对应的光电荷；多个滤光器，所述多个滤光器被设置在所述基板上并且选择性地将所述入射光透射到所述多个光电转换元件；以及光学栅格结构，所述光学栅格结构被设置在彼此相邻的滤光器之间并且减少相邻光电转换元件之间的光学串扰，其中，所述光学栅格结构包括：覆盖层，所述覆盖层沿着所述光学栅格结构的边界设置并且被构造为限定具有开口区域的空间，以将所述空间暴露于所述光学栅格结构的外部，使得所述空间填充有空气作为空气层，其中，所述空气层的顶侧的第一宽度小于所述空气层的底侧的第二宽度。2.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：第一层，所述第一层沿着所述空气层的侧面设置并且相对于与所述空气层的顶表面或底表面垂直的垂直线以预定倾斜角倾斜；以及第二层，所述第二层被设置为邻接所述第一层并且沿着所述垂直线延伸。3.根据权利要求2所述的图像感测装置，其中，所述光学栅格结构还包括设置在所述空气层下方的金属层。4.根据权利要求3所述的图像感测装置，其中，所述空气层具有与梯形相对应的形状。5.根据权利要求3所述的图像感测装置，其中，所述第一层被设置为邻接所述空气层，并且所述第二层被设置为邻接所述金属层。6.根据权利要求3所述的图像感测装置，其中，所述第一层和所述第二层被设置为在所述空气层和所述金属层彼此邻接的高度处邻接。7.根据权利要求3所述的图像感测装置，其中，所述空气层包括具有梯形形状的上部和具有矩形形状的下部。8.根据权利要求3所述的图像感测装置，其中，所述第一层被设置为邻接所述空气层，并且所述第二层被设置为邻接所述空气层和所述金属层。9.根据权利要求3所述的图像感测装置，其中，所述第一层和所述第二层被设置为在比所述空气层和所述金属层彼此邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨允熙，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：