CN107958913A - 影像感测器及其制作方法 - Google Patents

影像感测器及其制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107958913A
CN107958913A CN201610970180.5A CN201610970180A CN107958913A CN 107958913 A CN107958913 A CN 107958913A CN 201610970180 A CN201610970180 A CN 201610970180A CN 107958913 A CN107958913 A CN 107958913A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
image sensor
photo
dielectric
sensitive cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610970180.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107958913B (zh
Inventor
钟志平
吴建龙
何明佑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lijing Jicheng Electronic Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Powerchip Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Powerchip Technology Corp filed Critical Powerchip Technology Corp
Publication of CN107958913A publication Critical patent/CN107958913A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107958913B publication Critical patent/CN107958913B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10Integrated devices
    • H10F39/12Image sensors
    • H10F39/18Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/011Manufacture or treatment of image sensors covered by group H10F39/12
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80Constructional details of image sensors
    • H10F39/806Optical elements or arrangements associated with the image sensors
    • H10F39/8067Reflectors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80Constructional details of image sensors
    • H10F39/811Interconnections

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

本发明公开一种影像感测器及其制作方法。该影像感测器,其包括一感光元件、一内连线结构、一介电叠层、一反射层以及一阻障层。感光元件设置于一基底内,而内连线结构设置于基底表面。介电叠层设置于基底表面并覆盖感光元件,其中内连线结构设置于介电叠层内,且介电叠层的顶面包括至少一突起部分位于感光元件的一侧。反射层覆盖介电叠层的突起部分,且反射层的剖面形状包括一倒V字形图案或包括一倒U字形图案。阻障层覆盖于反射层上。

Description

影像感测器及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种影像感测器及其制作方法,尤其是涉及一种能改善跨越干扰(cross talk)的影像感测器及其制作方法。
背景技术
随着数字相机、电子扫描机等产品不断地开发与成长,市场上对影像感测元件的需求持续增加。目前常用的影像感测元件包含有电荷耦合感测元件(charge coupleddevice,CCD)以及互补式金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor,CMOS)影像感测元件(又称CMOS image sensor,CIS)两大类,其中CMOS影像感测元件因具有低操作电压、低功率消耗与高操作效率、可根据需要而进行随机存取等优点,同时具有可整合于目前的半导体技术以大量制造的优势,因此应用范围非常广泛。
CMOS影像感测器的感光原理是将入射光线区分为数种不同波长光线的组合,例如红、蓝、绿三色,再分别由半导体基底上的多个光学感测元件,如感光二极管(photodiode)予以接收,并将之转换为不同强弱的数字信号。然而,随着像素尺寸的微缩,感光二极管的尺寸也跟着微小化,使得像素之间的跨越干扰增加以及感光灵敏度降低。因此,如何提供具有低跨越干扰的影像感测器,仍为业界需要持续解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种影像感测器及其制作方法,以改善影像感测器的跨越干扰。
本发明的实施例提供了一种影像感测器,其包括一感光元件、一内连线结构、一介电叠层、一反射层以及一阻障层。该感光元件设置于一基底内,而该内连线结构设置于该基底表面。该介电叠层设置于该基底表面并覆盖该感光元件,其中该内连线结构设置于该介电叠层内,且该介电叠层的顶面包括至少一突起部分位于该感光元件的一侧。该反射层覆盖该介电叠层的突起部分,且该反射层的剖面形状包括一倒V字形图案或包括一倒U字形图案,而该阻障层覆盖于该反射层上。
本发明的实施例另提供了一种影像感测器的制作方法,其包括下列步骤。首先提供一基底,并于该基底内形成一感光元件。接着,在该基底表面形成一内连线结构与一介电叠层,其中该内连线结构设置于该介电叠层中,且该介电叠层的顶面包括一突起部分位于该感光元件的一侧。然后,在该介电叠层上形成一图案化的反射层,该反射层至少覆盖该介电叠层的该突起部分,且该反射层的剖面形状包括一倒V字形图案或包括一倒U字形图案。
附图说明
图1至图5为本发明影像感测器制作方法的第一实施例的制作工艺示意图;
图6为本发明影像感测器制作方法的第一实施例的制作工艺步骤流程图;
图7至图8为本发明影像感测器制作方法的第一实施例的变化实施例的制作工艺示意图;
图9至图10为本发明影像感测器制作方法的第二实施例的制作工艺示意图;
图11至图12为本发明影像感测器制作方法的第二实施例的变化实施例的制作工艺示意图;
图13至图15为本发明影像感测器制作方法的第三实施例的制作工艺示意图;
图16为本发明影像感测器的第三实施例的变化实施例的剖面示意图。
符号说明
1、2、3、4、5、6 影像感测器
100 基底
100X 像素区
100Y 周边区
102 感光元件
104 开关元件
106 隔离结构
108 层间介电层
110 内连线
112 突起部分
114、114’ 反射层
116 介电层
118 光导管开口
120、142、144 光致抗蚀剂层
122 阻障层
124 光导管
126 绝缘层
128、128R、128G、128B 彩色滤光层
130 微聚光镜
132 导线开口
134 光导管开口图案
136、146 顶盖层
138 顶盖层开口
140 凹槽
D 距离
L1、L2 光线
V1、V2 接触洞
具体实施方式
为使熟悉本发明所属技术领域的一般技术者能更进一步了解本发明,下文特列举本发明的较佳实施例,并配合所附图示,详细说明本发明的影像感测器及其制作方法及所欲达成的功效。
请参考图1至图6,图1至图5为本发明影像感测器制作方法的第一实施例的制作工艺示意图,而图6为本发明影像感测器制作方法的第一实施例的制作工艺步骤流程图。根据本实施例,如图1所示,首先提供一基底100,其中基底100具有一像素区100X与一周边区100Y,且周边区100Y位于像素区100X的一侧。基底100可为半导体基底,例如为硅基底、外延硅基底、硅锗基底、碳化硅基底或绝缘层覆硅(silicon-on-insulator,SOI)基底,但不以此为限。然后,在基底100内形成多个感光元件102及至少一个开关元件104。感光元件102设置于像素区100X内,并位于基底100内靠近基底100表面的位置。感光元件102包括各种能将光能转换成电能的元件,例如可包括PN型感光二极管、PNP型感光二极管、NPN型感光二极管等,不以此为限。开关元件104设置于周边区100Y的基底100表面,本实施例的开关元件104是以金属氧化物半场效晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor,MOSFET)为例,但不以此为限。此外,可选择性地在基底100中形成多个隔离结构106,设置于周边区100Y与像素区100X(图1绘示于周边区100Y作为示意),用以避免基底100中的元件相接触而发生短路。需注意的是,本发明不特别限定感光元件102、开关元件104与隔离结构106的制作顺序与相对设置位置。
接着,在基底100表面形成一内连线结构与一介电叠层。介电叠层覆盖感光元件102、开关元件104与隔离结构106,而内连线结构设置于像素区100X及周边区100Y的介电叠层中。介电叠层包括多层层间介电层108,而内连线结构包括多条内连线110。举例而言,可先于一层层间介电层108上形成多条内连线110,后续再于该些内连线110上形成另一层层间介电层108,并重复进行上述步骤以形成内连线结构与介电叠层。另外,不同层的内连线110可通过各层层间介电层108中的接触洞V1串接形成内连线结构,而位于周边区100Y的内连线110可通过层间介电层108中的接触洞V2与开关元件104电连接。在本实施例中,层间介电层108是由高密度等离子体(high density plasma,HDP)化学气相沉积制作工艺所形成。当使用HDP化学气相沉积制作工艺形成层间介电层108时,会在层间介电层108的表面伴随形成多个突起部分,对应于各内连线110的位置,因此在以HDP化学气相沉积制作工艺制作完较下层的层间介电层108时,可另进行一平坦化制作工艺(例如化学机械研磨制作工艺),使得下层层间介电层108具有平坦的表面。然而,本发明于形成最上层的层间介电层108时,并不额外进行平坦化制作工艺,由此以保留最上层的层间介电层108的多个突起部分112。换言之,本实施例的介电叠层的顶面包括突起部分112,其中突起部分112对应内连线110设置并位于感光元件102的一侧。本实施例内连线110与突起部分112的顶点之间的距离D为数百纳米,但不以此为限。此外,突起部分112的形状会依设置于其下的内连线110的形状而有所不同。举例而言,在像素区100X内的内连线110的宽度较窄,则像素区100X内的突起部分112的剖面可具有倒V字形图案,而在周边区100Y内的内连线110的宽度较宽,因此周边区100Y内的突起部分112可包括平坦表面,但不以此为限。在变化实施例中,像素区100X内的突起部分112的剖面也可具有倒U字形图案。
接着,如图2所示,在基底100上全面形成一反射层114’,覆盖像素区100X与周边区100Y的介电叠层,然后对反射层114’进行图案化制作工艺,例如进行一光刻暨蚀刻制作工艺,先于反射层114’上涂布一层光致抗蚀剂层142,然后进行曝光显影以图案化光致抗蚀剂层142,使图案化的光致抗蚀剂层142对应并覆盖像素区100X的突起部分112,暴露出感光元件102与周边区100Y。再如图3所示,移除被光致抗蚀剂层142所暴露出的反射层114’,形成图案化的反射层114,其中反射层114至少覆盖突起部分112,但不覆盖周边区100Y。并且,反射层114阶梯覆盖突起部分112而随着所覆盖的突起部分112高低起伏。由于像素区100X内的突起部分112的剖面形状为倒V字形图案,因此反射层114的剖面形状也包括倒V字形图案。在变化实施例中,当像素区100X内的突起部分112的剖面形状为倒U字形图案时,覆盖在其上的反射层114的剖面形状也包括倒U字形图案,或是其他上窄下宽的图案。举例而言,反射层114的材料可包含金属材料,例如钨,但不以此为限。本实施例的反射层114的厚度为数十纳米,但不以此为限。在形成完反射层114后,在像素区100X与周边区100Y全面形成一介电层116,并进行一平坦化制作工艺,例如化学机械研磨制作工艺,使得像素区100X与周边区100Y具有平坦的表面。介电层116及层间介电层108的材料可包括具低介电常数的介电材料(low-K dielectric material),例如氧化硅、硼磷硅酸盐玻璃(borophosphosilicateglass,BPSG)、磷硅酸盐玻璃(phosphosilicate glass,PSG)、氟化硅酸盐玻璃(fluorinated silicate glass,FSG)、掺杂碳的氧化硅(carbon-doped silicon oxide)或类似物,不以此为限。
接着,如图4所示,以图案化的反射层114当作蚀刻掩膜,对介电叠层进行一光刻制作工艺,以移除像素区100X内的介电层116及部分介电叠层,以于各感光元件102上形成一光导管开口118,而被反射层114覆盖的部分介电叠层则得以保留。光导管开口118可例如一上宽下窄的开口,但不以此为限。此外,本实施例在进行蚀刻制作工艺之前,另先于周边区100Y的介电层116上形成一光致抗蚀剂层120,以避免周边区100Y的介电层116受到蚀刻制作工艺的影响,而光致抗蚀剂层120在蚀刻制作工艺后即可移除,且周边区100Y仍具有平坦的表面。
接着,如图5所示,在基底100上形成一阻障层122,其于像素区100X内覆盖光导管开口118的底部与侧壁,也覆盖反射层114,并于周边区100Y内覆盖介电层116。阻障层122的材料可包括氮化硅、氮氧化硅或其他适合的介电材料。然后,在各光导管开口118中填入高折射率材料层而形成光导管124,其中可通过对高折射率材料层进行平坦化制作工艺以使像素区100X具有平坦的表面。本实施例的光导管124的剖面形状为漏斗形图案,且光导管124的材料为光致抗蚀剂材料或类光致抗蚀剂材料,但不以此为限。在较佳实施例中,光导管124材料的折射率高于阻障层122的折射率,而阻障层122的折射率高于介电叠层的折射率,不以为限。接着,在像素区100X与周边区100Y形成一绝缘层126,覆盖光导管124、阻障层122及介电层116,且绝缘层126具有实质上平坦的顶面。举例而言,本实施例的绝缘层126由一低温氧化物(low-temperature-oxide,LTO)材料所构成。然后,在绝缘层126上形成多个不同颜色的彩色滤光层128R、128G、128B,分别覆盖对应的感光元件102与光导管124。本实施例的彩色滤光层128R、128G、128B仅设置于像素区100X中。彩色滤光层128R、128G、128B可例如包括有颜色的光致抗蚀剂图案,并可利用光刻制作工艺制作。彩色滤光层128R、128G、128B举例可包括红色、蓝色或绿色的滤光材料,以使感光元件102可感测特定颜色的光线。然后,在各彩色滤光层128R、128G、128B上形成多个微聚光镜130,覆盖其下的感光元件102与光导管124。再者,微聚光镜130也可设于周边区100Y而覆盖绝缘层126。
此外,在形成彩色滤光层128R、128G、128B之前及形成微聚光镜130之后,可分别进行蚀刻制作工艺,以于周边区100Y形成对应内连线110的导线开口132,使得后续制作的导线可通过导线开口132与内连线110电连接。
综上所述,本发明制作影像感测器1的方法主要包括图6所示的步骤:
步骤S10:提供一基底,并于基底上形成感光元件;
步骤S12:在基底表面形成一内连线结构与一介电叠层,其中内连线结构设置于介电叠层中,且介电叠层的顶面包括一突起部分位于感光元件的一侧;以及
步骤S14:在介电叠层上形成一反射层,其至少覆盖介电叠层的突起部分,且反射层的剖面形状包括一倒V字形图案或包括一倒U字形图案。
请继续参考图5,本实施例的影像感测器1包括感光元件102、内连线结构、介电叠层、反射层114以及阻障层122。其中,感光元件102设置于基底100内。介电叠层设置于基底100表面并覆盖感光元件102,而内连线结构设置于介电叠层内。本实施例的介电叠层包括多层层间介电层108,内连线结构则包括多条内连线110与设于接触洞V1的接触插塞。介电叠层的顶面包括至少一突起部分112,其对应内连线110设置并位于感光元件102的一侧。反射层114覆盖介电叠层的突起部分112,并随着所覆盖的突起部分112而高低起伏,因此反射层114的剖面形状为倒V字形图案或倒U字形图案,阻障层122则覆盖于反射层114上并直接与反射层114相接触。此外,影像感测器1可另于周边区100Y设置有开关元件104,例如为MOS晶体管,且周边区100Y可设置像素电路(图未示)。本发明影像感测器1的第一实施例的其他元件与材料可参考前述制作工艺的说明,不再赘述。
请继续参考图5,以下将以光线L1、L2来说明本实施例的反射层114如何达到减少跨越干扰的功效。如图5所示,光线L1、L2均通过影像感测器1中的彩色滤光层128R,但光线L1、L2通过彩色滤光层128R后并非朝着对应彩色滤光层128R的感光元件102前进,而是往相邻的感光元件102前进。本实施例通过在感光元件102的一侧的介电叠层上设置反射层114,使得原本朝着相邻的感光元件102前进的光线L1、L2会先行进至反射层114,然后被反射层114反射而改变行进路径,以避免被相邻的感光元件102所吸收。由上述可知,由于影像感测器1在介电叠层上设置反射层114位于相邻的感光元件102之间,且反射层114的剖面形状为倒V字形图案或倒U字形图案,因此当光线经过其中一个彩色滤光层128R、128G或128B后朝向另一个彩色滤光层128R、128G或128B所对应的感光元件102前进时,会被反射层114反射而改变行进路径,避免其行进至相邻的感光元件102,进而可有效地减少影像感测器1的跨越干扰。
本发明的影像感测器及其制作方法并不以上述实施例为限。下文将继续揭示本发明的其它实施例及变化实施例,然为了简化说明并突显各实施例之间的差异,下文中使用相同标号标注相同元件,并不再对重复部分作赘述。
请参考图7与图8,其为本发明影像感测器制作方法的第一实施例的变化实施例的制作工艺示意图,且图8绘示本发明第一实施例的变化实施例影像感测器2的剖面示意图。如图7所示,其为接续图4的制作工艺,本变化实施例与第一实施例不同的地方在于,在依序形成阻障层122以及于光导管开口118中填入高折射率材料层以形成光导管124之后,增加一步骤以移除光导管124顶部的高折射率材料层,例如在利用化学机械研磨平坦化高折射率材料层之后,进一步进行回蚀刻制作工艺,使得光导管124顶面的高度低于覆盖突起部分112的部分阻障层122。如图8所示,接着于光导管124与阻障层122上形成绝缘层126。由于光导管124的顶部已被移除,因此后续所形成的绝缘层126会阶梯覆盖阻障层122与光导管124表面,且绝缘层126的表面形成多个凹槽140,分别位于各光导管124的上方。本变化实施例的凹槽140的剖面形状为倒置的梯形,但不以此为限。然后,在各凹槽140中填入彩色滤光层128,分别覆盖对应一感光元件102,并可另通过平坦化制作工艺使得彩色滤光层128与部分绝缘层126具有平坦的顶面。接着,在彩色滤光层128上形成微聚光镜130。通过本变化实施例的制作方法,影像感测器2的彩色滤光层128内嵌于绝缘层126的凹槽140中,可以进一步减少影像感测器2的整体厚度。此外,影像感测器2中其余元件的位置、材料及制作方式可参考第一实施例,因此不再赘述。
请参考图9与图10,其为本发明影像感测器制作方法的第二实施例的制作工艺示意图,且图10绘示本发明第二实施例影像感测器3的剖面示意图,其中图9是接续图3的制作工艺。如图9所示,本实施例与第一实施例不同的地方在于,在制作完图案化的反射层114与介电层116后,先于像素区100X与周边区100Y形成图案化的光致抗蚀剂层120,在像素区100X中定义出光导管开口图案134以暴露出感光元件102上的部分介电层116,并覆盖突起部分112,且图案化的光致抗蚀剂层120覆盖周边区100Y的介电层116。接着以光致抗蚀剂层120为蚀刻掩膜进行蚀刻制作工艺,移除未被光致抗蚀剂层120覆盖的介电层116与介电叠层,形成光导管开口118,对应各感光元件102。被光致抗蚀剂层120覆盖的部分介电层116会被留下并形成多个顶盖层136,其中顶盖层136覆盖突起部分112上的反射层114,并具有实质上平坦的顶面与实质上垂直于基底100表面的侧壁。换言之,本实施例影像感测器3的顶盖层136的材料与介电层116相同。接着,如图10所示,在像素区100X与周边区100Y形成阻障层122,阶梯覆盖顶盖层136的顶面和侧壁,以及阶梯覆盖反射层114未被顶盖层136覆盖的部分。之后,再于光导管开口118中填入高折射率材料层,然后选择性地进行化学机械研磨制作工艺,使高折射率材料层的顶部与顶盖层136上的阻障层122顶面大体上共平面,以形成光导管124。之后可参考第一实施例,形成绝缘层126、彩色滤光层128以及微聚光镜130,并于周边区100Y形成导线开口132,以完成本实施例影像感测器3的制作。
请参考图11与图12,其为本发明影像感测器制作方法的第二实施例的变化实施例的制作工艺示意图,且图12绘示本发明第二实施例的变化实施例影像感测器4的剖面示意图。如图11所示,本变化实施例与第二实施例不同的地方在于,在依序形成阻障层122以及于光导管开口118中填入高折射率材料层以形成光导管124后,增加一步骤以移除光导管124顶部的高折射率材料层,例如在利用化学机械研磨平坦化高折射率材料层之后,进一步进行回蚀刻制作工艺,使得光导管124顶面的高度低于顶盖层136的顶面,并暴露出覆盖顶盖层136侧壁的部分阻障层122。接着如图12所示,在基板100上形成绝缘层126阶梯覆盖光导管124与阻障层122。由于光导管124的顶部已被移除,因此后续所形成的绝缘层126的表面形成多个凹槽140,分别位于各光导管124的上方。本变化实施例的凹槽140的剖面形状大体上为矩形,但不以此为限。然后,在各凹槽140中形成彩色滤光层128分别覆盖各感光元件102,其中可另通过平坦化制作工艺使得彩色滤光层128与顶盖层136上的绝缘层126皆具有平坦的顶面,且两者的顶面大体上共平面。接着,在彩色滤光层128上形成微聚光镜130,并于周边区100Y形成导线开口132。通过本变化实施例的制作方法,影像感测器4的彩色滤光层128是内嵌于绝缘层126的凹槽140中,可进一步缩小影像感测器4的整体厚度。
请参考图13至图15,其为本发明影像感测器制作方法的第三实施例的制作工艺示意图,且图15绘示本发明第三实施例影像感测器5的剖面示意图,其中在第三实施例中,图13是接续图3的制作工艺。如图13所示,本实施例与第一实施例不同的地方在于,在反射层114与介电叠层上形成介电层116之后,先形成图案化的光致抗蚀剂层120,其中光致抗蚀剂层120的开口对应于突起部分112。接着,进行蚀刻制作工艺移除未被光致抗蚀剂层120覆盖的部分介电层116而暴露出突起图案112上的部分反射层114,并于各反射层114上形成一顶盖层开口138。
然后如图14所示,在顶盖层开口138中形成的顶盖层146,使其覆盖各突起部分112与其上的反射层114。本实施例形成顶盖层146的方法可包括先将光致抗蚀剂层120移除,接着于介电层116中的顶盖层开口138填入金属材料(例如钨),然后以介电层116当作研磨停止层而进行化学机械研磨制作工艺,使得顶盖层146具有实质上平坦的顶面并与介电层116的顶面大体上共平面。此外,顶盖层146具有实质上垂直于基底100表面的侧壁。接着,在周边区100Y形成光致抗蚀剂层144以覆盖周边区100Y的介电层116,然后以顶盖层146与反射层114当作蚀刻掩膜,对像素区100X的介电层116与介电叠层进行蚀刻制作工艺,以于反射层114之间形成光导管开口118。
接着,如图15所示,移除周边区100Y的光致抗蚀剂层144,再于基板100上全面形成阻障层122,其中阻障层122阶梯覆盖顶盖层146的顶面与侧壁以及反射层114,并覆盖周边区100Y的介电层116。本实施例影像感测器5的其余元件的制作方式、位置及材料可参考第一实施例,不再赘述。与第二实施例相较,由于本实施例顶盖层146的材料为金属,因此其侧壁及顶面均可提供反射的效果,能进一步减少跨越干扰的情形。
请参考图16,其为本发明影像感测器制作方法的第三实施例的变化实施例的剖面示意图,本变化实施例的影像感测器6与第三实施例的差异在于光导管124顶面低于顶盖层146的顶面,因此后续形成的绝缘层140表面形成凹槽140,而彩色滤光层128则填入凹槽140中,其制作工艺方法可参考上述的图11与图12。再者,本变化实施例与第二实施例的变化实施例(图12)不同的地方在于顶盖层146的材料为金属材料,而图12的顶盖层136为介电材料。通过本变化实施例的制作方法,彩色滤光层128是内嵌于绝缘层126的凹槽140中并位于两相邻顶盖层146之间,因此通过彩色滤光层128而朝向相邻感光元件102前进的光线,可有效地被顶盖层146的顶面与侧壁反射,进而有效地减少影像感测器的跨越干扰。此外,影像感测器中其余元件的位置、材料及制作方式可参考第二实施例的变化实施例,因此不再赘述。
综上所述,本发明影像感测器的介电叠层的顶面包括至少一突起部分位于该感光元件的一侧,并于感光元件两侧的突起部分上设置反射层,其中反射层的材料举例为金属材料。当侧向光线通过彩色滤光层后向相邻的内连线结构或感光元件前进时,会被反射层反射而改变行进路径,以避免光线被相邻的感光元件所吸收,进而减少影像感测器的跨越干扰问题。此外,本发明影像感测器可另包括设置于反射层上的顶盖层,其具有平坦的顶面及侧壁,且其材料可为金属,因此光线可被顶盖层的顶面及侧壁反射,因此顶盖层可当作设置在相邻感测元件之间的挡墙,能更有效地减少影像感测器的跨越干扰情形。再者,本发明影像感测器的彩色滤光层也可内嵌于绝缘层表面的凹槽内,使得彩色滤光层位于两相邻的反射层或顶盖层之间,缩小彩色滤光层与感光元件之间的距离,能降低发生跨越像素行进的光线数量,同时进一步缩小影像感测器的整体厚度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (17)

1.一种影像感测器,包括:
感光元件,设置于一基底内;
内连线结构,设置于该基底表面;
介电叠层,设置于该基底表面并覆盖该感光元件,其中该内连线结构设置于该介电叠层内,且该介电叠层的顶面包括至少一突起部分,位于该感光元件的一侧;
反射层,覆盖该介电叠层的该突起部分,且该反射层的剖面形状包括一倒V字形图案或包括一倒U字形图案;以及
阻障层,覆盖于该反射层上。
2.如权利要求1所述的影像感测器,另包括顶盖层,设置于该阻障层与该反射层之间,其中该顶盖层具有实质上平坦的一顶面与垂直于该基底表面的侧壁,且该阻障层阶梯覆盖该顶盖层与该反射层。
3.如权利要求2所述的影像感测器,其中该顶盖层包括金属材料或绝缘材料。
4.如权利要求1或2所述的影像感测器,其另包括:
绝缘层,设置于该阻障层上并阶梯覆盖该阻障层,且该绝缘层的表面形成一凹槽对应于该感光元件;
彩色滤光层,填设于该凹槽内;以及
微聚光镜,设置于该彩色滤光层上,并对应该感光元件设置。
5.如权利要求4所述的影像感测器,其中该凹槽的剖面形状包括倒置的梯形或矩形。
6.如权利要求1所述的影像感测器,其另包括:
绝缘层,设置于该阻障层上,该绝缘层具有实质上平坦的一顶面;
彩色滤光层,设置于该绝缘层上;以及
微聚光镜,设置于该彩色滤光层上,并对应该感光元件设置。
7.如权利要求1所述的影像感测器,另包括光导管,设置于该感光元件上并位于该介电叠层中,且该阻障层的一部分设置于该光导管与该介电叠层之间。
8.一种影像感测器的制作方法,包括:
提供一基底,并于该基底内形成一感光元件;
在该基底表面形成一内连线结构与一介电叠层,其中该内连线结构设置于该介电叠层中,且该介电叠层的顶面包括一突起部分位于该感光元件的一侧;以及
在该介电叠层上形成一图案化的反射层,该反射层至少覆盖该介电叠层的该突起部分,且该反射层的剖面形状包括一倒V字形图案或包括一倒U字形图案。
9.如权利要求8所述的影像感测器的制作方法,另包括:
移除部分该介电叠层,以在该感光元件上形成一光导管开口;
在该基底上形成一阻障层,覆盖该光导管开口的一底部与一侧壁,并覆盖该反射层;
在该光导管开口中形成一光导管;
在该光导管与该阻障层上形成一绝缘层;
在该绝缘层上形成一彩色滤光层覆盖该感光元件;以及
在该彩色滤光层上形成一微聚光镜,覆盖该感光元件。
10.如权利要求9所述的影像感测器的制作方法,另包括于形成该阻障层之前,先于该反射层上形成一顶盖层,该顶盖层具有实质上平坦的一顶面与垂直于该基底表面的侧壁,且之后形成的该阻障层阶梯覆盖该反射层与该顶盖层。
11.如权利要求10所述的影像感测器的制作方法,其中该顶盖层包括金属材料,且形成该光导管开口的方法包括以该顶盖层与该反射层当作蚀刻掩膜,对该介电叠层进行一蚀刻制作工艺以移除被该顶盖层与该反射层暴露出的部分该介电叠层。
12.如权利要求9所述的影像感测器的制作方法,其中形成该光导管开口的方法包括以该反射层当作蚀刻掩膜,对该介电叠层进行一蚀刻制作工艺以移除被该反射层暴露出的部分该介电叠层。
13.如权利要求9所述的影像感测器的制作方法,其中该阻障层阶梯覆盖该反射层并直接与该反射层相接触。
14.如权利要求9所述的影像感测器的制作方法,其中该绝缘层阶梯覆盖该阻障层,该绝缘层的表面形成一凹槽对应该于感光元件,且该彩色滤光层填设于该凹槽内。
15.如权利要求14所述的影像感测器的制作方法,其中该凹槽的剖面形状包括倒置的梯形或矩形。
16.如权利要求9所述的影像感测器的制作方法,其中该绝缘层具有实质上平坦的一顶面。
17.如权利要求8所述的影像感测器的制作方法,其中形成该介电叠层的方法包括进行一高密度等离子体(high density plasma,HDP)化学气相沉积制作工艺。
CN201610970180.5A 2016-10-14 2016-10-28 影像感测器及其制作方法 Active CN107958913B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105133173 2016-10-14
TW105133173A TWI599028B (zh) 2016-10-14 2016-10-14 影像感測器及其製作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107958913A true CN107958913A (zh) 2018-04-24
CN107958913B CN107958913B (zh) 2020-02-07

Family

ID=60719648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610970180.5A Active CN107958913B (zh) 2016-10-14 2016-10-28 影像感测器及其制作方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN107958913B (zh)
TW (1) TWI599028B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108807449A (zh) * 2018-08-24 2018-11-13 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040004668A1 (en) * 2002-02-28 2004-01-08 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus
CN1518119A (zh) * 2003-01-16 2004-08-04 ���ǵ�����ʽ���� 互补金属氧化物半导体图像传感器件的结构及其制造方法
CN1917222A (zh) * 2005-08-18 2007-02-21 联华电子股份有限公司 互补式金属氧化物半导体晶体管影像感测器及其制造方法
CN101044631A (zh) * 2004-11-30 2007-09-26 国际商业机器公司 镶嵌铜布线图像传感器
CN101494231A (zh) * 2008-01-25 2009-07-29 采钰科技股份有限公司 图像传感器及其制造方法
CN107785383A (zh) * 2016-08-29 2018-03-09 力晶科技股份有限公司 影像感测器及其制作方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100689582B1 (ko) * 2000-08-31 2007-03-08 매그나칩 반도체 유한회사 트렌치 측벽에 광집속도 향상을 위한 반사층을 구비하는이미지 센서 및 그 제조 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040004668A1 (en) * 2002-02-28 2004-01-08 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus
CN1518119A (zh) * 2003-01-16 2004-08-04 ���ǵ�����ʽ���� 互补金属氧化物半导体图像传感器件的结构及其制造方法
CN101044631A (zh) * 2004-11-30 2007-09-26 国际商业机器公司 镶嵌铜布线图像传感器
CN1917222A (zh) * 2005-08-18 2007-02-21 联华电子股份有限公司 互补式金属氧化物半导体晶体管影像感测器及其制造方法
CN101494231A (zh) * 2008-01-25 2009-07-29 采钰科技股份有限公司 图像传感器及其制造方法
CN107785383A (zh) * 2016-08-29 2018-03-09 力晶科技股份有限公司 影像感测器及其制作方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108807449A (zh) * 2018-08-24 2018-11-13 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107958913B (zh) 2020-02-07
TW201814894A (zh) 2018-04-16
TWI599028B (zh) 2017-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI608600B (zh) 影像感測器及其製作方法
US8669632B2 (en) Solid-state imaging device and method for manufacturing the same
JP4939206B2 (ja) イメージセンサ及びその製造方法
US20080096303A1 (en) Fabrication method of image sensing device
CN101494231A (zh) 图像传感器及其制造方法
CN100416844C (zh) 具有棱镜的cmos图像传感器及其制造方法
US11552118B2 (en) Image sensor including a double-sided spherical lens
KR20090034429A (ko) 이미지 센서 및 그 제조방법
KR20090050534A (ko) 이미지 센서 및 그 제조방법
KR101380311B1 (ko) 이미지 센서 및 그 제조 방법
CN107785383B (zh) 影像感测器及其制作方法
KR100906558B1 (ko) 이미지 센서 및 그 제조방법
CN107958913B (zh) 影像感测器及其制作方法
CN101419975A (zh) 图像传感器及其制造方法
KR100449951B1 (ko) 이미지센서 및 그 제조 방법
CN115799280A (zh) 图像传感器
TWI669811B (zh) 具有類光導管結構之影像感測器
TWI622165B (zh) 影像感測器及其製作方法
TWI799057B (zh) 影像感測器積體晶片及其形成方法
TWI844311B (zh) 影像感測器
KR101024765B1 (ko) 이미지센서 및 그 제조방법
KR20250005652A (ko) 이미지 센서
KR20230099211A (ko) 이미지 센서
KR20110002994A (ko) 이미지 센서 및 그 제조 방법
KR20090040574A (ko) 이미지센서 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200107

Address after: Hsinchu Science Industrial Park, Taiwan, China

Applicant after: Lijing Jicheng Electronic Manufacturing Co., Ltd.

Address before: Hsinchu Science Industrial Park, Taiwan, China

Applicant before: Powerflash Technology Corporation

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant