CN112420755A - 图像传感器 - Google Patents

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Abstract

一种图像传感器，该图像传感器包括：多个光检测器，其相对于彼此设置以形成阵列；多个滤色器，其分别设置在光检测器上方，以分别过滤光检测器所接收的入射光；第一格栅结构，其包括折射率低于滤色器的折射率的第一材料并且设置在彼此相邻的多个滤色器之间；以及第二格栅结构，其包括折射率低于滤色器的折射率的第二材料并且设置在第一格栅结构内部。

Description

图像传感器
技术领域
各种实施方式总体上涉及一种包括彼此相邻设置的滤色器的图像传感器。
背景技术
图像传感器是指用于捕获光学图像以将该光学图像转换为电信号的半导体器件。最近汽车、医疗、计算机和通信行业的发展使得在诸如智能电话、数字相机、游戏机、IOT(物联网)、机器人、安全相机和医疗微型相机的各种装置中对增强图像传感器的需求增加。
最常见类型的图像传感器是电荷耦合器件(CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。CCD图像传感器在噪声特性和图像质量方面比CMOS图像传感器有优势。然而，CMOS图像传感器如今由于优于CCD图像传感器的某些优点而广泛使用，这些优点包括例如较高的帧频和快门速度。此外，CMOS图像传感器和信号处理电路可被集成到单个芯片中，使得可在实现低功耗的同时将电子装置小型化。另外，CMOS工艺技术可实现低成本制造工艺。CMOS图像传感器的这些特性使得这些传感器更适合于实现在移动装置中。
发明内容
除了其它特征和益处之外，所公开的技术的实施方式涉及一种可使像素之间的光学干扰最小化的图像传感器。
在实施方式中，一种图像传感器可包括：多个光检测器，其相对于彼此设置以形成阵列；多个滤色器，其分别设置在光检测器上方，以分别对光检测器所接收的入射光进行过滤；第一格栅结构，其包括折射率低于滤色器的折射率的第一材料，并且设置在彼此相邻的多个滤色器之间；以及第二格栅结构，其包括折射率低于滤色器的折射率的第二材料并且设置在第一格栅结构内部。
在实施方式中，一种图像传感器可包括：第一空气区域，其填充有空气；第一封盖膜，其覆盖第一空气区域；第二空气区域，其设置在第一封盖膜外部并填充有空气；以及第二封盖膜，其覆盖第二空气区域。
附图说明
图1是示出基于所公开的技术的实施方式的图像传感器的框图。
图2是示出图1所示的像素阵列的一部分的图。
图3是示出图2所示的像素阵列的横截面的图。
图4是更详细地示出图3的空气格栅的图。
图5A至图5F是用于描述基于所公开的技术的实施方式的形成空气格栅的工艺的图。
具体实施方式
以下，将参照附图描述本公开的各种实施方式。
图1是示出基于所公开的技术的实施方式的图像传感器的框图。
在一些实现方式中，图像传感器100可包括像素阵列110、行解码器120、相关双采样器(CDS)130、模数转换器(ADC)140、输出缓冲器150、列解码器160和定时控制器170。
像素阵列110可包括以二维方式布置的多个单元像素UP。各个单元像素可将光学图像转换为电信号。在一些实现方式中，这些转换操作可基于两个或更多个单元像素共享至少一个元件的共享像素来执行。像素阵列110可从行解码器120接收包括行选择信号、像素重置信号、传输信号的操作信号。像素阵列110可基于操作信号来操作。
行解码器120可用于基于定时控制器170所生成的控制信号来选择像素阵列110的期望行。行解码器120可生成用于选择多行中的一行或更多行的行选择信号。在一些实现方式中，行解码器120也可依次启用用于重置像素的像素重置信号以及用于传输与所选一行或更多行对应的像素所生成的电信号的传输信号。基于这些传输信号，从所选一行或更多行的各个像素生成的模拟参考信号和模拟图像信号可依次传送到CDS 130。在这方面，参考信号和图像信号可统称为像素信号。
CMOS图像传感器可使用相关双采样(CDS)通过对像素信号采样两次来去除这两个样本之间的差异，从而去除像素的不期望的偏移值。在一个示例中，相关双采样(CDS)可通过比较在光信号入射在像素上之前和之后获得的像素输出电压来去除像素的不期望的偏移值，以使得可仅测量基于入射光的像素输出电压。在所公开的技术的一些实施方式中，CDS 130可依次采样并保持分别从像素阵列110施加到多条列线的参考信号和图像信号。即，CDS 130可采样并保持与像素阵列110的各个列对应的像素所生成的参考信号和图像信号的电压电平。
CDS 130可在定时控制器170的控制下将各个列的参考信号和图像信号作为相关双采样信号传送到ADC 140。
ADC块用于将模拟CDS信号转换为数字信号。ADC 140的示例可包括斜坡比较型ADC，其中模拟像素信号与诸如斜升或斜降的斜坡信号的参考信号进行比较，并且定时器计数，直至斜坡信号的电压与模拟像素信号匹配。在所公开的技术的一些实施方式中，ADC140可基于列将从CDS 130输出的相关双采样信号转换为数字信号，并输出数字信号。在一些实现方式中，ADC 400使用参考信号对输入信号(例如，像素信号)采样多次并通过对直至交叉点的时钟脉冲的数量进行计数来对采样的输入信号进行模数转换。ADC 140可基于针对各个列的相关双采样信号以及从定时控制器170提供的斜坡信号来执行这种计数操作，从而在使与各个列对应的噪声(例如，各个像素的固有重置噪声)最小化的同时生成数字图像数据。
ADC 140可包括与像素阵列110的各个列对应的多个列计数器，并且通过使用列计数器将与各个列对应的相关双采样信号转换为数字信号来生成数字图像数据。在另一实施方式中，ADC 140可包括一个全局计数器，并且使用从全局计数器提供的全局码来将与各个列对应的相关双采样信号转换为数字信号。
输出缓冲器150可捕获从ADC 140提供的基于列的图像数据，并且输出所捕获的图像数据。输出缓冲器150可在定时控制器170的控制下暂时存储从ADC 140输出的图像数据。输出缓冲器150可作为对与联接到图像传感器100的另一装置的数据速率差异进行补偿的接口来操作。
列解码器160可用于在定时控制器170的控制下选择输出缓冲器150的列，使得暂时存储在输出缓冲器150的所选列中的图像数据被依次输出。在一些实现方式中，列解码器160可基于来自定时控制器170的地址信号来生成用于选择输出缓冲器150的列的列选择信号，以将图像数据作为输出缓冲器150的所选列的输出信号SO输出。
定时控制器170可控制行解码器120、ADC 140、输出缓冲器150和列解码器160。
定时控制器170可生成图像传感器100的各个组件的操作所需的时钟信号、用于定时控制的控制信号以及用于选择行或列的地址信号，并且将所生成的信号提供给行解码器120、列解码器160、ADC 140和输出缓冲器150。在实施方式中，定时控制器170可包括逻辑控制电路、锁相环(PLL)、定时控制电路、通信接口电路等。
图2示出图1所示的像素阵列的子像素阵列。
在一些实现方式中，像素阵列110的子像素阵列200可包括按2×2矩阵布置的4个单元像素P1至P4。尽管图2将子像素阵列示出为仅具有4个单元像素P1至P4，但是各个子像素阵列可被实现为具有超过4个单元像素，并且像素阵列110可包括按M行和N列的矩阵布置的单元像素，其中M和N是随机正整数。
单元像素P1至P4中的每一个可包括用于与相邻单元像素电隔离和/或光学隔离的结构。如下面将讨论的，单元像素P1至P4中的每一个可包括像素间隔离结构。例如，成像装置可包括具有光检测器的单元像素的阵列、分别设置在光检测器上方以对光检测器所接收的光进行过滤的滤色器的阵列以及形成为分离滤色器的格栅结构，该格栅结构包括设置在彼此相邻的滤色器之间的外空气格栅以及设置在外空气格栅内部的内空气格栅。
图3示出图2所示的像素阵列的横截面。
作为示例，图3示出像素阵列的横截面300对应于沿着图2的线A-A'截取的第一像素P1和第二像素P2的横截面。包括在像素阵列110中的其它单元像素也可具有相同或相似的结构。
第一像素P1和第二像素P2的横截面300可包括基板310、诸如光电二极管320的光检测器、隔离膜330、滤色器340、格栅结构350和微透镜360。格栅结构350可由诸如空气层的低折射率层形成。在本专利文献中，词语“空气格栅”350将用于指示由低折射率层形成的格栅结构350。
如图3所示，滤色器340、空气格栅350和微透镜360形成在基板310上方。基板310可以是P型或N型块状基板。在实现方式中，通过在P型块状基板中生长P型或N型外延层的外延生长工艺来形成基板310。在另一实现方式中，通过在N型块状基板中生长P型或N型外延层来形成基板310。
第一像素P1或第二像素P2中的每一个在基板310内的区域中包括光电二极管320。光电二极管320可通过注入N型离子的离子注入工艺形成为N型掺杂区域。在实施方式中，可通过在彼此顶部层叠掺杂有N型或P型杂质的多个层来形成光电二极管320。在一些实现方式中，光电二极管320的至少一部分可包括多层结构，其中通过注入N+离子来形成下层并且通过注入N-离子来形成上层。光电二极管320可形成为使得其光接收窗口足够宽，以改进或最大化光子检测效率。
隔离膜330是两个相邻像素(例如，P1和P2)之间的结构，以分离或隔离相邻像素。在图3中的具体示例中，当从顶部看时，隔离膜330可被构造为完全或部分地围绕第一像素P1或第二像素P2。可通过经由深沟槽隔离(DTI)工艺填充垂直地形成在基板310中的深沟槽来形成隔离膜330，以将单元像素与相邻单元像素电隔离和光学隔离。隔离膜330的深度可基于单元像素P1和P2的光电二极管320的尺寸以及所需隔离性能来决定。隔离膜330可以是通过对基板310的背面执行DTI工艺而形成的背面DTI。隔离膜330可由具有与基板310不同的折射率(即，更高反射率)的介电材料形成，以便防止光学串扰和电串扰。例如，隔离膜330可包括氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的至少一种。
滤色器340可被放置在诸如光电二极管320的光感测元件上方，以过滤下方的诸如光电二极管320的光感测元件所接收的入射光。在图3中的示例中，滤色器340被构造为包括单独设置的多个滤光器，其被分别放置在单元像素的光电二极管320上方以过滤光电二极管320要检测的光，并选择性地透射特定波长范围内的光(例如，与诸如红、绿、蓝、品红、黄、青等的可见光对应的波长)。在图3中，两个相邻但分离的滤色器340分别被放置在两个相邻像素P1和P2的两个相邻光电二极管320上方，以使得各个滤色器用于控制从入射光过滤的光的光谱内容或颜色。在实施方式中，抗反射层(未示出)可形成在滤色器340下方。在实施方式中，当单元像素P1和P2是深度像素时，滤色器340可被省略或由红外通滤光器(infrared pass filter)代替。
空气格栅350可设置在相邻滤色器340之间以防止相邻滤色器340之间的光学串扰。空气格栅350可具有组合两个空气层(或低折射率层)的双空气格栅结构，并且空气格栅350的结构将在下面参照图4更详细地描述。作为示例，图3示出空气格栅350距基板310的顶表面的高度大于滤色器340的高度。然而，在另一实现方式中，空气格栅350距基板310的顶表面的高度可等于或小于滤色器340的高度。
微透镜360可形成在滤色器340和空气格栅350上方，并通过提高入射光的聚光能力来改进光电二极管320的光接收效率。
图4更详细地示出图3的空气格栅。
在所公开的技术的一些实施方式中，空气格栅350可包括内空气格栅和外空气格栅。内空气格栅可包括第一空气区域352、第一封盖膜354和第一支撑膜355，外空气格栅可包括第二空气区域356、第二封盖膜358和第二支撑膜359。如图4所示，内空气格栅可形成在外空气格栅内部。第一空气区域352和第二空气区域356可通过第一封盖膜354和第一支撑膜355彼此物理地隔离，并且第二空气区域356可通过第二封盖膜358和第二支撑膜359与外部物理地隔离。
在所公开的技术的一些实施方式中，第一空气区域352可由具有相对低的折射率(例如，1)的低折射率层形成，例如空气层。第一空气区域352的形状可由第一封盖膜354限定。
第一封盖膜354可形成为覆盖第一空气区域352。即，第一封盖膜354可紧靠第一空气区域352的侧表面和顶表面。第一封盖膜354的折射率可高于第一空气区域352的折射率(例如，1)且低于滤色器340的折射率(例如，1.6至1.7)。
在实施方式中，第一封盖膜354可具有包括氧化物膜的单层结构或多层结构。在实现方式中，第一封盖膜354可具有双氧化物结构。在另一实现方式中，第一封盖膜354可具有包括氧化物膜以及覆盖氧化物膜并且不同于氧化物膜的材料膜的多层结构。氧化物膜可包括诸如氧化硅(SiO2)的ULTO(超低温氧化物)。
第一支撑膜355可包括形成在内空气格栅的最外侧以覆盖第一封盖膜354的材料膜。即，第一支撑膜355的一侧可紧靠第一封盖膜354，并且第一支撑膜355的另一侧可紧靠第二空气区域356。例如，第一支撑膜355可以是包括氮氧化硅(SixOyNz)、氧化硅(SixOy)和氮化硅(SixNy)中的至少一种的介电膜，其中x、y和z是自然数。
第一支撑膜355的折射率可高于第一空气区域352的折射率(例如，1)且低于滤色器340的折射率(例如，1.6至1.7)。第一支撑膜355和第一封盖膜354可由相同的材料形成。
第一支撑膜355的厚度可大于第一封盖膜354。这是因为第一封盖膜354形成为具有尽可能小的厚度，使得在下面将描述的等离子体工艺期间内部材料可有效地向外部释放，并且第一支撑膜355形成为具有稳定地维持第一封盖膜354的形状所需的厚度。
在所公开的技术的一些实施方式中，类似于第一空气区域352，第二空气区域356可由具有相对低的折射率(例如，1)的低折射率层形成。第二空气区域356的形状可由第一支撑膜355和第二封盖膜358限定。
第二封盖膜358形成为覆盖整个第二空气区域356。即，第二封盖膜358可紧靠第二空气区域356的侧表面和顶表面。第二封盖膜358的折射率可高于第二空气区域356的折射率(例如，1)且低于滤色器340的折射率(例如，1.6至1.7)。
在实施方式中，第二封盖膜358可具有包括氧化物膜的单层结构或多层结构。在实现方式中，第二封盖膜358可具有双氧化物结构。在另一实现方式中，第二封盖膜358可具有包括氧化物膜以及覆盖氧化物膜且不同于氧化物膜的材料膜的多层结构。氧化物膜可包括诸如氧化硅(SiO2)的ULTO(超低温氧化物)。
第二支撑膜359可包括形成在外空气格栅的最外侧的材料膜，第二支撑膜359形成为覆盖第二封盖膜358。即，第二支撑膜359的一侧可紧靠第二封盖膜358，并且第二支撑膜359的另一侧可紧靠滤色器340。例如，第二支撑膜359可以是包括氮氧化硅(SixOyNz)、氧化硅(SixOy)和氮化硅(SixNy)中的至少一种的介电膜，其中x、y和z是自然数。
第二支撑膜359的折射率可高于第二空气区域356的折射率(例如，1)且低于滤色器340的折射率(例如，1.6至1.7)。第二支撑膜359和第二封盖膜358可由相同的材料形成。
第二支撑膜359的厚度可大于第二封盖膜358。这是因为第二封盖膜358形成为具有尽可能小的厚度，使得在下面将描述的等离子体工艺期间内部材料可有效地向外部释放，并且第二支撑膜359形成为具有稳定地维持第二封盖膜358的形状所需的厚度。
如图4所示，在实施方式中，空气格栅350包括第一支撑膜355和第二支撑膜359。然而，在另一实施方式中，可形成空气格栅350，而不形成第一支撑膜355或第二支撑膜359或二者。
在所公开的技术的一些实施方式中，内空气格栅和外空气格栅可被布置为使得内空气格栅的中心和外空气格栅的中心可彼此重合。在图4中，第一宽度W1和第一高度H1分别指示内空气格栅的宽度和高度，并且第二宽度W2和第二高度H2分别指示外空气格栅的宽度和高度。第一宽度W1和第一高度H1可分别小于第二宽度W2和第二高度H2。
空气格栅350可防止入射在滤色器340上的光被朝着另一滤色器340反射或偏转，从而使光学串扰最小化。
具体地，由于包括低折射率层(例如，空气层)的第二空气区域356的折射率低于滤色器340和第二封盖膜358的折射率，所以光在第二空气区域356处通过第一光路L1朝着单元像素反射。
光是否在第二空气区域356处被反射可取决于其入射角，因此部分光可能未在第二空气区域356处被反射。未被第二空气区域356反射的光可朝着第二空气区域356(例如，第二光路L2)传播，通过第二光路L2传播的这种光可被第一空气区域352反射并引导到单元像素中。
即，空气格栅350可通过内空气格栅和外空气格栅的双空气格栅结构再次反射通过外封盖膜(例如，358)折射的入射光，并将反射光引导到单元像素中，从而使相邻像素之间的光学串扰最小化。通过这种结构，基于所公开的技术的一些实施方式的图像传感器可提供改进的图像质量。
在实施方式中，内空气格栅的第一宽度W1可等于或大于图3所示的隔离膜330的宽度。在这种情况下，对已穿过第二封盖膜358的光的引导效果可进一步增加。
内空气格栅的第一高度H1和外空气格栅的第二高度H2中的每一个可被设定为尽可能大的值，以便防止光学串扰。
内空气格栅的第一宽度W1和外空气格栅的第二宽度W2中的每一个可被设定为等于或超过用于防止由隧穿引起的光学串扰的劣化的最小宽度的值，并且被设定为尽可能小的值，以便防止由于滤色器340的面积减小而引起的光接收效率的劣化。包括在像素阵列110中的空气格栅可被划分成在行方向上延伸和设置的第一空气格栅以及在列方向上延伸和设置的第二空气格栅。
通常，透镜模块(未示出)可设置在图像传感器100上方，并且穿过透镜模块(未示出)的入射光的主入射角可在行方向和列方向上不同。在这种情况下，第一空气格栅和第二空气格栅可形成为不同的形状。入射角可指示相对于像素阵列110的平面的入射角。
包括在像素阵列110中的空气格栅可被划分成与像素阵列110的中心相邻设置的第三空气格栅以及与像素阵列110的边缘相邻设置的第四空气格栅。
穿过透镜模块(未示出)的入射光的主入射角可在像素阵列110的中心和边缘处不同。在这种情况下，第三空气格栅和第四空气格栅可形成为不同的形状。
当描述空气格栅形成为不同的形状时，其可指示任一个空气格栅(例如，第一空气格栅)的第一宽度、第二宽度、第一高度和第二高度中的至少一个不同于另一格栅(例如，第二空气格栅)的第一宽度、第二宽度、第一高度和第二高度中的至少一个。另选地，当描述空气格栅形成为不同的形状时，其可指示任一个空气格栅(例如，第一空气格栅)的宽度差W2-W1和高度差H2-H1中的至少一个不同于另一空气格栅(例如，第二空气格栅)的宽度差W2-W1和高度差H2-H1中的至少一个。
考虑穿过透镜模块(未示出)的入射光的主入射角、光学串扰是否劣化以及光接收效率的降低，空气格栅的不同形状可被决定为最优形状。
图5A至图5F是用于描述基于所公开的技术的实施方式的形成空气格栅的工艺的图。
参照图5A至图5F，可在图5A中的基板310上形成第一牺牲膜410。第一牺牲膜410可包括含碳的SOC(旋涂碳)膜。
尽管图5A中未示出，缓冲层(未示出)可形成在基板310和第一牺牲膜410之间，并且包括诸如氮化硅(SixNy)或氮氧化硅(SixOyNz)的氮化物膜以及在氮化物膜上方的诸如USG(未掺杂硅酸盐玻璃)的氧化物膜，其中x、y和z是自然数。在形成第一牺牲膜410之前，可在氮(N2)气氛下对氮化物膜和氧化物膜执行退火工艺。为了描述方便，图5A至图5F中未示出这种缓冲层。
在图5B中，可在第一牺牲膜410上形成限定第一空气区域352的掩模图案(未示出)，然后可使用掩模图案作为蚀刻掩模来蚀刻第一牺牲膜410，以便形成第一牺牲膜图案410'。在一个示例中，形成在第一牺牲膜410上的掩模图案可包括光致抗蚀剂图案。
在图5C中，可通过沉积工艺在第一牺牲膜图案410'和基板310上方形成第一封盖膜354。第一封盖膜354可包括例如ULTO的氧化物。第一封盖膜354形成为具有使得通过在后续等离子体工艺期间使用的气体与第一牺牲膜图案410'的碳之间的结合生成的分子可容易地逃逸到外部的厚度。例如，第一封盖膜354可形成为具有
Figure BDA0002421171190000091
或更小的厚度。
在形成第一封盖膜354之后，可执行等离子体工艺以去除第一牺牲膜图案410'，并且可在第一牺牲膜图案410'被去除的位置处形成第一空气区域352。等离子体工艺可以是使用诸如O2、N2、H2、CO、CO2或CH4的气体(包括氧、氮和氢中的一种或更多种)的等离子体工艺。这里，可以O2等离子体工艺为例并如下更详细地描述。氧自由基O*通过第一封盖膜354被引入到第一牺牲膜图案410'中，然后与第一牺牲膜图案410'的碳结合以生成CO或CO2。所生成的CO或CO2通过第一封盖膜354逃逸到外部。通过这种工艺，第一牺牲膜图案410'可被去除，并且可在第一牺牲膜图案410'被去除的位置处形成第一空气区域352。
在实施方式中，为了防止在第一牺牲膜图案410'被去除的同时可发生的第一封盖膜354的塌陷，可在诸如氧化物膜的支撑层(未示出)形成在第一牺牲膜图案410'上的情况下执行等离子体工艺。这种支撑层(未示出)可在掩模图案形成在第一牺牲膜410上之前层叠。
在等离子体工艺完成之后，可通过沉积工艺在第一封盖膜354上形成第一支撑膜355。例如，第一支撑膜355可以是包括氮氧化硅(SixOyNz)、氧化硅(SixOy)和氮化硅(SixNy)中的一种或更多种的介电膜，其中x、y和z是自然数。第一支撑膜355的厚度可大于第一封盖膜354的厚度，并且第一支撑膜355可形成为具有稳定地维持内部空气格栅的形状所需的厚度。
在图5D中，可在第一支撑膜355上形成第二牺牲膜420。第二牺牲膜420可包括含碳的SOC膜。
在图5E中，可在第二牺牲膜420上形成限定第二空气区域356的掩模图案(未示出)，然后可使用掩模图案作为蚀刻掩模来蚀刻第二牺牲膜420，以便形成第二牺牲膜图案420'。形成在第二牺牲膜420上的掩模图案可包括光致抗蚀剂图案。
在图5F中，可通过沉积工艺在第二牺牲膜图案420'和第一支撑膜355上方形成第二封盖膜358。第二封盖膜358可包括例如ULTO的氧化物。第二封盖膜358形成为具有使得通过在后续等离子体工艺期间使用的气体与第二牺牲膜图案420'的碳之间的结合生成的分子可容易地逃逸到外部的厚度。例如，第二封盖膜358可形成为具有
Figure BDA0002421171190000101
或更小的厚度。
在形成第二封盖膜358之后，可执行等离子体工艺以去除第二牺牲膜图案420'，并且可在第二牺牲膜图案420'被去除的位置处形成第二空气区域356。此时，等离子体工艺可以是使用诸如O2、N2、H2、CO、CO2或CH4的气体(包括氧、氮和氢中的一种或更多种)的等离子体工艺。这里，可以O2等离子体工艺为例并如下更详细地描述。氧自由基O*通过第二封盖膜358被引入到第二牺牲膜图案420'中，然后与第二牺牲膜图案420'的碳结合以生成CO或CO2。所生成的CO或CO2通过第二封盖膜358逃逸到外部。通过这种工艺，第二牺牲膜图案420'可被去除，并且可在第二牺牲膜图案420'被去除的位置处形成第二空气区域356。
在实施方式中，为了防止在第二牺牲膜图案420'被去除的同时可发生的第二封盖膜358的塌陷，可在诸如氧化物膜的支撑层(未示出)形成在第二牺牲膜图案420'上的情况下执行等离子体工艺。这种支撑层(未示出)可在掩模图案形成在第二牺牲膜420上之前层叠。
在等离子体工艺完成之后，可通过沉积工艺在第二封盖膜358上形成第二支撑膜359。例如，第二支撑膜359可以是包括氮氧化硅(SixOyNz)、氧化硅(SixOy)和氮化硅(SixNy)中的一种或更多种的介电膜，其中x、y和z是自然数。第二支撑膜359的厚度可大于第二封盖膜358的厚度，并且第二支撑膜359可形成为具有稳定地维持外空气格栅的形状所需的厚度。
在图5C和图5F中，用于形成第一空气区域352和第二空气区域356的等离子体工艺被示出为分开执行。然而，在另一实施方式中，可仅在图5F的步骤中执行用于形成第一空气区域352和第二空气区域356的一个等离子体工艺，而没有图5C的等离子体工艺。在这种情况下，当执行图5D和图5E的工艺时，第一牺牲膜图案410'可用作支撑结构，从而有助于维持第一空气格栅的形状。此外，为了便于通过等离子体工艺的气体释放，形成第一支撑膜355的工艺可被省略。
作为用于形成第一空气格栅和第二空气格栅的工艺的对准键，可使用相同的对准键，而无需在各个工艺中使用单独的对准键，因为重复了基本上相同的工艺。因此，内空气格栅的位置将与外空气格栅的位置不对准的可能性可显著降低，以改进工艺产率。
图5F示出第一封盖膜354和第二封盖膜358以及第一支撑膜355和第二支撑膜359基本上沿着基板310的顶部层叠和设置。然而，应该注意的是，在图4中，为了描述方便，省略设置在基板310上方的第一封盖膜354和第二封盖膜358以及第一支撑膜355和第二支撑膜359。
在所公开的技术的一些实施方式中，图像传感器的双空气格栅结构可反射通过外封盖膜折射的入射光，并将反射光引导到单元像素中，从而使彼此相邻的像素之间的光学串扰最小化。因此，图像传感器可提供改进的图像质量。
另外，可提供通过本文献直接或间接理解的各种效果。
本文献的各种实施方式和本文所使用的术语不将本文献中所描述的技术特征限于特定实施方式，但是应该理解，对应实施方式的各种修改、等同或替代被包括在本公开中。关于附图的描述，相似的标号可用于相似或相关的组件。除非在相关上下文中另行提及，否则与项目对应的名词的单数形式可包括一个或更多个项目。在本文献中，诸如“A或B”、“A和B中的至少一个”、“A或B中的至少一个”、“A、B或C”、“A、B和C中的一个或更多个”和“A、B或C中的至少一个”的各个短语可包括以短语当中的对应短语列出的项目的所有可能组合。诸如“第一”和“第二”的术语可简单地用于将对应组件与其它组件相区分，而非在另一方面(例如，重要性或次序)限制对应组件。当在以诸如“功能上”或“通信上”的术语或者在没有这种术语的情况下提及特定组件(例如，第一组件)联接或连接到另一组件(例如，第二组件)时，其指示第一组件可直接(例如，以有线方式)、以无线方式或通过第三组件连接到第二组件。
根据各种实施方式，上述组件(例如，模块或程序)中的每一个可包括单个对象或多个对象。根据各种实施方式，上述组件中的一个或更多个组件或一个或更多个操作可被省略，或者可添加一个或更多个其它组件或操作。另选地或另外地，多个组件(例如，模块或程序)可被合并为一个组件。在这种情况下，合并的组件可按照与多个组件当中的对应组件在合并之前执行的方法相同或相似的方式执行多个组件中的每一个的一个或更多个功能。根据各种实施方式，由模块、程序或其它组件执行的操作可依次、并行地、重复地或启发式地执行，操作中的一个或更多个可按其它次序执行或被省略，或者可添加一个或更多个其它操作。
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年8月20日提交的韩国申请号10-2019-0101801的优先权和权益，其整体作为本专利文献的公开的一部分通过引用并入本文。

Claims (18)

1.一种图像传感器，该图像传感器包括：
多个光检测器，多个所述光检测器相对于彼此设置以形成阵列；
多个滤色器，多个所述滤色器分别设置在所述光检测器上方，以分别过滤所述光检测器所接收的入射光；
第一格栅结构，该第一格栅结构包括折射率低于所述滤色器的折射率的第一材料，并且设置在彼此相邻的多个所述滤色器之间；以及
第二格栅结构，该第二格栅结构包括折射率低于所述滤色器的折射率的第二材料，并且设置在所述第一格栅结构内部。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第二格栅结构包括：第一空气区域，其包括空气；以及第一封盖膜，其覆盖所述第一空气区域。
3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第二格栅结构还包括第一支撑膜，该第一支撑膜覆盖所述第一封盖膜。
4.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第一封盖膜的折射率高于空气的折射率且低于所述滤色器的折射率。
5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一格栅结构包括：第二空气区域，其包括空气；以及第二封盖膜，其覆盖所述第二空气区域。
6.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，所述第一格栅结构还包括第二支撑膜，该第二支撑膜覆盖所述第二封盖膜。
7.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，所述第二封盖膜的折射率高于空气的折射率且低于所述滤色器的折射率。
8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第二格栅结构和所述第一格栅结构分别包括第一封盖膜和第二封盖膜，所述第一封盖膜和所述第二封盖膜包括超低温氧化物ULTO。
9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，布置在像素阵列的行方向上的所述第一格栅结构和所述第二格栅结构的第一高度、第一宽度、第二高度和第二宽度中的至少一个不同于布置在所述像素阵列的列方向上的所述第一格栅结构和所述第二格栅结构的第一高度、第一宽度、第二高度和第二宽度中的至少一个。
10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，布置在像素阵列的行方向上的所述第一格栅结构和所述第二格栅结构的高度差和宽度差中的至少一个不同于布置在所述像素阵列的列方向上的所述第一格栅结构和所述第二格栅结构的高度差和宽度差中的至少一个。
11.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，与像素阵列的中心相邻设置的所述第一格栅结构和所述第二格栅结构的第一高度、第一宽度、第二高度和第二宽度中的至少一个不同于与所述像素阵列的边缘相邻设置的所述第一格栅结构和所述第二格栅结构的第一高度、第一宽度、第二高度和第二宽度中的至少一个。
12.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，与像素阵列的中心相邻设置的所述第一格栅结构和所述第二格栅结构的高度差和宽度差中的至少一个不同于与所述像素阵列的边缘相邻设置的所述第一格栅结构和所述第二格栅结构的高度差和宽度差中的至少一个。
13.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一材料是与所述第二材料相同的材料。
14.一种图像传感器，该图像传感器包括：
第一空气区域，该第一空气区域填充有空气；
第一封盖膜，该第一封盖膜覆盖所述第一空气区域；
第二空气区域，该第二空气区域设置在所述第一封盖膜外部并填充有空气；以及
第二封盖膜，该第二封盖膜覆盖所述第二空气区域。
15.根据权利要求14所述的图像传感器，其中，所述第二封盖膜设置在彼此相邻的多个滤色器之间。
16.根据权利要求15所述的图像传感器，其中，所述第一封盖膜的折射率高于空气的折射率且低于所述滤色器的折射率。
17.根据权利要求15所述的图像传感器，其中，所述第二封盖膜的折射率高于空气的折射率且低于所述滤色器的折射率。
18.根据权利要求14所述的图像传感器，其中，所述第一封盖膜和所述第二封盖膜中的每一个由ULTO形成。
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