專利名稱：：圖像傳感器遮光罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明大體上涉及用于圖像傳感器的遮光罩。技術(shù)背景固態(tài)圖像傳感器(也稱為成像器)吸收特定波長的入射輻射(例如光量子、x射線或類似物)，并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所吸收輻射的電信號(hào)。存在不同類型的基于半導(dǎo)體的圖像傳感器，其中包含電荷耦合裝置(CCD)、光電二極管陣列、電荷注入裝置、混合焦平面陣列以及互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器。CMOS圖像傳感器通常由像素單元的焦平面陣列組成。所述像素單元中的每一者包含光電傳感器，通常為光電門、光電導(dǎo)體或光電二極管，所述光電傳感器上覆在襯底上以用于在襯底的下伏部分中累積光致電荷。讀出電路連接到每一像素單元，且包含形成于襯底中的至少一輸出晶體管，以及形成于襯底上鄰近光電傳感器處且連接到輸出晶體管的柵極的電荷存儲(chǔ)區(qū)(通常為浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū))。圖像傳感器可包含至少一個(gè)用于將電荷從襯底的下伏部分轉(zhuǎn)移到浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)的電子裝置(例如晶體管)和一個(gè)用于在電荷轉(zhuǎn)移之前使所述區(qū)復(fù)位到預(yù)定電荷電平的裝置(通常也是晶體管)。在CMOS圖像傳感器中，像素單元的有源元件執(zhí)行以下必要功能(1)光子到電荷的轉(zhuǎn)換；(2)圖像電荷的累積；(3)伴有電荷放大的電荷到浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)的轉(zhuǎn)移；(4)使浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)復(fù)位到已知狀態(tài)；(5)選擇像素單元進(jìn)行讀出；以及(6)輸出并放大代表像素單元電荷的信號(hào)。當(dāng)光電荷從初始電荷累積區(qū)移動(dòng)到浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)時(shí)，所述光電荷可能被放大。通常通過源極跟隨器輸出晶體管將浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的電荷轉(zhuǎn)換成像素單元輸出電壓。上文所論述的類型的示范性CMOS圖像傳感器通常是己知的，如(例如)第6,140,630號(hào)美國專利、第6,376,868號(hào)美國專利、第6,310,366號(hào)美國專利、第6,326,652號(hào)美國專利、第6，204，524號(hào)美國專利以及第6,333,205號(hào)美國專利中所論述，上述專利每一者都轉(zhuǎn)讓給美光科技有限公司(MicronTechnology,Inc.)，上述專利的全文以引用的方式并入本文中。每一像素單元中的光電傳感器產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于撞擊在所述光電傳感器上的光的強(qiáng)度的信號(hào)。當(dāng)圖像聚焦在像素單元陣列上時(shí)，經(jīng)組合的信號(hào)可用于(例如)形成所述圖像的數(shù)字表示，所述數(shù)字表示可被存儲(chǔ)、顯示、打印和/或傳輸。因此，重要的是所有引導(dǎo)到光電傳感器的光都撞擊在所述光電傳感器上，而不是變成被反射或折射。如果光不撞擊在正確的光電傳感器上，那么可能發(fā)生像素單元之間的光學(xué)串?dāng)_。光學(xué)串?dāng)_可存在于固態(tài)圖像傳感器的像素單元陣列中的相鄰光電傳感器之間。在理想化的光電傳感器(例如光電二極管)中，光只穿過光電二極管的直接接收光的表面而進(jìn)入。然而，實(shí)際上，既定用于相鄰光電傳感器的光還穿過(例如)光電傳感器結(jié)構(gòu)的側(cè)面以漫射光的形式進(jìn)入所述光電二極管。像素單元陣列內(nèi)的反射和折射可能引起漫射光，這也被稱為光學(xué)串?dāng)_。光學(xué)串?dāng)_可能在所產(chǎn)生的圖像中導(dǎo)致不合需要的結(jié)果。隨著圖像傳感器陣列中的像素單元的密度增加，且隨著像素單元大小相應(yīng)地減小，所述不合需要的結(jié)果可能變得更加明顯。不斷縮小的像素單元大小使得越來越難以將傳入光聚焦在每一像素單元的光電傳感器上。光學(xué)串?dāng)_可表現(xiàn)為固態(tài)圖像傳感器所產(chǎn)生的圖像混亂或?qū)Ρ榷葴p小。本質(zhì)上，圖像傳感器陣列中的光學(xué)串?dāng)_使空間分辨率降級(jí)，減小總體感光度，引起色彩混合，且在色彩校正之后導(dǎo)致圖像噪聲。如上文所述，隨著像素單元和傳感器大小減小，圖像降級(jí)可能變得更加明顯。一種用以減少圖像傳感器中的光學(xué)串?dāng)_的方法是使用遮光罩。典型的圖像傳感器包含遮光罩，其提供使光電傳感器的至少一部分暴露于傳入光的小孔，同時(shí)遮蔽像素單元的其余部分使其不暴露于所述光。理想的是，遮光罩可阻擋鄰近像素單元接收到的光信號(hào)，并防止在像素單元中的不合需要的位置中產(chǎn)生光電流；因此，所述圖像傳感器在較少模糊、混亂和其它有害效應(yīng)的情況下實(shí)現(xiàn)更高分辨率圖像。遮光罩還可保護(hù)與像素單元相關(guān)聯(lián)的電路，例如免受輻射損害且免于使用可能在所述電路中不合需要地轉(zhuǎn)換成此像素單元的輸出信號(hào)的一部分的漫射光。在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)使用了各種基于后端聚合物的遮光罩材料；然而，所述遮光罩材料都不能達(dá)到大于金屬的阻光有效性。理想的是，為了獲得完美的阻光，將使用一個(gè)連續(xù)的金屬層作為圖像傳感器中的遮光罩。所述遮光罩通常形成于與像素單元相關(guān)聯(lián)的電路和光電傳感器上方。所述遮光罩還具有允許光穿過而到達(dá)光電傳感器的小孔。第6,611,013號(hào)美國專利和第6,812,539號(hào)美國專利中提供形成于圖像傳感器中的遮光罩的實(shí)例，上述專利每一者均轉(zhuǎn)讓給美光科技有限公司，上述專利的全文以引用的方式并入本文中。然而，存在與圖像傳感器中的金屬阻光遮罩有關(guān)的一些不需要的特性。遮光罩通常已形成于圖像傳感器的金屬互連分層(例如，金屬1層、金屬2層或(如果利用的話)金屬3層)中，但這種類型的遮光罩布置限定將金屬層用于遮光罩，而不是用于其正常的導(dǎo)電互連目的(例如，圖像傳感器的導(dǎo)電連接)。一般來說，使用一個(gè)連續(xù)的金屬塊作為電氣裝置的遮光罩可能造成與所述傳感器的組件如何傳導(dǎo)電力或信令發(fā)生沖突。而且，在上部金屬化層中具有與光電傳感器間隔開的遮光罩可能會(huì)增加像素單元中的漏光和光陰影，這可能導(dǎo)致傳感器運(yùn)行中的誤差。金屬遮光罩的另一個(gè)問題與強(qiáng)加于圖像傳感器上的應(yīng)力的量有關(guān)。舉例來說，實(shí)現(xiàn)良好的阻光可能需要厚度大于500A的鎢層。施加較大的鎢層可能會(huì)對(duì)裝置引入相當(dāng)大的應(yīng)力，這可能會(huì)引入較高的暗電流、漏電流，且在最壞的情況下，可能會(huì)導(dǎo)致膜脫落，膜脫落導(dǎo)致嚴(yán)重的工藝問題。因此，需要一種用于圖像傳感器的不遭受上述缺點(diǎn)的遮光罩。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種通過使用遮光罩來改進(jìn)圖像傳感器性能(例如減少光學(xué)串?dāng)_)的結(jié)構(gòu)和方法，所述遮光罩具有遮光部分，其包括位于每一像素單元的光電傳感器上方的多個(gè)不透明材料塊。所述遮光部分經(jīng)布置以形成小孔，所述小孔允許光穿過而到達(dá)與所述像素單元相關(guān)聯(lián)的光電傳感器。所述遮光部分還經(jīng)布置以在塊之間形成間距，所述間距防止所有或至少一部分波長的入射光在需要阻擋光的位置處穿過其中。對(duì)于將金屬用于材料塊的遮光罩來說，本發(fā)明的示范性遮光罩減少了襯底表面上的總凈應(yīng)力，因?yàn)樗鍪痉缎哉诠庹钟奢^小的塊(每遮光部分)組成，而不是由一個(gè)連續(xù)的金屬塊組成。材料塊可具有任何形狀或大??；因此，遮光罩不受限于其可放置在圖像傳感器上的位置?？蓪⒄诠庹址胖迷诳拷r底的位置處或所述導(dǎo)電互連層中的一者(例如，金屬1層或更高層)處。如果遮光罩由金屬形成，那么可在不與其它金屬布局形成電接觸的情況下放置所述遮光罩。然而，如果需要電連接，那么形成遮光罩的一部分的塊可連接到其它金屬布局。從說明本發(fā)明的各種實(shí)施例的以下具體實(shí)施方式和圖式中，將更容易明白本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點(diǎn)和特征，其中圖1展示根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)造的像素單元和遮光罩的示范性實(shí)施例；圖2是圖1的像素單元和遮光罩的穿過線2-2'的部分橫截面圖；圖3展示根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器；以及圖4說明根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)造的并入有至少一個(gè)CMOS圖像傳感器的處理器系統(tǒng)。具體實(shí)施方式在以下具體實(shí)施方式中，參考作為說明書的一部分的附圖，且在附圖中以說明方式展示可借此來實(shí)踐本發(fā)明的各種實(shí)施例。充分詳細(xì)地描述這些實(shí)施例以足以使得所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制作和使用本發(fā)明。應(yīng)理解，可利用其它實(shí)施例，且可在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，作出結(jié)構(gòu)、邏輯和電學(xué)改變以及所使用材料的改變。另外，描述某些處理步驟，且揭示處理步驟的特定順序；然而，步驟序列不限于本文所陳述的步驟序列，且可如此項(xiàng)技術(shù)中已知的那樣進(jìn)行改變，除了必需以某一順序發(fā)生的步驟或動(dòng)作以外。術(shù)語"晶片"和"襯底"應(yīng)理解為可互換，且包含硅、絕緣體上硅(SOI)或藍(lán)寶石上硅(SOS)、摻雜和未摻雜的半導(dǎo)體、由基底半導(dǎo)體基座支撐的硅外延層以及其它半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。此外，在以下描述內(nèi)容中提到"晶片"或"襯底"時(shí)，可能巳利用先前的處理步驟在基底半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)或基座中或上形成區(qū)、結(jié)或材料層。另外，半導(dǎo)體無需是基于硅的，而是可基于硅-鍺、鍺、砷化鎵或其它已知的半導(dǎo)體材料。術(shù)語"像素"或"像素單元"指代含有用于將電磁輻射轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的光電傳感器和晶體管的光電元件單位單元。盡管本文參考一個(gè)像素單元的結(jié)構(gòu)和制造來描述本發(fā)明，但應(yīng)理解，這代表圖像傳感器的陣列中的多個(gè)像素單元。另外，盡管下文參考CMOS圖像傳感器來描述本發(fā)明，但本發(fā)明對(duì)具有像素單元的任何固態(tài)圖像傳感器都具有可應(yīng)用性。因此，不應(yīng)在限制意義上進(jìn)行以下詳細(xì)描述，且本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求書界定。現(xiàn)在參看各圖，圖1和圖2展示本發(fā)明的示范性實(shí)施例，其在部分形成于襯底10中的摻雜p型區(qū)16中和上方的CMOS像素單元12中展示，且包含光電傳感器14、轉(zhuǎn)移柵極22、復(fù)位柵極28、源極跟隨器柵極32和行選擇柵極36。光電傳感器14包含n型導(dǎo)電區(qū)18和位于所述n型區(qū)18上方的最上薄p型導(dǎo)電層20。轉(zhuǎn)移柵極22形成用于將光電傳感器14所累積的電荷電選通到浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)24的轉(zhuǎn)移晶體管的一部分。浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)24處的第一導(dǎo)體26通過第二導(dǎo)體34而與源極跟隨器晶體管的源極跟隨器柵極32電連通，其中由可提供于(例如)金屬l(或第一金屬)層中的導(dǎo)電互連層中的導(dǎo)電路徑50連接。具有復(fù)位柵極28的復(fù)位晶體管與轉(zhuǎn)移晶體管共享浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)24。復(fù)位晶體管通過具有導(dǎo)體30的源極/漏極區(qū)連接到電壓源，導(dǎo)體30在復(fù)位晶體管被激活時(shí)向浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)24提供復(fù)位電壓。應(yīng)理解，雖然圖1和圖2展示單個(gè)像素單元12的電路，但在實(shí)際使用中，襯底IO中將形成有像素單元12的MxN陣列，且所述陣列以行和列布置，其中使用行與列選擇電路來接入所述陣列的像素單元12，如此項(xiàng)技術(shù)中所已知?？赏ㄟ^淺溝槽隔離區(qū)42使所示像素單元12與陣列的其它像素單元橫向隔離開。盡管為簡(jiǎn)單起見僅展示了沿像素單元12兩側(cè)的隔離區(qū)42，但實(shí)際上溝槽隔離區(qū)可圍繞像素單元12的整個(gè)周長延伸。應(yīng)注意，像素單元12僅僅示范說明可使用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。因此，像素單元12的結(jié)構(gòu)和操作或CMOS像素單元在CMOS陣列中的使用并不限制本發(fā)明?？稍谝r底10上方形成遮光罩44，用于阻止至少一部分入射光穿過而到達(dá)像素單元12的陣列的非所需區(qū)域。本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例(如圖1和圖2所示)為每一像素單元12提供遮光罩44，所述遮光罩形成于光電傳感器14和相關(guān)聯(lián)的電路上方。遮光罩44具有多個(gè)不透明的遮光部分，其經(jīng)布置且間隔開以提供小孔46，所述小孔46允許光穿過而到達(dá)每一像素單元12的光電傳感器14。遮光罩44還防止入射光的全部或至少一實(shí)質(zhì)部分穿過而到達(dá)每一像素單元12的其它區(qū)域且到達(dá)相鄰像素單元。對(duì)于每一像素單元12，遮光罩44包括形成為多個(gè)不透明材料塊45a、45b、45c、45d、45e、45f、45g、45h、45i、45j、45k、451和45m的遮光部分。遮光罩44的材料可包括WSix、W、TiN、Ti、Co、Cr、多/WSix、Al、Ti/Al、TiSi2/Al，以及Ti/Al/TiN、Mo、Ta或具有所需阻光、電學(xué)和物理特點(diǎn)的其它材料。舉例來說，折射金屬材料(例如鎢)具有較高的溫度容限；因此，可將鎢遮光罩應(yīng)用于非常靠近襯底IO表面的位置處?？稍谙鄬?duì)較靠近襯底IO表面的導(dǎo)電互連層50(即，金屬l層)中使用鋁遮光罩。在示范性實(shí)施例中，對(duì)于每一像素單元12，遮光罩44可包括多個(gè)金屬材料塊45a、45b、45c、45d、45e、45f、45g、45h、45i、45j、45k、451和45m。與采用一個(gè)連續(xù)金屬塊作為遮光罩不同，使用較小的金屬塊形成遮光罩防止了在硅表面上產(chǎn)生高應(yīng)力。將金屬分成較小的片段會(huì)使金屬應(yīng)力的量分布在襯底上；因此，總凈應(yīng)力將小于在包括一個(gè)較大連續(xù)金屬塊的遮光罩的情況下的總凈應(yīng)力。應(yīng)了解，由金屬材料組成的塊只是本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例。材料塊可包括防止至少一部分波長的入射光穿過的任何不透明材料。遮光罩44可以非常薄。舉例來說，與典型的金屬互連層(其厚度可為約1,000A到約10,000A)相比，遮光罩44的厚度只需要足以防止入射光47c的至少一部分穿過即可(即，厚度為約100A到約3,000A)?？捎烧诠庹?4的材料的光吸收/反射特性決定在此范圍內(nèi)的特定厚度。優(yōu)選的是，撞擊遮光罩44的光的不到1%能夠穿透而到達(dá)下伏像素單元12。包括多個(gè)材料塊45a、45b、45c、45d、45e、45f、45g、45h、45i、45j、45k、451和45m的遮光罩可經(jīng)布置以使得所述塊彼此分離開第一距離43a，以提供大小足以防止至少一部分波長的入射光47a穿過的空間；以及第二距離43b，以提供大小足以允許光47b穿過的小孔46。在所說明的實(shí)施例中，遮光罩44的材料塊45b、45c和45d經(jīng)布置以與材料塊45a分離開第二距離43b，以在光電傳感器14上方界定小孔46，從而允許光47b穿過而到達(dá)光電傳感器14。材料塊45b、45c和45d之間的第一距離43a阻止至少一部分波長的入射光47a穿過而到達(dá)像素單元12的非所需區(qū)域。所述材料塊是不透明的，且厚度足以允許撞擊每一材料塊的入射光47c的不到1%穿透而到達(dá)下伏像素單元12(例如，材料塊45b)。材料塊45b、45c和45d還可經(jīng)布置以防止入射光的至少一部分穿過而到達(dá)相鄰像素單元。如果材料塊導(dǎo)電的話，那么可視情況通過接地電路使所述材料塊電接地，借此所述材料塊可向下伏像素單元12的電路提供電屏蔽。在材料塊45e、45f和45g中提供開口48，以允許各個(gè)電路觸點(diǎn)26、30、34、40、38在上覆導(dǎo)電互連層50與下伏像素電路(例如22、28、32、36)之間形成電連通。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表l:硅(Si)襯底表面上或內(nèi)部的光強(qiáng)度的電磁模擬。表1將(1)在光電傳感器上方不具有包括不透明材料塊的遮光罩的光電傳感器，(2)寬度為0.15且第一距離43a為0.15的鋁材料塊，以及(3)寬度為0.3且第一距離為0.4pm的鋁材料塊進(jìn)行比較。如表所示，在使用包括金屬材料塊的遮光罩的情況下，光強(qiáng)度降低4到6個(gè)數(shù)量級(jí)，這對(duì)于圖像傳感器來說是理想的。圖2展示圖1的像素單元12的沿線2-2'截取的一部分的橫截面。如圖所示，可在像素單元12上方提供透光第一介電層52，其具有位于像素單元12的晶體管柵極(例如，晶體管柵極22)的層級(jí)上方的上表面。在第一介電層52上方形成遮光罩44?？稍谡诠庹?4上方(以及小孔46內(nèi))形成第二介電層54，其具有與第一介電層52類似的光透射和隔離特性?？稍诘诙辇攲?4上方形成導(dǎo)電互連層50(即，金屬l層)，其可通過觸點(diǎn)(例如，導(dǎo)體26)連接到穿過各個(gè)層54、52和44的開口48中所提供的下伏電路?？稍趯?dǎo)電互連層50上方形成額外的介電層、導(dǎo)電互連層、或鈍化層、濾色片層和微透鏡層，但圖中未展示，因?yàn)樗鼈兪谴隧?xiàng)技術(shù)中眾所周知的。如圖1禾卩圖2所說明，鄰近材料塊(例如，45b與45c、45c與45d、45a與45f、45a與45m、45a與451、45f與45e、45f與45j、45f與45m、45e與45h、45e與45j、45e與45i、45h與45i、45i與45g、45g與45j、45g與45k、45j與45k、45k與45m、45k與451、451與45m)彼此分離開第一距離43a。第一距離43a界定大小足以防止至少一部分波長的入射光47a穿過而到達(dá)像素單元的空間。第一距離43a由用以制作圖像傳感器的工藝決定。第一距離43a應(yīng)為比可見光47a的波長短的任何長度。在另一示范性實(shí)施例中，包括多個(gè)像素單元12(每一者與一種濾色片(例如，紅色、綠色和藍(lán)色)相關(guān)聯(lián)，且進(jìn)而與經(jīng)過所述濾光片的光的波長相關(guān)聯(lián))的像素單元陣列可具有基于相關(guān)聯(lián)的光波長而決定的第一距離43a，使得可阻擋至少一部分所述波長的光。如此項(xiàng)技術(shù)中已知的，光是具有人眼可見的波長的電磁輻射(即，可見光)。可通過電磁原理來描述波傳輸。舉例來說，當(dāng)平面波遇到法拉第杯(Faradaycup)電磁遮罩時(shí)，如果杯的開口小于波長，那么所述平面波會(huì)衍射。電磁波的輸送特性與波長和杯的開口有關(guān)。電磁輻射強(qiáng)度將隨k;」而減小，其中"是杯的開口直徑，且義是波長。當(dāng)杯的開口小于波長時(shí)，波穿透的百分比顯著減小。為了獲得有效的遮光，優(yōu)選的第一距離43a應(yīng)小于或等于約0.4pm，其為可見光波長的約四分之一。如圖2所說明，當(dāng)可見光47a遇到鄰近材料塊(例如，需要阻光的45a與45f)之間的開口(即，第一距離43a所界定的空間)時(shí)，電磁波發(fā)生衍射，從而使所述波分散開而不是沿直線傳播。因此，可見光47a的至少一部分無法穿過鄰近材料塊45a與45f之間的開口而到達(dá)非所需區(qū)域。圖3說明具有像素單元陣列120的CMOS圖像傳感器100的框圖，所述像素單元陣列120并入有以上文相對(duì)于圖l和圖2論述的方式而構(gòu)造的像素單元12和遮光罩44。像素單元陣列120包括多個(gè)像素單元12，其布置成預(yù)定數(shù)目的列和行?？赏ㄟ^行選擇線同時(shí)接通陣列120中每一行的所有像素單元12，且通過列選擇線來選擇性地將每一列的像素單元12輸出到輸出線上。為整個(gè)陣列120提供多個(gè)行線和列線。行驅(qū)動(dòng)器130響應(yīng)于行地址解碼器140而選擇性地激活所述行線，且列驅(qū)動(dòng)器160響應(yīng)于列地址解碼器170而選擇性地激活所述列選擇線。因此，為每一像素單元12提供行與列地址。通過控制電路150來操作CMOS圖像傳感器100，控制電路150控制地址解碼器140、170以選擇合適的行線和列線進(jìn)行像素讀出，且控制行驅(qū)動(dòng)器電路130和列驅(qū)動(dòng)器電路160，所述行驅(qū)動(dòng)器電路130和列驅(qū)動(dòng)器電路160將驅(qū)動(dòng)電壓施加到選定行線和列線的驅(qū)動(dòng)晶體管。存儲(chǔ)器175(例如，SRAM)可與陣列100和控制電路150通信。串行化器模塊180和SFR(特殊功能寄存器)裝置185每一者可與控制電路120通信。視情況，可將局部化電源190并入到圖像傳感器100中。通常，當(dāng)圖像傳感器IOO接收到光輸入并產(chǎn)生電荷之后，圖像傳感器100中的信號(hào)流將即刻在陣列120處開始。所述信號(hào)被輸出到讀出電路，且接著被輸出到模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置。接著所述信號(hào)被轉(zhuǎn)移到處理器，之后轉(zhuǎn)移到串行化器，且然后所述信號(hào)可從圖像傳感器輸出到外部硬件。圖4說明處理器系統(tǒng)200，其包含含有像素單元12(其具有根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)造的遮光罩44)的圖像傳感器IOO。處理器系統(tǒng)200示范說明利用圖像傳感器100的系統(tǒng)，圖像傳感器IOO包含具有像素單元12(其具有根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)造和操作的遮光罩44)的像素陣列200。在不加限制的情況下，此系統(tǒng)可包含相機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、掃描儀、機(jī)器視覺系統(tǒng)、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、手機(jī)以及其它系統(tǒng)。處理器系統(tǒng)200(例如，相機(jī)系統(tǒng))通常包括中央處理單元(CPU)205(例如微處理器)，其經(jīng)由總線215而與輸入/輸出(I/O)裝置210通信。圖像傳感器100也經(jīng)由總線215而與CPU205通信。處理器系統(tǒng)200還包含隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)220，且可包含可移除存儲(chǔ)器225(例如快閃存儲(chǔ)器)，其也經(jīng)由總線215而與CPU205通信。圖像傳感器100可與處理器(例如CPU、數(shù)字信號(hào)處理器或微處理器)組合，其中單個(gè)集成電路上或不同于所述處理器的芯片上具有或不具有存儲(chǔ)器存儲(chǔ)裝置。上文所描述的工藝和裝置說明可使用和生產(chǎn)的許多方法和裝置中的優(yōu)選方法和典型裝置。上述描述內(nèi)容和圖式說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施例。然而，并不希望本發(fā)明嚴(yán)格局限于上文所描述和說明的實(shí)施例。對(duì)本發(fā)明的任何修改，即使目前不可預(yù)見，但只要屬于所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)，就應(yīng)視為本發(fā)明的一部分。權(quán)利要求1.一種圖像傳感器，其包括光電傳感器，其支撐在襯底上；以及遮光罩，其包括與所述光電傳感器相關(guān)聯(lián)且形成于所述光電傳感器上方的多個(gè)不透明材料塊，所述多個(gè)材料塊的一部分經(jīng)布置以界定阻光區(qū)域，所述材料塊在所述阻光區(qū)域中分離開一距離，所述距離小于或等于入射光的波長。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其中所述距離小于或等于約0.4nm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其中所述距離防止至少一部分波長的入射光從中穿過。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像傳感器，其中所述材料塊包括金屬材料。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其中所述材料塊具有一厚度和材料以便允許不到1%的入射光從中穿過。6.—種圖像傳感器，其包括光電傳感器，其支撐在襯底上；以及遮光罩，其包括與所述光電傳感器相關(guān)聯(lián)且形成于所述光電傳感器上方的多個(gè)金屬材料塊，所述材料塊經(jīng)布置以界定阻光區(qū)域，所述材料塊在所述阻光區(qū)域中經(jīng)布置以分離開第一距離，所述第一距離防止至少一部分波長的入射光從中穿過；以及位于所述光電傳感器上方的透光區(qū)域，所述材料塊在所述透光區(qū)域中經(jīng)布置以分離開第二距離，所述第二距離允許光穿過而到達(dá)所述光電傳感器。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像傳感器，其中所述第一距離小于或等于入射光的波長。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像傳感器，其中所述第一距離小于或等于約0.4pm。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像傳感器，其中所述材料塊具有一厚度和材料以便允許不到1%的入射光從中穿過。10.—種圖像傳感器，其包括光電傳感器，其支撐在襯底上；以及遮光罩，其包含與所述光電傳感器相關(guān)聯(lián)且形成于所述光電傳感器上方的多個(gè)不透明材料塊，所述材料塊經(jīng)布置以界定位于所述光電傳感器上方的透光區(qū)域，以允許光穿過而到達(dá)所述光電傳感器；以及阻光區(qū)域，所述材料塊在所述阻光區(qū)域中經(jīng)布置以分離開第一距離，所述第一距離小于或等于入射光的波長。11.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的圖像傳感器，其中所述第一距離小于或等于約0.4pm。12.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的圖像傳感器，其中所述第一距離防止至少一部分波長的入射光從中穿過。13.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的圖像傳感器，其中所述材料塊的一部分分離開第二距離，所述第二距離提供所述透光區(qū)域。14.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的圖像傳感器，其中所述材料塊與所述圖像傳感器的導(dǎo)電互連層隔離開且不向所述導(dǎo)電互連層提供電接觸。15.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的圖像傳感器，其中所述多個(gè)材料塊中的至少一者與所述圖像傳感器的導(dǎo)電互連層具有電接觸。16.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的圖像傳感器，其中所述材料塊包括金屬材料。17.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的圖像傳感器，其中所述材料塊包括選自由鎢、硅化鎢、鈦、氮化鈦、鈷、鉻、多晶硅-硅化鎢、鋁、硅化鈦、鉬、鉭及其組合所組成的群組的材料。18.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的圖像傳感器，其中所述材料塊的厚度為約100A至約3,000A。19.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的圖像傳感器，其中所述材料塊具有一厚度和材料以便允許不到1%的入射光從中穿過。20.—種圖像傳感器，其包括陣列，其接觸多個(gè)像素單元，每一像素單元具有光電傳感器；以及多個(gè)分離的不透明材料塊，其布置在所述陣列的所述像素單元上方，其中所述材料塊經(jīng)布置以界定位于所述光電傳感器上方的小孔，以允許光穿過而到達(dá)所述像素單元的所述光電傳感器；且界定阻光區(qū)域，所述材料塊在所述阻光區(qū)域中經(jīng)布置以分離開第一距離，所述第一距離小于或等于入射光的波長。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的圖像傳感器，其中所述第一距離小于或等于約0.4pm。22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的圖像傳感器，其中所述第一距離防止至少一部分波長的入射光從中穿過。23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的圖像傳感器，其中所述材料塊包括金屬材料。24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的圖像傳感器，其中所述材料塊具有一厚度和材料以便允許不到1%的入射光從中穿過。25.—種圖像傳感器系統(tǒng)，其包括處理器；圖像傳感器，其與所述處理器通信，所述圖像傳感器包括像素單元陣列，其具有多個(gè)像素單元，所述像素單元的每一者包括光電傳感器，所述光電傳感器支撐在襯底上；導(dǎo)電互連層，其形成于所述光電傳感器上方；以及遮光罩，其包括與所述光電傳感器相關(guān)聯(lián)且形成于所述光電傳感器上方的多個(gè)不透明材料塊，所述材料塊經(jīng)布置以界定位于所述光電傳感器上方的透光區(qū)域，以允許光穿過而到達(dá)所述光電傳感器；且界定阻光區(qū)域，所述材料塊在所述阻光區(qū)域中經(jīng)布置以分離開第一距離，以防止至少一部分波長的入射光從中穿過。26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的圖像傳感器系統(tǒng)，其中所述第一距離小于或等于約0.4pm。27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的圖像傳感器系統(tǒng)，其中所述第一距離小于或等于入射光的波長。28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的圖像傳感器系統(tǒng)，其中所述材料塊在所述透光區(qū)域中經(jīng)布置以分離開第二距離。29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的圖像傳感器系統(tǒng)，其中所述材料塊包括金屬材料。30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的圖像傳感器系統(tǒng)，其中所述材料塊具有一厚度和材料以便允許不到1%的入射光從中穿過。31.—種形成圖像傳感器的方法，其包括以下動(dòng)作形成陣列，其接觸多個(gè)像素單元，每一像素單元具有光電傳感器；以及形成多個(gè)金屬材料塊，其與所述光電傳感器相關(guān)聯(lián)且形成于所述光電傳感器上方，所述材料塊經(jīng)布置以界定阻光區(qū)域，所述材料塊在所述阻光區(qū)域中經(jīng)布置以分離開第一距離，以防止至少一部分波長的入射光從中穿過；且界定位于所述光電傳感器上方的透光區(qū)域，所述材料塊在所述透光區(qū)域中經(jīng)布置以分離開第二距離，以允許光穿過而到達(dá)所述光電傳感器。32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述第一距離小于或等于約0.4pm。33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述第一距離小于或等于入射光的波長。34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述材料塊具有一厚度和材料以便允許不到1%的入射光從中穿過，且所述材料塊可為導(dǎo)電或絕緣材料。35.—種形成圖像傳感器的方法，其包括以下動(dòng)作形成像素單元陣列，每一像素單元具有光電傳感器；在所述光電傳感器上方形成包括不透明材料的遮光罩；以及對(duì)所述遮光罩進(jìn)行圖案化，以每一像素單元形成多個(gè)不透明材料塊，所述不透明材料塊與所述光電傳感器相關(guān)聯(lián)且形成于所述光電傳感器上方，所述多個(gè)材料塊經(jīng)布置以界定阻光區(qū)域，所述材料塊在所述阻光區(qū)域中分離開第一距離，所述第一距離小于或等于入射光的波長。36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述光電傳感器上方形成導(dǎo)電互連層的動(dòng)作。37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述材料塊布置成界定透光區(qū)域，所述材料塊在所述透光區(qū)域中分離開第二距離，以允許光穿過而到達(dá)所述光電傳感器。38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述第一距離小于或等于約0.4pm。39.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述形成所述遮光罩的步驟包括沉積金屬材料。40.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述形成所述遮光罩的步驟包含沉積選自由鎢、硅化鎢、鈦、氮化鈦、鈷、鉻、多晶硅-硅化鎢、鋁、硅化鈦、鉬、鉭及其組合所組成的群組的材料。41.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述對(duì)所述遮光罩進(jìn)行圖案化的步驟形成厚度為約100A到約3,000A的材料塊。42.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述材料塊具有一厚度和材料以便允許不到1%的入射光從中穿過，且所述材料塊可為導(dǎo)電或絕緣材料。全文摘要本發(fā)明提供一種通過使用遮光罩來減少圖像傳感器中的光學(xué)串?dāng)_的結(jié)構(gòu)和方法，所述遮光罩具有若干遮光部分，其包括位于每一像素單元的光電傳感器上方的多個(gè)分離的不透明材料塊。所述遮光部分具有允許光穿過而到達(dá)與所述像素單元相關(guān)聯(lián)的光電傳感器的小孔。所述塊彼此分離開一比可見光波長短的距離；由此，在所述塊之間形成的空間減輕了多個(gè)波長的入射光穿過其中而到達(dá)非所需區(qū)域的情況。文檔編號(hào)H01L27/146GK101395718SQ200780007844公開日2009年3月25日申請(qǐng)日期2007年3月2日優(yōu)先權(quán)日2006年3月6日發(fā)明者李久滔申請(qǐng)人:美光科技公司