图像传感器制造技术

公开了一种图像传感器，包括：第一衬底，具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，并且包括像素阵列区域和边缘区域；在第二表面上的抗反射结构；像素分离部分，在第一衬底中并将像素彼此分离；以及在抗反射结构上的微透镜阵列。该抗反射结构包括顺序堆叠的第一电介质层、钛氧化物层、第二电介质层和第三电介质层。第一电介质层、第二电介质层和第三电介质层包括彼此不同的材料。在边缘区域上，第三电介质层穿透第二电介质层和钛氧化物层以与第一电介质层接触。介质层接触。介质层接触。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器


[0001]本专利技术构思涉及图像传感器。

技术介绍

[0002]图像传感器是将光学图像转换为电信号的半导体器件。图像传感器可分为电荷耦合器件(CCD)型和互补金属氧化物半导体(CMOS)型。CIS(CMOS图像传感器)是CMOS型图像传感器的简称。CIS可以包括多个二维排列的像素。每个像素包括光电二极管(PD)。光电二极管用于将入射光转换成电信号。

技术实现思路

[0003]本专利技术构思的一些示例实施方式提供了能够实现清晰图像的图像传感器。
[0004]本专利技术构思的目的不限于上述内容，本领域技术人员将从以下描述中清楚地理解上文未提及的其他目的。
[0005]根据本专利技术构思的一些示例实施方式，图像传感器可包括：第一衬底，具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，第一衬底包括像素阵列区域和边缘区域；在第二表面上的抗反射结构；在第一衬底中的像素分离部分，该像素分离部分将像素彼此分离；和在抗反射结构上的微透镜阵列。抗反射结构可以包括顺序堆叠的第一电介质层、钛氧化物层、第二电介质层和第三电介质层。第一电介质层、第二电介质层和第三电介质层可以包括彼此不同的材料。在边缘区域上，第三电介质层可以穿透第二电介质层和钛氧化物层以与第一电介质层接触。
[0006]根据本专利技术构思的一些示例实施方式，图像传感器可包括：第一衬底，具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，第一衬底包括像素阵列区域和边缘区域；在第二表面上的抗反射结构；在第一衬底上的像素分离部分，该像素分离部分将像素彼此分离；在抗反射结构上的滤色器；在滤色器上的微透镜阵列；在第一衬底的第一表面上的第一层间电介质层；在第一层间电介质层中的第一互连层；在第一层间电介质层下方的第二层间电介质层；在第二层间电介质层中的第二互连层；在第二层间电介质层下方的第二衬底；在边缘区域上在第一衬底的第二表面上的第一接触；以及在边缘区域上的第二接触，第二接触穿透第一衬底、第一层间电介质层和一部分第二层间电介质层，以与第二互连层接触。抗反射结构可以包括顺序堆叠的第一电介质层、钛氧化物层、第二电介质层和第三电介质层。第一电介质层、第二电介质层和第三电介质层可以包括彼此不同的材料。在第一接触和第二接触之间，第三电介质层可以穿透第二电介质层和钛氧化物层以与第一电介质层接触。
[0007]根据本专利技术构思的一些示例实施方式，图像传感器可包括：第一衬底，具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，第一衬底包括像素阵列区域和边缘区域；在第二表面上的抗反射结构；在第一衬底中的像素分离部分，该像素分离部分将像素彼此分离；以及在抗反射结构上的微透镜阵列。抗反射结构可以包括顺序堆叠的第一电介质层、钛氧化物层、第二电介质层和第三电介质层。第一电介质层、第二电介质层和第三电介质层可以包括彼此
不同的材料。凹槽可以在钛氧化物层和第二电介质层中在边缘区域上。第一电介质层可以在凹槽的底表面上暴露。第三电介质层可以共形地覆盖凹槽的侧表面和底表面。当在平面图中观察时，凹槽可以围绕像素阵列区域。
附图说明
[0008]图1示出了显示根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的框图。
[0009]图2示出了显示根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的有源像素传感器阵列的电路图。
[0010]图3示出了显示根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的平面图。
[0011]图4示出了沿图3的线A
‑
A'截取的截面图。
[0012]图5示出了显示图3的图像传感器的局部平面图。
[0013]图6示出了设置在图3的通路区域上的通路阵列的平面图。
[0014]图7A示出了显示图4的P2部分的放大图。
[0015]图7B示出了显示图4的P1部分的放大图。
[0016]图8A至图8H示出了显示制造具有图4的截面的图像传感器的方法的截面图。
[0017]图9示出了沿图3的线A
‑
A'截取的截面图。
[0018]图10示出了根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的截面图。
[0019]图11A示出了显示图10的P2部分的放大图。
[0020]图11B示出了显示图10的P1部分的放大图。
[0021]图12示出了显示根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的截面图。
具体实施方式
[0022]现将参考附图详细描述本专利技术构思的一些示例实施方式，以帮助清楚地解释本专利技术构思。
[0023]图1示出了根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的框图。
[0024]参考图1，图像传感器可包括有源像素传感器阵列1001、行解码器1002、行驱动器1003、列解码器1004、时序发生器1005、相关双采样器(CDS)1006、模数转换器(ADC)1007和输入/输出(I/O)缓冲器1008。
[0025]有源像素传感器阵列1001可包括多个二维排列的单位像素，每个单位像素配置为将光信号转换为电信号。有源像素传感器阵列1001可以由多个驱动信号驱动，诸如来自行驱动器1003的像素选择信号、复位信号和电荷转移信号。可以向相关双采样器1006提供转换后的电信号。
[0026]根据从行解码器1002获得的解码结果，行驱动器1003可向有源像素传感器阵列1001提供用于驱动若干单位像素的若干驱动信号。当单位像素以矩阵形状排列时，可以为各行提供驱动信号。
[0027]时序发生器1005可向行解码器1002和列解码器1004提供时序和控制信号。
[0028]相关双采样器1006可接收从有源像素传感器阵列1001产生的电信号，并可保持和采样接收的电信号。相关双采样器1006可以执行双采样操作以采样电信号的特定噪声电平和信号电平，然后可以输出对应于噪声电平和信号电平之间的差的差值电平。
[0029]模数转换器1007可将对应于从相关双采样器1006接收的差值电平的模拟信号转换为数字信号，然后输出转换后的数字信号。
[0030]输入/输出缓冲器1008可锁存数字信号，然后响应于从列解码器1004获得的解码结果，将锁存的数字信号顺序输出至图像信号处理单元(未显示)。
[0031]图2示出了显示根据本专利技术构思的一些示例实施方式的图像传感器的有源像素传感器阵列的电路图。
[0032]参考图1和图2，有源像素传感器阵列1001可包括多个单位像素PX，单位像素PX可排列成矩阵形状。每个单位像素UP可以包括转移晶体管TX。每个单位像素UP还可以包括逻辑晶体管RX、SX和DX。逻辑晶体管RX、SX和DX可以包括复位晶体管RX、选择晶体管SX和源极跟随器晶体管DX。传输晶体管TX可以包括传输栅电极TG。每个单位像素PX还可以包括光电转换元件PD和浮动扩散区FD。逻辑晶体管RX、SX和DX可以由多个单位像素UP共享。
[0033]光电转换元件PD可产生并积累与外部入射光量成比例的光电荷。光电转换元件PD可以包括光电二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，包括：第一衬底，具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述第一衬底包括像素阵列区域和边缘区域；在所述第二表面上的抗反射结构；在所述第一衬底中的像素分离部分，所述像素分离部分将像素彼此分离；以及在所述抗反射结构上的微透镜阵列，所述抗反射结构包括顺序堆叠的第一电介质层、钛氧化物层、第二电介质层和第三电介质层，所述第一电介质层、所述第二电介质层和所述第三电介质层包括彼此不同的材料，并且所述第三电介质层在所述边缘区域上穿透所述第二电介质层和所述钛氧化物层以与所述第一电介质层接触。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一电介质层包括铝氧化物，所述第二电介质层包括硅氧化物，以及所述第三电介质层包括铪氧化物。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一衬底具有第一折射率，所述第一电介质层具有第二折射率，所述钛氧化物层具有第三折射率，所述第二电介质层具有第四折射率，以及所述第二折射率和所述第三折射率的平均值小于所述第一折射率并且大于所述第四折射率。4.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括在所述边缘区域上在所述第一衬底的所述第二表面上的第一接触和第二接触，以及其中所述像素分离部分延伸到所述边缘区域，所述第一接触穿透所述第一衬底的一部分以与所述像素分离部分接触，以及在所述第一接触和所述第二接触之间，所述第三电介质层穿透所述第二电介质层和所述钛氧化物层以与所述第一电介质层接触。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中所述像素分离部分包括分离导电图案和在所述分离导电图案与所述第一衬底之间的分离电介质图案，并且所述第一接触与所述分离导电图案接触。6.根据权利要求4所述的图像传感器，还包括：在所述第一衬底的所述第一表面上的第一层间电介质层；在所述第一层间电介质层中的第一互连层；在所述第一层间电介质层下方的第二层间电介质层；在所述第二层间电介质层中的第二互连层；以及在所述第二层间电介质层下方的第二衬底，其中所述第二接触穿透所述第一衬底、所述第一层间电介质层和一部分所述第二层间电介质层，以与所述第二互连层接触。
7.根据权利要求4所述的图像传感器，其中在所述边缘区域上，凹槽在所述钛氧化物层和所述第二电介质层中，所述第一电介质层在所述凹槽的底表面上暴露，所述第三电介质层共形地覆盖所述凹槽的侧表面和所述底表面，以及所述图像传感器还包括将所述第一接触连接到所述第二接触的导电线，所述导电线覆盖所述凹槽的所述侧表面和所述底表面。8.根据权利要求4所述的图像传感器，其中在所述边缘区域上，凹槽在所述钛氧化物层和所述第二电介质层中，所述第一电介质层在所述凹槽的底表面上暴露，所述第三电介质层共形地覆盖所述凹槽的侧表面和所述底表面，以及当在平面图中观察时，所述凹槽围绕所述第二接触。9.根据权利要求8所述的图像传感器，还包括衬底隔离部分，所述衬底隔离部分在所述第二接触和所述凹槽之间围绕所述第二接触，并且在所述边缘区域上与所述第二接触间隔开，其中所述第二接触和所述衬底隔离部分之间的第一间隔大于所述衬底隔离部分和所述凹槽之间的第二间隔。10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中在所述边缘区域上，凹槽在所述钛氧化物层和所述第二电介质层中，所述第一电介质层在所述凹槽的底表面上暴露，所述第三电介质层共形地覆盖所述凹槽的侧表面和所述底表面，以及所述图像传感器还包括在所述第一衬底的所述像素阵列区域和所述抗反射结构上的低折射栅格图案；以及填充所述凹槽的低折射残留图案。11.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：在所述第一衬底的所述第一表面上的第一层间电介质层；在所述第一层间电介质层中的第一互连层；在所述第一层间电介质层下方的第二层间电介质层；在所述第二层间电介质层中的第二互连层；在所述第二层间电介质层下方的第二衬底；在所述边缘区域上和在所述第一衬底的所述第二表面上的导电焊盘；以及在所述边缘区域上的通路，所述通路穿透所述第一衬底、所述第一层间电介质层和一部分所述第二层间电介质层，以与所述第二互连层接触，其中，在所述边缘区域上在所述导电焊盘和所述通路之间，所述第三电介质层穿透所述第二电介质层和所述钛氧化物层，以与所述第一电介质层接触。12.根据权利要求1所述的图像传感器，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴惠涓，权炯根，金范锡，金智恩，朴巨成，李允基，林夏珍，全宅洙，许在成，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：