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Diese
Patentanmeldung beansprucht Vorrang aus der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2008-0087610 ,
eingereicht am 5. September 2008, die in ihrer Gesamtheit hiermit
durch Bezugnahme aufgenommen wird, als ob sie hier vollständig dargelegt
wäre.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterbauteil und
insbesondere auf einen Bildsensor, der in der Lage ist, Lichtverlust
und hinderliches Übersprechen zu vermeiden, sowie auf ein Verfahren
zu seiner Herstellung.
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Beschreibung der verwandten
Technik
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Allgemein
bezeichnet ein Bildsensor ein Halbleiterbauelement, das ein optisches
Bild in ein elektrisches Signal umwandelt. Ein Ladungskoppelelement
(CCD) und ein Komplementär-Metalloxid-Silizium-Bauelement
(CMOS) gehören zum Bildsensor. Der Bildsensor wird gebildet
aus einem Licht empfangenden Bereich, der eine Fotodiode enthält,
die Licht wahrnimmt, und einem logischen Bereich, der das wahrgenommene
Licht zu Daten in Form eines elektrischen Signals verarbeitet. Das
heißt, der Bildsensor ist ein Bauteil, das ein Bild aus
dem auf den Licht empfangenden Bereich auftreffenden Licht erfasst, indem
er die Fotodiode jedes Bildpunktelements und einen oder mehrere
Transistoren benutzt.
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1 ist
eine Schnittansicht eines Bildsensors gemäß der
verwandten Technik, die spezieller einen Einzelbildpunkt zeigt,
das im Licht empfangenden Bereich des Bildsensors enthalten ist.
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst der Bildsensor mindestens
eine Fotodiode 120, die in einem Halbleitersubstrat 110 ausgebildet
ist, eine Dielektrikums-Zwischenschicht 130, die einen
Vielschichtaufbau hat, Metallleitungen 135 enthält
und auf dem Halbleitersubstrat 110 ausgebildet ist, das
die mindestens eine Fotodiode 120 enthält, eine
Farbfilterschicht 140, die entsprechend der mindestens
einen Fotodiode 120 auf der Dielektrikums-Zwischenschicht 130 ausgebildet
ist, eine Planarisierungsschicht 150, die auf der Farbfilterschicht 140 ausgebildet
ist, sowie eine Mikrolinse 160, die entsprechend der Farbfilterschicht 140 auf
der Planarisierungsschicht 150 ausgebildet ist.
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Einfallendes
Licht, das durch die Mikrolinse 160 getreten ist und durch
die Farbfilterschicht 140 gefiltert wurde, wird durch die
Fotodiode 120 empfangen, die der Farbfilterschicht 140 entspricht.
Andererseits kann einfallendes Licht, das durch einen Kantenbereich
der Mikrolinse 160 getreten ist und durch die Farbfilterschicht 140 gefiltert
wurde, zu einer anderen Fotodiode geleitet werden, die der der Farbfilterschicht 140 entsprechenden
Fotodiode benachbart ist, und dadurch Übersprechen erzeugen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist
die vorliegende Erfindung auf einen Bildsensor und ein Verfahren
zu seiner Herstellung gerichtet, mit denen ein oder mehrere Probleme aufgrund
von Einschränkungen und Nachteilen der verwandten Technik
im Wesentlichen vermieden werden.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Bildsensor, der
in der Lage ist, Lichtverlust und Übersprechen zu verhindern,
sowie ein Herstellungsverfahren dafür anzugeben.
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Weitere
Vorteile, Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden teilweise in
der folgenden Beschreibung dargelegt und werden einem Fachmann bei
Betrachtung des Folgenden deutlich oder können bei der
Anwendung der Erfindung ersichtlich werden. Diese Aufgaben und weitere
Vorteile der Erfindung können durch die Struktur realisiert
und gelöst werden, die insbesondere in der Beschreibung
und in den Ansprüchen sowie in den begleitenden Zeichnungen
aufgezeigt werden.
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Um
diese Aufgaben zu lösen und weitere Vorteile zu erlangen,
und gemäß dem Zweck der Erfindung, wie hierin
verkörpert und umfassend beschrieben, enthält
ein Bildsensor einen Fotodiodenbereich, der durch Implantieren von
Störstellenionen in ein Halbleitersubstrat ausgebildet
ist, eine Dielektrikums-Zwischenschicht auf dem Halbleitersubstrat, eine
in der Dielektrikums-Zwischenschicht ausgebildete Vertiefung, die
entsprechend dem Fotodiodenbereich angeordnet ist, eine Vielzahl
von optisch brechenden Schichten, die nacheinander auf einer Innenfläche
in einer solchen Weise Dampfphasen-abgeschieden sind, dass sie jeweils
verschiedene Brechungsindizes haben, eine Farbfilterschicht, die
entsprechend dem Fotodiodenbereich auf der Dielektrikums-Zwischenschicht
aufgebracht ist, sowie eine Mikrolinse, die entsprechend der Farbfilterschicht aufgebracht
ist.
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In
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren
zur Herstellung eines Bildsensors ein Ausbilden eines Fotodiodenbereichs
durch Implantieren von Störstelleni onen in ein Halbleitersubstrat,
Ausbilden einer Dielektrikums-Zwischenschicht auf dem Halbleitersubstrat, das
den Fotodiodenbereich hat, Ausbilden einer Vertiefung in der Dielektrikums-Zwischenschicht,
um den Fotodiodenbereich freizulegen, Dampfphasen-Abscheiden einer
Vielzahl von optisch brechenden Schichten auf einer Innenfläche
in einer Weise, dass sie jeweils verschiedene Brechungsindizes haben,
indem eine Dampfphasen-Abscheidungstemperatur oder eine Temper-Temperatur
variiert wird, Ausbilden einer Farbfilterschicht auf der Dielektrikums-Zwischenschicht,
die die Vielzahl von optisch brechenden Schichten hat, sowie Ausbilden
einer Mikrolinse auf der Farbfilterschicht.
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Es
versteht sich, dass sowohl die obige allgemeine Beschreibung als
auch die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung
als Beispiel und zur Erklärung gedacht sind und angegeben
werden, um die Erfindung, wie beansprucht, weiter zu erklären.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
begleitenden Zeichnungen, die angegeben werden, um für
ein besseres Verständnis der Erfindung zu sorgen, und die
in dieser Patentanmeldung enthalten sind und zu ihr gehören,
zeigen (eine) Ausführungsbeispiel(e) der Erfindung und
dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erklärung des Grundgedankens
der Erfindung. Es zeigen:
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1 eine
Schnittansicht, die einen Bildsensor gemäß der
verwandten Technik zeigt;
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2a eine
Schnittansicht eines Bildsensors gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2b eine
Ansicht, die Lichtbrechung in einer Vielzahl von in 2a gezeigten
optisch brechenden Schichten zeigt;
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3a bis 3h Ansichten,
die die Vorgänge eines Verfahrens zur Herstellung des Bildsensors
gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung zeigen;
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4 ein
Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Dampfphasen-Abscheidungstemperatur und
einem Brechungsindex zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Im
Folgenden wird nun im Einzelnen Bezug auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den
begleitenden Zeichnungen dargestellt sind. Wo möglich,
werden dieselben Referenznummern in allen Zeichnungen benutzt, um
gleiche oder ähnliche Teile zu bezeichnen.
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2a ist
eine Schnittansicht eines Bildsensors gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die speziell
einen Einzelbildpunkt eines Licht empfangenden Bereichs des Bildsensors zeigt.
Unter Bezugnahme auf 2a umfasst der Bildsensor ein
Substrat 210, eine Bauteil-Isolationsschicht 217,
eine Einzel-Fotodiode 215, eine Dielektrikums-Zwischenschicht 220,
eine Vertiefung (nicht gezeigt), eine Metallleitung 225,
eine Vielzahl von optisch brechenden Schichten 230, 235 und 240,
eine Passivierungsschicht 245, eine Farbfilterschicht 250, eine
Planarisierung 255 und eine Mikrolinse 260.
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Die
Bauteil-Isolationsschicht 217 ist in einem Halbleitersubstrat
ausgebildet, wodurch ein aktiver Bereich und ein Bauteil-Isolationsbereich
festgelegt werden. Die Einzel-Fotodiode 215 wird ausgebildet durch
Implantieren von Störstellenionen, wie etwa n-leitenden
Störstellenionen, in den aktiven Bereich.
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Die
Dielektrikums-Zwischenschicht 220 kann einen Vielschichtaufbau
haben, der aus einer Vielzahl von dielektrischen Schichten (nicht
gezeigt) gebildet ist und undotiertes Silikatglas (USG) oder Tetraethoxysilan
(TEOS) enthält. Die Metallleitung 225 ist in der
Dielektrikums-Zwischenschicht 220 angeordnet.
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Die
Vertiefung (nicht gezeigt) ist in der Dielektrikums-Zwischenschicht
ausgebildet, um einen Bereich freizulegen, der der Einzel-Fotodiode 215 entspricht.
Die Vertiefung kann die Form eines Lochs oder eines Trichters haben,
der von einem oberen Teil zu einem unteren Teil allmählich
in einer Lochbreite oder einem Lochdurchmesser verringert wird.
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Die
Vielzahl von optisch brechenden Schichten 230, 235 und 240 wird
nacheinander auf einer Innenfläche der Vertiefung angesammelt
und füllt dadurch die Vertiefung. Die optisch brechenden
Schichten 230, 235 und 240 können
jeweils unterschiedliche Brechungsindizes haben. Zum Beispiel kann
der Brechungsindex der optisch brechenden Schichten 230, 235 und 240 zur
Mitte der Vertiefung hin ansteigen.
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Speziell
können die optisch brechenden Schichten 230, 235 und 240 eine
erste optisch brechende Schicht 230 umfassen, die auf der
Innenfläche der Vertiefung Dampfphasen-abgeschieden ist und
einen ersten Brechungsindex n1 hat, eine zweite op tisch brechende
Schicht 235, die auf der ersten optisch brechenden Schicht 230 Dampfphasen-abgeschieden
ist und einen zweiten Brechungsindex n2 hat, und eine dritte optisch
brechende Schicht 240, die auf der zweiten optisch brechenden
Schicht 235 Dampfphasen-abgeschieden ist und einen dritten Brechungsindex
n3 hat. Hier ist der zweite Brechungsindex n2 höher als
der erste Brechungsindex n1 und niedriger als der dritte Brechungsindex
n3 (n1 < n2 < n3).
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Die
Passivierungsschicht 245 ist auf der gesamten Fläche
der Dielektrikums-Zwischenschicht 220 ausgebildet, wo die
optisch brechenden Schichten 230, 235 und 240 ausgebildet
sind, um das Bauteil vor Feuchtigkeit und Kratzern zu schützen.
Die Farbfilterschicht 250 ist auf der Passivierungsschicht 245 an
einer Position ausgebildet, die dem Bereich der Einzel-Fotodiode 215 entspricht.
Die Planarisierungsschicht 255 ist auf der Farbfilterschicht 250 ausgebildet.
Die Mikrolinse 260 ist auf der Planarisierungsschicht 255 an
einer Position ausgebildet, die der Farbfilterschicht 250 entspricht.
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2b zeigt
Licht, wie es durch die Vielzahl von optisch brechenden Schichten 230, 235 und 240 gebrochen
wird. Unter Bezugnahme auf 2b kann Licht
L1, das durch die dritte, zweite und erste optisch brechende Schicht 230, 235 bzw. 240 geht,
die jeweils unterschiedliche Brechungsindizes haben, durch die jeweiligen
optisch brechenden Schichten gebrochen oder totalreflektiert werden
und dadurch schließlich durch die Einzel-Fotodiode 215 empfangen
werden. Im Allgemeinen wird Licht an einem Übergang zwischen
zwei verschiedenen Medien gebrochen, und der Brechungswinkel kann
durch die Brechungsindizes der beiden Medien bestimmt werden. Auch
wird der Brechungsindex durch die Dichte der jeweiligen Medien bestimmt.
Die Dicken der optisch brechenden Schichten 230, 235 und 240,
die alle gleich oder verschieden sein können, haben Einfluss
auf eine heranführende Strecke des gebrochenen Lichts von
den jeweiligen Schichten. Zum Beispiel ist die heranführende
Strecke des durch die zweite optisch brechende Schicht 235 gebrochenen Lichts
proportional zur Dicke der zweiten optisch brechenden Schicht 235.
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3a bis 3h sind
Schnittansichten nur des Einzelbildpunkts, um ein Verfahren zur
Herstellung des Bildsensors gemäß dem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
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Unter
Bezugnahme auf 3a wird zuerst eine Bauteil-Isolationsschicht 315 auf
einem Halbleitersubstrat 310 ausgebildet, die einen aktiven
Bereich und einen Bauteil-Isolationsbereich definiert. Die Isolationsschicht 315 des
Bauteils kann unter Verwendung eines Verfahrens der vertieften lokalen Oxidation
von Silizium (R-LOCOS) oder eines Verfahrens der Grabenisolation
(Shallow Trench Isolation, STI) ausgebildet werden. Zusätzlich
werden Störstellenionen, wie etwa n-leitende Störstellenionen, selektiv
in den aktiven Bereich implantiert, wodurch ein Fotodiodenbereich 320 ausgebildet
wird.
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Als
Nächstes wird, wie in 3b gezeigt, eine
Dielektrikums-Zwischenschicht 325, die eine Metallleitung 330 enthält,
auf dem Halbleitersubstrat 310 mit dem Fotodiodenbereich 320 ausgebildet.
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Die
Dielektrikums-Zwischenschicht 325 kann einen Vielschichtaufbau
haben, der aus einer Vielzahl von Dielektrikumsschichten (nicht
gezeigt) besteht und USG oder TEOS enthält. Zum Beispiel kann
nach dem Ausbilden einer ersten Dielektri kums-Zwischenschicht (nicht
gezeigt) auf dem Halbleitersubstrat 310 eine erste Metallleitung
(nicht gezeigt) auf der ersten Dielektrikums-Zwischenschicht ausgebildet
werden und dann eine zweite Dielektrikums-Zwischenschicht auf der
mit der ersten Metallleitung ausgebildeten ersten Dielektrikums-Zwischenschicht.
Solche Prozesse werden wiederholt durchgeführt, wodurch
der Vielschichtaufbau der Dielektrikumsschichten, die die Metallleitungen
enthalten, vervollständigt wird. Die Metallleitung 330 wird jedoch
nicht auf der Dielektrikums-Zwischenschicht an einem oberen Teil
des Fotodiodenbereichs 320 ausgebildet, der einem Licht
empfangenden Weg entspricht.
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Unter
Bezugnahme auf 3c wird als Nächstes
eine Vertiefung 335 in der Dielektrikums-Zwischenschicht 325 ausgebildet,
um den Fotodiodenbereich 320 freizulegen. Die Vertiefung 335 wird
entsprechend dem Fotodiodenbereich 320 jedes Bildpunkts
des Bildsensors angeordnet. Genauer wird zum Beispiel, nachdem durch
einen Fotolithografieprozess ein Fotolack-Muster (nicht gezeigt)
auf der Dielektrikums-Zwischenschicht 325 ausgebildet ist,
das einen dem Fotodiodenbereich 320 jedes Bildpunktes entsprechenden
Teilbereich der Dielektrikums-Zwischenschicht 325 freilässt,
die Dielektrikums-Zwischenschicht 325 unter Benutzung des
Fotolack-Musters als Maske geätzt. Demgemäß kann die
Vertiefung ausgebildet werden. Hier kann die Vertiefung 335 die
Form eines Lochs oder eines Trichters haben, der von einem oberen
Teil zu einem unteren Teil allmählich in einer Lochbreite
oder einem Lochdurchmesser verringert wird.
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Wie
in 3d gezeigt, wird als Nächstes eine erste
optisch brechende Schicht 340, die einen ersten Brechungsindex
n1 hat, auf der gesamten Oberfläche der Dielektrikums- Zwischenschicht 325 ausgebildet,
die die Vertiefung 335 hat. Spezieller kann die erste optisch
brechende Schicht 340 in einer ersten Dicke auf einer Innenfläche
der Vertiefung 335 und einer oberen Fläche der
Dielektrikums-Zwischenschicht 325 ausgebildet werden.
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Als
Nächstes wird, wie in 3e gezeigt, eine
zweite optisch brechende Schicht 345, die einen zweiten
Brechungsindex n2 hat, auf einer Oberfläche der ersten
optisch brechenden Schicht 340 ausgebildet. Zusätzlich
wird, wie in 3f gezeigt, eine dritte optisch
brechende Schicht 350, die einen dritten Brechungsindex
n3 hat, so auf der zweiten optisch brechenden Schicht 345 ausgebildet,
dass die Vertiefung 335 aufgefüllt wird. Obwohl
das Ausführungsbeispiel so beschrieben wurde, dass man
die erste bis dritte optisch. brechende Schicht 240, 345 und 350 erhält,
wie in 3d bis 3f gezeigt,
ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel
beschränkt, sondern kann eine Vielzahl von optisch brechenden,
auf der Innenfläche einer Vertiefung ausgebildeten Schichten
haben.
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3d bis 3f zeigen
die Prozesse des Ausbildens der Vielzahl von optisch brechenden Schichten 340, 345 und 350,
die jeweils verschiedene Brechungsindizes haben, in der Vertiefung 335, die
entsprechend dem Licht empfangenden Weg angeordnet ist. Nachstehend
wird ein Verfahren zum Ausbilden der optisch brechenden Schichten
detailliert beschrieben.
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Eine
Oxidschicht, wie etwa eine TEOS- oder TEOS-O3-Schicht
kann für die optisch brechenden Schichten verwendet werden.
Zuerst wird TEOS unter Verwendung eines N2-Trägergases
in einen Reaktor eingebracht, und das TEOS wird auf der Oberfläche
der Dielektrikums-Zwischenschicht 325, die die Vertiefung 335 hat,
während einer ersten Verarbeitungszeit bei einer ersten
Dampfphasen-Abscheidungstemperatur T1 Dampfphasen-abgeschieden, sodass
eine erste Dicke d1 erzielt wird. Hier kann der erste Brechungsindex
n1 der ersten optisch brechenden Schicht 340 gemäß der
Dichte eines Materials erhalten werden, das bei der ersten Dampfphasen-Abscheidungstemperatur
T1 Dampfphasen-abgeschieden wird.
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4 ist
ein Diagramm, das die Beziehungen zwischen einer Dampfphasen-Abscheidungstemperatur
und dem Brechungsindex zeigt. Im Allgemeinen erhöht sich
der Brechungsindex, wenn die Dampfphasen-Abscheidungstemperatur
unterhalb einer vorgegebenen Referenztemperatur, zum Beispiel 300°C,
ansteigt. Jedoch verringert sich der Brechungsindex, wenn die Dampfphasen-Abscheidungstemperatur über
die Referenztemperatur steigt.
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Nachdem
die erste optisch brechende Schicht 340 vollständig
ausgebildet ist, wird die Dampfphasen-Abscheidungstemperatur auf
eine zweite Dampfphasen-Abscheidungstemperatur T2 verändert,
um während einer zweiten Bearbeitungszeit die zweite optisch
brechende Schicht 345 in einer zweiten Dicke d2 auf der
ersten optisch brechenden Schicht 340 auszubilden. Der
zweite Brechungsindex n2 der zweiten optisch brechenden Schicht 345 kann gemäß der
Dichte eines Materials erhalten werden, das bei der zweiten Dampfphasen-Abscheidungstemperatur
T2 Dampfphasen-abgeschieden wird.
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Nachdem
die zweite optisch brechende Schicht 345 vollständig
ausgebildet ist, wird die Dampfphasen-Abscheidungstemperatur auf
eine dritte Dampfphasen-Abscheidungstemperatur T3 verändert,
um während einer dritten Bearbeitungszeit die dritte optisch
brechende Schicht 350 in einer dritten Dicke d3 auf der
zweiten optisch brechenden Schicht 345 auszubilden. Der
dritte Brechungsindex n3 der dritten optisch brechenden Schicht 350 kann gemäß der
Dichte eines Materials erhalten werden, das bei der zweiten Dampfphasen-Abscheidungstemperatur
T3 Dampfphasen-abgeschieden wird.
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Um
Verlust des zur Fotodiode geführten Lichts und Übersprechen
zu minimieren, ist es notwendig, die Brechungsindizes der optisch
brechenden Schichten so einzustellen, dass der Lichtweg durch Differenzen
unter den Brechungsindizes in Richtung auf die Fotodiode geleitet
wird.
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Dazu
müssen speziell die Brechungsindizes in der Folge der optisch
brechenden Schichten 340, 345 und 350 ansteigen.
Das heißt, der zweite Brechungsindex n2 ist höher
als der erste Brechungsindex n1, aber niedriger als der dritte Brechungsindex n3
(n1 < n2 < n3).
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Zum
Beispiel können bei einem Temperaturbereich unter der Referenztemperatur
von ungefähr 300°C die erste, zweite und dritte
optisch brechende Schicht 340, 345 und 350 nacheinander
Dampfphasen-abgeschieden werden, sodass die Dampfphasen-Abscheidungstemperatur
allmählich erhöht wird und T1 < T2 < T3
ist. Hier können die Brechungsindizes n1, n2 und n3 durch
Verändern der Dampfphasen-Abscheidungstemperatur so eingestellt
werden, dass das Licht zur Fotodiode reflektiert wird oder von den
Grenzflächen zwischen den optisch brechenden Schichten 340, 345 und 350 totalreflektiert
wird.
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Die
Dampfphasen-Abscheidungs-Dicken d1, d2 und d3 der optisch brechenden
Schichten 230, 235 und 240 können
je nach Verarbeitungszeit eingestellt werden, sodass sie zum Beispiel
alle gleich oder alle verschieden sind. Die Dicke der optisch bre chenden
Schichten 230, 235 und 240 hat Einfluss
auf die heranführende Strecke des gebrochenen Lichts von
den jeweiligen brechenden Schichten. Zum Beispiel ist die heranführende
Strecke des durch die zweite optisch brechende Schicht 235 gebrochenen Lichts
proportional zur Dicke der zweiten optisch brechenden Schicht 235.
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Jeweils
unterschiedliche Brechungsindizes einer Vielzahl von optisch brechenden
Schichten können auf folgende Weise erhalten werden. Zuerst wird
TEOS bei einer Referenz-Dampfphasen-Abscheidungstemperatur Tref
während der ersten Verarbeitungszeit in der ersten Dicke
d1 auf der Oberfläche der mit der Vertiefung 335 ausgebildeten
Dielektrikums-Zwischenschicht 325 Dampfphasen-abgeschieden
und bildet dadurch die erste optisch brechende Schicht 340.
Als Nächstes wird die erste optisch brechende Schicht 340 bei
einer ersten Temper-Temperatur Ta1 getempert. Daher erhält
die erste optisch brechende Schicht 340 den ersten Brechungsindex
n1 entsprechend der durch die erste Temper-Temperatur Ta1 bestimmten
Dichte.
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Die
zweite optisch brechende Schicht 345 wird durch Dampfphasen-Abscheiden
von TEOS auf der ersten optisch brechenden Schicht 340 bei
der Referenz-Dampfphasen-Abscheidungstemperatur Tref während
der zweiten Verarbeitungszeit in der zweiten Dicke d2 ausgebildet.
Zusätzlich wird die zweite optisch brechende Schicht 345 bei
einer zweiten Temper-Temperatur Ta2 getempert. Daher erhält die
zweite optisch brechende Schicht 345 den zweiten Brechungsindex
n2 gemäß der durch die zweite Temper-Temperatur
Ta2 bestimmten Dichte.
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Die
dritte optisch brechende Schicht 350 wird durch Dampfphasen-Abscheiden
von TEOS auf der zweiten optisch brechenden Schicht 345 bei
der Referenz-Dampfphasen-Abscheidungstemperatur Tref während
der dritten Verarbeitungszeit in der dritten Dicke d3 ausgebildet.
Zusätzlich wird die dritte optisch brechende Schicht 350 bei
einer dritten Temper-Temperatur Ta3 getempert. Daher erhält
die dritte optisch brechende Schicht 350 den dritten Brechungsindex
n3 gemäß der durch die dritte Temper-Temperatur
Ta3 bestimmten Dichte.
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Hier
können die erste, zweite und dritte Temper-Temperatur Ta1,
Ta2 und Ta3 höher als die Referenz-Dampfphasen-Abscheidungstemperatur
sein. Durch Einstellen der zweiten Temper-Temperatur oberhalb der
ersten Temper-Temperatur Ta1 und unterhalb der dritten Temper-Temperatur
Ta3 (Ta1 < Ta2 < Ta3) kann der zweite
Brechungsindex so gesteuert werden, dass er höher als der
erste Brechungsindex n1 und niedriger als der dritte Brechungsindex
n3 ist. Während der Ausbildung der jeweiligen optisch brechenden
Schichten 340, 345 und 350 erzeugte Defekte
können durch den Temperprozess beseitigt werden.
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Obwohl
gemäß 3d bis 3f die
drei optisch brechenden Schichten 340, 345 und 350 in der
Vertiefung 335 ausgebildet werden, ist die vorliegende
Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt.
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Als
Nächstes wird die mit den optisch brechenden Schichten 340, 345 und 350 ausgebildete Dielektrikums-Zwischenschicht 325 durch
chemisch-mechanisches Polieren (CMP) planarisiert und entsprechend
freigelegt. Nach dem Planarisierungsprozess wird eine Vielzahl von
optisch brechenden Schichten 340-1, 345-1 und 350-1 ausgebildet, die
die Vertiefung 335 ausfüllen.
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Als
Nächstes wird unter Bezugnahme auf 3h eine
Passivierungsschicht 355 auf der Dielektrikums-Zwischenschicht 325 ausgebildet,
die die optisch brechenden Schichten 340-1, 345-1 und 350-1 enthält,
um das Bauteil vor Feuchtigkeit und Kratzern zu schützen.
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Eine
Farbfilterschicht 360 wird so auf der Passivierungsschicht 355 ausgebildet,
dass sie dem Fotodiodenbereich 320 entspricht. Als Nächstes
wird eine Planarisierungsschicht 365 auf der Farbfilterschicht 360 ausgebildet,
und eine Mikrolinse 370 wird so auf der Planarisierungsschicht 365 ausgebildet, dass
sie der Farbfilterschicht 360 entspricht.
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Gemäß dem
oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist in dem Licht
empfangenden Weg, der die Dielektrikums-Zwischenschicht 325,
die die Mikrolinse 370, die Farbfilterschicht 360 und
die optisch brechenden Schichten 340, 345 und 350 enthält,
sowie den Fotodiodenbereich 320 umfasst, die Vielzahl der
optisch brechenden Schichten 340, 345 und 350 in
der Lage, den Lichtweg zum Fotodiodenbereich 320 durch
Unterschiede ihrer Brechungsindizes umzuformen. Demgemäß können
Verlust des zum Fotodiodenbereich 320 gerichteten Lichts
und Übersprechen verhindert werden.
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Wie
aus der obigen Beschreibung ersichtlich, wird gemäß einem
Bildsensor und einem Verfahren zu seiner Herstellung entsprechend
dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein
Lichtweg zu einer Fotodiode unter Verwendung von Unterschieden in
Brechungsindizes einer Vielzahl von optisch brechenden Schichten
umgeformt, die in einem Licht empfangenden Weg angeordnet sind.
Daher kann Lichtverlust und Übersprechen verhindert werden.
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Zusätzlich
kann der Bildsensor, da die verschiedenen optisch brechenden Schichten
durch Variieren der Dampfphasen-Abscheidungstemperatur oder der
Temper-Temperatur erzielt werden, unter Verwendung einer bestehenden
Einrichtung ohne zusätzlich anfallende Kosten hergestellt
werden. Weiter ist eine Vielschichtfunktion mit variierten Brechungsindizes
unter Verwendung eines einzigen Materials erzielbar. Auch kann eine
Vielzahl von aufeinanderfolgenden optisch brechenden Schichten durch
Variieren der Dampfphasen-Abscheidungstemperatur ausgebildet werden.
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Es
wird für Fachleute offensichtlich, dass verschiedene Änderungen
und Abwandlungen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können,
ohne von Erfindungsgedanke und Umfang der Erfindung abzuweichen.
Daher ist es beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung Änderungen
und Abwandlungen dieser Erfindung abdeckt, vorausgesetzt, sie fallen
unter den Umfang der beigefügten Ansprüche und
ihrer Äquivalente.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - KR 10-2008-0087610 [0001]