專利名稱：用于制造分離彩色濾光片的側(cè)壁間隔物及對(duì)應(yīng)圖像傳感器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于固態(tài)圖像傳感器的彩色濾光片，且具體來說，涉及一種具有使各個(gè) 色彩彼此隔離的結(jié)構(gòu)的彩色濾光片陣列及其形成方法。
背景技術(shù)：
固態(tài)圖像傳感器(也稱為成像器)是在二十世紀(jì)六十年代晚期及二十世紀(jì)七十年代 早期開發(fā)的，主要用于電視圖像獲取、傳輸及顯示。成像器吸收特定波長(zhǎng)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)于所吸收的輻射的電信號(hào)。存在許多不同類 型的基于半導(dǎo)體的成像器，包括電荷耦合裝置(CCD)、光電二極管陣列、電荷注入裝 置(CID)、混合焦平面陣列及CMOS成像器。固態(tài)成像器的當(dāng)前應(yīng)用包括相機(jī)、掃描 儀、機(jī)器視覺系統(tǒng)、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、天體追蹤儀及運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器系統(tǒng)等等。
這些成像器通常由含光電傳感器的像素陣列組成，其中在將圖像聚焦在所述陣列上 時(shí)，每一像素產(chǎn)生一信號(hào)，所述信號(hào)對(duì)應(yīng)于撞擊其光電傳感器的光的強(qiáng)度。接著，例如 可存儲(chǔ)這些信號(hào)，以用于稍后的顯示、印刷或分析或以其它方式用于提供關(guān)于光學(xué)圖像 的信息。所述光電傳感器通常是光電晶體管、光電門或光電二極管。因此，每一像素所 產(chǎn)生的信號(hào)的量值與撞擊在光電傳感器上的光的量成比例。
為了允許所述光電傳感器俘獲彩色圖像，所述光電傳感器必須能夠單獨(dú)檢測(cè)(例如) 紅色(R)光子、綠色(G)光子及藍(lán)色(B)光子。因此，每一像素必須僅對(duì)一種色彩 或光譜帶敏感。為此，彩色濾光片陣列(CFA) —般放置于像素前面，使得每一像素測(cè) 量其相關(guān)聯(lián)濾光片的色彩的光。因而，彩色成像器的每一像素根據(jù)特定圖案而覆蓋有紅 色、綠色或藍(lán)色濾光片。
彩色濾光片陣列一般布置成紅色、綠色及藍(lán)色濾光片的鑲嵌連續(xù)圖案(稱為拜耳濾 光片圖案)。所述拜耳濾光片圖案是以連續(xù)行而四重排序，所述行交替著紅色及綠色濾 光片，然后為綠色及藍(lán)色濾光片。因而，每一紅色濾光片由四個(gè)綠色及四個(gè)藍(lán)色濾光片 包圍，而每一藍(lán)色濾光片由四個(gè)紅色及四個(gè)綠色濾光片包圍。相比之下，每一綠色濾光 片由兩個(gè)紅色、四個(gè)綠色及兩個(gè)藍(lán)色濾光片包圍。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)綠色濾光片是由于人類視覺 響應(yīng)，其在可見光譜的550納米(綠色)波長(zhǎng)區(qū)域中到達(dá)最大敏感度。授予拜耳的第 3,971,065號(hào)美國(guó)專利描述拜耳圖案彩色濾光片陣列。
6為形成彩色濾光片陣列，通常使用負(fù)光致抗蝕劑，其含有彩色顏料。所述拜耳圖案 需要在鈍化層上印刷并圖案化三個(gè)負(fù)光致抗蝕劑層，每一層具有一相應(yīng)色彩。各個(gè)彩色 濾光片在所計(jì)算的彩色濾光片陣列中相鄰。
然而，所述負(fù)光致抗蝕劑具有較差的分辨率，并遭受收縮及較差的平面性，其影響 彩色濾光片陣列的光學(xué)屬性。而且，當(dāng)圖案化光致抗蝕劑層時(shí)，必須在襯底上使用透明 膜，使得曝光工具可透過所述膜在像素上方對(duì)準(zhǔn)所述圖案，以便分離所述彩色濾光片元 件。
此方法的另一缺點(diǎn)在于，通常在形成彩色濾光片層之前會(huì)曝光接合墊。因而，用于 形成彩色濾光片層的化學(xué)物質(zhì)可變得被截留在接合墊區(qū)域中，并引起可靠性問題且腐蝕 接合墊金屬化。
此外，當(dāng)印刷光致抗蝕劑時(shí)，沒有任何層使彩色濾光片元件彼此分離以在像素之間 阻擋散射光，從而導(dǎo)致光學(xué)串?dāng)_。
因此，需要并期望一種用于彩色濾光片陣列的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其更有效并更準(zhǔn)確地界定 彩色濾光片陣列色彩并提供改進(jìn)的光學(xué)串?dāng)_及改進(jìn)的色彩分離，且使得添加的制造工藝 復(fù)雜性及/或制造成本的增加減到最小。還需要一種制造表現(xiàn)出這些改進(jìn)的彩色濾光片陣 列的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示范性實(shí)施例提供一種具有彩色濾光片元件陣列的成像器，其中在彩色濾 光片元件之間提供間隔物。所述間隔物可使色彩彼此分離(尤其在制造期間)，以更準(zhǔn) 確地界定彩色濾光片陣列色彩。此外，所述間隔物可由不透明材料組成，以用作包圍像 素的光阻擋物，從而減小像素之間的光學(xué)串?dāng)_。所述間隔物材料還可用作覆蓋像素陣列 外部的外圍電路的光阻擋物。
還提供形成彩色濾光片陣列的方法。在一個(gè)示范性方法實(shí)施例中，通過形成界定每 一彩色濾光片元件的區(qū)域的間隔物來產(chǎn)生彩色濾光片陣列，以便分離色彩并減小光學(xué)串 擾。在間隔物所界定的區(qū)域中提供所述彩色濾光片元件。


根據(jù)以下結(jié)合附圖所提供的詳細(xì)描述以及所說明的本發(fā)明的示范性實(shí)施例，將更明 白本發(fā)明的這些及其它特征及優(yōu)點(diǎn)，附圖中
圖1說明根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)造的彩色濾光片陣列的示范性實(shí)施例的橫截面圖2A說明用于制造根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例的彩色濾光片陣列的第一處理階段的橫截面圖2B說明在圖2A所示的階段之后的處理階段的橫截面圖； 圖2C說明在圖2B所示的階段之后的處理階段的橫截面圖； 圖2D說明在圖2C所示的階段之后的處理階段的橫截面圖； 圖2E說明在圖2D所示的階段之后的處理階段的橫截面圖； 圖2F說明在圖2E所示的階段之后的處理階段的橫截面圖； 圖2G說明圖2F所示的處理階段的俯視圖； 圖2H說明在圖2G所示的階段之后的處理階段的橫截面圖； 圖2I說明在圖2H所示的階段之后的處理階段的橫截面圖； 圖2J說明在圖2I所示的階段之后的處理階段的橫截面圖3說明根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例而構(gòu)造的示范性彩色濾光片陣列的橫截面
圖4A說明用于制造根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例的彩色濾光片陣列的第一處理 階段的橫截面圖4B說明在圖4A所示的階段之后的處理階段的橫截面圖； 圖4C說明在圖4B所示的階段之后的處理階段的橫截面圖； 圖4D說明在圖4C所示的階段之后的處理階段的橫截面圖； 圖5是根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)造的CMOS成像器的方框圖；以及
圖6是并入根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例而構(gòu)造的至少一個(gè)成像器裝置的處理器系統(tǒng)的方框圖。
具體實(shí)施例方式
在以下詳細(xì)描述中參考附圖，附圖形成所述詳細(xì)描述的一部分并說明可實(shí)踐本發(fā)明 的特定實(shí)施例。在圖式中，在若干視圖中，相同參考數(shù)字始終描述大致類似的組件。充 分詳細(xì)地描述這些實(shí)施例是為了使所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，且應(yīng)了解，可 利用其它實(shí)施例，并可在不脫離本發(fā)明的精神及范圍的情況下作出結(jié)構(gòu)、邏輯及電氣變 化。
術(shù)語"襯底"應(yīng)理解為包括硅、絕緣體上硅(SOI)、藍(lán)寶石上硅(sos)，以及無 襯底硅(SON)技術(shù)、摻雜及未摻雜的半導(dǎo)體、由基底半導(dǎo)體基座支撐的硅外延層、及 其它半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。此外，當(dāng)在以下描述中涉及"襯底"時(shí)，可能已利用先前工藝步驟在 基底半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)或基座中形成區(qū)域或結(jié)。此外，半導(dǎo)體無需基于硅，而可以基于硅鍺、鍺或砷化鎵。
術(shù)語"像素"或"像素單元"是指含有用于將電磁輻射轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換裝 置和晶體管的圖元單位單元。出于說明目的，本文描述代表性的三色R、 G、 B像素陣 列；然而，本發(fā)明不限于使用R、 G、 B陣列，且可與其它彩色陣列一起使用， 一個(gè)實(shí) 例是C、 M、 Y、 K (其表示青色、深紅色、黃色及黑色彩色濾光片)。同樣出于說明目 的，在本文的圖及描述中說明代表性像素的一部分，且通常成像器中的所有像素的制造 均將同時(shí)且以類似方式進(jìn)行。
盡管是關(guān)于與CMOS成像器一起使用來描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此且適用于任 何固態(tài)成像器?，F(xiàn)在參考圖式，其中相同標(biāo)號(hào)指定相同元件，圖l說明根據(jù)本發(fā)明的示 范性實(shí)施例而形成的彩色濾光片陣列300的示范性實(shí)施例。彩色濾光片陣列300形成于 襯底304上，在襯底304上已制造了各種像素陣列與鈍化層303,彩色濾光片陣列300 在所述彩色濾光片元件302之間包括間隔物301，以使各個(gè)彩色濾光片元件302彼此分 離。每一間隔物301優(yōu)選由不透明材料建構(gòu)，所述不透明材料將有效地充當(dāng)光阻擋物， 以減小彩色濾光片陣列300下方的像素之間的光學(xué)串?dāng)_。
可使用不同的材料來形成間隔物301。舉例來說，間隔物301可包含大致操作以吸 收或反射入射光的任何材料。舉例來說，所述間隔物301可包含金屬，例如鋁、金屬合 金或金屬硅化物。所述間隔物301還可包含多晶硅材料，其在入射光的較短波長(zhǎng)處不透 明。間隔物301材料還可與任何其它合適的非金屬材料--起使用，以阻擋或反射散射光 的強(qiáng)度。因此，所述問隔物301減小像素之間的光學(xué)串?dāng)_并在像素之問形成光阻擋物， 且更準(zhǔn)確地界定彩色濾光片陣列邊界及色彩。
圖2A到2J描繪根據(jù)木發(fā)明的示范性實(shí)施例的彩色濾光片陣列300的形成。本文所 述的步驟不需要以任何特定次序來執(zhí)行，除了邏輯上需要先前動(dòng)作的結(jié)果的步驟。因此， 雖然將下面步驟說明為以一般次序來執(zhí)行，但所述次序僅為示范性的并可在需要時(shí)進(jìn)行 更改。
如圖2A所示，鈍化層303形成于成像器襯底304上，所述襯底己制造成包括像素 陣列、外圍電路及互連金屬化層。出于方便目的，在圖中未展示所述像素、外圍電路及 金屬化層。舉例來說，鈍化層303由(例如)磷硅玻璃(PSG)、氮化硅或氮氧化物形成。 盡管僅展示一個(gè)鈍化層303，但可形成一個(gè)以上鈍化層。透明碳層305形成于鈍化層上。 應(yīng)注意，層305可改為是任何透明材料，例如氧化物、二氧化硅、氮化硅、氮氧化物或 正硅酸四乙酯(TEOS)及可容易蝕刻的其它材料。碳層305具有彩色濾光片所要求的 厚度，例如大約1,000 A到大約20,000 A。碳層305是使用常規(guī)方法而沉積的，例如化學(xué)氣相沉積(CVD)。
在像素上使用透明碳層305因?yàn)椴牧系墓逃刑匦缘木壒识a(chǎn)生多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。具體來說， 碳材料準(zhǔn)許高溫操作并保持熱穩(wěn)定及剛性。此外，可以對(duì)鈍化層303及接合墊(未圖示) 的良好選擇性來蝕刻碳層305。
圖2B描繪形成于碳層305上的經(jīng)圖案化光致抗蝕劑層306，其用作掩模以用于后 續(xù)蝕刻工藝。使用光刻曝光來圖案化光致抗蝕劑層306。用于在光致抗蝕劑層306上實(shí) 施的光刻工藝的光源具有(例如)大約365納米的波長(zhǎng)，或提供所需光刻分辨率的任何 波長(zhǎng)。
如圖2C所示，光致抗蝕劑層306 (圖2B)是蝕刻掩模，使得碳層305經(jīng)蝕刻以形 成，延伸穿過其并在鈍化層303處停止的開口 322。使用選擇性的光致抗蝕劑剝離技術(shù) 來移除光致抗蝕劑層306 (圖2B),優(yōu)選通過濕蝕刻或干蝕刻。所述剝離技術(shù)應(yīng)對(duì)碳層 305選擇性地移除光致抗蝕劑層306。舉例來說，可使用濕工藝，例如麥克龍(Micron) 的"SCI"工藝，其對(duì)碳具有合理的選擇性。在施加光致抗蝕劑層306之前，還可在碳 層305頂部施加硬掩模層(未圖示)，例如氧化物或介電抗反射涂層(ARC)?？赡苄枰?硬掩模以對(duì)光致抗蝕劑層306選擇性地充分蝕刻碳層305。
在大約500 A與大約3,000 A之間厚的第三層307形成于蝕刻的碳層305與鈍化層 303之間，如圖2D所示。第三層307將用于形成圖2E中的間隔物301。第二層307可 由任何不透明材料形成，例如金屬、金屬合金、金屬硅化物、鋁或其它不透明材料。第 三層307還可由多晶硅材料形成，其在較短波長(zhǎng)的入射光下不透明。第三層307在小于 40(TC的低溫下形成?？赏ㄟ^任何合適的保形技術(shù)來施加第三層307，包括一種或一種以 上旋涂技術(shù)或用于保形材料沉積的任何其它技術(shù)，例如CVD或物理氣相沉積(PVD)。
圖2E說明在碳層側(cè)壁308a上及在鈍化層303的一部分上方形成間隔物301?？赏?過任何已知技術(shù)形成間隔物301。舉例來說，優(yōu)選未掩蔽工藝(未圖示)來蝕刻第三層 307 (圖2D)以形成延伸穿過其的開口 319，其停止在鈍化層303上。下伏碳層305的 頂部表面321還通過所述蝕刻工藝而露出。如果如上所論述使用硬掩模層(未圖示)， 則所露出的頂部表面將是硬掩模，而非碳層305。還可使用圖案化的光致抗蝕劑層(未 圖示)來蝕刻第三層307。所述未掩蔽或圖案化的光致抗蝕劑工藝在碳層側(cè)壁308a上以 及在鈍化層303的 一部分上留下間隔物301。
可使用標(biāo)準(zhǔn)蝕刻技術(shù)來剝離碳層305，在鈍化層303的若干部分上僅留下間隔物301 并形成開口314，如圖2F所示。舉例來說，使用或不使用光致抗蝕劑圖案化來剝離碳層 305。所使用的剝離技術(shù)有效地蝕刻碳層305以露出下伏的鈍化層303。如上所論述，如果使用硬掩模層(未圖示)，則在移除碳層305之前，應(yīng)使用一工藝來移除所述硬掩模。 圖2G是像素陣列的角落部分處的間隔物301的俯視圖，其展示間隔物301如何界定用 于彩色濾光片元件的區(qū)域319及314。
接下來形成彩色濾光片陣列。通過使用常規(guī)程序，在鈍化層303、間隔物301上并 在開口 314與319中形成紅色負(fù)光致抗蝕劑層311，如圖2H所示。光源309 (例如(例 如)365納米的i線光源)在光掩模310上閃爍并曝光紅色光致抗蝕劑層311的一部分。 進(jìn)行顯影處理步驟以移除未曝光的紅色光致抗蝕劑層311,因此產(chǎn)生紅色濾光片元件 312，如圖2I所示。舉例來說，標(biāo)準(zhǔn)光刻術(shù)可用于移除紅色光致抗蝕劑層311，直到紅 色濾光片元件312的彩色顏料到達(dá)間隔物301的頂部318為止。因而，間隔物301使彩 色濾光片元件302 (圖1)彼此分離。將圖2H及圖2I所示的步驟與綠色及藍(lán)色光致抗 蝕劑層一起執(zhí)行兩次以上，以形成綠色濾光片元件與藍(lán)色濾光片元件。在形成所述紅色、 綠色及藍(lán)色濾光片元件之后，可進(jìn)行可選的化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)步驟以移除任何未曝 光彩色顏料。間隔物301的頂部318在移除多余彩色顏料的CMP步驟期間用作蝕刻停 止物。圖2J以橫截面說明像素陣列的一行，其顯示交替的紅色及綠色濾光片元件312 及313。此留下用于交替的彩色濾光片元件的彩色濾光片陣列300的圖案，其中間隔物 301形成于所述彩色濾光片元件之間并界定用于彩色濾光片元件的區(qū)域。以此方式，間 隔物301用以分離彩色濾光片陣列300的色彩，以便更準(zhǔn)確地界定陣列邊界及色彩。此 外，間隔物301充當(dāng)光阻擋物，丙此減小像素之間的光學(xué)串?dāng)_。
圖3描繪根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例的成像器的一部分317。在成像器317中， 除了在像素陣列區(qū)域320中形成間隔物301夕卜，第三層307在鄰近于像素陣列彩色濾光 片區(qū)域320的外圍區(qū)域315上用作光阻擋物。
現(xiàn)在參考圖4A到4D描述圖3結(jié)構(gòu)的形成。參考圖4A，鈍化層303形成于襯底304 上，如上文參考圖2A所述。碳層305形成于鈍化層303上并經(jīng)蝕刻，以在像素陣列區(qū) 域320鈍化層303上形成圖案，且如上文相對(duì)于圖2A到2C所述，從像素陣列外部的外 圍區(qū)域315移除碳層305。第三層307沉積在像素陣列區(qū)域320中的鈍化層303及碳層 305上以及外圍區(qū)域315中的鈍化層303上。第三層307沉積大約500 A到大約3,000 A 的厚度。第三層307可實(shí)質(zhì)上吸收或反射入射光，以在像素陣列區(qū)域320中的像素之間 及在像素陣列外部的外圍區(qū)域315上用作有效的光阻擋物。第三層307由如上文參考圖 2A到2J所述的相同材料形成。
通過蝕刻技術(shù)來移除第三層307，并可在彩色濾光片陣列區(qū)域320中(但不在外圍 區(qū)域315中)選擇性地移除第三層307。第三層307在外圍區(qū)域315上形成光阻擋物。
11這可通過使用光致抗蝕劑層321覆蓋外圍區(qū)域315來完成，如圖4B所說明。蝕刻掉第 三層307的其它部分以形成開口 319,同時(shí)留下第三層307以沿碳層305的側(cè)壁308a形 成間隔物301,如圖4C所說明。還可不使用光致抗蝕劑層來完成所述蝕刻步驟。類似 于上述及圖4D所說明的步驟，蝕刻掉碳層305以形成開口 314，并露出鈍化層303的 若干部分，且留下間隔物301。如上文關(guān)于圖3所述及所說明，使用上文關(guān)于圖2H到 2J所論述的色彩填充技術(shù)而使用彩色濾光片元件302填充圖4D中的開口 314及319。 因而，除了分離彩色濾光片元件302之外，間隔物301還在像素陣列區(qū)域320中的像素 之間用作光阻擋物。另外，形成于像素陣列外部的外圍區(qū)域315上的第三層307實(shí)質(zhì)上 阻擋所有在外圍上透射的光，從而減小光學(xué)串?dāng)_并減小光對(duì)外圍區(qū)域315中的晶體管的 影響。
圖5的方框圖說明典型的單芯片CMOS成像器600，其可使用本發(fā)明的彩色濾光片 陣列。成像器600包括具有像素的像素陣列680及如上所述構(gòu)造的彩色濾光片陣列。陣 列680的像素布置成預(yù)定數(shù)目的列及行。
逐個(gè)讀出陣列680中的像素行。因此，選擇陣列680的一行中的所有像素以用于通 過行選擇線同時(shí)讀出，且選定行中的每一像素向讀出線提供表示所接收光的信號(hào)以用于 其列。在陣列680中，每一列還具有一選擇線，且響應(yīng)于所述列選擇線，每一列的像素 被選擇性地讀出到輸出線上。
響應(yīng)于行地址解碼器681通過行驅(qū)動(dòng)器682來選擇性地激活陣列680屮的行線。響 應(yīng)于列地址解碼器685通過列驅(qū)動(dòng)器684來選擇性地激活列選擇線。通過時(shí)序與控制電 路683來操作陣列680，所述時(shí)序與控制電路683控制地址解碼器681、 685以用于選擇 適當(dāng)行及列線來用于像素信號(hào)讀出。
列讀出線上的信號(hào)通常包括用于每一像素的像素復(fù)位信號(hào)(vrst)與像素圖像信弓-(Vph。t。)。將所述兩個(gè)信號(hào)讀取到取樣與保持電路(S/H) 686屮。針對(duì)每一像素通過差 動(dòng)放大器(AMP) 687來產(chǎn)牛差動(dòng)信號(hào)(Vrst-Vph。t。)，且通過模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC) 688來數(shù)字化每一像素的差動(dòng)信號(hào)。模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器688向圖像處理器689提供經(jīng)數(shù) 字化的像素信號(hào)，所述圖像處理器689在提供界定圖像輸出的數(shù)字信號(hào)之前執(zhí)行適當(dāng)?shù)?圖像處理。
圖6說明處理器系統(tǒng)700，其包括圖5的成像器600。處理器系統(tǒng)700是具有可包 括成像器的數(shù)字電路的示范性系統(tǒng)。在沒有限制的情況下，此類系統(tǒng)可包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、 相機(jī)系統(tǒng)、掃描儀、機(jī)器視覺、車輛導(dǎo)航、視頻電話、監(jiān)視系統(tǒng)、自動(dòng)聚焦系統(tǒng)、天體 追蹤儀系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及支持圖像獲取的其它系統(tǒng)。處理器系統(tǒng)700 (例如相機(jī)系統(tǒng)) 一般包含中央處理單元(CPU) 795 (例如微處理 器)，其經(jīng)由總線793與輸入/輸出(I/O)裝置791通信。成像器600還經(jīng)由總線793與 CPU 795通信。處理器系統(tǒng)700還包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 792，并可包括可移除 存儲(chǔ)器794 (例如快閃存儲(chǔ)器)，其也經(jīng)由總線793與CPU 795通信。成像器600可與 處理器(例如CPU、數(shù)字信號(hào)處理器或微處理器)組合，具有或不具有與處理器在單個(gè) 集成電路上或在不同芯片上的存儲(chǔ)裝置。
再次注意，上文的描述內(nèi)容和圖式是示范性的，且說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目標(biāo)、特征和 優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)選實(shí)施例。不希望本發(fā)明限于所說明的實(shí)施例。屬于所附權(quán)利要求書的精神和 范圍內(nèi)的對(duì)本發(fā)明的任何修改應(yīng)視為本發(fā)明的一部分。舉例來說，盡管參考CMOS成像 器來描述示范性實(shí)施例，但本發(fā)明不限于CMOS成像器且也可與其它成像器技術(shù)(例如 CCD技術(shù)) 一起使用。
權(quán)利要求
1. 一種形成彩色濾光片陣列的方法，所述方法包含以下步驟在像素陣列上形成鈍化層；在所述鈍化層上形成多個(gè)間隔物，以界定彩色濾光片元件的區(qū)域；以及在所述間隔物所界定的所述區(qū)域內(nèi)形成多個(gè)所述彩色濾光片元件的圖案。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述鈍化層包含磷硅玻璃、氮化硅及氮氧化物中 的一者。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述形成所述間隔物的步驟進(jìn)一步包含在所述鈍化層上形成第二層；圖案化所述第二層以形成暴露所述鈍化層的頂部表面的區(qū)域； 在所述鈍化層及所述經(jīng)圖案化的第二層的頂部上且沿所述經(jīng)圖案化的第二層的側(cè)壁形成第三層；以及通過移除所述第三層的部分以露出所述鈍化層的頂部表面及通過移除所述第二層而從所述第二層形成所述間隔物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其屮所述第二層包含含碳層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第二層包含碳。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第二層包含氧化物、二氧化硅、氮化硅、氮 氧化物及正硅酸四乙酯中的一者。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第二層具有大約1,000 A到大約20,000 A的厚度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第三層包含不透明材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第三層吸收入射光。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第三層反射入射光。
11. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第三層包含多晶硅。
12. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第三層包含金屬。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第三層包含金屬硅化物。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第三層包含鋁。
15. 根據(jù)權(quán)利耍求12所述的方法，其中所述第三層包含金屬合金。
16. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第三層具有大約500 A到大約3，000A的厚度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述移除所述第三層的所述部分的步驟包含蝕 刻。
18. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其進(jìn)一步包含以下步驟在像素陣列外部的外圍區(qū)域 處在所述鈍化層上形成所述第三層。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第三層在所述外圍區(qū)域上形成光阻擋物。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述彩色濾光片元件的圖案包含紅色濾光片元 件、藍(lán)色濾光片元件及綠色濾光片元件的圖案。
21. —種彩色濾光片陣列，其包含-彩色濾光片元件陣列，所述彩色濾光片元件通過形成于每一彩色濾光片元件之間 的間隔物而彼此分離。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的彩色濾光片陣列，其中所述彩色濾光片元件進(jìn)一步包含紅 色濾光片元件、藍(lán)色濾光片元件及綠色濾光片元件的圖案。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的彩色濾光片陣列，其中每一間隔物包含不透明材料。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的彩色濾光片陣列，其中每一間隔物吸收入射光。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的彩色濾光片陣列，其中每一間隔物反射入射光。
26. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的彩色濾光片陣列，其中每一間隔物包含多晶硅。
27. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的彩色濾光片陣列，其中每一間隔物包含金屬。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的彩色濾光片陣列，其中每一間隔物包含金屬硅化物。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的彩色濾光片陣列，其中每一間隔物包含鋁。
30. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的彩色濾光片陣列，其中每一間隔物包含金屬合金。
31. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的彩色濾光片陣列，其中每一間隔物在光學(xué)上隔離所述彩色 濾光片元件。
32. -種成像器，其包含成像像素陣列；以及所述像素陣列上的彩色濾光片陣列，其中所述彩色濾光片陣列包含彩色濾光片元 件陣列，所述彩色濾光片元件通過形成于每一彩色濾光片元件之間的間隔物而彼此分;
33.
34.
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的成像器，其中所述彩色濾光片元件進(jìn)一步包含紅色濾光片 元件、藍(lán)色濾光片元件及綠色濾光片元件的圖案。 根據(jù)權(quán)利要求32所述的成像器，其中每一間隔物包含不透明材料。 根據(jù)權(quán)利要求34所述的成像器，其中每一間隔物吸收入射光。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的成像器，其中每--間隔物反射入射光。
37.根據(jù)權(quán)利要求32所述的成像器，其中每--間隔物包含多晶硅。
38.根據(jù)權(quán)利要求32所述的成像器，其中每--間隔物包含金屬。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的成像器，其中每--間隔物包含金屬硅化物。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的成像器，其中每--間隔物包含鋁。
41.根據(jù)權(quán)利要求38所述的成像器，其中每--間隔物包含金屬合金。
42.根據(jù)權(quán)利要求32所述的成像器，其中每--間隔物在光學(xué)上隔離所述彩色濾光片元件。
43.根據(jù)權(quán)利要求32所述的成像器，其進(jìn)一步包含.-包圍所述像素陣列的外圍區(qū)域；以及設(shè)置在所述外圍區(qū)域上的層。
44. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的成像器，其中所述層包含不透明材料。
45. 根據(jù)權(quán)利要求44所述的成像器，其中所述層吸收入射光。
46. 根據(jù)權(quán)利要求44所述的成像器，其中所述層反射入射光。
47. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的成像器，其中所述層包含多晶硅。
48. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的成像器，其中所述層包含金屬。
49. 根據(jù)權(quán)利要求48所述的成像器，其中所述層包含金屬硅化物。
50. 根據(jù)權(quán)利要求48所述的成像器，其中所述層包含鋁。
51. 根據(jù)權(quán)利要求48所述的成像器，其中所述層包含金屬合金。
52. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的成像器，其中所述層在所述外圍區(qū)域上形成光阻擋物。
53. —種系統(tǒng)，其包含耦合到成像器的處理器，所述成像器包含成像像素陣列；以及 所述像素陣列上的彩色濾光片陣列，其中所述彩色濾光片陣列包含彩色濾光片元件陣列，所述彩色濾光片元件通過形成于每 一 彩色濾光片元件之間的間隔物而彼此分離。
54. 根據(jù)權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)，其中所述彩色濾光片元件進(jìn)一步包含紅色濾光片元 件、藍(lán)色濾光片元件及綠色濾光片元件的圖案。
55. 根據(jù)權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)，其中每一間隔物包含不透明材料。
56. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的系統(tǒng)，其中每一間隔物吸收入射光。
57. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的系統(tǒng)，其中每一間隔物反射入射光。
58. 根據(jù)權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)，其中每一間隔物包含多晶硅。
59.根據(jù)權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)，其中每一間隔物包含金屬。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的系統(tǒng)，其中每一間隔物包含金屬硅化物。
61.根據(jù)權(quán)利要求59所述的系統(tǒng)，其中每一間隔物包含鋁。
62.根據(jù)權(quán)利要求59所述的系統(tǒng)，其中每一間隔物包含金屬合金。
63.根據(jù)權(quán)利要求53所述的系統(tǒng),其中每一間隔物在光學(xué)上隔離所述彩色濾光片元件。
64.根據(jù)權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包含-包圍所述像素陣列的外圍區(qū)域；以及設(shè)置在所述外圍區(qū)域上的層
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的系統(tǒng)，其中所述層包含不透明材料。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的系統(tǒng)，其中所述層吸收入射光。
67.根據(jù)權(quán)利要求65所述的系統(tǒng)，其中所述層反射入射光。
68.根據(jù)權(quán)利要求64所述的系統(tǒng)，其中所述層包含多晶硅。
69.根據(jù)權(quán)利要求64所述的系統(tǒng)，其中所述層包含金屬。
70.根據(jù)權(quán)利要求69所述的系統(tǒng)，其中所述層包含金屬硅化物。
71.根據(jù)權(quán)利要求69所述的系統(tǒng)，其中所述層包含鋁。
72.根據(jù)權(quán)利要求69所述的系統(tǒng)，其中所述層包含金屬合金。
73.根據(jù)權(quán)利要求64所述的系統(tǒng)，其中所述層在所述外圍區(qū)域上形成光阻擋物。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種提供具有彩色濾光片元件陣列的成像器的設(shè)備及方法，每一彩色濾光片元件通過間隔物而彼此分離。所述間隔物可在光學(xué)上將濾光片元件彼此隔離。
文檔編號(hào)H01L27/146GK101438411SQ200780016627
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月7日
發(fā)明者烏爾里?！·伯蒂格, 里夏德·D·霍爾舍 申請(qǐng)人:美光科技公司