用于圖像傳感器的介電膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及半導(dǎo)體工藝，更具體地，涉及用于圖像傳感器的介電膜。
【背景技術(shù)】
[0002]圖像傳感器用于將聚焦在圖像傳感器上的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。圖像傳感器包括光檢測(cè)元件(諸如光電二極管)的陣列，其中，將光檢測(cè)元件配置為生成與撞擊到光檢測(cè)元件上的光密度相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。電信號(hào)用于在監(jiān)控器上顯示相應(yīng)的圖像或提供與光學(xué)圖像相關(guān)的信息。在一些實(shí)施例中，圖像傳感器是電荷耦合器件(CCD)、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器件或其他類(lèi)型的傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種圖像傳感器，包括:光電二極管陣列，包括配置為檢測(cè)光的一個(gè)或多個(gè)光電二極管；校準(zhǔn)區(qū)域，配置為限定用于圖像再現(xiàn)的色彩電平，形成的所述校準(zhǔn)區(qū)域與所述光電二極管陣列橫向間隔開(kāi)；以及介電膜，形成在所述光電二極管陣列和所述校準(zhǔn)區(qū)域上方。
[0004]在上述圖像傳感器中，所述校準(zhǔn)區(qū)域包括黑電平校準(zhǔn)區(qū)域，將所述黑電平校準(zhǔn)區(qū)域配置為限定用于所述圖像再現(xiàn)的黑電平。
[0005]在上述圖像傳感器中，包括:金屬柵格，形成在所述光電二極管陣列和介電柵格之間，所述金屬柵格配置為弓I導(dǎo)光朝向所述光電二極管陣列。
[0006]在上述圖像傳感器中，包括:金屬柵格，形成在所述光電二極管陣列和介電柵格之間，所述金屬柵格配置為引導(dǎo)光朝向所述光電二極管陣列；包括:介電層，形成在所述介電膜和所述光電二極管陣列之間，所述介電層形成在所述金屬柵格上方。
[0007]在上述圖像傳感器中，包括:金屬護(hù)罩，形成在所述校準(zhǔn)區(qū)域上方。
[0008]在上述圖像傳感器中，包括:金屬護(hù)罩，形成在所述校準(zhǔn)區(qū)域上方；包括:介電層，形成在所述金屬護(hù)罩和所述介電膜之間。
[0009]在上述圖像傳感器中，介電層形成在所述介電膜和所述光電二極管陣列之間。
[0010]在上述圖像傳感器中，包括:一個(gè)或多個(gè)透鏡結(jié)構(gòu)，形成在所述介電膜和所述光電二極管陣列上方。
[0011]在上述圖像傳感器中，包括:一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)透鏡結(jié)構(gòu)，形成在所述介電膜和所述校準(zhǔn)區(qū)域上方。
[0012]在上述圖像傳感器中，所述介電膜包括氮化硅或高k介電材料中的至少一種。
[0013]在上述圖像傳感器中，介電層形成在所述介電膜和所述光電二極管陣列；所述介電層包括氧化硅，并且所述介電膜不包括氧化硅。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于形成圖像傳感器的方法，包括:在襯底上方形成光電二極管陣列；在所述襯底上方形成校準(zhǔn)區(qū)域，并且所述校準(zhǔn)區(qū)域與所述光電二極管陣列橫向間隔開(kāi)；在所述光電二極管陣列和所述校準(zhǔn)區(qū)域上方形成介電層；以及在所述介電層上方形成介電膜，從而使所述介電膜形成在所述光電二極管陣列和所述校準(zhǔn)區(qū)域上方。
[0015]在上述方法中，包括:在所述光電二極管陣列和所述介電層之間形成光導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
[0016]在上述方法中，包括:在所述光電二極管陣列和所述介電層之間形成光導(dǎo)結(jié)構(gòu)；形成所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)的步驟包括:形成作為所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)的金屬柵格。
[0017]在上述方法中，包括:在所述校準(zhǔn)區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)光電二極管上方形成金屬護(hù)罩。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種圖像傳感器，包括:光電二極管陣列，包括配置為檢測(cè)光的一個(gè)或多個(gè)光電二極管；校準(zhǔn)區(qū)域，配置為限定用于圖像再現(xiàn)的色彩電平，形成的所述校準(zhǔn)區(qū)域與所述光電二極管陣列橫向間隔開(kāi)；介電層，形成在所述光電二極管陣列和所述校準(zhǔn)區(qū)域上方；以及介電膜，形成在所述介電層、所述光電二極管陣列和所述校準(zhǔn)區(qū)域上方，所述介電膜包括第一介電材料，所述第一介電材料與所述介電層的第二介電材料不同。
[0019]在上述圖像傳感器中，將所述介電膜在所述光電二極管陣列和所述校準(zhǔn)區(qū)域上方形成為連續(xù)膜。
[0020]在上述圖像傳感器中，將所述介電膜在所述光電二極管陣列、中間區(qū)域、和所述校準(zhǔn)區(qū)域上方形成為連續(xù)膜，其中，所述中間區(qū)域位于所述光電二極管陣列和所述校準(zhǔn)區(qū)域之間。
[0021]在上述圖像傳感器中，所述校準(zhǔn)區(qū)域包括黑電平校準(zhǔn)區(qū)域，將所述黑電平校準(zhǔn)區(qū)域配置為限定用于所述圖像再現(xiàn)的黑電平。
[0022]在上述圖像傳感器中，包括:金屬護(hù)罩，形成在所述校準(zhǔn)區(qū)域上方。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是根據(jù)一些實(shí)施例的示出了形成圖像傳感器的方法的流程圖。
[0024]圖2是根據(jù)一些實(shí)施例的圖像傳感器的光電二極管陣列和校準(zhǔn)區(qū)域的示意圖。
[0025]圖3是根據(jù)一些實(shí)施例的圖像傳感器的金屬柵格和金屬護(hù)罩的示意圖。
[0026]圖4是根據(jù)一些實(shí)施例的介電層的示意圖。
[0027]圖5是根據(jù)一些實(shí)施例的介電膜的示意圖。
[0028]圖6是根據(jù)一些實(shí)施例的圖像傳感器的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]現(xiàn)在參考附圖描述要求保護(hù)的主題，其中，在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中相似的參考標(biāo)號(hào)通常用于表示相似的元件。在接下來(lái)的描述中，為了說(shuō)明的目的，闡述了多個(gè)具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)要求保護(hù)主題的理解。但是，很明顯，在沒(méi)有這類(lèi)具體細(xì)節(jié)的情況下也可以實(shí)施要求保護(hù)的主題。在其他情況下，以框圖的形式示出了結(jié)構(gòu)和器件以便于描述要求保護(hù)的主題。
[0030]本發(fā)明提供了一種或多種圖像傳感器以及用于形成這些圖像傳感器的一種或多種技術(shù)。圖像傳感器可以包括配置為檢測(cè)光的光電二極管陣列。圖像傳感器可以包括校準(zhǔn)區(qū)域(諸如黑校準(zhǔn)區(qū)域)，將該校準(zhǔn)區(qū)域配置為限定用于圖像再現(xiàn)的色彩電平(諸如黑色電平)。在一些實(shí)施例中，如果通過(guò)不同的制造工藝形成光電二極管陣列和校準(zhǔn)區(qū)域(例如，與形成用于校準(zhǔn)區(qū)域的金屬護(hù)罩的工藝相比，通過(guò)不同的工藝形成用于光電二極管陣列的金屬柵格)，則光電二極管陣列上的應(yīng)力可以與校準(zhǔn)區(qū)域上的應(yīng)力不同。應(yīng)力不同可以導(dǎo)致校準(zhǔn)區(qū)域精準(zhǔn)度的變化，這可能降低校準(zhǔn)區(qū)域的性能。因此，根據(jù)本文所提供的內(nèi)容，為了平衡光電二極管陣列和校準(zhǔn)區(qū)域之間的應(yīng)力，在光電二極管陣列和校準(zhǔn)區(qū)域上方形成介電膜。平衡的應(yīng)力可以改進(jìn)校準(zhǔn)區(qū)域的精準(zhǔn)度和性能。在一些實(shí)施例中，在光電二極管陣列和校準(zhǔn)區(qū)域上方連續(xù)地形成介電膜。在一些實(shí)施例中，在介電膜和光電二極管陣列之間形成介電層，并且在介電膜和校準(zhǔn)區(qū)域之間形成介電層。介電膜包括的介電材料與介電層的介電材料不同。在一些實(shí)施例中，介電層包括氧化娃，而介電膜不包括氧化娃。例如，介電膜包括氮化娃、高k介電材料等。
[0031]圖1根據(jù)一些實(shí)施例示出了形成圖像傳感器的方法100，并且，圖2至圖6示出了通過(guò)這種方法形成的一個(gè)或多個(gè)圖像傳感器。如圖2的實(shí)例200所示，在步驟102中，在襯底202上方形成光電二極管陣列204。光電二極管陣列204包括配置為檢測(cè)光的一個(gè)或多個(gè)光電二極管。如圖2的實(shí)例200所示，在步驟104中，在襯底202上方形成校準(zhǔn)區(qū)域206。在一些實(shí)施例中，形成與光電二極管陣列204橫向間隔開(kāi)的校準(zhǔn)區(qū)域206。也就是說(shuō)，校準(zhǔn)區(qū)域206不形成在光電二極管陣列204之上或之下。在一些實(shí)施例中，中間區(qū)域208將光電二極管陣列204與校準(zhǔn)區(qū)域206分隔開(kāi)。將校準(zhǔn)區(qū)域206配置為限定用于圖像再現(xiàn)的色彩電平。例如，校準(zhǔn)區(qū)域206包括黑電平校準(zhǔn)區(qū)域，黑電平校準(zhǔn)區(qū)域配置為限定黑電平，以用于對(duì)通過(guò)光電二極管陣列204檢測(cè)的圖像進(jìn)行圖像再現(xiàn)。
[0032]如圖3的實(shí)例300所示，在一些實(shí)施例中，在光電二極管陣列204上方形成金屬柵格302。金屬柵格302包括一個(gè)或多個(gè)柵格部分,柵格部分配置為基于金屬柵格302的反射性質(zhì)引導(dǎo)光朝向相應(yīng)的光電二極管。在一些實(shí)施例中，金屬柵格302包括金屬，諸如通過(guò)圖案化工藝形成的鎢或銅，或者包括具有反射性質(zhì)能夠反射光的其他材料。在一些實(shí)施例中，在校準(zhǔn)區(qū)域206上方形成金屬護(hù)罩304。金屬護(hù)罩304將至少一部分光從校準(zhǔn)區(qū)域206處反射開(kāi)。
[0033]如圖4的實(shí)例400所示，在步驟106中，在光電二極管陣列204和校準(zhǔn)區(qū)域206上方形成介電層402。在一些實(shí)施例中，介電層402包括介電材料,諸如氧化娃。如圖5的實(shí)例500所示，在步驟108中，在光電二極管陣列204、校準(zhǔn)區(qū)域206和介電層402上方形成介電膜502。在一些實(shí)施例中，在光電二極管陣列204、中間部分208、校準(zhǔn)區(qū)域206和介電層402上方形成介電膜502以作為連續(xù)的膜。在實(shí)例中，介電膜502包括的材料諸如氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、氮化物、氧化物、高k材料、或者具有可以平衡光電二極管陣列204和校準(zhǔn)區(qū)域206之間的應(yīng)力的強(qiáng)度的其他材料。在一些實(shí)施例中，使用化學(xué)汽相沉積工藝、原子層沉積工藝、物理汽相沉積工藝或其他形成工藝中的至少一種形成介電膜502。在一些實(shí)施例中，所形成的介電膜502的厚度504介于約900 ?至約4100 ?之間。約900 ?以上的厚度提供了具有足夠的結(jié)構(gòu)完整性的介電膜502，以平衡光電二極管陣列204和校準(zhǔn)區(qū)域206之間的應(yīng)力。約4100?以下的厚度減輕了對(duì)光電二極管陣列204和校準(zhǔn)區(qū)域