CN210224033U - 图像传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型题为“图像传感器”。本实用新型的至少一个方面的目的在于提供一种图像传感器。本实用新型公开了图像传感器，该图像传感器的实施方式可以包括：钝化层，该钝化层耦接在硅层上方；滤色器阵列，该滤色器阵列耦接在钝化层上方；透镜，该透镜耦接在滤色器阵列上方；和至少两个光学透射电荷耗散层，该至少两个光学透射电荷耗散层耦接在硅层上方。本实用新型的至少一个方面的技术效果在于提供了一种图像传感器。

Description

图像传感器

相关申请的交叉引用

本文件要求授予Mauritzson的名称为“具有电荷耗散层的半导体传感器及相关方法(Semiconductor Sensors with Charge Dissipation Layer and Related Methods)”的美国临时专利申请62/717658的提交日期的权益，该申请提交于2018年8月10日，该申请的公开内容据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本文件的各方面整体涉及半导体传感器。更具体的实施方式涉及图像传感器。

背景技术

半导体传感器用于各种电子设备，诸如车辆、智能电话、平板计算机和其他设备。图像传感器是一种类型的半导体传感器。图像传感器将照射像素的光转换为电信号。电信号可以使用数字信号处理器进行处理，并且可以用来制作图像。

实用新型内容

本实用新型的至少一个方面的目的在于提供一种图像传感器。

图像传感器的实施方式可以包括：钝化层，该钝化层耦接在硅层上方；滤色器阵列，该滤色器阵列耦接在钝化层上方；透镜，该透镜耦接在滤色器阵列上方；和至少两个光学透射电荷耗散层，该至少两个光学透射电荷耗散层耦接在硅层上方。

图像传感器的实施方式可以包括以下各项中的一者、全部或任何一者：

至少两个光学透射电荷耗散层中的一个光学透射电荷耗散层可以耦接在透镜与滤色器阵列之间。

至少两个光学透射电荷耗散层中的一个光学透射电荷耗散层可以耦接在钝化层与滤色器阵列之间。

至少两个光学透射电荷耗散层可以包括第一光学透射电荷耗散层和第二光学透射电荷耗散层，该第一光学透射电荷耗散层耦接到滤色器阵列的第一侧，该第二光学透射电荷耗散层耦接到与滤色器阵列的第一侧相对的滤色器阵列的第二侧。

至少两个光学透射电荷耗散层中的每个光学透射电荷耗散层可以包括小于0.5微米的厚度。

至少两个光学透射电荷耗散层中的至少一个光学透射电荷耗散层可以包括导电有机材料。

至少两个光学透射电荷耗散层可以包括金属碳纳米管或聚(3,4-乙烯二氧噻吩)：聚(苯乙烯磺酸)中的一者。

图像传感器的实施方式可以包括：抗反射层，该抗反射层耦接在硅层上方；钝化层，该钝化层耦接在抗反射涂层上方；滤色器阵列，该滤色器阵列耦接在钝化层上方；透镜，该透镜耦接在滤色器阵列上方；和一个或多个光学透射电荷耗散层，该一个或多个光学透射电荷耗散层耦接在钝化层与透镜之间。

图像传感器的实施方式可以包括以下各项中的一者、全部或任何一者：

一个或多个光学透射电荷耗散层可以耦接到地。

一个或多个光学透射电荷耗散层可以是电浮置的。

一个或多个光学透射电荷耗散层可以包括与每个像素的周边对准的导电栅格或与滤色器阵列的多个滤波器中的每个滤波器的周边对准的导电栅格。

该图像传感器可以包括在无隙芯片级封装件中。

一个或多个光学透射电荷耗散层可以位于钝化层与滤色器阵列之间。

一个或多个光学透射电荷耗散层可以包括小于100埃的厚度。

图像传感器的实施方式可以包括：钝化层，该钝化层耦接在硅层上方；光学透射电荷耗散层，该光学透射电荷耗散层耦接在钝化层与硅层之间；滤色器阵列，该滤色器阵列耦接在钝化层上方；和透镜，该透镜耦接在滤色器阵列上方。

图像传感器的实施方式可以包括以下各项中的一者、全部或任何一者：

一个或多个光学透射电荷耗散层可以包括导电栅格。

一个或多个光学透射电荷耗散层可以包括小于100埃的厚度。

一个或多个光学透射电荷耗散层可以接地。

一个或多个光学透射电荷耗散层可以是电浮置的。

图像传感器封装件可以包括第二钝化层。光学透射电荷耗散层可以耦接在钝化层与第二钝化层之间。

本实用新型的至少一个方面的技术效果在于提供了一种图像传感器。

对于本领域的普通技术人员而言，通过说明书和附图并且通过权利要求书，上述以及其他方面、特征和优点将会显而易见。

附图说明

将在下文中结合附图来描述实施方式，在附图中类似标号表示类似元件，并且：

图1是图像传感器的第一实施方式的一部分的横截面侧视图；

图2是在图1的图像传感器上方的盖的横截面侧视图；

图3是无隙图像传感器封装件的一部分的横截面侧视图；

图4是导电栅格的顶视图；

图5是图4的导电栅格的横截面侧视图；

图6是图像传感器的第二实施方式的接合焊盘部分的横截面侧视图；

图7是图6的图像传感器的像素阵列部分的横截面侧视图；

图8是图像传感器的第三实施方式的接合焊盘部分的横截面侧视图；

图9是图8的图像传感器的像素阵列部分的横截面侧视图；

图10是图像传感器的第四实施方式的接合焊盘部分的横截面侧视图；并且

图11是图10的图像传感器的像素阵列部分的横截面侧视图。

具体实施方式

本公开、其各方面以及实施方式并不限于本文公开的具体部件、组装工序或方法元素。符合预期半导体传感器的本领域已知的许多附加部件、组装工序和/或方法要素将显而易见地与本公开的特定实施方式一起使用。因此，例如，尽管本实用新型公开了特定实施方式，但是此类实施方式和实施部件可以包括符合预期操作和方法的本领域已知用于此类半导体传感器以及实施部件和方法的任何形状、尺寸、样式、类型、模型、版本、量度、浓度、材料、数量、方法要素、步骤等。

本文公开的图像传感器和图像传感器封装件的电荷耗散层的实施方式可以应用于背照式(BSI)成像产品或前照式(FSI)成像产品。特定实施方式可以包括互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器产品、电荷耦合器件(CCD)图像传感器产品或其他图像传感器(或非图像传感器)产品。本文公开的传感器封装件可以是芯片级封装件。虽然本公开主要涉及图像传感器和图像传感器封装件，但是应当理解，本文公开的各种实施方式也可以类似地应用于非图像传感器半导体封装件，以便防止通过静电放电(ESD)引起的损坏。

参考图1，示出了图像传感器的第一实施方式的一部分的横截面侧视图。如图所示，图像传感器2可以包括硅层4。虽然本文提及硅层，但是应当理解，本文公开的任何实施方式中的硅层可以是任何类型的硅层，包括但不限于外延硅层、绝缘体上硅、它们的任何组合、或任何其他含硅层材料。此外，还应当理解，在其他实施方式中，可以使用除含硅层之外的另选层，作为非限制性示例，诸如砷化镓、碳化硅、蓝宝石、氮化铝或代替硅层的含金属层。在各种实施方式中，硅层4的厚度可以介于2.5μm至6μm之间，然而，在其他实施方式中，硅层或另选层可以比该范围厚或薄。

图像传感器2可以包括耦接在硅层4上方的钝化层6。作为非限制性示例，钝化层可以是氧化硅、氮化硅或任何其他钝化层材料类型。在各种实施方式中，并且如图所示，钝化层6可以直接地耦接到硅层4。在其他实施方式中，一个或多个层(包括本文公开的任何类型的层)可以将硅层4与钝化层6分离。在其他实施方式中，尽管未示出，但是抗反射涂层(ARC)可以耦接在钝化层6上方，而在另外的其他实施方式中，ARC层可以耦接在钝化层6下方。图像传感器2可以包括耦接在钝化层6上方的滤色器阵列(CFA)8。图像传感器2还可以包括耦接在CFA上方的透镜层10。透镜层10可以包括多个微透镜。

在各种实施方式中，图像传感器2可以包括耦接在钝化层6上方的一个或多个电荷耗散层12。电荷耗散层12可以提供分布静电放电的导电通路。一个或多个电荷耗散层12可以是光学透射的，包括对各种波长的光为透明或半透明的。由于光学透射率，电荷耗散层不会降低图像传感器的量子效率(QE)或最小程度地降低QE。在各种实施方式中，作为非限制性示例，一个或多个电荷耗散层可以包括导电有机材料、碳纳米管材料、Ti、TiO₂、TiO、TiN、氧化铟锡(ITO)、TaO、TaO_x、任何其他导电材料和它们的任何组合。在包括金属材料的电荷耗散层的实施方式中，由于在电荷耗散层内的包括有金属材料的层或其他材料的厚度，电荷耗散层可以是光学透射的。在包括具有导电有机材料的电荷耗散层的实施方式中，导电有机材料可以包括聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)。

在包括导电有机材料的电荷耗散层的各种实施方式中，导电有机材料可以稀释的形式喷墨印刷或旋涂到晶圆上，并且然后进行干燥以除去溶剂。在包括金属颗粒或金属碳纳米管的实施方式中，导电材料可以悬浮在形成悬浮液的聚合物中，作为非限制性示例，该聚合物诸如丙烯酸、聚酰亚胺、聚乙烯、对苯二甲酸酯或聚酯。在特定实施方式中，在图像传感器和图像传感器封装件的实施方式中，包括导电有机材料或金属碳纳米管的电荷耗散层可能是有利的，由于与CFA或透镜的相容性以及由于图像传感器后端材料所必需的低温处理，包括在CFA上方的电荷耗散层。一个或多个电荷耗散层12可以是浮置的，或者可以电接地。在具有接地电荷耗散层的实施方式中，电荷耗散层可耦接到一个或多个接地焊盘，这些接地焊盘可以包括在图像传感器2的外围中。

在各种实施方式中，并且如图1所示，图像传感器2包括两个电荷耗散层。在此类实施方式中，第一电荷耗散层14可以耦接(并且可以直接地耦接)到CFA 8的第一侧16，并且第二电荷耗散层18可以耦接(并且可以直接地耦接)到与CFA的第一侧相对的CFA的第二侧20。如图1所示，在各种实施方式中，至少一个电荷耗散层耦接在钝化层6与CFA 8之间。在各种实施方式中，至少一个电荷耗散层耦接在透镜层10与CFA 8之间。虽然图1所示的实施方式包括两个电荷耗散层，但是其他实施方式可以仅包括单个电荷耗散层。在各种实施方式中，一个或多个电荷耗散层12中的每个电荷耗散层的厚度可以小于0.5微米。在其他实施方式中，每个电荷耗散层的厚度可以大于或小于此厚度，包括本文公开的任何厚度。

参考图2，示出了在图1的图像传感器上方的盖的横截面侧视图。在各种实施方式中，图像传感器2可以包括耦接在透镜层10上方的光学透射盖22。图像传感器封装件可以包括位于盖22和透镜层10之间的间隙26。在特定实施方式中，光学透射盖22可以包括玻璃。在各种实施方式中，光学透射盖22可以用光学透射电荷分布材料涂覆在任一侧或两侧上(如图所示)，该光学透射电荷分布材料可以是本文公开的任何类型的电荷分布层或材料。尽管图2示出了两个电荷耗散层12和电荷耗散层24，但是在各种实施方式中，可以移除电荷耗散层12，从而仅留下耦接到光学透射盖22的电荷耗散层24。在其他实施方式中，尽管未示出，但是电荷分布层可以在间隙26内涂覆在透镜层10上方。电荷分布层可以与本文公开的任何电荷分布层相同或类似。

参考图3，示出了无隙图像传感器封装件的一部分的横截面侧视图。图像传感器封装件28可以包括类似于本文公开的任何硅层的硅层30。图像传感器封装件28可以包括耦接在硅层30上方的CFA 32和耦接在CFA上方的透镜层34。透镜层34可以与本文公开的任何透镜层相同或类似。图像传感器封装件28可以包括耦接在透镜层34与硅层30之间的一个或多个电荷耗散层36。在特定实施方式中，图像传感器封装件28可以包括耦接在CFA的每一侧上的电荷耗散层36。在其他实施方式中，图像传感器封装件可以仅包括耦接在硅层30与透镜层34之间的一个电荷耗散层，该电荷耗散层可以耦接(并且可以直接地耦接)在CFA 32上方或下方。如图所示，在各种实施方式中，电荷耗散层可以直接地耦接到硅层30。在各种实施方式中，除了电荷耗散层36之外的其他层可以将CFA 32与硅层30分离。在硅层30是完全处理的硅层的实施方式中，CFA 32可以直接地耦接到硅层。在图像传感器封装件28是FSI图像传感器封装件的实施方式中，多晶硅栅极、金属布线、后端介电层和/或其他部件和/或层可以将CFA与硅分离。

如图所示，由于多个层38耦接在透镜层34与光学透射盖40(该光学透射盖可以与本文公开的任何其他光学透射盖相同或类似)之间，图像传感器封装件28可以是无隙图像传感器封装件。在特定实施方式中，作为非限制性示例，多个层可以包括粘合剂、紫外(UV)切割层、低折射率层、红外(IR)层或ARC层。在此类实施方式中，图像传感器封装件28可以包括耦接在透镜层34上方的低折射率层42、耦接在低折射率层上方的UV切割层44、和耦接在UV切割层上方的粘合剂46。在各种实施方式中，导电材料诸如金属颗粒、金属碳纳米管或本文公开的任何其他导电材料可以结合到多个层38中的任一个层中。在此类实施方式中，粘合剂层、UV切割层、低折射率层、IR层或ARC层可以用作电荷耗散层。通过将电荷耗散层结合到其他现有层中，图像传感器封装件的总体高度可能不会因通过将导电材料结合到现有层中来添加电荷耗散层而增加。

仍然参考图3，在各种实施方式中，图像传感器封装件28可以包括涂覆光学透射盖40的电荷耗散层48。电荷耗散层48可以包括本文公开的任何类型的导电材料。尽管图3的图像传感器封装件被示出为包括电荷耗散层36和48，并且还包括结合到多个层38中的电荷耗散层，但是在其他实施方式中，图像传感器封装件可以包括电荷耗散层48、电荷耗散层36中的一个或多个电荷耗散层、结合到多个层38中的电荷耗散层中的一个或多个电荷耗散层或它们的任何组合。

参考图4，示出了导电栅格的顶视图，并且参考图5，示出了图4的导电栅格的横截面侧视图。在各种实施方式中，电荷耗散层50可以被图案化成导电栅格52。在此类实施方式中，导电栅格52可以与CFA的多个滤波器中的每个滤波器的周边对准。在各种实施方式中，可以形成多个栅格，如图5中的第二导电栅格54所示。一个或多个导电栅格可以耦接到CFA层，该CFA层可以包括多个盒中CFA(CIAB)58。在各种实施方式中，导电栅格可以耦接在CIAB的壁56上方。在其他实施方式中，导电栅格可以耦接在CIAB的壁56下方。导电栅格可以耦接在CIAB上方或CIAB下方，而在其他实施方式中，如图5所示，导电栅格52或54可以嵌入在CIAB内。在此类实施方式中，可以在将导电栅格嵌入被移除的部分的区域中之前蚀刻掉CIAB 58的部分。导电栅格52和54可以是浮置的，或者可以被图案化到设备外围并耦接到地。

图6至图11所示的实施方式示出了在透镜和CFA下方形成的各种图像传感器的部分。应当理解，与本文公开的任何CFA类似或相同的CFA可以耦接在图6至图11的钝化层上方，并且与本文公开的任何透镜类似或相同的透镜可以耦接在CFA上方。还应当理解，本文关于图1至图5公开的电荷耗散层中的任一个电荷耗散层都可以包括在图6至图11的图像传感器中，但是在特定实施方式中，包括在图像传感器中的所有电荷耗散层可由图6至图11示出。此外，应当理解，关于图1至图5公开的其他层中的任一个层都可以包括在图6至图11的图像传感器中。图6至图11的图像传感器可以结合到图像传感器封装件中，该图像传感器封装件可以是无隙的或可以不是无隙的。

参考图6，示出了图像传感器的第二实施方式的接合焊盘部分的横截面侧视图，并且参考图7，示出了图6的图像传感器的像素阵列部分的横截面侧视图。在各种实施方式中，图像传感器60可以包括硅层62。硅层62可以与本文公开的任何硅层(或硅层的替代物)相同或类似。如图7所示，像素阵列64可以形成在硅层62内。多个层66可以耦接在硅层62上方。如图6至图7所示，在各种实施方式中，第一氧化物层68可以耦接在硅层62上方。在特定实施方式中，第一氧化物层68可以直接地耦接到硅层62。ARC层70可以耦接在第一氧化物层68上方，并且可以直接地耦接到该第一氧化物层。第二氧化物层72可以耦接在ARC层70上方，并且可以直接地耦接到该ARC层。如图6所示，接合焊盘74可以耦接在第二氧化物层72的一部分上方，并且可以直接地耦接到该第二氧化物层的一部分。接合焊盘74(以及本文公开的任何其他接合焊盘)可以包括任何金属、其合金、其他导电材料或它们的组合。这些层可以全都具有不同的厚度。在各种实施方式中，接合焊盘74和/或第二氧化物层72可以各自包括在约1000埃至8000埃之间的厚度。在其他实施方式中，接合焊盘74和/或第二氧化物层72可以包括大于或小于1000埃至8000埃的厚度。在各种实施方式中，第一氧化物层68和/或ARC层70可以包括介于约50埃至1000埃之间的厚度，然而，在其他实施方式中，第一氧化物层68和/或ARC层70可以或多或少地厚于50埃至1000埃。此外，如本文公开，图像传感器的其他实施方式可以不包括所有这些层，包括多于这些层，包括不同布置的这些层，或它们的任何组合。如图6至图7所示，图像传感器60包括耦接在接合焊盘74的一部分上方的钝化层76，并且钝化层可以直接地耦接到该接合焊盘的一部分并耦接在第二氧化物层72的一部分上方，并且耦接到接合焊盘74的侧壁。作为非限制性示例，钝化层可以是氧化硅、氮化硅或任何其他钝化层材料类型。

仍然参考图6至图7中所示的实施方式，电荷耗散层78直接地耦接在钝化层76上方。如图所示，电荷耗散层78部分地覆盖接合焊盘74。在其他实施方式中，电荷耗散层78可以更完全地覆盖接合焊盘74，或者可以根本不覆盖接合焊盘74。电荷耗散层可以耦接在钝化层76与CFA之间。在各种实施方式中，在钝化层与CFA之间可以存在多个电荷耗散层。作为非限制性示例，电荷耗散层78可以包括Ti、TiO2、TiO、TiN、氧化铟锡(ITO)、TaO、TaOx、本文公开的任何其他电荷耗散材料、以及它们的任何组合。电荷耗散层78是导电的，并且可以是光学透射的，包括对各种波长的光为透明或半透明的。电荷耗散层78可以具有变化的厚度。在各种实施方式中，电荷耗散层78可以具有约

至

的厚度，然而，其他实施方式可以包括具有小于

或大于

的厚度的电荷耗散层。除了其他之外，电荷耗散层的特定实施方式包括厚度为

的TiO层或TiO2层、厚度为

的TiO层或TiO2层、厚度为

的TiO层或TiO2层、以及厚度为

的Ti层。

在各种实施方式中，形成电荷耗散层的方法可以包括在第二氧化物层72上方沉积金属或其他导电层，以及蚀刻或图案化金属或其他导电层以形成接合焊盘74。该方法可以包括：在接合焊盘74和顶部氧化物层72上方形成钝化层76，以及然后在钝化层76上方形成电荷耗散层78。电荷耗散层78可以通过溅射、化学气相沉积、物理气相沉积和化学气相沉积的组合、旋涂、喷墨印刷、丝网印刷或在钝化层材料上方的材料上形成层的任何其他工艺来沉积。在各种实施方式中，电荷耗散层78被图案化，并且电荷耗散层和钝化层76都在单次蚀刻中被蚀刻。在其他实施方式中，通过第一蚀刻蚀刻电荷耗散层78，并且通过第二蚀刻蚀刻钝化层76。

参考图8，示出了图像传感器的第三实施方式的接合焊盘部分的横截面侧视图，并且参考图9，示出了图8的图像传感器的像素阵列部分的横截面侧视图。图8至图9的图像传感器可以类似于图6至图7的图像传感器，因为图像传感器可以包括具有像素阵列84的硅层82。图像传感器80可以包括耦接在硅层82上方的第一氧化物层86、耦接在第一氧化物层86上方的ARC层88、耦接在ARC层88上方的第二氧化物层90、和耦接在第二氧化物层90上方的接合焊盘92。这些层可以与图6至图7的相应层相同。图像传感器80还可以包括类似于图6至图7的钝化层76和电荷耗散层78的钝化层94和电荷耗散层96，其中不同之处在于钝化层94可以耦接在电荷耗散层96上方。在此类实施方式中，电荷耗散层可以直接地耦接到第二氧化物层90以及接合焊盘92的一部分并耦接在该第二氧化物层以及该接合焊盘的一部分上方。因此，电荷耗散层96耦接在钝化层94与硅层82之间。电荷耗散层可以包括本文先前公开的任何类型的电荷耗散层材料。在特定实施方式中，除了其他之外，电荷耗散层可以包括厚度为约

的TiO层或TiO2层、厚度为约

的TiO层或TiO2层、厚度为约

的TiO层或TiO2层、以及厚度为约

的Ti层。其他实施方式可以包括具有比本文所列的厚度多或少的厚度的类似层。

参考图10，示出了图像传感器的第四实施方式的接合焊盘部分的横截面侧视图，并且参考图11，示出了图10的图像传感器的像素阵列部分的横截面侧视图。图10至图11的图像传感器可以类似于图8至图9的图像传感器，因为98可以包括具有像素阵列102的硅层100。98可以包括耦接在硅层100上方的第一氧化物层104、耦接在第一氧化物层104上方的ARC层106、和耦接在ARC层106上方的第二氧化物层108。这些层可以与图8至图9的相应层相同。与图6至图9所示的实施方式不同，图像传感器98可以包括耦接在第二氧化物层108上方的第二钝化层112。第二钝化层112可以包括本文公开的任何类型和任何厚度的任何其他钝化层。图像传感器98还可以包括耦接在第二钝化层112上方的接合焊盘110。在各种实施方式中，图像传感器98可以包括电荷耗散层114，该电荷耗散层可以直接地耦接到第二钝化层112以及接合焊盘110的一部分并耦接在该第二钝化层以及该接合焊盘的一部分上方。电荷耗散层可以包括本文先前公开的任何类型的电荷耗散层材料。在特定实施方式中，除了其他之外，电荷耗散层可以包括厚度为约

的TiO层或TiO2层、厚度为约

的TiO层或TiO2层、厚度为约

的TiO层或TiO2层、以及厚度为约

的Ti层。其他实施方式可以包括具有比本文所列的厚度多或少的厚度的类似层。如图10至图11所示，图像传感器包括耦接在电荷耗散层114上方的第一钝化层116。因此，电荷耗散层114可以耦接在第一钝化层116与第二钝化层112之间。第一钝化层116可以与本文公开的任何钝化层相同或类似。虽然图10至图11所示的实施方式在本文中被描述为包括第一钝化层和第二钝化层，但是作为另外一种选择可以认为图10至图11的图像传感器具有嵌入在单个钝化层内的电荷耗散层。

如图8和图10所示，接合焊盘92和110可以是接地焊盘，因为该接合焊盘直接地耦接到相应电荷耗散层96和114。在此类实施方式中，电荷耗散层接地。在具有浮置电荷耗散层的其他实施方式中，电荷耗散层可以不与接合焊盘重叠。

在各种实施方式中，用于在钝化层下方形成耗散层的方法可以包括在图8的第二氧化物层90上方或在图10的第二钝化层112上方形成金属或其他导电层。该方法可以包括：蚀刻或图案化金属或其他导电层，以及形成接合焊盘。该方法可以包括在接合焊盘92上方和在氧化物层90(图8)上方、或在接合焊盘110上方和在第二钝化层112(图10)上方形成电荷耗散层。电荷耗散层可以通过溅射、化学气相沉积、物理气相沉积和化学气相沉积的组合、旋涂、喷墨印刷、丝网印刷或在钝化层材料上方的材料上形成层的任何其他工艺来沉积。该方法可以包括在电荷耗散层上方形成钝化层。在各种实施方式中，在沉积形成在电荷耗散层上方的钝化层之前，图案化并蚀刻电荷耗散层。在其他实施方式中，钝化层被图案化，并且电荷耗散层与形成在电荷耗散层上方的钝化层都在单次蚀刻中被蚀刻。在其他实施方式中，通过第一蚀刻蚀刻形成在电荷耗散层上方的钝化层，并且通过第二蚀刻蚀刻电荷耗散层。

在各种实施方式中，可以在滤色器阵列(CFA)和/或透镜下方形成电荷耗散层。在其他实施方式中，可以在滤色器阵列和/或透镜上方形成电荷耗散层，并且在另外的其他实施方式中，可以在滤色器阵列和/或透镜的结构内形成和/或集成电荷耗散层。虽然图6至图11所示的实施方式示出了直接地耦接到电荷耗散层的钝化层，但是在其他实施方式中，钝化层可以不直接地耦接到电荷耗散层。类似地，虽然图6至图11所示的实施方式示出了形成在接合焊盘和/或顶部氧化物层(图8)或第一钝化层(图10)上方的电荷耗散层，但是在其他实施方式中，电荷耗散层可以位于其他层下方并且/或者更靠近硅层。

在本文公开的图像传感器和图像传感器封装件的各种实施方式中，电荷耗散层可以是浮置的，因为该电荷耗散层不与图像传感器或图像传感器封装件中的任何其他电接地或偏置层或结构电连接或耦接。在此类实施方式中，电荷耗散层通过跨晶圆或管芯均匀地分布电荷而不是允许电荷被捕获在下面的介电层中或以其他方式局部地集中在设备的区域中来防止ESD事件/影响。在其他实施方式中，电荷耗散层可以与地电连系。在此类实施方式中，电荷耗散层可以直接地耦接到接地焊盘。在此类实施方式中，可以图案化和/或蚀刻电荷耗散层以确保该电荷耗散层仅电耦合到接地焊盘。在此类实施方式中，电荷耗散层通过将电荷引流到地而不是允许电荷保持被捕获在下面的介电层中来防止ESD事件/影响。

在本文公开的图像传感器和图像传感器封装件的各种实施方式中，电荷耗散层可以是实心且连续的层。在其他实施方式中，电荷耗散层中的任一个电荷耗散层可以被图案化成栅格。在此类实施方式中，像素阵列中的每个像素的中心区域可以通过栅格暴露，作为用于最小化由电荷耗散层的材料导致的QE损耗的机制。在具有栅格的实施方式中，电荷耗散层可以是或可以不是光学透射的，因为电荷耗散层的材料不需要对用于计算最佳传感器QE(这取决于传感器设计用于检测的光的一个或多个特定波长)的相同波长是透明的。在具有栅格的实施方式中，栅格宽度可以小至约0.25μm至约1.0μm宽(对于1μm至约4μm像素)。在其他实施方式中，宽度可以窄于约0.25μm或宽于约1.0μm。

本文公开的图像传感器和图像传感器封装件的各种实施方式可以包括一个或多个电荷耗散层，该一个或多个电荷耗散层能够在其中电荷耗散层浮置的实施方式中实现由ESD事件(空气和直接接触放电两者)产生的最多到至少30kV的电荷的电荷耗散和均匀分布。

本文公开的具有电荷耗散层的图像传感器和图像传感器封装件的各种实施方式可以意外地提高有源阵列像素与光学黑色参考像素之间的暗信号比率。在此类实施方式中，由于电荷耗散层改善在制造过程中用于形成像素的蚀刻步骤期间累积的像素材料的任何充电，因此可以提高该比率。

本文公开的电荷耗散层的各种实施方式可以具有对QE的最小负面影响，并且在一些实施方式中根本没有影响，这表明了电荷耗散层不会过度地影响光透射(足够透明或半透明)。此外，本文公开的图像传感器和图像传感器封装件可以具有跨整个图像传感器阵列更均匀的暗阴影轮廓或暗信号。本文公开的电荷耗散层还可以减少热像素或白色像素的数量，并且大大地降低各种图像传感器的暗信号不均匀性(DSNU)。

本文公开的各种图像传感器实施方式可以包括其中至少两个光学透射电荷耗散层包括耦接到滤色器阵列的第一侧的第一光学透射电荷耗散层和耦接到与滤色器阵列的滤色器阵列的第一侧相对的第二侧的第二光学透射电荷耗散层。

在各种图像传感器实施方式中，至少两个光学透射电荷耗散层中的每个光学透射电荷耗散层可以具有小于0.5微米的厚度。

在各种图像传感器实施方式中，至少两个光学透射电荷耗散层中的至少一个光学透射电荷耗散层包括导电有机材料。

在各种图像传感器实施方式中，至少两个光学透射电荷耗散层可以包括金属碳纳米管或聚(3,4-乙烯二氧噻吩)：聚(苯乙烯磺酸)。

在各种图像传感器实施方式中，一个或多个光学透射电荷耗散层可以耦接到地。

在各种图像传感器实施方式中，一个或多个光学透射电荷耗散层可以是电浮置的。

在各种图像传感器实施方式中，一个或多个光学透射电荷耗散层可以位于钝化层与滤色器阵列之间。

一个或多个光学透射电荷耗散层可以包括小于100埃的厚度。

一个或多个光学透射电荷耗散层可以包括导电栅格。

在以上描述中提到图像传感器和图像传感器封装件的特定实施方式以及实施部件、子部件、方法和子方法的地方，应当显而易见的是，可以在不脱离本实用新型的实质的情况下作出多种修改，并且可以将这些实施方式、实施部件、子部件、方法和子方法应用于其他图像传感器和图像传感器封装件。

Claims (10)

1.一种图像传感器，其特征在于，包括：

钝化层，所述钝化层耦接在硅层上方；

滤色器阵列，所述滤色器阵列耦接在所述钝化层上方；

透镜，所述透镜耦接在所述滤色器阵列上方；和

至少两个光学透射电荷耗散层，所述至少两个光学透射电荷耗散层耦接在所述硅层上方。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述至少两个光学透射电荷耗散层中的一个光学透射电荷耗散层耦接在所述透镜和所述滤色器阵列之间。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述至少两个光学透射电荷耗散层中的一个光学透射电荷耗散层耦接在所述钝化层和所述滤色器阵列之间。

4.一种图像传感器，其特征在于，包括：

抗反射涂层，所述抗反射涂层耦接在硅层上方；

钝化层，所述钝化层耦接在所述抗反射涂层上方；

滤色器阵列，所述滤色器阵列耦接在所述钝化层上方；

透镜，所述透镜耦接在所述滤色器阵列上方；和

一个或多个光学透射电荷耗散层，所述一个或多个光学透射电荷耗散层耦接在所述钝化层与所述透镜之间。

5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，所述一个或多个光学透射电荷耗散层包括与每个像素的周边对准的导电栅格或与所述滤色器阵列的多个滤波器中的每个滤波器的周边对准的导电栅格。

6.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括在无隙芯片级封装件中。

7.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，所述一个或多个光学透射电荷耗散层位于所述钝化层与所述滤色器阵列之间。

8.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，所述一个或多个光学透射电荷耗散层包括小于100埃的厚度。

9.一种图像传感器，其特征在于，包括：

钝化层，所述钝化层耦接在硅层上方；

光学透射电荷耗散层，所述光学透射电荷耗散层耦接在所述钝化层与所述硅层之间；

滤色器阵列，所述滤色器阵列耦接在所述钝化层上方；和

透镜，所述透镜耦接在所述滤色器阵列上方。

10.根据权利要求9所述的图像传感器，其特征在于，还包括第二钝化层，其中所述光学透射电荷耗散层耦接在所述钝化层与所述第二钝化层之间。

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