影像感测反射器制造技术

本发明专利技术提供一种像素阵列，其使用衬底（１０１）形成，其中各个像素具有衬底、形成于该衬底中的感光区域（１０２、１０４、１０６）及反射器（１４０、１４２、１４４），该衬底具有用于接收入射光（１５０）的入射侧，该反射器具有复合形状的表面。该反射器被形成于该衬底的与该入射侧相对的部分中，使得入射在该反射器的该复合形状表面上的光（１５０）朝该感光区域反射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本本专利技术一般关于成像电路，更具体而言，非排他性地涉及影像传感器。
技术介绍
集成电路已被研发以减小用于实施电路系统的部件的尺寸。举例来说，集成电路 已经利用越来越小的设计特征，该设计特征能减少用于实施该电路系统的面积，使得现在 该设计特征正好在可见光的波长中。由于影像传感器及作为感测阵列的一部分的个别像素 的不断缩小的尺寸，重要的是更有效地捕获照射该感测阵列的入射光。因此，更有效地捕获 入射光有助于维持或改善由不断缩小尺寸的该感测阵列捕获的电子影像的品质。
技术实现思路
本文描述一种影像感测反射器的实施例。在如下描述中提到多个具体细节以提供 该实施例的透彻的理解。然而，知道相关技术者将了解此处描述的该技术可在不具有一个 或更多个该具体细节或具有其它方法、部件、材料等的情况下实施。在其它情况下，公知的 结构、材料或操作未被详细示出或描述以避免混淆某些方面。贯穿此说明书，对“一个实施例”或“实施例”的引用意为一种与该实施例相关联而 描述的特定特征、结构、或特性被包含于本专利技术的至少一个实施例中。因此，在此说明书通 篇的多个地方，用语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现未必都是指相同的实施例。 此外，在一个或更多个实施例中，特定的特征、结构或特性可以任何适当的方式组合。使用 于此的术语“或”通常意为包含一种包含性功能的意思，例如“及/或”。总体而言，集成电路包括用于多种应用的电路系统。该应用使用多种装置，例如逻 辑装置、成像器(包含CMOS及CXD成像器)及内存(例如DRAM以及基于NOR及NAND的闪 存装置)。此装置通常利用晶体管以发挥多种功能，包含信号的切换及放大。晶体管通常通过在硅衬底上执行的光刻处理而形成于集成电路中。该处理包含诸 如将光阻层施加至该衬底、使用光(包含深紫外波长)将该光阻层曝光至图案、通过蚀刻移 除该光阻层的该曝光部分(或非曝光部分，依赖于所使用的正光阻或负光阻)及例如通过 沉积或植入附加材料而修改曝光结构的步骤以形成多种用于电子部件(包含晶体管)的结 构。术语“衬底，，包含使用基于硅、锗化硅、锗、砷化镓等的半导体形成的衬底。术语衬 底亦可涉及已在衬底上执行以在该衬底中形成区域及/或接面的先前处理步骤。术语衬底 亦可包含多种技术，例如掺杂及未掺杂半导体、硅的外延层及形成于该衬底上的其它半导 体结构。化学机械平坦化(CMP)可被执行以提供适于形成附加结构的被修改衬底的表面。 该附加结构可通过执行诸如上述列出的处理步骤而被添加至该衬底。由于作为感测阵列一部分的个别像素中的该影像传感器的尺寸日益变小，多种设 计尝试更有效地捕获照射该感测阵列的入射光。举例来说，像素的光感测元件(例如光电4二极管)的面积通常通过在各个像素上(或下)配置微透镜而被最大化，使得该入射光被 更好地聚焦于该光感测元件上。光通过该微透镜的聚焦尝试捕获通常入射于该像素被光感 测元件占据的区域以外的一部分上的光(并因此消失及/或“泄露”至其它非目的像素)。另一种可使用的方法自该CMOS影像传感器(例如，下)的“背侧”收集光。使用 该影像传感器的该背侧允许光子被收集于一区域中，该区域相对而言未被许多通常用于形 成典型的影像传感器的介电及金属层阻挡。一种背照式(BSI)影像传感器可通过使该影像 传感器的硅衬底变薄而制成，这降低了入射光在遇到该影像传感器的感测区域之前所穿越 的硅的量。然而，在使该影像传感器的衬底变薄时，将遭遇在像素的感光度与(与相邻像素 的)串扰之间做出权衡。举例来说，当较少地薄化时(其导致较厚的剩余硅衬底)，可提供 用于将光转换为电子-电洞对的光电二极管的较大的(体积)区域。当该电子-电洞对形 成(在提供的较大区域中)为相对远离该光电二极管空乏区时，形成的该电子-电洞对更 易于由相邻的光电二极管捕获。由相邻光电二极管对形成的该电子-电洞对的捕获通常是 一种被称为辉散现象的非所需效应(其导致相邻的像素看起来比“真实”值更亮)。因此， 辉散现象的概率随着该硅衬底的厚度而增加，而感光度随着较薄的硅衬底的使用而减小。在电子成像器中，来自被成像的被照明物体的光可自该成像装置的前侧(FSI)或 背侧(BSI)进入。在该成像装置的各个像素内，一些入射光在到达该像素的主动光电二极 管之前被吸收，而一些入射光穿透过而不被吸收于该光电二极管中。反射器有助于将未被 吸收的入射光朝该光电二极管复位向。朝该光电二极管反射未被吸收光增加该光电二极管 的感光度并降低串扰及辉散现象效应。根据本专利技术，像素阵列利用衬底形成，其中，各个像素具有光电二极管及用于反射 最初未被该光电二极管吸收的入射光。该反射器被定形为具有多个反射角，使得最初未被 该光电二极管吸收的入射光被聚焦并朝该光电二极管反射。附图说明参照以下附图描述本公开的非限制性和非排他性的实施例，其中，类似的参考标 号贯穿于各个视图用来表示类似的部件，除非另外说明。图1为样本前照式(FSI)影像传感器100的侧视图。图2为影像传感器的背照式(BSI)像素的样本传感器阵列的截面图。图3是用于在凹形表面中形成反射器的样本方法的截面图。图4是用于在凹形梯形腔中形成反射器的样本方法的截面图。图5是用于在凸形表面上形成反射器的样本方法的图。具体实施例方式为了图示，图1为根据本专利技术的教导的样本前照式(FSI)影像传感器100的侧视 图。为简明地显示，本图未按比例绘制。总体而言，该影像传感器100包含多个感光元件，该 感光元件以一个二维列及行的阵列被配置跨过衬底101。该图显示三个感光元件102、104 及106，其被示出为光电二极管102、104、106。该阵列可包含数百或数千个列及/或行，或 更多。此外，该阵列可具有一种非直线行及列的配置。该衬底101可为半导体衬底。对于许多实施例来说，该衬底101为一种其中形成 有感光元件的掺杂硅衬底。各个感光元件102、104及106通常将光转换为与被检测的光的 强度成比例的电信号。各个感光元件可为光电二极管或其它固态装置。亦可使用其它感光 元件。所得的像素可包含例如放大及读取电路，诸如一个或更多个CMOS晶体管(未显示)。 为清晰明了的目的，只有感光元件102、104及106的参考数字被图示。该感光元件102、104 及106可以任何适当的公知方式配置于该衬底101中。在该影像传感器100中，典型的个别像素可包含多个层的堆栈，该多个层包含金 属层、平坦化层及类似物。如图所示，该影像传感器100包含第一金属层，该金属层具有配 置于介电材料108中的Ml导体。对于一些实施例来说，该第一金属层可被蚀刻成该Ml金 属导体的形状，且该Ml导体可通过抛光而平坦化。该介电材料108可被沉积及/或成长以 填充该Ml导体之间的缝隙。该介电材料108可将该Ml导体绝缘于该衬底101。该介电材 料108可为任何绝缘体，例如氧化物。对于一些实施例而言，该介电材料可为氧化硅。该Ml 导体可为铜、铝、铜铝混合物或其它适于运送信号的材料(例如多晶硅)。如图所示，该影像传感器100包含第二金属层，其具有配置于一介电材料110中的 M2导体。对于一些实施例来说，该第二金属层可被蚀刻成该M2导体的形状，且该M2导体 可通过抛光而平坦化。该介电材料110可被沉积及/或成长以填充该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种影像传感器，其包括：利用衬底形成的像素阵列，其中，复数个所述像素各具有：衬底，其具有用于接收入射光的入射侧；形成于所述衬底中的感光区域；以及反射器，其具有形成于所述衬底的相对于所述入射侧的一部分中的复合形状表面，使得入射在所述反射器的所述复合形状表面上的光朝所述感光区域反射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：野崎秀俊，霍华德E罗兹，
申请(专利权)人：美商豪威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]