CN113555378A - 图像传感器 - Google Patents

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Abstract

一种图像传感器包括：衬底，所述衬底包括彼此相对的第一表面和第二表面；多个像素，每个像素包括位于所述衬底中的光电转换层；像素分离图案，所述像素分离图案设置在所述衬底中并分离所述像素；表面绝缘层，所述表面绝缘层设置在所述衬底的所述第一表面上；导体接触，所述导体接触设置在所述表面绝缘层中；和网格图案，所述网格图案设置在所述表面绝缘层上，其中，所述像素分离图案包括在与所述衬底的所述第一表面平行的方向上布置的第一部分和第二部分，并且所述导体接触介于所述像素分离图案的所述第一部分与所述网格图案之间，并且不介于所述像素分离图案的所述第二部分与所述网格图案之间。

Description

图像传感器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年4月24日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2020-0050140的优先权，其公开内容通过引用整体合并于此。
技术领域
本发明构思涉及图像传感器及其制造方法，并且更具体地，涉及包括网格图案的图像传感器以及制造该图像传感器的方法。
背景技术
图像传感器是将光学信息转换成电信号的半导体器件。例如，图像传感器可以将光波的可变衰减转换成信号(即，传递信息的小电流突发)。这样的图像传感器可以包括电荷耦合器件(CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。
图像传感器可以以封装件的形式构造。封装件可以保护图像传感器并且包括光接收表面或感测区域。在这种情况下，光能够入射在光接收表面或感测区域上。
图像传感器还可以被设置为背面照明(BSI)图像传感器，其中，入射光通过半导体衬底的背面进行照明。这种构造能够增加捕获的光量，从而改善图像传感器的弱光性能。
发明内容
根据本发明构思的示例性实施例，提供一种图像传感器，其包括：衬底，所述衬底包括彼此相对的第一表面和第二表面；多个像素，每个像素包括位于所述衬底中的光电转换层；像素分离图案，所述像素分离图案设置在所述衬底中并分离所述像素；表面绝缘层，所述表面绝缘层设置在所述衬底的所述第一表面上；导体接触，所述导体接触设置在所述表面绝缘层中；和网格图案，所述网格图案设置在所述表面绝缘层上，其中，所述像素分离图案包括在与所述衬底的所述第一表面平行的方向上布置的第一部分和第二部分，并且所述导体接触介于所述像素分离图案的所述第一部分与所述网格图案之间，并且不介于所述像素分离图案的所述第二部分与所述网格图案之间。
根据本发明构思的示例性实施例，提供一种图像传感器，其包括：衬底，所述衬底包括第一像素、在第一方向上与所述第一像素相邻的第二像素以及在与所述第一方向相交的第二方向上与所述第一像素相邻的第三像素；像素分离图案，所述像素分离图案形成在所述衬底中以将所述第一像素、所述第二像素和所述第三像素彼此分离；表面绝缘层，所述表面绝缘层形成在所述衬底和所述像素分离图案上；导体接触，所述导体接触形成在所述表面绝缘层中并设置在所述第二像素与所述第三像素之间的所述像素分离图案上；和网格图案，所述网格图案设置在所述表面绝缘层上以与所述像素分离图案叠置。
根据本发明构思的示例性实施例，提供一种图像传感器，其包括：第一衬底，所述第一衬底包括在其上入射光的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；多个像素，每个像素包括位于所述第一衬底中的光电转换层；像素分离图案，所述像素分离图案在所述第一衬底中以网格形状形成并分离所述像素；第一布线结构，所述第一布线结构形成在所述第一衬底的所述第二表面上，并且包括第一布线间绝缘层和形成在所述第一布线间绝缘层中的第一布线；表面绝缘层，所述表面绝缘层沿着所述第一衬底的所述第一表面延伸；导体接触，所述导体接触形成在所述表面绝缘层中以与所述像素分离图案的网格点叠置；多个滤色器，所述多个滤色器形成在所述表面绝缘层上以对应于所述像素；网格图案，所述网格图案以网格形状形成在所述表面绝缘层上并介于所述滤色器之间；和微透镜，所述微透镜设置在每个所述滤色器上。
根据本发明构思的示例性实施例，提供一种制造图像传感器的方法，所述方法包括：提供包括多个像素的第一衬底，每个像素包括光电转换层，并且所述第一衬底包括彼此相对的第一表面和第二表面；以网格形状在所述第一衬底中形成用于分离所述像素的像素分离图案；沿着所述第一衬底的所述第一表面形成表面绝缘层；在所述表面绝缘层中形成导体接触，以与所述像素分离图案的网格点叠置；以及以网格形状在所述表面绝缘层上形成网格图案以与所述像素分离图案叠置。
根据本发明构思的示例性实施例，提供一种图像传感器，其包括：多个像素，所述多个像素在衬底中以矩阵形式布置；分离图案，所述分离图案设置在所述衬底中的所述像素之间；绝缘层，所述绝缘层设置在所述衬底上；网格图案，所述网格图案设置在所述绝缘层上，所述网格图案对应于所述分离图案；导电接触，所述导电接触设置在光接收区域的第一部分中的所述网格图案和所述分离图案之间，并且其中，所述光接收区域的第二部分不包括导电接触。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明构思的示例性实施例，本发明构思的上述和其他特征将变得更加容易理解，在附图中：
图1A是根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器的框图。
图1B是根据本发明构思的示例性实施例的图1A的图像传感器的单位像素的电路图。
图2是根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器的布局图。
图3是图2的光接收区域APS的一部分的布局图。
图4是沿着图3的线A-A截取的截面图以及图2的光阻挡区域OB、连接区域CR和焊盘区域PR的截面图。
图5是图4的区域R1的放大图。
图6是沿着图3的线B-B截取的截面图。
图7A、图7B、图7C、图7D、图7E、图7F、图7G和图7H是图6的区域R2的各种放大图。
图8和图9是根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器的截面图。
图10和图11是根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器的截面图。
图12和图13是根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器的截面图。
图14是根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器的布局图。
图15、图16、图17、图18、图19、图20、图21、图22、图23、图24、图25、图26、图27和图28是示出根据本发明构思的示例性实施例的制造图像传感器的方法的各步骤的视图。
具体实施方式
现在将参照图1A至图14描述根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器。
图1A是根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器的框图。图1B是根据本发明构思的示例性实施例的图1A的图像传感器的单位像素的电路图。
参照图1A，根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器可以包括有源像素传感器(APS)阵列10、行译码器20、行驱动器30、列译码器40、定时发生器50、相关双采样器(CDS)60、模数转换器(ADC)70和输入/输出(I/O)缓冲器80。
APS阵列10可以包括以二维布置的多个单位像素，并且可以将光信号转换成电信号。例如，像素可以以矩阵形式布置。APS阵列10可以被从行驱动器30接收的诸如像素选择信号、复位信号和电荷转移信号的多个驱动信号驱动。另外，从APS阵列10输出的电信号可以被提供给CDS 60。
行驱动器30可以根据行译码器20的译码结果向APS阵列10提供用于驱动多个单位像素的多个驱动信号。当单位像素以矩阵形式布置时，驱动信号可以被提供给每一行。
定时发生器50可以向行译码器20和列译码器40提供定时信号和控制信号。
CDS 60可以接收由APS阵列10产生的电信号，并且保持所接收的电信号并且对所接收的电信号进行采样。CDS 60可以对电信号的特定噪声电平和信号电平进行双采样，并输出噪声电平与信号电平之间的差异电平(例如，差异)。
ADC 70可以将与从CDS 60输出的差异电平相对应的模拟信号转换为数字信号并输出数字信号。
I/O缓冲器80可以锁存数字信号，并且根据列译码器40的译码结果顺序地将锁存的信号输出到图像信号处理器。
参照图1B，每个单位像素可以包括光电转换层PD、转移晶体管TG、浮置扩散区FD、复位晶体管RG、源极跟随器晶体管SF和选择晶体管SEL。
光电转换层PD可以产生与从外部入射的光的量成比例的电荷。光电转换层PD可以耦接到将产生并累积的电荷转移到浮置扩散区FD的转移晶体管TG。浮置扩散区FD是将电荷转换成电压并且由于其寄生电容而可以累积地存储电荷的区域。
转移晶体管TG的一端(例如，第一电极)可以连接到光电转换层PD，并且转移晶体管TG的另一端(例如，第二电极)可以连接到浮置扩散区FD。转移晶体管TG可以是由预定偏压(例如，转移信号TX)驱动的晶体管。换句话说，转移晶体管TG可以根据转移信号TX将由光电转换层PD产生的电荷转移到浮置扩散区FD。
源极跟随器晶体管SF可以放大从光电转换层PD接收电荷的浮置扩散区FD的电势变化，并且可以将放大的变化输出到输出线Vout。当源极跟随器晶体管SF导通时，提供给源极跟随器晶体管SF的漏极的预定电位(例如，电源电压VDD)可以被转移到选择晶体管SEL的漏极区。
选择晶体管SEL可以逐行选择要读取的单位像素。选择晶体管SEL可以是由施加预定偏压(例如，行选择信号SX)的选择线驱动的晶体管。
复位晶体管RG可以定期地复位浮置扩散区FD。复位晶体管RG可以由施加预定偏压(例如，复位信号RX)的复位线驱动。当通过复位信号RX使复位晶体管RG导通时，提供给复位晶体管RG的漏极的预定电势(例如，电源电压VDD)可以被转移到浮置扩散区FD。
图2是根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器的示例布局图。
参照图2，根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器可以包括传感器阵列区域SAR、连接区域CR和焊盘区域PR。
传感器阵列区域SAR可以包括与图1A的APS阵列10相对应的区域。例如，以二维(例如，以矩阵形式)布置的多个单位像素可以形成在传感器阵列区域SAR中。
传感器阵列区域SAR可以包括光接收区域APS和光阻挡区域OB。在光接收区域APS中，可以布置接收光并产生有源信号的有源像素。在光阻挡区域OB中，可以布置阻挡光并产生光学黑色信号的光学黑色像素。光阻挡区域OB可以形成在例如光接收区域APS的周围，但这仅是示例。
在本发明构思的一些示例性实施例中，虚设像素可以形成在与光阻挡区域OB相邻的光接收区域APS中。
连接区域CR可以形成在传感器阵列区域SAR附近。连接区域CR可以形成在传感器阵列区域SAR的一侧，但这仅是示例。布线可以形成在连接区域CR中，并且可以被构造成发送和接收传感器阵列区域SAR的电信号。
焊盘区域PR可以形成在传感器阵列区域SAR附近。焊盘区域PR可以与图像传感器的边缘相邻地形成，但这仅是示例。焊盘区域PR可以连接到外部器件等，并且被构造成在图像传感器与外部器件之间发送和接收电信号。
在图2中，连接区域CR介于传感器阵列区域SAR与焊盘区域PR之间，但这仅是示例。传感器阵列区域SAR、连接区域CR和焊盘区域PR的布置可以被不同地改变。
图3是图2的光接收区域APS的一部分的布局图。图4是沿着图3的线A-A截取的截面图以及图2的光阻挡区域OB、连接区域CR和焊盘区域PR的截面图。图5是图4的区域R1的放大图。图6是沿着图3的线B-B截取的截面图。图7A至图7H是图6的区域R2的各种放大图。
参照图3至图7H，根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器包括第一衬底110、像素分离图案120、第一布线结构IS1、第二衬底210、第二布线结构IS2、表面绝缘层140、导体接触150、滤色器170、网格图案160和微透镜180。
第一衬底110可以是半导体衬底。例如，第一衬底110可以是体硅或绝缘体上硅(SOI)。第一衬底110可以是硅衬底或者由诸如硅锗、锑化铟、碲化铅、砷化铟、磷化铟、砷化镓或锑化镓的另一种材料制成的衬底。或者，第一衬底110可以包括基础衬底和形成在基础衬底上的外延层。
第一衬底110可以包括彼此相对的第一表面110a和第二表面110b。在稍后将描述的本发明构思的示例性实施例中，第一表面110a可以被称为第一衬底110的背面，并且第二表面110b可以被称为第一衬底110的正面。在本发明构思的一些示例性实施例中，第一衬底110的第一表面110a可以是光入射在其上的光接收表面。换句话说，根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器可以是背面照明(BSI)图像传感器。
多个单位像素可以形成在传感器阵列区域SAR的第一衬底110中。例如，如图3所示，在包括第一方向X和第二方向Y的平面中以二维(例如，以矩阵形式)布置的多个像素PX1、PX2、PX3、PX4、PX5、PX6、PX7、PX8和PX9可以形成在光接收区域APS中。
每个单位像素可以包括光电转换层PD。光电转换层PD可以形成在光接收区域APS的第一衬底110中。光电转换层PD可以产生与从外部入射的光的量成比例的电荷。在本发明构思的一些示例性实施例中，光电转换层PD可以不形成在光阻挡区域OB的一部分中。例如，光电转换层PD可以形成在光阻挡区域OB的与光接收区域APS相邻的第一衬底110中，但是可以不形成在光阻挡区域OB的与光接收区域APS间隔开的第一衬底110中。换句话说，光阻挡区域OB的不与光接收区域APS相邻的部分的第一衬底110可以不包括光电转换层PD。
光电转换层PD可以包括但不限于以下至少一种：光电二极管、光电晶体管、光电门、钉扎光电二极管、有机光电二极管、量子点以及它们的组合。
每个单位像素可以包括第一电子器件TR1。在本发明构思的一些示例性实施例中，第一电子器件TR1可以形成在第一衬底110的第二表面110b上。第一电子器件TR1可以连接到光电转换层PD以形成用于处理电信号的各种晶体管。例如，第一电子器件TR1可以形成晶体管，例如以上参照图1B描述的转移晶体管TG、复位晶体管RG、源极跟随器晶体管SF或选择晶体管SEL。
在本发明构思的一些示例性实施例中，第一电子器件TR1可以包括垂直转移晶体管。例如，形成上述转移晶体管TG的第一电子器件TR1的一部分可以延伸到第一衬底110中。转移晶体管TG可以减小单位像素的面积，从而能够实现图像传感器的高度集成。
像素分离图案120可以形成在传感器阵列区域SAR的第一衬底110中。像素分离图案120可以例如通过用绝缘材料填充通过对第一衬底110进行图案化而形成的深沟槽(例如，图5和图7A的第一沟槽120t)来形成。
像素分离图案120可以限定单位像素。像素分离图案120可以在俯视图中以网格形状形成，以将像素PX1至PX9彼此分离。
例如，如图3所示，光接收区域APS可以包括在第二方向Y上延伸的多个第一区域I和在第一方向X上延伸的多个第二区域II。像素分离图案120的一部分可以形成在第一区域I中，以分离沿着第一方向X布置的像素(例如，第一像素PX1和第二像素PX2或者第二像素PX2和第三像素PX3)。另外，像素分离图案120的另一部分可以形成在第二区域II中，以分离沿着第二方向Y布置的像素(例如，第一像素PX1和第四像素PX4以及第四像素PX4和第七像素PX7)。因此，像素分离图案120可以在俯视图中围绕每个像素PX1至PX9。
在本发明构思的一些示例性实施例中，像素分离图案120可以穿透第一衬底110。例如，如图4所示，像素分离图案120可以从第一表面110a延伸到第二表面110b。
在本发明构思的一些示例性实施例中，像素分离图案120可以包括绝缘间隔物层122和填充导电层124。例如，如图5和图7A所示，第一沟槽120t可以形成在第一衬底110中。绝缘间隔物层122可以沿着第一沟槽120t的侧表面延伸。填充导电层124可以形成在绝缘间隔物层122上以填充第一沟槽120t的剩余区域。换句话说，第一沟槽120t可以填充有绝缘间隔物层122和填充导电层124。
在本发明构思的一些示例性实施例中，绝缘间隔物层122可以包括具有比第一衬底110的折射率低的折射率的氧化物层。例如，绝缘间隔物层122可以包括但不限于氧化硅、氧化铝、氧化钽以及它们的组合中的至少一种。相比于第一衬底110具有更低折射率的绝缘间隔物层122可以折射或反射倾斜入射在光电转换层PD上的光。另外，绝缘间隔物层122可以防止通过入射光在特定单位像素中产生的光电荷通过随机漂移移动到相邻的单位像素。换句话说，绝缘间隔物层122可以提高光电转换层PD的光接收率，从而提高根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器的质量。
在本发明构思的一些示例性实施例中，填充导电层124可以包括导电材料。例如，填充导电层124可以包括但不限于多晶硅。在本发明构思的一些示例性实施例中，地电压或负电压可以被施加到包括导电材料的填充导电层124。因此，可以有效地防止根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器的静电释放(ESD)擦伤缺陷。ESD擦伤缺陷可以指这样的现象：由ESD等产生的电荷积聚在衬底的表面(例如，第一表面110a)上，从而在所产生的图像上产生擦伤样的污点。
第一布线结构IS1可以形成在第一衬底110上。例如，第一布线结构IS1可以覆盖第一衬底110的第二表面110b。第一衬底110和第一布线结构IS1可以构成第一衬底结构100。
第一布线结构IS1可以由一个或多个布线组成。例如，第一布线结构IS1可以包括第一布线间绝缘层130和形成在第一布线间绝缘层130中的多个布线132和134。在图4中，构成第一布线结构IS1的布线的层数和布置仅是示例。第一布线间绝缘层130可以包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和介电常数比氧化硅低的低k材料中的至少一种。
在本发明构思的一些示例性实施例中，第一布线结构IS1可以包括位于传感器阵列区域SAR中的第一布线132和位于连接区域CR中的第二布线134。第一布线132可以电连接到传感器阵列区域SAR的单位像素。例如，第一布线132可以连接到第一电子器件TR1。第二布线134可以从传感器阵列区域SAR延伸。例如，第二布线134可以电连接到至少一个第一布线132。因此，第二布线134可以电连接到传感器阵列区域SAR的单位像素。
第一布线132和第二布线134可以包括但不限于钨(W)、铜(Cu)、铝(Al)、金(Au)、银(Ag)以及它们的合金中的至少一种。
第二衬底210可以是体硅或绝缘体上硅(SOI)。第二衬底210可以是硅衬底或者由诸如硅锗、锑化铟、碲化铅、砷化铟、磷化铟、砷化镓或锑化镓的另一种材料制成的衬底。或者，第二衬底210可以包括基础衬底和形成在基础衬底上的外延层。
第二衬底210可以包括彼此相对的第三表面210a和第四表面210b。在本发明构思的一些示例性实施例中，第二衬底210的第三表面210a可以是面向第一衬底110的第二表面110b的表面。换句话说，第二衬底210的第三表面210a可以比第二衬底210的第四表面210b靠近第一衬底110的第二表面110b。
多个电子器件可以形成在第二衬底210上。例如，第二电子器件TR2可以形成在第二衬底210的第三表面210a上。第二电子器件TR2可以电连接到传感器阵列区域SAR以向传感器阵列区域SAR的每个单位像素发送电信号和从传感器阵列区域SAR的每个单位像素接收电信号。例如，第二电子器件TR2可以包括形成图1A的行译码器20、行驱动器30、列译码器40、定时发生器50、CDS 60、ADC 70和/或I/O缓冲器80的电子器件。
第二布线结构IS2可以形成在第二衬底210上。例如，第二布线结构IS2可以覆盖第二衬底210的第三表面210a。第二衬底210和第二布线结构IS2可以构成第二衬底结构200。
第二布线结构IS2可以附接到第一布线结构IS1。例如，如图4所示，第二布线结构IS2的上表面可以附接到第一布线结构IS1的底表面。
第二布线结构IS2可以由一个或多个布线组成。例如，第二布线结构IS2可以包括第二布线间绝缘层230和形成在第二布线间绝缘层230中的多个布线232、234和236。在图4中，构成第二布线结构IS2的布线的层数和布置仅是示例，并且本发明构思不限于此。第二布线间绝缘层230可以包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和介电常数比氧化硅低的低k材料中的至少一种。在本发明构思的一些示例性实施例中，第二布线结构IS2可以包括与第一布线结构IS1相同的材料。
第二布线结构IS2的布线232、234和236中的至少一些布线可以连接到第二电子器件TR2。在本发明构思的一些示例性实施例中，第二布线结构IS2可以包括位于传感器阵列区域SAR中的第三布线232、位于连接区域CR中的第四布线234以及位于焊盘区域PR中的第五布线236。在本发明构思的一些示例性实施例中，第四布线234可以是连接区域CR中的多个布线当中的最上层布线，并且第五布线236可以是焊盘区域PR中的多个布线当中的最上层布线。
第三布线232、第四布线234和第五布线236可以包括但不限于钨(W)、铜(Cu)、铝(Al)、金(Au)、银(Ag)以及它们的合金中的至少一种。
表面绝缘层140可以形成在第一衬底110的第一表面110a上。表面绝缘层140可以沿着第一衬底110的第一表面110a延伸。在本发明构思的一些示例性实施例中，表面绝缘层140的至少一部分可以接触像素分离图案120。
表面绝缘层140可以包括绝缘材料。例如，表面绝缘层140可以包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化铪以及它们的组合中的至少一种。
在本发明构思的一些示例性实施例中，表面绝缘层140可以形成为多层。例如，如图5和图7A所示，表面绝缘层140可以包括顺序堆叠在第一衬底110的第一表面110a上的第一绝缘层141、第二绝缘层142、第三绝缘层143、第四绝缘层144和第五绝缘层145。例如，第一绝缘层141可以包括氧化铝层，第二绝缘层142可以包括氧化铪层，第三绝缘层143可以包括氧化硅层，第四绝缘层144可以包括氮化硅层，并且第五绝缘层145可以包括氧化铪层，但是本发明构思不限于此。
表面绝缘层140可以用作抗反射层，以防止入射在第一衬底110上的光的反射，从而提高光电转换层PD的光接收率。另外，表面绝缘层140可以用作平坦化层，从而稍后将描述的滤色器170和微透镜180能够形成为均匀的高度。
导体接触150可以形成在表面绝缘层140中。例如，如图6和图7A所示，第二沟槽150t可以形成在表面绝缘层140中。导体接触150可以填充第二沟槽150t。在本发明构思的一些示例性实施例中，第二沟槽150t可以暴露像素分离图案120的上表面。
尽管在附图中每个导体接触150的宽度W23与像素分离图案120的宽度W21相同，但这仅是示例。例如，每个导体接触150的宽度W23可以小于或大于像素分离图案120的宽度W21。
导体接触150可以仅形成在像素分离图案120的一部分上。例如，如图4至图7A所示，像素分离图案120可以包括在水平方向(例如，平行于第一表面110a或第二表面110b的方向)上布置的第一部分120A和第二部分120B。导体接触150可以仅形成在像素分离图案120的第一部分120A上，而可以不形成在像素分离图案120的第二部分120B上。
在本发明构思的一些示例性实施例中，像素分离图案120的第一部分120A可以对应于以网格形状形成的像素分离图案120的网格点。换句话说，导体接触150可以与以网格形状形成的像素分离图案120的网格点叠置。在本文中，“叠置”可以指在垂直方向(例如，与第一表面110a或第二表面110b相交的方向)上叠置。
例如，如图3所示，光接收区域APS可以包括其中第一区域I与第二区域II相交的相交区域III。导体接触150可以形成在相交区域III的表面绝缘层140中。例如，导体接触150可以与介于第二像素PX2与第四像素PX4之间的像素分离图案120叠置。
在本发明构思的一些示例性实施例中，每个导体接触150可以被成形为像圆柱体或椭圆圆柱体的形状。例如，每个导体接触150在俯视图中可以是圆形或椭圆形。
导体接触150可以包括导电材料。因此，导体接触150可以防止由ESD等产生的电荷积聚在第一衬底110的第一表面110a上，从而有效地防止了ESD擦伤缺陷。
在本发明构思的一些示例性实施例中，每个导体接触150可以形成为多层。例如，如图7A所示，每个导体接触150可以包括顺序堆叠在像素分离图案120上的第一导电层152、第二导电层154和第三导电层156。
在本发明构思的一些示例性实施例中，第一导电层152和第二导电层154可以是阻挡导电层，并且第三导电层156可以是金属导电层。例如，第一导电层152和第二导电层154可以包括钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)以及它们的组合中的至少一种。例如，第三导电层156可以包括钨(W)、铝(Al)、铜(Cu)以及它们的组合中的至少一种。例如，第一导电层152可以包括钛(Ti)层，第二导电层154可以包括氮化钛(TiN)层，并且第三导电层156可以包括钨(W)层，但是本发明构思不限于此。
在本发明构思的一些示例性实施例中，导体接触150可以接触像素分离图案120。例如，每个导体接触150的第一导电层152可以接触像素分离图案120的上部。例如，第一导电层152可以直接接触绝缘间隔物层122和填充导电层124的表面。
在本发明构思的一些示例性实施例中，导体接触150可以电连接到像素分离图案120。例如，每个导体接触150可以接触包括导电材料的像素分离图案120的填充导电层124。因此，由ESD等产生的电荷能够通过导体接触150释放到像素分离图案120，并且能够有效地防止ESD擦伤缺陷。
滤色器170可以形成在光接收区域APS的表面绝缘层140上。在本发明构思的一些示例性实施例中，滤色器170可以布置为分别对应于单位像素。例如，滤色器170可以在包括第一方向X和第二方向Y的平面中以二维(例如，以矩阵形式)布置。
滤色器170可以根据单位像素具有各种滤色器。例如，滤色器170可以以包括红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器的拜耳图案布置。然而，这仅是示例，并且滤色器170还可以包括黄色滤色器、品红色滤色器和青色滤色器，并且还可以包括白色滤色器。
网格图案160可以形成在表面绝缘层140上。换句话说，导体接触150可以介于像素分离图案120与网格图案160之间。网格图案160可以在俯视图中以网格形状形成，并且介于滤色器170之间。例如，如图5和图7A所示，滤色器170可以包括彼此相邻的第一滤色器170A和第二滤色器170B。这里，网格图案160可以介于第一滤色器170A与第二滤色器170B之间。另外，第一滤色器170A的一部分和第二滤色器170B的一部分可以覆盖网格图案160。
尽管在附图中网格图案160的宽度W12或W22与像素分离图案120的宽度W11或W21相同，但这仅是示例。例如，网格图案160的宽度W12或W22可以小于或大于像素分离图案120的宽度W11或W21。
另外，尽管在附图中网格图案160的宽度W22与每个导体接触150的宽度W23相同，但这仅是示例。例如，网格图案160的宽度W22可以小于或大于每个导体接触150的宽度W23。
在本发明构思的一些示例性实施例中，由于滤色器170可以布置为分别对应于单位像素，所以网格图案160可以与像素分离图案120叠置。例如，参照图3，网格图案160的一部分可以形成在第一区域I中，而网格图案160的另一部分可以形成在第二区域II中。因此，导体接触150可以介于像素分离图案120的第一部分120A与网格图案160之间，并且可以不介于像素分离图案120的第二部分120B与网格图案160之间。
在本发明构思的一些示例性实施例中，由于像素分离图案120的第一部分120A可以对应于以网格形状形成的像素分离图案120的网格点，因此导体接触150可以与以网格形状形成的网格图案160的网格点叠置。
在本发明构思的一些示例性实施例中，网格图案160可以接触表面绝缘层140和导体接触150。例如，如图3至图5所示，网格图案160可以在除了相交区域III之外的第一区域I和第二区域II中接触表面绝缘层140。另外，如图3、图6和图7A所示，网格图案160可以在相交区域III中接触导体接触150。
网格图案160可以包括具有比硅(Si)的折射率低的折射率的低折射率材料。例如，网格图案160可以包括但不限于氧化硅、氧化铝、氧化钽以及它们的组合中的至少一种。包括低折射率材料的网格图案160可以折射或反射倾斜入射在图像传感器上的光，从而提高图像传感器的质量。
在本发明构思的一些示例性实施例中，第一保护层165可以形成在表面绝缘层140和网格图案160上。第一保护层165可以介于表面绝缘层140与滤色器170之间以及网格图案160与滤色器170之间。例如，第一保护层165可以沿着表面绝缘层140的上表面以及网格图案160的侧表面和上表面的轮廓延伸。
第一保护层165可以包括但不限于氧化铝。第一保护层165可以防止对表面绝缘层140和网格图案160的损坏。
微透镜180可以形成在滤色器170上。微透镜180可以布置为分别对应于单位像素。例如，微透镜180可以在包括第一方向X和第二方向Y的平面中以二维(例如，以矩阵形式)布置。
每个微透镜180可以是凸形的并且可以具有预定的曲率半径。因此，每个微透镜180可以将入射光聚集在光电转换层PD上。每个微透镜180可以包括但不限于透光树脂。
在本发明构思的一些示例性实施例中，第二保护层185可以形成在微透镜180上。第二保护层185可以沿着微透镜180的表面延伸。第二保护层185可以包括例如无机氧化物层。例如，第二保护层185可以包括但不限于氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化铪以及它们的组合中的至少一种。在本发明构思的一些示例性实施例中，第二保护层185可以包括低温氧化物(LTO)。
第二保护层185可以保护微透镜180免受外部影响。例如，第二保护层185可以包括无机氧化物层，以保护包括有机材料的微透镜180。另外，第二保护层185可以增加微透镜180的聚光能力。例如，第二保护层185可以填充微透镜180之间的空间以减少到达微透镜180之间的空间的入射光的反射、折射和散射。
参照图6和图7B，在根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器中，导体接触150可以从表面绝缘层140的上表面突出。
例如，导体接触150的上表面距第一衬底110的第一表面110a的高度D12可以大于表面绝缘层140的上表面的高度D11。在这种情况下，网格图案160的尺寸可以减小。
参照图6和图7C，在根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器中，导体接触150的一部分可以沿着表面绝缘层140的上表面的一部分延伸。
例如，从表面绝缘层140的上表面突出的导体接触150的上部的宽度W24可以大于第二沟槽150t的宽度W23。因此，从表面绝缘层140的上表面突出的导体接触150的上部可以沿着表面绝缘层140的上表面的与导体接触150相邻的部分延伸。
参照图6和图7D，在根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器中，导体接触150可以从表面绝缘层140的下表面突出。
例如，第二沟槽150t的下表面可以形成为低于表面绝缘层140的下表面。在本发明构思的一些示例性实施例中，导体接触150可以形成在第二沟槽150t中以接触像素分离图案120。在这种情况下，可以减小像素分离图案120的尺寸。
参照图6和图7E，在根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器中，导体接触150的宽度可以随着与像素分离图案120的距离减小而减小。
例如，第二沟槽150t的宽度可以随着与像素分离图案120的距离减小而减小。在本发明构思的一些示例性实施例中，第一导电层152的宽度可以小于第二导电层154的宽度，并且第二导电层154的宽度可以小于第三导电层156的宽度。换句话说，导体接触150可以是渐窄的。
参照图6和图7F，在根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器中，导体接触150可以从表面绝缘层140的下表面突出。
例如，第二沟槽150t的下部可以形成在像素分离图案120的上部中。在本发明构思的一些示例性实施例中，导体接触150的最低部分的宽度可以小于像素分离图案120的最高部分的宽度。
参照图6和图7G，在根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器中，导体接触150可以与像素分离图案120间隔开。
例如，第二沟槽150t的最低表面可以形成为高于像素分离图案120的最高表面。在这种情况下，导体接触150可以不电连接到像素分离图案120。例如，第一绝缘层141可以设置在导体接触150与像素分离图案120之间。
参照图6和图7H，在根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器中，导体接触150的第一导电层152和第二导电层154可以沿着表面绝缘层140的侧表面延伸。
例如，导体接触150的第一导电层152可以沿着第二沟槽150t的侧表面和下表面的轮廓延伸。导体接触150的第二导电层154可以形成在第一导电层152上并且沿着第一导电层152的轮廓延伸。导体接触150的第三导电层156可以填充第二沟槽150t的在形成第一导电层152和第二导电层154之后剩余的区域。
再次参照图4，根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器还可以包括第一连接结构350、第二连接结构450和第三连接结构550。
第一连接结构350可以形成在光阻挡区域OB中。第一连接结构350可以形成在光阻挡区域OB的表面绝缘层140上。第一连接结构350可以接触像素分离图案120。例如，暴露像素分离图案120的第三沟槽355t可以形成在光阻挡区域OB的第一衬底110和表面绝缘层140中。第一连接结构350可以形成在第三沟槽355t中以接触光阻挡区域OB中的像素分离图案120。在本发明构思的一些示例性实施例中，第一连接结构350可以沿着第三沟槽355t的侧表面和下表面的轮廓延伸。
在本发明构思的一些示例性实施例中，第一连接结构350可以电连接到像素分离图案120，以将地电压或负电压施加到像素分离图案120。因此，可以通过像素分离图案120将由ESD等产生的电荷释放到第一连接结构350，并且能够有效地防止ESD擦伤缺陷。
在本发明构思的一些示例性实施例中，第一连接结构350可以以与导体接触150相同的层级形成。如本文中所使用的，术语“相同的层级”可以意味着不同的元件由相同的制造工艺形成。例如，第一连接结构350可以包括顺序堆叠在第三沟槽355t中的钛(Ti)层、氮化钛(TiN)层和钨(W)层。
在本发明构思的一些示例性实施例中，填充第三沟槽355t的第一焊盘355可以形成在第一连接结构350上。第一焊盘355可以包括但不限于钨(W)、铜(Cu)、铝(Al)、金(Au)、银(Ag)以及它们的合金中的至少一种。
在本发明构思的一些示例性实施例中，第一保护层165可以覆盖第一连接结构350和第一焊盘355。例如，第一保护层165可以沿着第一连接结构350和第一焊盘355的轮廓延伸。
第二连接结构450可以形成在连接区域CR中。第二连接结构450可以形成在连接区域CR的表面绝缘层140上。第二连接结构450可以将第一衬底结构100和第二衬底结构200电连接。例如，暴露第二布线134和第四布线234的第四沟槽455t可以形成在连接区域CR的第一衬底结构100和第二衬底结构200中。第二连接结构450可以形成在第四沟槽455t中，以连接第二布线134和第四布线234。在本发明构思的一些示例性实施例中，第二连接结构450可以沿着第一沟槽455t的侧表面和下表面的轮廓延伸。
在本发明构思的一些示例性实施例中，第二连接结构450可以以与导体接触150相同的层级形成。例如，第二连接结构450可以包括顺序堆叠在第四沟槽455t中的钛(Ti)层、氮化钛(TiN)层和钨(W)层。
在本发明构思的一些示例性实施例中，第一保护层165可以覆盖第二连接结构450。例如，第一保护层165可以沿着第二连接结构450的轮廓延伸。
在本发明构思的一些示例性实施例中，填充第四沟槽455t的第一填充绝缘层460可以形成在第二连接结构450上。第一填充绝缘层460可以包括但不限于氧化硅、氧化铝、氧化钽以及它们的组合中的至少一种。
第三连接结构550可以形成在焊盘区域PR中。第三连接结构550可以形成在焊盘区域PR的表面绝缘层140上。第三连接结构550可以将第二衬底结构200和外部器件电连接。
例如，暴露第五布线236的第五沟槽550t可以形成在焊盘区域PR的第一衬底结构100和第二衬底结构200中。第三连接结构550可以形成在第五沟槽550t中以接触第五布线236。另外，第六沟槽555t可以形成在焊盘区域PR的第一衬底110中。第三连接结构550可以形成并暴露在第六沟槽555t中。在本发明构思的一些示例性实施例中，第三连接结构550可以沿着第五沟槽550t和第六沟槽555t的侧表面和下表面的轮廓延伸。
在本发明构思的一些示例性实施例中，填充第五沟槽550t的第二填充绝缘层560可以形成在第三连接结构550上。第二填充绝缘层560可以包括但不限于氧化硅、氧化铝、氧化钽以及它们的组合中的至少一种。
在本发明构思的一些示例性实施例中，填充第六沟槽555t的第二焊盘555可以形成在第三连接结构550上。第二焊盘555可以包括但不限于钨(W)、铜(Cu)、铝(Al)、金(Au)、银(Ag)以及它们的合金中的至少一种。
在本发明构思的一些示例性实施例中，第三连接结构550可以以与导体接触150相同的层级形成。例如，第三连接结构550可以包括顺序堆叠在第五沟槽550t中的钛(Ti)层、氮化钛(TiN)层和钨(W)层。
在本发明构思的一些示例性实施例中，第一保护层165可以覆盖第三连接结构550。例如，第一保护层165可以沿着第三连接结构550的轮廓延伸。在本发明构思的一些示例性实施例中，第一保护层165可以暴露第二焊盘555。例如，第二焊盘555可以被第一保护层165暴露，而第一焊盘355可以被第一保护层165覆盖。
在本发明构思的一些示例性实施例中，器件隔离图案115可以形成在第一衬底110中。例如，第七沟槽115t可以形成在第一衬底110中。器件隔离图案115可以形成在第七沟槽115t中。
尽管在图4中仅在焊盘区域PR的第三连接结构550周围形成器件隔离图案115，但这仅是示例。例如，器件隔离图案115也可以形成在光阻挡区域OB的第一连接结构350周围或在连接区域CR的第二连接结构450周围。
器件隔离图案115可以包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化铪以及它们的组合中的至少一种。在本发明构思的一些示例性实施例中，器件隔离图案115可以以与表面绝缘层140相同的层级形成。
在本发明构思的一些示例性实施例中，第三滤色器170C可以形成在第一连接结构350和第二连接结构450上。例如，第三滤色器170C可以形成为部分地覆盖光阻挡区域OB和连接区域CR中的第一保护层165。第三滤色器170C可以包括但不限于蓝色滤色器。第三滤色器170C可以例如与第一焊盘355和第一填充绝缘层460叠置。
在本发明构思的一些示例性实施例中，第三保护层380可以形成在第三滤色器170C上。例如，第三保护层380可以形成为部分地覆盖光阻挡区域OB、连接区域CR和焊盘区域PR中的第一保护层165。在本发明构思的一些示例性实施例中，第二保护层185可以沿着第三保护层380的表面延伸。第三保护层380可以包括但不限于透光树脂。在本发明构思的一些示例性实施例中，第三保护层380可以包括与微透镜180相同的材料。
在本发明构思的一些示例性实施例中，第二保护层185和第三保护层380可以暴露第二焊盘555。例如，暴露第二焊盘555的暴露开口ER可以形成在第二保护层185和第三保护层380中。因此，第二焊盘555可以连接到外部器件等，并且可以被构造为在根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器与外部器件之间发送和接收电信号。
随着图像传感器变得高度集成，单位像素变得越来越小。因此，由于界面处的暗电流或电荷积聚而导致的缺陷的发生正在增加。例如，可能发生ESD擦伤缺陷，在该缺陷中，由ESD等产生的电荷积聚在衬底的表面(例如，第一表面110a)上，从而在所产生的图像上产生擦伤样的污点。
为了减少ESD擦伤缺陷，可以在表面绝缘层(例如，140)与网格图案(例如，160)之间形成导体。然而，导体可能使网格图案(例如，160)的分散性(dispersion)劣化，从而降低图像传感器的灵敏度。
然而，根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器包括被设置为仅与像素分离图案120的一部分叠置的导体接触150。因此，能够提高图像传感器的灵敏度，并且能够减小单位像素之间的串扰。
例如，如上所述，导体接触150可以不形成在除了相交区域III之外的第一区域I和第二区域II中。因此，能够改善形成在除了相交区域III之外的第一区域I和第二区域II中的网格图案160的分散性。因此，能够提供具有增加的灵敏度并且因此具有提高的质量的图像传感器。
另外，形成在相交区域III中的导体接触150能够减小相交区域III中的单位像素之间的串扰(例如，第一像素PX1和第五像素PX5之间的串扰或者第二像素PX2和第四像素PX4之间的串扰)。因此，能够提供具有提高的质量的图像传感器。
另外，由于导体接触150能够以与第一连接结构350、第二连接结构450和第三连接结构550相同的层级形成，所以能够简化工艺。因此，能够提供生产率提高的图像传感器。
根据本发明构思的示例性实施例，提供了一种图像传感器，其包括：衬底110，包括彼此相对的第一表面110a和第二表面110b；多个像素PX1-PX9，每个像素包括位于衬底中的光电转换层PD；像素分离图案120，设置在衬底中并分离像素；表面绝缘层140，设置在衬底的第一表面上；导体接触150，设置在表面绝缘层中；以及网格图案160，设置在表面绝缘层上，其中，像素分离图案包括在与衬底的第一表面平行的方向上布置的第一部分120A和第二部分120B，并且如图6所示，导体接触150介于像素分离图案120的第一部分120A与网格图案160之间，并且如图5所示，导体接触150不介于像素分离图案120的第二部分120B与网格图案160之间。
图8和图9是根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器的截面图。为了便于描述，将简要给出或省略使用图1至图7H对上述元件和特征的描述。
参照图8和图9，在根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器中，像素分离图案120的宽度从第一衬底110的第二表面110b朝向第一衬底110的第一表面110a减小。换句话说，像素分离图案120可以是渐窄的。
这可以归因于用于形成像素分离图案120的蚀刻工艺的特性。例如，可以对第一衬底110的第二表面110b执行蚀刻第一衬底110以形成像素分离图案120的工艺。
在本发明构思的一些示例性实施例中，器件隔离图案115的宽度可以从第一衬底110的第一表面110a朝向第一衬底110的第二表面110b减小。换句话说，器件隔离图案115可以是渐窄的。
这可以归因于用于形成器件隔离图案115的蚀刻工艺的特性。例如，可以对第一衬底110的第一表面110a执行蚀刻第一衬底110以形成器件隔离图案115的工艺。
图10和图11是根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器的截面图。为了便于描述，将简要给出或省略使用图1至图9对上述元件和特征的描述。
参照图10和图11，在根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器中，像素分离图案120的宽度从第一衬底110的第一表面110a朝向第一衬底110的第二表面110b减小。
这可以归因于用于形成像素分离图案120的蚀刻工艺的特性。例如，可以对第一衬底110的第一表面110a执行蚀刻第一衬底110以形成像素分离图案120的工艺。
在本发明构思的一些示例性实施例中，像素分离图案120可以不完全穿透第一衬底110。例如，像素分离图案120从第一衬底110的第一表面110a延伸但是可以不延伸到达第一衬底110的第二表面110b。换句话说，像素分离图案120的最低表面可以与第一衬底110的第二表面110b间隔开。例如，第一衬底110的一部分可以设置在像素分离图案120的最低表面与第一衬底110的第二表面110b之间。
图12和图13是根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器的截面图。为了便于描述，将简要给出或省略使用图1至图7H对上述元件和特征的描述。
参照图12和图13，在根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器中，网格图案160完全分离多个滤色器170。
例如，网格图案160和沿着网格图案160的轮廓延伸的第一保护层165可以介于滤色器170之间以使滤色器170彼此完全分离。
尽管在附图中滤色器170的上表面与第一保护层165的最高表面相同，但这仅是示例。例如，滤色器170的上表面可以形成为低于第一保护层165的最高表面。
图14是根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器的示例布局图。为了便于描述，将简要给出或省略使用图1至图7H对上述元件和特征的描述。
参照图14，在根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器中，每个导体接触150被成形为类似于多边形棱镜。
例如，导体接触150在俯视图中可以是多边形的。尽管在附图中导体接触150在俯视图中为四边形，但这仅是示例。例如，每个导体接触150可以在俯视图中被成形为类似于诸如三角形的另一种多边形。
现在将参照图3至图7H和图15至图28来描述根据本发明构思的示例性实施例的制造图像传感器的方法。
图15至图28是示出根据本发明构思的示例性实施例的制造图像传感器的方法的各步骤的视图。为了便于描述，将简要给出或省略使用图1至图14对上述元件和特征的描述。
参照图3和图15，提供第一衬底110。
第一衬底110可以是半导体衬底。第一衬底110可以包括彼此相对的第一表面110a和第二表面110b。可以在传感器阵列区域SAR的第一衬底110中形成多个单位像素(例如，图3的PX1至PX9)。可以在每个单位像素中形成光电转换层PD。
参照图3和图16，在第一衬底110中形成像素分离图案120。
像素分离图案120可以形成在传感器阵列区域SAR的第一衬底110中。例如，可以通过对第一衬底110的第二表面110b执行蚀刻工艺在第一衬底110中形成深沟槽(例如，图5和图7A的第一沟槽120t)。然后，可以形成像素分离图案120以填充第一沟槽120t。
在俯视图中，可以以网格形状形成第一沟槽120t，以将多个像素(例如，图3的PX1至PX9)彼此分开。例如，像素分离图案120的一部分可以形成在第一区域I中以分离沿着第一方向X布置的像素(例如，第一像素PX1和第二像素PX2或者第二像素PX2和第三像素PX3)。另外，像素分离图案120的另一部分可以形成在第二区域II中以分离沿着第二方向Y布置的像素(例如，第一像素PX1和第四像素PX4或者第四像素PX4和第七像素PX7)。
参照图3和图17，在第一衬底110的第二表面110b上形成第一电子器件TR1和第一布线结构IS1。因此，可以形成包括第一衬底110、第一电子器件TR1和第一布线结构IS1的第一衬底结构100。
第一电子器件T1可以连接到光电转换层PD以形成用于处理电信号的各种晶体管。
第一布线结构IS1可以包括第一布线间绝缘层130和形成在第一布线间绝缘层130中的多个布线132和134。例如，第一布线结构IS1可以包括位于传感器阵列区域SAR中的第一布线132和位于连接区域CR中的第二布线134。
参照图3和图18，将第一衬底结构100附接到第二衬底结构200上。
第二衬底结构200可以包括第二衬底210和第二布线结构IS2。
第二布线结构IS2可以包括第二布线间绝缘层230和形成在第二布线间绝缘层230中的多个布线232、234和236。例如，第二布线结构IS2可以包括位于传感器阵列区域SAR中的第三布线232、位于连接区域CR中的第四布线234和位于焊盘区域PR中的第五布线236。
在本发明构思的一些示例性实施例中，第一衬底结构100和第二衬底结构200可以彼此附接，使得第一衬底110的第二表面110b和第二衬底210的第三表面210a彼此面对。例如，如附图所示，第二布线结构IS2的上表面可以附接到第一布线结构IS1的底表面。
参照图3、图19和图20，在第一衬底110的第一表面110a上形成表面绝缘层140。
表面绝缘层140可以沿着第一衬底110的第一表面110a延伸。表面绝缘层140可以包括绝缘材料。例如，表面绝缘层140可以包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化铪以及它们的组合中的至少一种。在本发明构思的一些示例性实施例中，表面绝缘层140可以形成为多层。例如，表面绝缘层140可以具有如图5所示的五层。
在本发明构思的一些示例性实施例中，可以在形成表面绝缘层140之前在第一衬底110中形成第七沟槽115t。尽管在附图中仅在焊盘区域PR中形成第七沟槽115t，但这仅是示例。例如，第七沟槽115t可以形成在光阻挡区域OB或连接区域CR中。表面绝缘层140的一部分可以填充第七沟槽115t。因此，可以在第七沟槽115t中形成器件隔离图案115。
参照图3、图21和图22，在表面绝缘层140中形成第二沟槽150t。
第二沟槽150t可以与像素分离图案120的第一部分120A叠置。在本发明构思的一些示例性实施例中，第二沟槽150t可以与以网格形状形成的像素分离图案120的网格点叠置。例如，第二沟槽150t可以形成在相交区域III的表面绝缘层140中。在本发明构思的一些示例性实施例中，第二沟槽150t可以暴露以网格形状形成的像素分离图案120的第一部分120A。
在本发明构思的一些示例性实施例中，可以在表面绝缘层140中形成第三沟槽355t、第四沟槽455t、第五沟槽550t和第六沟槽555t。第三沟槽355t、第四沟槽455t、第五沟槽550t和第六沟槽555t的形成可以与第二沟槽150t的形成原位执行。第三沟槽355t、第四沟槽455t、第五沟槽550t和第六沟槽555t的形成可以在第二沟槽150t的形成之前或者在第二沟槽150t的形成之后执行。
参照图3、图23和图24，在第二沟槽150t、第三沟槽355t、第四沟槽455t、第五沟槽550t和第六沟槽555t中形成第四导电层150L。
第四导电层150L可以形成在表面绝缘层140上。例如，第四导电层150L可以沿着表面绝缘层140的上表面以及第二沟槽150t、第三沟槽355t、第四沟槽455t、第五沟槽550t和第六沟槽555t的轮廓延伸。
在本发明构思的一些示例性实施例中，第四导电层150L可以形成为多层。在本发明构思的一些示例性实施例中，第四导电层150L可以包括阻挡导电层和金属导电层。阻挡导电层可以包括例如钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)以及它们的组合中的至少一种。金属导电层可以包括例如钨(W)、铝(Al)、铜(Cu)以及它们的组合中的至少一种。例如，第四导电层150L可以包括顺序堆叠的钛(Ti)层、氮化钛(TiN)层和钨(W)层。
参照图3、图25和图26，在表面绝缘层140中形成导体接触150。
例如，可以对第四导电层150L进行图案化以形成填充第二沟槽150t的导体接触150。因此，导体接触150可以与像素分离图案120的第一部分120A叠置。在本发明构思的一些示例性实施例中，导体接触150可以与以网格形状形成的像素分离图案120的网格点叠置。
在本发明构思的一些示例性实施例中，可以对第四导电层150L进行图案化以在第三沟槽355t、第四沟槽455t、第五沟槽550t和第六沟槽555t中形成第一连接结构350、第二连接结构450和第三连接结构550。第一连接结构350、第二连接结构450和第三连接结构550的形成可以与导体接触150的形成原位执行。第一连接结构350、第二连接结构450和第三连接结构550的形成也可以在导体接触150的形成之前或者在导体接触150的形成之后执行。
参照图3、图27和图28，在表面绝缘层140和导体接触150上形成网格图案160。
网格图案160可以在俯视图中以网格形状形成。网格图案160可以与像素分离图案120叠置。例如，网格图案160的一部分可以形成在第一区域I中，而网格图案160的另一部分可以形成在第二区域II中。因此，在本发明构思的一些示例性实施例中，导体接触150可以与以网格形状形成的网格图案160的网格点叠置。
网格图案160可以包括具有比硅(Si)的折射率低的折射率的低折射率材料。例如，网格图案160可以包括但不限于氧化硅、氧化铝、氧化钽以及它们的组合中的至少一种。
接下来，参照图3、图4和图6，在表面绝缘层140和网格图案160上形成第一保护层165、滤色器170、微透镜180、第二保护层185、第一填充绝缘层460、第二填充绝缘层560、第三滤色器170C和第三保护层380。
因此，可以制造上面参照图3至图7H描述的图像传感器。
根据本发明构思的示例性实施例，提供了一种制造图像传感器的方法，该方法包括：提供包括多个像素PX1-PX9的第一衬底110，每个像素包括光电转换层PD，并且第一衬底包括彼此相对的第一表面110a和第二表面110b；以网格形状在第一衬底中形成用于分离像素的像素分离图案120；沿着第一衬底的第一表面形成表面绝缘层140；在表面绝缘层中形成导体接触150以与像素分离图案的网格点叠置；以及在表面绝缘层上以网格形状形成网格图案160以与像素分离图案叠置。
尽管已经参照本发明构思的示例性实施例描述了本发明构思，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离如所附权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可以对本发明构思进行形式和细节上的各种改变。

Claims (20)

1.一种图像传感器，所述图像传感器包括：
衬底，所述衬底包括彼此相对的第一表面和第二表面；
多个像素，每个像素包括位于所述衬底中的光电转换层；
像素分离图案，所述像素分离图案设置在所述衬底中并分离所述像素；
表面绝缘层，所述表面绝缘层设置在所述衬底的所述第一表面上；
导体接触，所述导体接触设置在所述表面绝缘层中；和
网格图案，所述网格图案设置在所述表面绝缘层上，
其中，所述像素分离图案包括在与所述衬底的所述第一表面平行的方向上布置的第一部分和第二部分，并且所述导体接触介于所述像素分离图案的所述第一部分与所述网格图案之间，并且不介于所述像素分离图案的所述第二部分与所述网格图案之间。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述像素分离图案具有网格形状，并且所述像素分离图案的所述第一部分对应于所述像素分离图案的网格点。
3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述网格图案与所述像素分离图案叠置。
4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述衬底包括沟槽，并且所述像素分离图案包括沿着所述沟槽的侧表面延伸的绝缘间隔物层和设置在所述绝缘间隔物层上以填充所述沟槽的填充导电层。
5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述导体接触电连接到所述填充导电层。
6.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，地电压或负电压被施加到所述填充导电层。
7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述像素分离图案的宽度从所述第二表面朝向所述第一表面减小。
8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述网格图案包括折射率低于硅的折射率的材料。
9.根据权利要求1所述的图像传感器，所述图像传感器还包括设置在所述表面绝缘层上并与所述像素相对应的多个滤色器，其中，所述网格图案介于所述滤色器之间。
10.根据权利要求9所述的图像传感器，所述图像传感器还包括设置在每个所述滤色器上的微透镜。
11.一种图像传感器，所述图像传感器包括：
衬底，所述衬底包括第一像素、在第一方向上与所述第一像素相邻的第二像素以及在与所述第一方向相交的第二方向上与所述第一像素相邻的第三像素；
像素分离图案，所述像素分离图案形成在所述衬底中以将所述第一像素、所述第二像素和所述第三像素彼此分离；
表面绝缘层，所述表面绝缘层形成在所述衬底和所述像素分离图案上；
导体接触，所述导体接触形成在所述表面绝缘层中并设置在所述第二像素与所述第三像素之间的所述像素分离图案上；和
网格图案，所述网格图案设置在所述表面绝缘层上以与所述像素分离图案叠置。
12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述表面绝缘层包括与所述像素分离图案的一部分叠置的沟槽，并且所述导体接触填充每个所述沟槽。
13.根据权利要求12所述的图像传感器，其中，每个所述沟槽的宽度随着与所述像素分离图案的距离的减小而减小。
14.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述导体接触包括顺序堆叠在所述像素分离图案上的多个导电层。
15.根据权利要求14所述的图像传感器，其中，所述导体接触包括顺序堆叠在所述像素分离图案上的钛层、氮化钛层和钨层。
16.根据权利要求11所述的图像传感器，所述图像传感器还包括保护层，所述保护层形成在所述表面绝缘层和所述网格图案上以沿着所述表面绝缘层和所述网格图案延伸。
17.一种图像传感器，所述图像传感器包括：
第一衬底，所述第一衬底包括光入射在其上的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
多个像素，每个像素包括位于所述第一衬底中的光电转换层；
像素分离图案，所述像素分离图案在所述第一衬底中以网格形状形成并分离所述像素；
第一布线结构，所述第一布线结构形成在所述第一衬底的所述第二表面上，并且包括第一布线间绝缘层和形成在所述第一布线间绝缘层中的第一布线；
表面绝缘层，所述表面绝缘层沿着所述第一衬底的所述第一表面延伸；
导体接触，所述导体接触形成在所述表面绝缘层中以与所述像素分离图案的网格点叠置；
多个滤色器，所述多个滤色器形成在所述表面绝缘层上以对应于所述像素；
网格图案，所述网格图案以网格形状形成在所述表面绝缘层上并介于所述滤色器之间；和
微透镜，所述微透镜设置在每个所述滤色器上。
18.根据权利要求17所述的图像传感器，所述图像传感器还包括连接结构，所述连接结构穿透所述第一衬底并且连接到所述第一布线，其中，所述导体接触以与所述第一连接结构相同的层级形成。
19.根据权利要求17所述的图像传感器，所述图像传感器还包括：
第二衬底，所述第二衬底包括面向所述第一衬底的所述第二表面的第三表面和与所述第三表面相对的第四表面；和
第二布线结构，所述第二布线结构形成在所述第二表面与所述第三表面之间，并且包括第二布线间绝缘层和形成在所述第二布线间绝缘层中的第二布线。
20.根据权利要求19所述的图像传感器，所述图像传感器还包括连接结构，所述连接结构穿透所述第一衬底和所述第一布线结构并且连接到所述第二布线，其中，所述导体接触以与所述连接结构相同的层级形成。
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