CN112635499A - 图像感测装置 - Google Patents

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Abstract

图像感测装置的设计包括：基板层，其包括多个光电转换元件；设置在基板层上方的多个栅格结构；多个滤色器层，每一滤色器层设置在相邻栅格结构之间；在滤色器层上方形成的多个外覆层；以及在外覆层上方形成的多个微透镜。每个栅格结构可以包括空气层和形成为覆盖空气层的封盖膜，并且空气层的上部形成为从外覆层向上突出。

Description

图像感测装置
技术领域
本专利文档中公开的技术和实现总体涉及图像感测装置。
背景技术
图像传感器是用于将光学图像转换为电信号的装置。随着汽车、医疗、计算机和通信行业的发展，在诸如数码相机、摄像机、个人通信系统(PCS)、游戏控制台、监视相机、医用微型相机、机器人等的各种装置中对高性能图像传感器的需求不断增加。
发明内容
除其它特征和益处外，所公开的技术的实施方式涉及具有增加的光接收效率的图像感测装置，其能够避免由于空气栅格的膨胀导致的结构损坏。
根据所公开的技术的实施方式，图像感测装置可以包括基板层，其包括多个光电转换元件；设置在基板层上方并且被构造为提供相邻光电转换元件之间的光学隔离的多个栅格结构；多个滤色器层，其设置在基板层上方，每一滤色器层设置在相邻栅格结构之间；分别在多个滤色器层上方形成的多个外覆层；以及分别在多个外覆层上方形成的多个微透镜。多个栅格结构中的每一个可以包括空气层和形成为覆盖空气层的封盖膜。空气层的上部可以形成为从外覆层向上突出。
附图说明
图1是例示基于所公开的技术的一些实现的图像感测装置的框图的示例。
图2是例示沿着图1中所示的线A-A'截取的像素阵列的示例的截面图。
图3是例示沿着图1中所示的线A-A'截取的像素阵列的另一示例的截面图。
图4A至图4E是例示基于所公开的技术的一些实现的用于形成图3中所示的缓冲层、滤色器层、栅格结构、透镜层的方法的示例的截面图。
图5是例示沿着图1中所示的线A-A'截取的像素阵列的另一示例的截面图。
图6A至图6C是例示沿着图1中所示的线A-A'截取的像素阵列的其它示例的截面图。
具体实施方式
本专利文档提供了改进光接收效率同时避免由于空气栅格的膨胀引起的结构损坏的图像感测装置的实现和示例。
图1是例示基于所公开的技术的一些实现的图像感测装置的框图的示例。
在一些实现中，图像感测装置可以包括像素阵列100、相关双采样器(CDS)200、模数转换器(ADC)300、缓冲器400、行驱动器500、定时发生器600、控制寄存器700和斜坡信号发生器800。
像素阵列100可以包括以二维(2D)结构连续布置的单位像素(PX)，其中单位像素沿第一方向和垂直于第一方向的第二方向布置。每个单位像素(PX)可以将入射光转换为电信号以产生像素信号，并且可以通过列线将像素信号输出到相关双采样器(CDS)200。每个单位像素(PX)可以联接到行线中的一条和列线中的一条。像素阵列100可以包括栅格结构以将单位像素与相邻单位像素电隔离和/或光学隔离，从而最小化邻近像素之间的串扰。基于所公开的技术的一些实施方式实现的栅格结构可以包括空气层和用于保持空气层的结构的封盖膜。在一个示例中，封盖膜形成将空气层保持在结构内部的结构。在所公开的技术的一些实施方式中，栅格结构的空气层延伸到形成有透镜层的区域。如将在像素阵列的截面图(例如，图2)中示出的那样，基于所公开的技术的一些实施方式的栅格结构被形成使得空气层的上部从透镜层向外突出。
CMOS图像传感器可以使用相关双采样(CDS)来通过对像素信号采样两次以移除这两个样本之间的差异来移除像素的不期望的偏移值。在一个示例中，相关双采样(CDS)可以通过比较在光信号入射到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，使得可以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，相关双采样器(CDS)200可保持并采样从像素阵列100的像素(PX)接收的电图像信号。例如，相关双采样器(CDS)200可以响应于从定时发生器600接收的时钟信号来执行对所接收的电图像信号的电压电平和参考电压电平的采样，并且可以将与所接收的电图像信号的电压电平和参考电压电平之间的差相对应的模拟信号发送到模数转换器(ADC)300。
模数转换器(ADC)300用于将模拟CDS信号转换为数字信号。模数转换器(ADC)300的示例可以包括斜坡比较型模数转换器，该斜坡比较型模数转换器将模拟像素信号与诸如斜坡上升或下降的斜坡信号之类的参考信号进行比较，并且定时器计数直到斜坡信号的电压与模拟像素信号匹配为止。在所公开的技术的一些实施方式中，模数转换器(ADC)300可以将从斜坡信号生成器800接收的斜坡信号与从相关双采样器(CDS)200接收的采样信号进行比较，以输出指示斜坡信号和采样信号之间的比较结果的比较信号。模数转换器(ADC)300可以响应于从定时发生器600接收的时钟信号而对采样信号被采样的次数进行计数，该次数可以被表示为比较信号的电平转变的次数，并且可以将指示电平转变的次数的计数值输出到缓冲器400。
缓冲器400可以临时存储从模数转换器(ADC)300接收的电信号(指示数字值)(如果需要则放大电信号)，并且可以输出电信号。在一个示例中，缓冲器400可以包括存储器(未示出)和感测放大器(未示出)。存储器可以存储指示多个单位像素(PX)的输出信号的计数值。感测放大器可以感测并放大存储在存储器中的电压电平以准确地指示计数值。
行驱动器500可以响应于定时发生器600的输出信号而以行线为基础来驱动像素阵列100。例如，行驱动器500可以生成能够选择多条行线中的任何一条行线的选择信号。
定时发生器600可以产生定时信号以控制或操作行驱动器500、相关双采样器(CDS)200、模数转换器(ADC)300和斜坡信号发生器800。
控制寄存器700可以产生控制信号以控制或操作斜坡信号发生器800、定时发生器600和缓冲器400。
斜坡信号发生器800可以响应于从定时发生器600接收的控制信号，生成用于对相关双采样器(CDS)200的输出信号进行采样的斜坡信号。
图2是例示沿着图1中所示的线A-A'截取的像素阵列的示例的截面图。
在所公开的技术的一些实施方式中，图像感测装置的像素阵列100可以包括基板层110、缓冲层120、滤色器层130、栅格结构140和透镜层150。
半导体基板层110可以包括半导体基板。半导体基板110可以包括诸如含硅材料之类的单晶材料。在一个示例中，半导体基板110可以包括单晶硅。在一些实现中，在半导体基板110中掺杂P型杂质。在半导体基板110中，形成各自包括光电转换元件112的单位像素(PX)，使得光电转换元件112通过器件隔离层114与邻接的光电转换元件112隔离。
光电转换元件112的示例可以包括有机或无机光电二极管。光电转换元件112可以包括彼此接触的多个杂质区域，诸如p型区域和n型区域。在一些实现中，这样的多个杂质区域垂直地布置在半导体基板层110内。例如，每个光电转换元件112可以包括彼此垂直地顶部层叠以形成光电二极管的N型杂质区域和P型杂质区域。N型杂质区域和P型杂质区域可以通过离子注入技术而形成。器件隔离层114可以包括深沟槽隔离(DTI)结构。
缓冲层120可出于平坦化目的而形成，以在形成于半导体基板层110中的结构上方留下具有均匀且平坦的表面的层。在一些实现中，缓冲层120对光基本上透明。此外，缓冲层120可以用作抗反射膜，以允许通过透镜层150和滤色器层130接收的入射光穿过半导体基板层110的光电转换元件112。缓冲层120可以由通过层叠具有不同折射率的不同材料层而形成的多层结构形成。例如，缓冲层120可以包括通过层叠氮化物膜122和氧化物膜124形成的多层结构。氮化物膜122可以包括硅氮化物膜(SixNy，其中“x”和“y”中的每一个是自然数)或硅氮氧化物膜(SixOyNz，其中“x”、“y”和“z”中的每一个是自然数)。氧化物膜124可以包括由未掺杂的硅酸盐玻璃(USG)膜和超低温氧化物(ULTO)膜中的任一种形成的单层结构，或者可以包括通过层叠USG膜和ULTO膜形成的多层结构。在一些实现中，可以同时形成氧化物膜124和栅格结构140的封盖膜144。例如，氧化物膜124可以由与栅格结构140的封盖膜144相同的材料形成，并且氧化物膜124和封盖膜144可以通过相同的沉积工艺同时形成。
滤色器层130可以包括位于光电转换元件112上方的滤光器，以对要由光电转换元件112检测的光进行过滤。在一些实现中，滤色器层130可以透射特定波长的可见光，同时阻挡其它波长的光。滤色器层130可以包括多个滤色器。每个单位像素(PX)包括至少一个滤色器，并且滤色器可以形成为填充栅格结构140之间的间隙的下部。滤色器层130可以包括多个红滤色器(R)、多个绿滤色器(G)、和多个蓝滤色器(B)。每个红滤色器(R)可以仅透射可见光的RGB光当中的红光。每个绿滤色器(G)可以仅透射可见光的RGB光当中的绿光。每个蓝滤色器(B)可以仅透射可见光的RGB光当中的蓝光。红滤色器(R)、绿滤色器(G)和蓝滤色器(B)可以按照拜耳图案形状布置。另选地，滤色器层130可以包括多个青滤色器、多个黄绿滤色器和多个品红滤色器。
栅格结构140可以包括空气层142和封盖膜144。封盖膜144可以是形成在栅格结构140的最外部以限定形成空气层142的区域的材料膜。
在所公开的技术的一些实施方式中，栅格结构140可以形成为使得封盖膜144和空气层142的上部从透镜层150向外突出。在所公开的技术的一些实施方式中，栅格结构140可以被形成为使得空气层142的顶部位于比透镜层150的底部高的位置。在所公开的技术的一些实施方式中，其中透镜层150包括外覆层152和微透镜154，栅格结构140可以被形成为使得空气层142的顶部被放置在比透镜层150的外覆层152更高的位置处。在所公开的技术的一些实施方式中，栅格结构140的顶表面可以位于比微透镜154的顶表面低的位置。
空气层142可以形成为如上所述从透镜层150的底部(或顶部)向外突出，栅格结构140可以以如下方式形成：入射光也可以从外覆层152和/或与外覆层152接触的栅格结构140的一部分朝向每个像素(PX)区域反射，如图2中的箭头所示，使得更多的光束可以被引入到相应像素的光电转换元件中。
另外，空气层中的空气膨胀可能使栅格结构破裂。基于所公开的技术的一些实施方式形成为从透镜层150(例如，透镜层150的底部)向外突出的空气层142可以通过分散或降低内部压力来降低破裂的风险。
例如，空气层142形成为从透镜层150(例如，透镜层150的底部)向外突出，使得栅格结构140的顶表面不与相邻的滤色器层接触。空气层142中的膨胀可以应用于栅格结构140和透镜层150两侧的周围的滤色器层。然而，基于所公开技术的一些实施方式的栅格结构140可以通过例如经由空气层142的突出部分上的封盖膜144将膨胀空气排放到栅格结构140外部来降低内部压力。为此，封盖膜144可以由能够使膨胀空气从中穿过的材料膜形成。例如，封盖膜144可以包括诸如氧化硅膜(SiO2)之类的超低温氧化物(ULTO)膜。
在所公开的技术的一些实施方式中，封盖膜144可以形成为延伸到滤色器层130下方。在这种情况下，形成在滤色器层130下方的封盖膜可以用作缓冲层120的氧化物膜124。
透镜层150可以朝向滤色器层130会聚从外部接收的入射光束。透镜层140可以形成在滤色器层130上方，并且透镜层140的至少底部可以位于栅格结构140的突出部分之间。在实现中，透镜层150可以位于栅格结构140的顶表面下方。在另一实现中，栅格结构140的顶表面可以与透镜层150的顶表面处于相同或相似的高度。透镜层150可以包括出于平坦化目的而形成的外覆层152和形成在外覆层152上方的微透镜154。外覆层152可以由与微透镜154中相同的材料形成。例如，外覆层152可以包括聚合有机材料。
图3是例示沿着图1中所示的线A-A'截取的像素阵列的另一示例的截面图。
图3中所示的图像感测装置的栅格结构140'和缓冲层120'在结构上与图2中所示的图像感测装置的栅格结构和缓冲层略有不同。
参照图3，栅格结构140'可以包括金属层146、绝缘膜148、空气层142和封盖膜144。换句话说，栅格结构140'可以形成为混合结构，其中金属层146形成在空气层142下方。
金属层146可以包括钨(W)。另选地，金属层146可以包括钨膜和形成在钨膜下方的阻挡金属层。
绝缘膜148可以形成为覆盖金属层146，以防止金属材料在热退火工艺期间过度膨胀。绝缘膜148可以形成为延伸到滤色器层130下方。在这种情况下，形成在滤色器层130下方的绝缘膜可以用作缓冲层120的绝缘膜126。也就是说，尽管为了便于描述而将绝缘膜148和126描述为彼此不同，但是在另一实现中，可以通过相同的沉积工艺来同时形成两个绝缘膜148和126。绝缘膜148和126中的每一个可以包括硅氮化物膜(SixNy，其中“x”和“y”中的每一个是自然数)或硅氮氧化物膜(SixOyNz，其中“x”、“y”和“z”中的每一个是自然数)。
空气层142可以形成在绝缘膜148上方，并且空气层142和绝缘膜148中的每一个可以由封盖膜144覆盖。
图4A至图4E是例示基于所公开的技术的一些实现的用于形成图3中所示的缓冲层、滤色器层、栅格结构、透镜层的方法的示例的截面图。在形成缓冲层、滤色器层、栅格结构、透镜层之前，首先在半导体基板110上形成光电转换元件112(图4A至4E中未示出)和器件隔离层114(图4A至4E中未示出)。
为了便于描述，图4A至4E仅示出了一个单位像素(PX)作为示例。
参照图4A，可以在氮化物膜122上方形成金属层146。
例如，可以在氮化物膜122上方形成金属材料(例如，钨W)。此后，可以使用限定栅格结构的金属层的区域的掩模图案(未示出)来图案化金属材料，以形成金属层146。在一些实现中，可以在形成金属材料之前形成阻挡金属材料，因此可以在阻挡金属材料上方形成金属材料。
随后，可以在氮化物膜122上方形成绝缘膜126，并且可以在金属层146上方形成绝缘膜148。
在这种情况下，形成在氮化物膜122上方的绝缘膜126可以用作缓冲层120'的一部分，并且形成在金属层146上的绝缘膜148可以用作栅格结构的一部分。绝缘膜126和148中的每一个可以包括硅氮化物膜(SixNy，其中“x”和“y”中的每一个是自然数)或硅氮氧化物膜(SixOyNz，其中“x”、“y”和“z”中的每一个是自然数)。
参照图4B，可以在绝缘膜126和148上方形成牺牲膜147。在这种情况下，牺牲膜147可以包括含碳旋涂碳(SOC)膜。
随后，可以在牺牲膜147上方形成限定栅格结构140'的空气层142的区域的掩模图案149。
掩模图案149可以包括光致抗蚀剂图案。
参照图4C，可以使用掩模图案149作为蚀刻掩模来蚀刻牺牲膜147，使得可以在绝缘膜143上形成牺牲膜图案147'。
参照图4D，可以在绝缘膜126和148以及牺牲膜147'上方形成封盖膜144和124。
封盖膜144和124中的每一个可以包括诸如ULTO膜之类的氧化物膜。具体地，封盖膜144可以形成为预定厚度，通过将在后续等离子体工艺中使用的气体与牺牲膜图案147'的碳结合而形成的分子可以通过该预定厚度而容易地排出到外部。在一些实现中，封盖膜144可以形成为
Figure BDA0002493291760000071
或更小的厚度。
随后，可以执行等离子体工艺以去除牺牲膜图案147'，并且在去除牺牲膜图案147'的位置处形成空气层142。在这种情况下，可以使用包括氧气、氮气或氢气中的至少一种的气体(例如，O2、N2、H2、CO、CO2或CH4)来实施等离子体工艺。
例如，如果在图4D的所得结构上执行O2等离子体工艺，则氧自由基(O*)可以通过封盖膜144流入牺牲膜图案147'，并且包括在牺牲膜图案147'中的氧自由基(O*)可以与牺牲膜图案147'的碳结合，导致CO或CO2的形成。形成的CO或CO2可以通过封盖膜144排放到外部。结果，可以去除牺牲膜图案147'，并且可以在去除牺牲膜图案147'的位置处形成空气层142。
参照图4E，可以在缓冲层120上方形成滤色器材料，以填充栅格结构140'之间的每个间隙，并且可以蚀刻滤色器材料的一些部分，使得可以在栅格结构140'之间形成滤色器层130。可以通过O2除渣处理(descum processing)来部分地去除或蚀刻滤色器材料。
在此情况下，每一滤色器层130的顶表面可以位于每个栅格结构140'的顶表面下方。也就是说，滤色器层130可以不在介于栅格结构140'之间的区域的上部区域中形成为预定高度。
随后，可以在滤色器层130上方顺序地形成外覆层152和微透镜154。
外覆层152可以形成为提供均匀且平坦的表面以在其上形成微透镜154，并且外覆层152和微透镜154可以由相同的材料形成。外覆层152和微透镜154可以设置在栅格结构140'之间。
图5是例示沿着图1中所示的线A-A'截取的像素阵列的另一示例的截面图。
在所公开的技术的一些实施方式中，栅格结构140"可以包括金属层146、绝缘膜148、空气层142、支撑膜145和封盖膜144。与图3的栅格结构140'不同，图5所示的栅格结构140"还可以包括形成在空气层142上方的支撑膜145。
在这种情况下，支撑膜145可以形成为维持栅格结构140"的形状，并且可以防止封盖膜144在用于形成栅格结构140"中的空气层142的后续工艺中的塌陷。例如，为了防止在通过如图4D所示的O2等离子体工艺去除牺牲膜图案的工艺中封盖膜的塌陷，可以形成支撑膜145。在此情况下，可在图4B的工艺中形成掩模图案149之前形成支撑材料层，可以使用掩模图案149同时图案化牺牲膜147和支撑材料层，从而形成支撑膜145。
支撑膜145可以包括硅氮氧化物膜(SixOyNz，其中“x”、“y”和“z”中的每一个是自然数)、硅氧化物膜(SixOy，其中“x”和“y”中的每一个是自然数)和硅氮化物膜(SixNy)中的至少一个，其中“x”和“y”均为自然数)。
尽管支撑膜145形成在空气层142上方，但是由于形成在透镜层150的底部和支撑膜145之间的空气层142的突出部分被暴露，所以可以如上所述地防止空气层142的膨胀。
根据所公开技术的实施方式的支撑膜145也可以形成在如图2所示的不包括金属层的栅格结构140中。
图6A至图6C是例示沿着图1中所示的线A-A'截取的像素阵列的其它示例的截面图。
参照图6A至图6C，由于各个颜色的入射光束可以具有不同的波长，所以由滤色器层130过滤的各个颜色的入射光束可以聚焦在光电转换元件112的不同位置。
因此，为了允许红光、绿光和蓝光聚焦在光电转换元件112的相同位置(例如，在光电转换元件112的中部)，微透镜154的形成高度、微透镜154的曲率半径(RoC)和微透镜154的折射率中的至少一个可以根据对应的像素颜色来调整。
例如，如图6A所示，分别对应于红滤色器、绿滤色器和蓝滤色器的外覆层152R、152G和152B可以具有不同的高度，使得用于形成微透镜154的第一高度(h1)、用于形成微透镜154的第二高度(h2)以及用于形成微透镜154的第三高度(h3)可以根据相应的颜色而彼此不同。另选地，如图6B所示，与相应颜色对应的微透镜154R、154G和154B可以根据相应的颜色具有不同的RoC(曲率半径)值。另选地，如图6C所示，与相应颜色对应的微透镜可以根据相应的颜色而具有不同的折射率n1、n2和n3。
尽管图6A至图6C为了便于描述而示例性地例示仅调节每个微透镜的形成高度、RoC和折射率中的一个，但是所公开的技术的范围不限于此，并且应当注意，还可以根据需要同时调整每个微透镜的形成高度、RoC以及折射率中的两个或更多个。
从以上描述中显而易见的是，基于所公开的技术的实施方式实现的图像感测装置可以提高光接收效率并防止空气栅格的膨胀，该膨胀会导致空气栅格的塌陷或变形。
本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的精神和基本特征的情况下，可以以不同于本文所阐述的那些方式的其它特定方式来执行实施方式。因此，上述实施方式在所有方面都被解释为例示性的而非限制性的。本公开的范围应当由所附权利要求及其法律等同物来确定，而不是由以上描述来确定。此外，在所附权利要求的含义和等同范围内的所有变化都旨在被包含在其中。另外，本领域技术人员将理解，在所附权利要求中彼此未明确引用的权利要求可以组合地作为实施方式来呈现，或者在提交本申请之后通过后续修改而包括为新的权利要求。
尽管已描述了许多例示性实施方式，但应理解，所属领域的技术人员能够设计出将落入本发明的原理的精神及范围内的许多其它修改及实施方式。具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内的组成部件和/或布置中，许多变化和修改是可能的。除了在组成部件和/或布置中的变化和修改之外，替代使用对于本领域技术人员也是显而易见的。
相关申请的交叉引用
本专利文档要求于2019年9月24日提交的韩国专利申请No.10-2019-0117732的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用并入本文，以作为本专利文档的公开内容的一部分。

Claims (20)

1.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：
基板层，所述基板层包括多个光电转换元件；
多个栅格结构，所述多个栅格结构被设置在所述基板层上方并且被构造为提供相邻的光电转换元件之间的光学隔离；
多个滤色器层，所述多个滤色器层被设置在所述基板层上方，每个滤色器层被设置在相邻的栅格结构之间；
多个外覆层，所述多个外覆层分别形成在所述多个滤色器层上方；以及
多个微透镜，所述多个微透镜分别形成在所述多个外覆层上方，
其中，所述多个栅格结构中的每一个包括：
空气层；以及
形成为覆盖所述空气层的封盖膜，
其中，所述空气层的上部被形成为从所述外覆层向上突出。
2.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述封盖膜包括超低温氧化物ULTO膜。
3.根据权利要求2所述的图像感测装置，其中，所述封盖膜包括氧化硅SiO2。
4.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述封盖膜被形成为延伸至所述滤色器层下方。
5.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述栅格结构的顶表面被形成在比所述微透镜的顶表面低的位置。
6.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述多个栅格结构中的每一个还包括：
设置在所述空气层下方的金属层；以及
形成为覆盖所述金属层的绝缘膜。
7.根据权利要求6所述的图像感测装置，其中，所述绝缘膜被形成为延伸至所述滤色器层下方。
8.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述多个栅格结构中的每一个还包括：
在所述空气层上形成的支撑膜。
9.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，根据对应的像素的颜色，所述多个微透镜在形成高度、曲率半径RoC和折射率中的至少一项上彼此不同。
10.根据权利要求9所述的图像感测装置，其中，所述外覆层根据所述对应的像素的颜色而具有不同的厚度。
11.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：
基板层，所述基板层包括多个光电转换元件；
多个栅格结构，所述多个栅格结构被设置在所述基板层上方并且被构造为提供相邻的光电转换元件之间的光学隔离；
多个滤色器层，所述多个滤色器层被设置在所述基板层上方，每个滤色器层被设置在相邻的栅格结构之间；以及
多个透镜层，所述多个透镜层分别被设置在所述多个滤色器层上方，
其中，所述多个栅格结构中的每一个包括：
空气层；以及
封盖膜，所述封盖膜被形成为包围所述空气层的顶表面和侧表面。
12.根据权利要求11所述的图像感测装置，其中，所述封盖膜被形成为延伸至所述滤色器层下方。
13.根据权利要求11所述的图像感测装置，其中，所述封盖膜包括超低温氧化物ULTO膜。
14.根据权利要求13所述的图像感测装置，其中，所述封盖膜包括氧化硅SiO2。
15.根据权利要求11所述的图像感测装置，其中，所述封盖膜包括氧化硅SiO2。
16.根据权利要求11所述的图像感测装置，其中，所述栅格结构的上部被形成为从所述透镜层向外突出。
17.根据权利要求11所述的图像感测装置，其中，所述多个栅格结构中的每一个还包括：
在所述空气层上方形成的支撑膜。
18.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：
基板层，所述基板层包括多个光电转换元件；
多个栅格结构，所述多个栅格结构被设置在所述基板层上方并且被构造为提供相邻的光电转换元件之间的光学隔离；
多个滤色器层，所述多个滤色器层被设置在所述基板层上方，每个滤色器层被设置在相邻的栅格结构之间；
多个透镜层，所述多个透镜层分别被设置在所述多个滤色器层上，使得每个透镜层的底部位于比相邻栅格结构的顶部低的位置，
其中，所述多个栅格结构中的每一个包括：
空气层；以及
封盖膜，所述封盖膜被形成为包围所述空气层的顶表面和侧表面。
19.根据权利要求18所述的图像感测装置，其中，所述多个栅格结构中的每一个还包括：
设置在所述空气层下方的金属层；以及
形成为覆盖所述金属层的绝缘膜。
20.根据权利要求18所述的图像感测装置，其中，所述多个栅格结构中的每一个还包括：
在所述空气层上方形成的支撑膜。
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