DE102016124298A1 - Bildsensoren und Verfahren zum Bilden von Bildsensoren - Google Patents

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Abstract

Bildsensoren (1) werden bereitgestellt. Ein Bildsensor (1) enthält eine Farbfilterschicht (240). Der Bildsensor (1) enthält eine Metallstruktur (230) angrenzend an eine Seitenwand der Farbfilterschicht (240). Der Bildsensor (1) enthält eine Isolierschicht (260c) auf der Farbfilterschicht (240). Darüber hinaus enthält der Bildsensor (1) eine Elektrodenschicht (266) auf der Isolierschicht (260c). Verfahren des Bildens von Bildsensoren (1) werden auch bereitgestellt.

Description

  • HINTERGRUND
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Bildsensoren. Bildsensoren, die Bilder aufnehmen und in elektrische Signale umwandeln, werden nicht nur in elektronischen Vorrichtungen für allgemeine Verbraucher, wie z. B. in einer Digitalkamera, einer Kamera für ein Mobiltelefon und einem tragbaren Kamerarecorder, verwendet, sondern auch in Kameras, die in einem Automobil, einem Sicherheitssystem und einem Roboter montiert sind. Es kann für einen Bildsensor vorteilhaft sein, dass er eine Fotodiode enthält, zum Bereitstellen von Miniaturisierung und von hoher Auflösung.
  • KURZFASSUNG
  • Bereitgestellt werden Verfahren und Bildsensoren, die eine organische fotoelektrische Schicht verwenden.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte kann ein Bildsensor ein Halbleitersubstrat mit einem fotoelektrischen Wandler enthalten. Der Bildsensor kann eine Metallstruktur auf dem Halbleitersubstrat und angrenzend an eine Seitenwand der Farbfilterschicht enthalten. Der Bildsensor kann eine Isolierschicht auf der Farbfilterschicht enthalten. Darüber hinaus kann der Bildsensor eine transparente Elektrodenschicht enthalten, die auf der Isolierschicht und durch eine Öffnung der Isolierschicht mit der Metallstruktur verbunden ist.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Bildsensor eine transparente Schicht auf der Farbfilterschicht enthalten. Die Isolierschicht kann zwischen jeweiligen Abschnitten der transparenten Schicht und der transparenten Elektrodenschicht sein. Darüber hinaus kann der jeweilige Abschnitt der transparenten Schicht ein erster Abschnitt sein, und kann die transparente Elektrodenschicht einen zweiten Abschnitt der transparenten Schicht durch die Öffnung der Isolierschicht berühren.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Bildsensor eine organische fotoelektrische Schicht auf der transparenten Elektrodenschicht enthalten. Die Isolierschicht kann einen vorstehenden Abschnitt davon enthalten, der in Richtung zu der organischen fotoelektrischen Schicht vorsteht. Der vorstehende Abschnitt der Isolierschicht kann eine oberste Oberfläche enthalten, die koplanar mit einer obersten Oberfläche der transparenten Elektrodenschicht ist. Darüber hinaus kann der vorstehende Abschnitt der Isolierschicht die Farbfilterschicht überlappen.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Metallstruktur einen Wolfram-Abschnitt und einen Aluminium-Abschnitt auf dem Wolfram-Abschnitt enthalten. Darüber hinaus können Seitenwände des Aluminium-Abschnittes der Metallstruktur zu der transparenten Elektrodenschicht hin verjüngt sein. Zusätzlich oder alternativ kann sich die Isolierschicht auf einem Abschnitt der Metallstruktur erstrecken, und eine erste Weite der Metallstruktur kann weiter sein als eine zweite Weite der Öffnung, durch die hindurch die transparente Elektrodenschicht mit der Metallstruktur verbunden ist.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Bildsensor einen Metallkontakt in dem Halbleitersubstrat enthalten. Die Metallstruktur kann den Metallkontakt kontaktieren und kann ein erstes und ein zweites metallisches Material, die unterschiedlich sind, enthalten. Das erste metallische Material kann den Metallkontakt kontaktieren. Darüber hinaus kann das zweite metallische Material auf dem ersten metallischen Material sein, kann die transparente Elektrodenschicht kontaktieren und kann weiter sein als das erste metallische Material.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann das zweite metallische Material auf gegenüberliegenden ersten und zweiten Seitenwänden des ersten metallischen Materials sein. Der Metall Kontakt und/oder die Metallstruktur kann eine sich verjüngende Breite aufweisen.
  • Bei einigen Ausführungsformen können die Farbfilterschicht und der fotoelektrische Wandler eine erste Farbfilterschicht bzw. einen ersten fotoelektrischen Wandler enthalten. Darüber hinaus kann der Bildsensor eine zweite Farbfilterschicht auf einem zweiten fotoelektrischen Wandler enthalten. Die Metallstruktur kann zwischen der ersten und der zweiten Farbfilterschicht sein. Der Bildsensor kann eine transparente organische Schicht zwischen der ersten Farbfilterschicht und einem ersten Abschnitt der Isolierschicht sowie zwischen der zweiten Farbfilterschicht und einem zweiten Abschnitt der Isolierschicht enthalten.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann eine Oberfläche der transparenten organischen Schicht koplanar mit einer Oberfläche der Metallstruktur sein, die die transparente Elektrodenschicht kontaktiert. Zusätzlich oder alternativ kann der Bildsensor eine organische fotoelektrische Schicht auf der transparenten Elektrodenschicht enthalten. Der zweite Abschnitt der Isolierschicht kann einen vorstehenden Abschnitt davon enthalten, der in Richtung zu der organischen fotoelektrischen Schicht hin vorsteht und der einen ersten Abschnitt der transparenten Elektrodenschicht, der auf der ersten Farbfilterschicht ist, von einem zweiten Abschnitt der transparenten Elektrodenschicht isoliert, der auf der zweiten Farbfilterschicht ist.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die transparente Elektrodenschicht einen Abschnitt der transparenten organischen Schicht durch die Öffnung der Isolierschicht kontaktieren. Zusätzlich oder alternativ kann die Isolierschicht gegenüberliegende erste und zweite Seitenwände der Metallstruktur überlappen.
  • Ein Bildsensor gemäß einigen Ausführungsformen kann eine Farbfilterschicht enthalten. Der Bildsensor kann eine Metallstruktur angrenzend an eine Seitenwand der Farbfilterschicht enthalten. Der Bildsensor kann eine transparente Schicht auf der Farbfilterschicht enthalten. Der Bildsensor kann eine Isolierschicht auf der transparenten Schicht enthalten. Darüber hinaus kann der Bildsensor eine Elektrodenschicht auf der Isolierschicht enthalten. Die Isolierschicht kann zwischen jeweiligen Abschnitten der transparenten Schicht und der Elektrodenschicht sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Bildsensor eine organische fotoelektrische Schicht auf der Elektrodenschicht enthalten. Die Isolierschicht kann auf einem Abschnitt der Metallstruktur sein. Die Elektrodenschicht kann mit der Metallstruktur durch eine Öffnung der Isolierschicht hindurch verbunden sein. Darüber hinaus kann eine erste Weite der Metallstruktur weiter sein als eine zweite Weite der Öffnung, durch die hindurch die Elektrodenschicht mit der Metallstruktur verbunden ist.
  • Ein Bildsensor kann gemäß einigen Ausführungsformen eine erste und eine zweite Farbfilterschicht enthalten. Der Bildsensor kann eine Metallstruktur zwischen jeweiligen Seitenwänden der ersten und der zweiten Farbfilterschicht enthalten. Der Bildsensor kann eine Isolierschicht auf der ersten und der zweiten Farbfilterschicht enthalten. Der Bildsensor kann eine Elektrodenschicht auf der Isolierschicht enthalten. Darüber hinaus kann der Bildsensor eine organische fotoelektrische Schicht auf der Elektrodenschicht enthalten. Die Isolierschicht kann einen vorstehenden Abschnitt davon enthalten, der in Richtung zu der organischen fotoelektrischen Schicht hin vorsteht.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Bildsensor eine transparente organische Elektrodenschicht zwischen der ersten Farbfilterschicht und der Isolierschicht sowie zwischen der zweiten Farbfilterschicht und der Isolierschicht enthalten. Die Isolierschicht kann auf einem Abschnitt der Metallstruktur sein. Der vorstehende Abschnitt der Isolierschicht kann einen ersten Abschnitt der Elektrodenschicht, der auf der ersten Farbfilterschicht ist, von einem zweiten Abschnitt der Elektrodenschicht isolieren, der auf der zweiten Farbfilterschicht ist. Die Elektrodenschicht kann mit der Metallstruktur durch eine Öffnung der Isolierschicht hindurch verbunden sein. Eine erste Weite der Metallstruktur kann weiter sein als eine zweite Weite der Öffnung, durch die die Elektrodenschicht mit der Metallstruktur verbunden ist. Darüber hinaus kann ein durchgehender Abschnitt der Elektrodenschicht die organische fotoelektrische Schicht, eine Seitenwand des vorstehenden Abschnitts der Isolierschicht und die Metallstruktur kontaktieren.
  • Ein Verfahren zum Bilden eines Bildsensors gemäß einigen Ausführungsformen kann ein Bilden einer Isolierschicht auf einer Farbfilterschicht enthalten. Das Verfahren kann ein Ätzen der Isolierschicht zum Bilden einer Öffnung, die zumindest teilweise eine Metallstruktur, die an eine Seitenwand der Farbfilterschicht angrenzt, enthalten. Darüber hinaus kann das Verfahren ein Bilden einer Elektrodenschicht in der Öffnung der Isolierschicht enthalten.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren vor dem Bilden der Isolierschicht ein Bilden einer transparenten Schicht auf der Farbfilterschicht enthalten. Zusätzlich oder alternativ kann ein Bilden der Elektrodenschicht ein gleichzeitiges Bilden eines Elektrodenmaterials in der Öffnung der Isolierschicht und auf einem Abschnitt der Isolierschicht enthalten, der außerhalb der Öffnung ist. Darüber hinaus kann das Bilden der Elektrodenschicht ein Bilden der Elektrodenschicht derart enthalten, dass sie einen Abschnitt der transparenten Schicht durch die Öffnung hindurch kontaktiert. Zusätzlich oder alternativ kann das Bilden der transparenten Schicht auf der Farbfilterschicht ein Bilden der transparenten Schicht auf einer roten ersten Farbfilterschicht und auf einer blauen zweiten Farbfilterschicht enthalten. Das Bilden der Elektrodenschicht kann ein Bilden einer Indiumzinnoxid(ITO)-Schicht auf der Oxidschicht und auf der Metallstruktur enthalten.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Verfahren ein Bilden eines Fotoresistmaterials auf einem Abschnitt der Isolierschicht und ein Durchführen eines Ätzens der Isolierschicht, während das Fotoresistmaterial auf dem Abschnitt der Isolierschicht ist, enthalten. Das Durchführen des Ätzens der Isolierschicht, während das Fotoresistmaterial auf dem Abschnitt der Isolierschicht ist, kann ein Durchführen eines ersten Ätzens der Isolierschicht enthalten. Das Verfahren kann ein Durchführen eines zweiten Ätzens der Isolierschicht zum Bilden einer Vertiefung enthalten, welche die Metallstruktur überlappt, ohne die Metallstruktur freizulegen. Das Ätzen der Isolierschicht zum Bilden der Öffnung, welche die Metallstruktur zumindest teilweise freilegt, kann ein Durchführen eines dritten Ätzens der Isolierschicht enthalten.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann das Fotoresistmaterial eine erste Fotoresistschicht sein. Das Verfahren kann ein Entfernen der ersten Fotoresistschicht und ein Bilden einer zweiten Fotoresistschicht auf der Isolierschicht vor dem Durchführen des zweiten Ätzens der Isolierschicht enthalten. Darüber hinaus kann das Verfahren ein Entfernen der zweiten Fotoresistschicht vor dem Durchführen des dritten Ätzens enthalten, das die Öffnung bildet, welche die Metallstruktur zumindest teilweise freilegt.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Durchführen des Ätzens ein Bilden eines vorstehenden Abschnittes der Isolierschicht enthalten. Darüber hinaus kann das Bilden der Elektrodenschicht ein Bilden der Elektrodenschicht auf dem vorstehenden Abschnitt der Isolierschicht enthalten.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann das Bilden der Elektrodenschicht ein Abscheiden eines Elektrodenmaterials auf der Isolierschicht und ein Durchführen eines chemisch-mechanischen Polier(CMP)-Verfahrens an dem Elektrodenmaterial bis ein Abschnitt der Isolierschicht freigelegt ist enthalten. Der Abschnitt der Isolierschicht, der durch das CMP-Verfahren freigelegt wurde, kann mit der Farbfilterschicht überlappen. Darüber hinaus kann das Verfahren ein Bilden einer organischen fotoelektrischen Schicht auf der Elektrodenschicht und auf dem Abschnitt der Isolierschicht, der durch das CMP-Verfahren freigelegt ist, enthalten.
  • Ein Verfahren zum Bilden eines Bildsensors gemäß einigen Ausführungsformen kann ein Bilden einer transparenten Schicht auf einer Farbfilterschicht enthalten. Das Verfahren kann ein Bilden einer Isolierschicht auf der transparenten Schicht enthalten. Das Verfahren kann ein Bilden einer Elektrodenschicht auf der Isolierschicht enthalten. Darüber hinaus kann das Verfahren ein Bilden einer organischen fotoelektrischen Schicht auf der Elektrodenschicht enthalten. Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren ein Ätzen der Isolierschicht zum Bilden einer Öffnung, die einen Abschnitt einer Metallstruktur freilegt, enthalten. Die Metallstruktur kann an eine Seitenwand der Farbfilterschicht angrenzend sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann das Bilden der Elektrodenschicht ein Bilden der Elektrodenschicht in der Öffnung der Isolierschicht enthalten. Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren ein Bilden eines Fotoresistmaterials auf einem Abschnitt der Isolierschicht enthalten. Darüber hinaus kann das Verfahren ein Durchführen eines Ätzens der Isolierschicht, während das Fotoresistmaterial auf dem Abschnitt der Isolierschicht ist, zum Bilden eines vorstehenden Abschnittes der Isolierschicht enthalten. Das Bilden der Elektrodenschicht kann ein Bilden der Elektrodenschicht auf dem vorstehenden Abschnitt der Isolierschicht enthalten.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Bilden der transparenten Schicht auf der Farbfilterschicht ein Bilden der transparenten Schicht auf einer roten ersten Farbfilterschicht und auf einer blauen zweiten Farbfilterschicht enthalten. Das Bilden der Isolierschicht kann ein Bilden einer Oxidschicht auf der transparenten Schicht enthalten. Darüber hinaus kann das Bilden der Elektrodenschicht ein Bilden einer Indiumzinnoxid(ITO)-Schicht auf der Oxidschicht enthalten.
  • Ein Verfahren zum Bilden eines Bildsensors gemäß einigen Ausführungsformen kann ein Bilden einer Isolierschicht auf einer Farbfilterschicht enthalten. Das Verfahren kann ein Bilden eines Fotoresistmaterials auf einem Abschnitt der Isolierschicht enthalten. Das Verfahren kann ein Ätzen der Isolierschicht, während das Fotoresistmaterial auf dem Abschnitt der Isolierschicht ist, enthalten. Darüber hinaus kann das Verfahren ein Entfernen des Fotoresistmaterials zum Freilegen eines vorstehenden Abschnitts der Isolierschicht enthalten.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann das Ätzen der Isolierschicht ein Durchführen eines ersten Ätzens der Isolierschicht enthalten. Das Verfahren kann ein Durchführen eines zweiten Ätzens der Isolierschicht zum Bilden einer Öffnung, die die an eine Seitenwand der Farbfilterschicht angrenzende Metallstruktur zumindest teilweise freilegt, enthalten. Darüber hinaus kann das Verfahren ein Bilden einer Elektrodenschicht in der Öffnung der Isolierschicht enthalten.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Verfahren ein Durchführen eines dritten Ätzens der Isolierschicht zum Bilden einer Aussparung, die die Metallstruktur überlappt, ohne die Metallstruktur freizulegen, vor dem Durchführen des zweiten Ätzens der Isolierschicht enthalten. Zusätzlich oder alternativ kann das Bilden der Elektrodenschicht ein Bilden der Elektrodenschicht auf dem vorstehenden Abschnitt der Isolierschicht enthalten.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der vorstehende Abschnitt der Isolierschicht die Farbfilterschicht überlappen. Das Bilden der Elektrodenschicht kann ein Abscheiden eines Elektrodenmaterials auf der Isolierschicht sowie ein Durchführen eines chemisch-mechanischen Polier(CMP)-Verfahrens auf dem Elektrodenmaterial bis eine Oberfläche des vorstehenden Abschnittes der Isolierschicht freigelegt ist enthalten. Darüber hinaus kann das Verfahren ein Bilden einer organischen fotoelektrischen Schicht auf der Elektrodenschicht sowie auf der Oberfläche des vorstehenden Abschnittes der Isolierschicht, die durch das CMP-Verfahren freigelegt ist, enthalten.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Beispielhafte Ausführungsform werden deutlicher verstanden werden anhand der folgenden kurzen Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. Die beigefügten Zeichnungen geben nicht beschränkende, beispielhafte Ausführungsformen wieder wie sie hier beschrieben sind.
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptabschnitt eines Bildsensors gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellt.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptabschnitt eines Bildsensors gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellt.
  • 3A–3R sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen eines Bildsensors gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellen.
  • 4A–4E sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen des Bildsensors gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellen.
  • 5A–5O sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen des Bildsensors gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellen.
  • 6A–6E sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen des Bildsensors gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellen.
  • 7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptabschnitt eines Bildsensors gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellt.
  • 8 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptabschnitt eines Bildsensors gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellt.
  • 9 stellt eine Ausleseschaltung eines Bildsensors gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden erfinderischen Konzepte dar.
  • 10 stellt eine Ausleseschaltung eines Bildsensors gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden erfinderischen Konzepte dar.
  • 11 ist ein Blockdiagramm, das eine Gestaltung des Bildsensors gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellt.
  • 12 ist ein Blockdiagramm eines Systems mit einem Bildsensor gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden erfinderischen Konzepte.
  • 13 stellt ein elektronisches System mit einem Bildsensor und einer Schnittstelle gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden erfinderischen Konzepte dar.
  • 14 ist eine perspektivische Ansicht, die ein elektronisches System schematisch darstellt, bei dem ein Bildsensor gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte angewendet wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Beispielhafte Ausführungsformen werden unten mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Viele unterschiedliche Formen und Ausführungsformen sind möglich ohne von dem Geist und den Lehrern dieser Offenbarung abzuweichen, und somit sollte diese Offenbarung nicht als auf die hier ausgeführten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden. Vielmehr sind diese beispielhaften Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenbarung durchgängig und vollständig sein wird, und den Umfang der Offenbarung dem Fachmann vermitteln wird. In den Zeichnungen können die Größen und relativen Größen von Schichten und Bereichen zum Zwecke der Klarheit übertrieben sein. Gleiche Bezugsziffern beziehen sich in der Beschreibung durchgehend auf gleiche Elemente.
  • Die hier verwendete Terminologie ist nur zum Zwecke des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und ist nicht dazu gedacht, die Ausführungsformen zu beschränken. Wie sie hier verwendet werden sollen die Singularformen „einer/eine/eines” und „der/die/das” die Pluralformen auch mit umfassen, außer der Zusammenhang zeigt eindeutig anderes an. Es wird weiter verstanden werden, dass die Begriffe „aufweist”, „aufweisend”, ”enthält” und/oder „enthaltend”, wenn sie in diesen Unterlagen verwendet werden, das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten angeben, aber nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.
  • Es wird verstanden werden, dass wenn ein Element als ”gekoppelt mit” einem anderen, „verbunden mit” einem anderen oder „ansprechend auf” ein anderes Element bezeichnet wird, es direkt gekoppelt mit dem anderen, verbunden mit dem anderen oder ansprechend auf das andere Element sein kann, oder auch dazwischen liegende Elemente vorhanden sein können. Im Gegensatz dazu, wenn ein Element als „direkt gekoppelt” mit einem anderen, „direkt verbunden mit” einem anderen oder ”direkt ansprechend auf” ein anderes oder „direkt auf” einem anderen Element bezeichnet wird, sind keine dazwischen liegenden Elemente vorhanden. Wie er hier verwendet wird enthält der Begriff „und/oder” irgendeinen oder alle Kombinationen von einem oder mehreren der verknüpft miteinander aufgelisteten Gegenstände.
  • Räumlich relative Begriffe wie zum Beispiel „unterhalb”, „unter”, „niedriger”, „oberhalb”, „über” und dergleichen können hier zum Zwecke der Einfachheit der Beschreibung verwendet werden zum Beschreiben einer Beziehung eines Elements zu einem anderen Element bzw. anderen Elementen oder zu einem anderen Merkmal bzw. anderen Merkmalen wie sie in den Figuren dargestellt ist. Es wird verstanden werden, dass die räumlich relativen Begriffe verschiedene Orientierungen der Vorrichtung im Gebrauch oder Betrieb zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Orientierung mit umfassen sollen. Zum Beispiel, wenn die Vorrichtung in den Figuren umgedreht wird, würden dann als „unterhalb” oder ”unter” anderen Elementen oder Merkmalen beschriebene Elemente „oberhalb” den anderen Elementen oder Merkmalen sein. Somit kann der Begriff ”unterhalb” sowohl eine Orientierung oberhalb als auch unterhalb umfassen. Die Vorrichtung kann anders orientiert sein (um 90° gedreht oder in anderen Orientierungen) und die räumlich relativen Deskriptoren, die hier verwendet werden, können dementsprechend interpretiert werden.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte werden hier beschrieben mit Bezug auf Querschnittsdarstellungen, die schematische Darstellungen von idealisierten Ausführungsformen (und Zwischenstrukturen) von beispielhaften Ausführungsformen sind. Von daher sind Abweichungen von den Formen der Darstellungen als ein Ergebnis von zum Beispiel Herstellungstechniken und/oder -toleranzen zu erwarten. Somit sollen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte nicht als auf die bestimmten Formen und Bereiche beschränkt ausgelegt werden, wie sie hier dargestellt sind, sondern sollen Abweichungen in Formen einschließen, die zum Beispiel von einer Herstellung resultieren. Dementsprechend sind die in den Figuren dargestellten Bereiche ihrer Natur nach schematisch und ihre Formen sollen nicht die tatsächliche Form eines Bereichs oder einer Vorrichtung darstellen und sollen den Umfang der beispielhaften Ausführungsformen nicht beschränken.
  • Es wird verstanden werden, dass obwohl hier die Begriffe „erste/erste/erstes”, „zweite/zweiter/zweites” usw. zum Beschreiben verschiedener Elemente verwendet werden, diese Elemente nicht durch diese Begriffe beschränkt sein sollen. Diese Begriffe werden nur verwendet zum Unterscheiden eines Elementes von einem anderen. Somit kann ein „erstes” Element auch als ein „zweites” Element beschrieben werden ohne von den Lehren der vorliegenden Ausführungsformen abzuweichen.
  • Außer es wird anders definiert, besitzen alle hier verwendeten Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) in die gleiche Bedeutung wie sie üblicherweise von einem Durchschnittsfachmann in dem Gebiet verstanden werden wird, zu dem dieses erfinderische Konzept gehört. Es wird weiter verstanden werden, dass Begriffe, wie zum Beispiel die in gewöhnlich verwendeten Wörterbüchern definierten, so interpretiert werden sollen, dass sie eine Bedeutung besitzen, die mit ihrer Bedeutung in dem Zusammenhang der relevanten Technik und/oder den vorliegenden Unterlagen konsistent ist, und nicht in einer idealisierten oder überformalen Art und Weise ausgelegt werden sollen, außer es wird hier so definiert.
  • Wie von der vorliegenden erfinderischen Gesamtheit gewürdigt, können Vorrichtungen und Verfahren zum Bilden von Vorrichtungen gemäß verschiedenen Ausführungsformen, die hier beschrieben sind, in mikroelektronischen Vorrichtungen, wie zum Beispiel integrierten Schaltungen, ausgebildet sein, wobei eine Mehrzahl von Vorrichtungen gemäß verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsformen in derselben mikroelektronischen Vorrichtung integriert sind. Dementsprechend können bei der mikroelektronischen Vorrichtung die hier dargestellten Querschnittsansichten in zwei verschiedenen Richtungen wiederholt werden, die nicht notwendigerweise zueinander orthogonal sind. Somit kann eine Draufsicht der mikroelektronischen Vorrichtung, die Vorrichtungen gemäß verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsformen ausbildet, eine Mehrzahl von den Vorrichtungen in einer Anordnung und/oder in einem zweidimensionalen Muster enthalten, die bzw. das auf der Funktionalität der mikroelektronischen Vorrichtung beruht.
  • Die Vorrichtungen gemäß verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsformen können über verschiedene Vorrichtungen verteilt sein je nach der Funktionalität der mikroelektronischen Vorrichtung. Darüber hinaus können mikroelektronische Vorrichtungen gemäß verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsformen in einer dritten Richtung wiederholt werden, die orthogonal zu den zwei verschiedenen Richtungen ist, zum Bereitstellen von dreidimensionalen integrierten Schaltungen.
  • Dementsprechend stützen die hier dargestellten Querschnittsansichten eine Mehrzahl von Vorrichtungen gemäß verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsformen, die sich in einer Draufsicht entlang zwei Richtungen und/oder in einer perspektivischen Ansicht in drei verschiedenen Richtungen erstrecken. Zum Beispiel wenn ein einzelner aktiver Bereich in einer Querschnittsansicht einer Vorrichtung/Struktur dargestellt ist, kann die Vorrichtung/Struktur darauf eine Mehrzahl von aktiven Bereichen und Transistorstrukturen (oder Bildsensorstrukturen, Speicherzellenstrukturen, Gatestrukturen usw. wie in dem Fall geeignet) enthalten, wie durch eine Draufsicht der Vorrichtung/Struktur veranschaulicht würde.
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptabschnitt eines Bildsensors 1 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellt.
  • Bezugnehmend auf 1 enthält der Bildsensor ein Halbleitersubstrat 200 mit einem ersten Pixelbereich P1 und mit einem zweiten Pixelbereich P2. Eine Vorrichtungsisolierschicht 202 kann auf dem Halbleitersubstrat 200 angeordnet sein. Die Vorrichtungsisolierschicht 200 kann den ersten Pixelbereich P1 und den zweiten Pixelbereich P2 definieren.
  • Das Halbleitersubstrat 200 kann zum Beispiel eines von einem massiven Substrat (Bulksubstrat), einer Epitaxieschicht und einem Silizium-auf-Isolator(SOI)-Substrat sein. Das Halbleitersubstrat 200 kann zum Beispiel Silizium enthalten. Außerdem kann das Halbleitersubstrat 200 ein Halbleiterelement wie zum Beispiel Germanium (Ge) oder einen Verbindungshalbleiter wie zum Beispiel Siliziumcarbid (SiC), Galliumsarsenid (GaAs), Indiumarsenid (InAs) und Indiumphosphid (InP) enthalten. Das Halbleitersubstrat 200 kann basierend auf einem Halbleitersubstrat eines ersten Leitfähigkeitstyps gebildet werden. Das Halbleitersubstrat 200 kann zum Beispiel ein p-dotiertes Halbleitersubstrat sein.
  • Ein fotoelektrischer Wandler 204 kann in dem Halbleitersubstrat 200 derart angeordnet sein, dass er jedem von dem ersten Pixelbereich P1 und dem zweiten Pixelbereich P2 entspricht. Der fotoelektrische Wandler 204 kann eine Fotodiode sein. Der fotoelektrische Wandler 204 kann einen ersten Störstellenbereich 204a und einen zweiten Störstellenbereich 204b enthalten. Der erste Störstellenbereich 204a kann tief von einer Oberfläche des Halbleitersubstrats 200 ausgebildet sein. Der zweite Störstellenbereich 204b kann in der Oberfläche des Halbleitersubstrats 200 flach ausgebildet sein. Der erste Störstellenbereich 204a und der zweite Störstellenbereich 204b können verschiedene Leitfähigkeitstypen besitzen. Zum Beispiel kann der erste Störstellenbereich 204a mit n-Störstellen dotiert sein, und kann der zweite Störstellenbereich 204b mit p-Störstellen dotiert sein.
  • Der fotoelektrische Wandler 204 kann Pixel enthalten, die rotes Licht und blaues Licht erfassen. Zum Beispiel kann ein Pixel, der rotes Licht erfasst, in dem ersten Pixelbereich P1 sein, und kann ein Pixel, der blaues Licht erfasst, in dem zweiten Pixelbereich P2 sein. Ein Speicherknotenbereich 206 kann in dem Halbleitersubstrat 200 derart angeordnet sein, dass er jedem von dem ersten Pixelbereich P1 und dem zweiten Pixelbereich P2 entspricht, während er von dem fotoelektrischen Wandler 204 beabstandet ist. Der Speicherknotenbereich 206 kann zum Beispiel mit n-Störstellen dotiert sein. Der Speicherknotenbereich 206 kann als ein einzelner dotierter Bereich ausgebildet sein und kann einen kleineren Bereich als der fotoelektrische Wandler 204 besitzen.
  • Eine Verdrahtungsstruktur 220 ist auf einer ersten Seite 201a des Halbleitersubstrats 200 angeordnet. Ein erstes Kontaktloch 215 kann in der Verdrahtungsstruktur 220 ausgebildet sein. Eine erste Seitenisolierschicht 211 kann auf einer Seite des ersten Kontaktlochs 215 ausgebildet sein. Eine erste Durchkontaktierung 213 kann das erste Kontaktloch 215 vollständig ausfüllen und kann die erste Seitenisolierschicht 211 berühren. Eine Weite des ersten Kontaktlochs 215 kann allmählich zunehmen je weiter es von der Oberfläche des Halbleitersubstrats 200 entfernt ist. Die erste Seitenisolierschicht 211 kann aus einem Oxid oder einem Nitrid ausgebildet sein. Die erste Durchkontaktierung 213 kann zum Beispiel aus einem metallischen Material, wie zum Beispiel Kupfer, Aluminium und Wolfram, ausgebildet sein.
  • Die Verdrahtungsstruktur 220 kann einen Pufferbereich 217 enthalten, der in Kontakt mit der ersten Durchkontaktierung 213 ist. Der Pufferbereich 217 kann elektrisch mit dem auf dem Halbleitersubstrat 200 ausgebildeten Speicherknoten 206 verbunden sein durch die erste Durchkontaktierung 213. Der Pufferbereich 217 kann zum Beispiel aus einem metallischen Material, wie zum Beispiel Kupfer, Aluminium und Wolfram, oder aus Kohlenstoffnanoröhrchen, ausgebildet sein.
  • Die Verdrahtungsstruktur 220 kann ein vorderseitiges Zwischenschichtdielektrikum 221 und eine Mehrzahl von vorderseitigen Leitungen 223 enthalten. Das vorderseitige Zwischenschichtdielektrikum 221 kann einen High-Density-Plasma(HDP)-Oxidfilm, Tetraethylorthosilikat(TEOS)-Oxidfilm, Tonen-Silazen (TOSZ), Spin-On-Glass (SOG), undotiertes Silikatglas (USG), eine Low-k-Dielektrikumsschicht usw. verwenden. Die Mehrzahl von vorderseitigen Leitungen 223 kann zum Beispiel aus einem metallischen Material, wie zum Beispiel Kupfer, Aluminium und Wolfram, ausgebildet sein.
  • Eine Trägerschicht 290 kann an der Verdrahtungsstruktur 220 angehaftet sein. Die Trägerschicht 290 kann verwendet werden, um dem Halbleitersubstrat 200, das durch ein Polierverfahren abgedünnt ist, Bereitstellen Festigkeit zu verleihen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 290 aus einem Siliziumoxid, einem Siliziumnitrid und/oder aus einem Halbleitermaterial ausgebildet sein.
  • Der Bildsensor 1 kann ein zweites Kontaktloch 225 enthalten, das das Halbleitersubstrat 200 durchdringt und sich durch dieses von einer zweiten Seite 201b des Halbleitersubstrats 200 zu dem Pufferbereich 217 erstreckt. Eine Weite des zweiten Kontaktlochs 205 und 20 kann allmählich zunehmen mit Annäherung der zweiten Seite 201b des Halbleitersubstrates 200 von dem Pufferbereich 217. Bei einigen Ausführungsformen kann das zweite Kontaktloch 225 derart ausgebildet sein, dass es die Vorrichtungsisolierschicht 202 durchdringt.
  • Eine zweite Seitenisolierschicht 227 kann auf einer Seite des zweiten Kontaktlochs 220 ausgebildet sein. Die zweite Seitenisolierschicht 225 kann aus einem Oxid oder aus einem Nitrid ausgebildet sein. Das zweite Kontaktloch kann mit einer zweiten Durchkontaktierung 229 gefüllt sein. Die zweite Durchkontaktierung 229 kann das zweite Kontaktloch 225 vollständig ausfüllen, um mit der zweiten Seitenisolierschicht 227 in Kontakt zu sein. Dementsprechend kann die zweite Durchkontaktierung 229 das Halbleitersubstrat 200 durchdringen. Die zweite Durchkontaktierung 229 kann zum Beispiel aus einem metallischen Material, wie zum Beispiel Kupfer, Aluminium und Wolfram, ausgebildet sein.
  • Eine Pfeilerschicht bzw. Studschicht 230, die elektrisch mit der zweiten Durchkontaktierung 229 verbunden ist, kann auf der zweiten Seite 201b des Halbleitersubstrates 200 ausgebildet sein. Die Pfeilerschicht 230 kann eine auf der zweiten Seite 201b des Halbleitersubstrates 200 ausgebildete erste Pfeilerschicht 231 und eine auf der ersten Pfeilerschicht ausgebildete zweite Pfeilerschicht 233 enthalten. Die zweite Pfeilerschicht 233 kann derart ausgebildet sein, dass sie Seiten- und Oberseitenflächen der ersten Pfeilerschicht 231 umgibt, wodurch sie eine größere Weite besitzt als die der ersten Pfeilerschicht 231. Die erste Pfeilerschicht 231 und die zweite Pfeilerschicht 233 können aus unterschiedlichen metallischen Materialien ausgebildet sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Pfeilerschicht 231 aus Wolfram ausgebildet sein und kann die zweite Pfeilerschicht 233 aus Aluminium ausgebildet sein. Die Pfeilerschicht 230 kann eine erste Weite W1 aufweisen. Wenn die zweite Pfeilerschicht 233 eine größere Weite als die der ersten Pfeilerschicht 231 besitzt, kann die zweite Pfeilerschicht 233 die erste Weite W1 besitzen.
  • Obwohl die erste Weite W1 der zweiten Pfeilerschicht in 1 so dargestellt ist, dass sie im Wesentlichen konstant über die Höhe der zweiten Pfeilerschicht 233 ist, kann die zweite Pfeilerschicht 233 alternativ abgeschrägt/sich verjüngend in Richtung zu einer überlagernden unteren transparenten Elektrodenschicht 266 sein. Zum Beispiel können Seitenwände der zweiten Pfeilerschicht 233 sich verjüngend sein hin zu (d. h. Ein Abstand zwischen den Seitenwänden kann sich verringern mit Annäherung der Seitenwände an) die untere transparente Elektrodenschicht 266. Zusätzlich oder alternativ kann die Pfeilerschicht 230 hier als eine „metallische Struktur” oder als ein „metallischer Bereich” bezeichnet werden und ist nicht auf den Begriff „Pfeiler” beschränkt.
  • Eine Farbfilterschicht 240 kann auf der zweiten Seite 201b des Halbleitersubstrates 200 ausgebildet sein. Die Farbfilterschicht 240 kann zulassen, dass durch eine Mikrolinse 280 einfallendes Licht hindurchgeht, wodurch sie ermöglicht, dass nur Licht mit einer geforderten Wellenlänge auf den fotoelektrischen Wandler 204 durch die zweite Seite 201b einfällt. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Antireflexionsschicht zwischen der zweiten Seite 201b und der Farbfilterschicht 240 des Halbleitersubstrates 200 ausgebildet sein, um Licht zu ermöglichen, auf den fotoelektrischen Wandler 204 einzufallen durch Verringern/Verhindern der Reflexion von Licht. Die Antireflexionsschicht kann zum Beispiel aus Siliziumoxynitrid (SiON), Siliziumcarbid (SiC), Siliziumcarbonnitrid (SiCN), Siliziumoxycarbid (SiCO) usw. ausgebildet sein.
  • Die Farbfilterschicht 240 kann eine erste Farbfilterschicht 241 und eine zweite Farbfilterschicht 243 enthalten. Die erste Farbfilterschicht 241 und die zweite Farbfilterschicht 243 können in dem ersten Pixelbereich P1 und dem zweiten Pixelbereich P2 derart angeordnet sein, dass sie den darin ausgebildeten fotoelektrischen Wandlern 204 jeweils entsprechen. Bei einigen Ausführungsformen kann die in dem ersten Pixelbereich P1 angeordnete erste Farbfilterschicht 241 ein roter (R) Farbfilter sein und kann die in dem zweiten Pixelbereich P2 angeordnete zweite Farbfilterschicht 243 ein blauer (B) Farbfilter sein. Dementsprechend lässt der erste Pixelbereich P1 Licht mit einer roten Wellenlänge durch, um der roten Wellenlänge zu ermöglichen, an dem fotoelektrischen Wandler 204 anzukommen. Außerdem lässt der zweite Pixelbereich P2 Licht mit einer blauen Wellenlänge durch, um der blauen Wellenlänge zu ermöglichen, an dem fotoelektrischen Wandler 204 anzukommen.
  • Die Farbfilterschicht 240 kann derart ausgebildet sein, dass sie eine Oberseitenfläche mit einem niedrigeren Niveau als die der Pfeilerschicht 230 besitzt. Das bedeutet, dass eine Höhe der Farbfilterschicht 240 einen geringeren Wert aufweisen kann als die der Pfeilerschicht 230.
  • Eine Beschichtungsschicht 245, welche die Farbfilterschicht 240 bedeckt, kann auf der zweiten Seite 201b des Halbleitersubstrates 200 ausgebildet sein. Die Beschichtungsschicht 245 kann gebildet werden durch Bilden einer Beschichtungsmaterialschicht, welche eine Oberseite des Halbleitersubstrates 200 bedeckt, auf dem die Pfeilerschicht 230 und die Farbfilterschicht 240 ausgebildet sind, und durch Durchführen eines Planarisierungsverfahrens. Die Beschichtungsschicht 245 kann eine Oberseitenfläche der Pfeilerschicht 230 freilassen. Die Beschichtungsschicht 245 und die Pfeilerschicht 230 können Oberseitenflächen mit gleichem Niveau besitzen. Das bedeutet, dass die Oberseitenflächen der Beschichtungsschicht 245 und die Pfeilerschicht 230 Ebenen mit dem gleichen Niveau bilden können (d. h., dass die oberseitigen Oberflächen koplanar sein können). Die Beschichtungsschicht 245 kann gebildet werden durch Bilden der Beschichtungsmaterialschicht und anschließendes Entfernen eines Teils der Beschichtungsmaterialschicht bis die Oberseitenfläche der Pfeilerschicht 230 freigelegt ist. Die Beschichtungsschicht 245 kann aus einem transparenten organischen Material ausgebildet sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die Beschichtungsschicht 245 aus Harz ausgebildet sein. Die Beschichtungsschicht 245 kann auf einer Oberseite von (zum Beispiel kann sie direkt Oberseitenflächen berühren von) einer Mehrzahl von Farbfilterschichten 240.
  • Die Beschichtungsschicht 245 kann hier als eine „transparente Schicht” bezeichnet werden und ist nicht auf den Begriff „Beschichtung” beschränkt. Zusätzlich oder alternativ kann die Beschichtungsschicht 245 eine Siliziumoxidschicht sein.
  • Eine Isolations-Isolierschicht 260c mit einer Mehrzahl von Öffnungen 262H ist auf der Beschichtungsschicht 245 ausgebildet. Die Mehrzahl von Öffnungen 262H können durch die Isolations-Isolierschicht 260c hindurchgehen.
  • Die Isolations-Isolierschicht 260c kann zum Beispiel aus einem Oxid ausgebildet sein. Die Isolations-Isolierschicht 260c kann eine Basisschicht 262 und eine auf der Basisschicht 262 ausgebildete Isolationsschicht 264 enthalten. Die Basisschicht 262 kann die Öffnung 262H besitzen, die zumindest einen Teil der Pfeilerschicht 230 freilässt. Ein Isolationsraum 260D, der durch die Isolations-Isolierschicht 260c, d. h. durch die Basisschicht 262 und die Isolationsschicht 264 definiert ist, kann ausgebildet sein. Eine Mehrzahl von solchen Isolationsräumen 260D kann derart ausgebildet sein, dass sie einer Mehrzahl von Pixelbereichen P1 und P2 entsprechen.
  • Der Isolationsraum 260D bezieht sich auf einen Abschnitt/eine Region/einen Bereich zwischen einem Bodenflächenniveau und einem Oberseitenflächenniveau der Isolations-Isolierschicht 260c, in dem bzw. der die Isolations-Isolierschicht 260c nicht ausgebildet ist. Das heißt der Isolationsraum 260D kann einen Raum, der von der Isolationsschicht 264 umgeben ist zwischen Niveaus einer Oberseitenfläche der Basisschicht 262 und einer Oberseitenfläche der Isolationsschicht 264, sowie einen Raum in der Öffnung 262H enthalten. Die Mehrzahl von Isolationsräumen 260D, die voneinander isoliert sind, kann derart ausgebildet sein, dass sie einer Mehrzahl von Pixelbereichen P1 und P2 entspricht. D. h., dass jeder von der Mehrzahl von Isolationsräumen 260D derart ausgebildet sein kann, dass er einem jeweiligen der Mehrzahl von fotoelektrischen Wandlern 204 entspricht.
  • Eine zweite Weite W2, die eine Weite der Öffnung 262H ist, kann einen kleineren Wert besitzen als der der ersten Weite W1 der Pfeilerschicht 230. Die Beschichtungsschicht 245 kann nicht freiliegend sein, und eine Oberseitenfläche davon kann vollständig bedeckt sein aufgrund der Isolations-Isolierschicht 260c mit den Öffnungen 262H. Das bedeutet, dass die Oberseitenfläche der Beschichtungsschicht 245 vollständig bedeckt sein kann von der Isolations-Isolierschicht 260c, sodass sie an einer Unterseite der Öffnung 262H nicht freiliegend ist. Jedoch kann bei einigen Ausführungsformen ein Teil der Beschichtungsschicht 245 freigelegt sein an der/durch die Unterseite der Öffnung 262H.
  • Eine untere transparente Elektrodenschicht 266, die den Isolationsraum 260D füllt, ist auf der Isolations-Isolierschicht 260c ausgebildet. Die untere transparente Elektrodenschicht 266 kann einen unteren Kontakt 266C, der ein Inneres der Öffnung 262H füllt, und eine untere Elektrode 266E, die mit der unteren Elektrode 266C verbunden ist und auf der Oberseitenflächen der Basisschicht 262 angeordnet ist, enthalten.
  • Das bedeutet, dass die untere transparente Elektrodenschicht 266 unter Verwendung eines Dual-Damascene-Verfahrens derart gebildet werden kann, dass sie den Isolationsraum 260D füllt. Dementsprechend können der untere Kontakt 266C und die untere Elektrode 266E gleichzeitig/integral gebildet werden. Eine Oberseitenflächen der unteren transparenten Elektrodenschicht 266 und ein oberstes Ende der Isolations-Isolierschicht 260c können das gleiche Niveau besitzen. Die Oberseitenfläche der unteren transparenten Elektrodenschicht 266 und die Oberseitenfläche der Isolationsschicht 264 können das gleiche Niveau besitzen. Das bedeutet, dass die Oberseitenfläche der unteren transparenten Elektrodenschicht 266 und die Oberseitenfläche der Isolationsschicht 264 Ebenen mit dem gleichen Niveau bilden können (d. h. die Oberseitenflächen können koplanar sein).
  • Aufgrund der Isolationsschicht 264 kann die untere transparente Elektrodenschicht 266 getrennt sein, um so jedem von dem ersten Pixelbereich P1 und dem zweiten Pixelbereich P2 zu entsprechen. D. h., dass eine Mehrzahl von solchen unteren transparenten Elektrodenschichten 266 derart ausgebildet sein kann, dass sie der Mehrzahl von Pixelbereichen P1 und P2 entspricht. Im Einzelnen können der untere Kontakt 266C und die untere Elektrode 266E, welche die, einen einzelnen Isolationsraum 260D füllende, untere transparente Elektrodenschicht 266 bilden, integral gebildet werden.
  • Die Beschichtungsschicht 245 kann an der Unterseite der Öffnung 262H nicht freiliegend sein. In diesem Fall kann die Beschichtungsschicht 245 von der unteren transparenten Elektrodenschicht 266 beabstandet sein, um nicht mit dieser in Kontakt zu sein. Jedoch kann bei einigen Ausführungsformen ein Teil der Beschichtungsschicht 245 mit der unteren transparenten Elektrodenschicht 266 in Kontakt sein.
  • Eine organische fotoelektrische Schicht 272 ist auf der unteren transparenten Elektrodenschicht 266 ausgebildet. Die organische fotoelektrische Schicht 272 kann integral auf einer Mehrzahl von unteren transparenten Elektrodenschichten 266 ausgebildet sein. Die organische fotoelektrische Schicht 272 kann aus einem organischen Material ausgebildet sein, das eine fotoelektrische Änderung nur bei Licht mit einer bestimmten Wellenlänge bewirkt. Zum Beispiel kann die organische fotoelektrische Schicht 272 die fotoelektrische Änderung nur bei einer Wellenlänge von grünem Licht bewirken. Zum Beispiel kann die organische fotoelektrische Schicht 272 eine maximale Absorptionswellenlänge λmax von etwa 500 Nanometern (nm) bis etwa 600 nm in beiden von dem ersten und dem zweiten Pixelbereich P1 und P2 zeigen.
  • Die organische fotoelektrische Schicht 272, bei der ein p-dotiertes Halbleitermaterial und ein n-dotiertes Halbleitermaterial einen flachen pn-Übergang oder einen Bulk-Heteroübergang bilden, kann aus einer einzelnen Schicht oder aus mehreren Schichten ausgebildet sein, und ist eine Schicht, die einfallendes Licht aufnimmt, ein Exziton erzeugt und dann das erzeugte Exziton in ein positives Loch und in ein Elektron trennt.
  • Das p-dotierte Halbleitermaterial und das n-dotierte Halbleitermaterial können jeweils Licht eines grünen Wellenlängenbereichs absorbieren und können jeweils einen maximalen Absorptionspeak in einem Wellenlängenbereich von etwa 500 nm bis etwa 600 nm aufweisen.
  • Das p-dotierte Halbleitermaterial und das n-dotierte Halbleitermaterial können zum Beispiel jeweils eine Bandlücke innerhalb des Bereichs von etwa 1,5 eV bis etwa 3,5 eV besitzen, und können innerhalb dieses Bereichs jeweils eine Bandlücke innerhalb des Bereichs von etwa 2,0 eV bis etwa 2,5 eV besitzen. Das p-dotierte Halbleitermaterial und das n-dotierte Halbleitermaterial können das Licht des grünen Wellenlängenbereichs absorbieren, indem sie die Bandlücke innerhalb des Bereichs besitzen und insbesondere jeweils den maximalen Absorptionspeak in einem Wellenlängenbereich von etwa 500 nm bis etwa 600 nm zeigen.
  • Das p-dotierte Halbleitermaterial und das n-dotierte Halbleitermaterial können jeweils eine Halbwertsbreite (FWHM) von etwa 50 nm bis etwa 150 nm in einer Lichtabsorptionskurve aufweisen. Hierbei ist die FWHM eine Breite einer Wellenlänge, die einer Hälfte eines maximalen Lichtabsorptionspunkts entspricht. Eine schmale FWHM zeigt an, dass Licht in einem schmalen Wellenlängenbereich selektiv absorbiert wird, in einer solchen Art und Weise, dass die Wellenlängenselektivität hoch ist. Mit einer FWHM in dem Bereich, kann die Selektivität für den grünen Wellenlängenbereich hoch sein.
  • Eine Differenz zwischen einem Energieniveau eines untersten nicht besetzten Molekülorbitals (LUMO) des p-dotierten Halbleitermaterials und eines LUMO-Energieniveaus des n-dotierten Halbleitermaterials kann in einem Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,7 eV liegen. Zum Beispiel kann innerhalb dieses Bereichs die Differenz in einem Bereich von etwa 0,3 bis etwa 0,5 eV liegen. Da das p-dotierte Halbleitermaterial und das n-dotierte Halbleitermaterial der organischen fotoelektrischen Schicht 272 die Differenz innerhalb dieses Bereichs in dem LUMO-Energieniveau besitzen, kann die externe Quanteneffizienz (EQE) verbessert sein und kann die EQE gemäß der angelegten Spannung gesteuert werden.
  • Das p-dotierte Halbleitermaterial kann zum Beispiel eine Verbindung, wie zum Beispiel N,N'-Dimethyl-Quinacridon (DMQA) und Derivate davon, Diindenoperylen und Dibenzo{[f,f']-4,4',7,7'-Tetraphenyl}Diindeno[1,2,3-cd:1',2',3'-1m]Perylen enthalten, aber ist nicht darauf beschränkt. Das n-dotierte Halbleitermaterial kann zum Beispiel eine Verbindung sein wie zum Beispiel Dicyanovinyl-Terthiophen (DCV3T) und Derivate davon, Perylen-Diimid-Phtalocyanin und Derivate davon, Subphtalocyanin und Derivate davon, Bordiphyrromethen (BODIPY) und Derivate davon, aber ist nicht darauf beschränkt.
  • Die organische fotoelektrische Schicht 272 kann eine Einzelschicht sein und kann eine Mehrfachschicht sein. Die organische fotoelektrische Schicht 272 kann zum Beispiel verschiedene Kombinationen aufweisen, wie zum Beispiel eine intrinsische Schicht (i-Schicht), eine p-dotierte Schicht/i-Schicht, eine i-Schicht/n-dotierte Schicht, eine p-dotierte Schicht/i-Schicht/n-dotierte Schicht, eine p-dotierte Schicht/n-dotierte Schicht usw.
  • Die i-Schicht kann die p-dotierte Halbleiterverbindung und die n-dotierte Halbleiterverbindung, die in einem Verhältnis von etwa 1:100 bis etwa 100:1 gemischt sind, enthalten. Innerhalb dieses Bereichs kann das Verhältnis von etwa 1:50 bis etwa 50:1 sein. Innerhalb dieses Bereichs kann das Verhältnis von etwa 1:10 bis etwa 10:1 sein. Zum Beispiel kann das Verhältnis innerhalb dieses Bereichs etwa 1:1 sein. Da ein p-dotierter Halbleiter und ein n-dotierter Halbleiter ein Zusammensetzungsverhältnis innerhalb dieses Verhältnisses besitzen, kann ein Exziton effektiv erzeugt werden und ein pn-Übergang kann gemäß gewünschten Spezifikationen ausgebildet sein.
  • Eine p-dotierte Schicht kann die p-dotierte Halbleiterverbindung enthalten, und eine n-dotierte Schicht kann die n-dotierte Halbleiterverbindung enthalten.
  • Die organische fotoelektrische Schicht 272 kann zum Beispiel eine Dicke von etwa 1 nm bis etwa 500 nm besitzen. Bei einigen Ausführungsformen kann die organische fotoelektrische Schicht 272 eine Dicke von etwa 5 nm bis etwa 300 nm besitzen. Die organische fotoelektrische Schicht 272 kann eine Dicke besitzen, die in der Lage ist, die fotoelektrische Umwandlungseffizienz effektiv zu verbessern durch effektives Absorbieren von Licht und effektives Trennen und Übertragen von positiven Löchern und Elektronen.
  • Eine obere transparente Elektrodenschicht 274 ist auf der organischen fotoelektrischen Schicht 272 ausgebildet. Die obere transparente Elektrodenschicht 274 kann zum Beispiel ausgebildet sein aus Indiumzinnoxid (ITO), Indiumzinkoxid (IZO), Zinkoxid (ZnO), Zinnoxid (SnO2), Antimon-dotiertes Zinnoxid (ATO), Aluminium-dotiertes Zinkoxid (AZO), Gallium-dotiertes Zinkoxid (GZO), Titandioxid (TiO2) oder Fluor-dotiertes Zinnoxid (FTO). Die obere transparente Elektrodenschicht 274 kann integral quer über den ersten Pixelbereich P1 und den zweiten Pixelbereich P2 ausgebildet sein.
  • Die Mikrolinse 280, die der Farbfilterschicht 240 entspricht, ist auf der oberen transparenten Elektrodenschicht 274 ausgebildet. Die Mikrolinse 280 kann derart ausgebildet sein, dass sie die entsprechende Farbfilterschicht 240 überlappt. Eine Mehrzahl von solchen Mikrolinsen 280 kann derart ausgebildet sein, dass sie einer Mehrzahl von jeweiligen Farbfilterschichten 240 entspricht. Die Mikrolinse 280 kann einen Pfad des auf Bereiche außer (zum Beispiel auf andere als) den fotoelektrischen Wandler 204 einfallendes Licht ändern, und kann das Licht auf den fotoelektrischen Wandler 204 bündeln.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann eine Schutzschicht 278 weiter zwischen der Mikrolinse 280 und der oberen transparenten Elektrodenschicht 274 ausgebildet sein. Die Schutzschicht 278 kann aus einem transparenten isolierenden Material ausgebildet sein.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptabschnitt eines Bildsensors 2 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellt. Bei der Beschreibung von 2 können Inhalte/Beschreibungen, die mit Bezug auf 1 wiederholt würden, weggelassen werden.
  • Bezug nehmend auf 2 enthält der Bildsensor 2 ein Halbleitersubstrat 300 mit einem ersten Pixelbereich P1 und einem zweiten Pixelbereich P2. Eine Vorrichtungsisolationsschicht 302 kann auf dem Halbleitersubstrat 300 angeordnet sein. Die Vorrichtungsisolationsschicht 302 kann den ersten Pixelbereich P1 und den zweiten Pixelbereich P2 definieren.
  • Ein fotoelektrischer Wandler 304 kann in dem Halbleitersubstrat 300 derart angeordnet sein, dass er jedem von dem ersten Pixelbereich P1 und dem zweiten Pixelbereich P2 entspricht. Der fotoelektrische Wandler 304 kann eine Fotodiode sein. Der fotoelektrische Wandler 304 kann einen ersten Störstellenbereich 304a und einen zweiten Störstellenbereich 304b enthalten. Der erste Störstellenbereich 304a kann tief von einer Oberseitenfläche des Halbleitersubstrates 300 ausgebildet sein. Der zweite Störstellenbereich 304b kann flach an der Oberseitenfläche des Halbleitersubstrates 300 ausgebildet sein. Der erste Störstellenbereich 304a und der zweite Störstellenbereich 304b können verschiedene Leitfähigkeitstypen besitzen. Zum Beispiel kann der erste Störstellenbereich 304a mit n-Störstellen dotiert sein und kann der zweite Störstellenbereich 304b mit p-Störstellen dotiert sein.
  • Der fotoelektrische Wandler 304 kann in Pixeln angeordnet sein, die rotes Licht und blaues Licht erfassen. Zum Beispiel kann ein Pixel, der rotes Licht erfasst, der erste Pixelbereich P1 sein, und kann ein Pixel, der blaues Licht erfasst, der zweite Pixelbereich P2 sein. Ein Speicherknotenbereich 304 kann in dem Halbleitersubstrat 300 derart angeordnet sein, dass er jedem von dem ersten Pixelbereich P1 und dem zweiten Pixelbereich P2 entspricht, während er von dem fotoelektrischen Wandler 304 beabstandet ist. Der Speicherknotenbereich 306 kann zum Beispiel mit n-Störstellen dotiert sein. Der Speicherknotenbereich 306 kann als ein einzelner dotierter Bereich ausgebildet sein und kann einen kleineren Bereich habe als der des fotoelektrischen Wandlers 304.
  • Eine Zwischenschicht-Dielektrikumsstruktur 310 kann auf dem Halbleitersubstrat 300 angeordnet sein. Die Zwischenschicht-Dielektrikumsstruktur 310 kann eine Mehrzahl von Zwischenschicht-Dielektrika 311, 312, 313 und 314 enthalten, die nacheinander auf dem Halbleitersubstrat 300 angeordnet sind, sowie einen Ätzstopper 316, der auf einer Oberseitenfläche der Mehrzahl von Zwischenschicht-Dielektrika (zum Beispiel von dielektrischen Schichten) 311, 312, 313 und 314 angeordnet ist. Bei einigen Ausführungsformen kann das Zwischenschicht-Dielektrikum 314 an einem obersten Ende der Mehrzahl von Zwischenschicht-Dielektrika 311, 312, 313 und 314 dicker ausgebildet sein als die anderen Zwischenschicht-Dielektrika 311, 312 und 313. Die Mehrzahl von Zwischenschicht-Dielektrika 311, 312, 313 und 314 können aus Oxiden ausgebildet sein. Zum Beispiel kann die Mehrzahl von Zwischenschicht-Dielektrika 311, 312, 313 und 314 aus einem HDP-Oxidfilm, einem TEOS-Oxidfilm, TOSZ, SOG, USG, einer Low-k-Dielektrikumsschicht usw. ausgebildet sein. Der Ätzstopper 316 kann aus einem Siliziumnitridfilm oder einem Siliziumoxynitridfilm ausgebildet sein.
  • Eine Verdrahtungsstruktur 320 ist in jedem von dem ersten Pixelbereich P1 und dem zweiten Pixelbereich P2 auf dem Halbleitersubstrat 300 angeordnet. Die Verdrahtungsstruktur 320 kann zum Beispiel aus einem metallischen Material, wie zum Beispiel Kupfer, Aluminium und Wolfram, ausgebildet sein. Zum Beispiel kann die Verdrahtungsstruktur 320 Zwischenschicht-Leitungen 321, die in zumindest einem Teil der Mehrzahl von Zwischenschicht-Dielektrika 311, 312, 313 und 314 angeordnet sind, sowie Durchkontaktierungen 323 enthalten, die durch die Mehrzahl von Zwischenschicht-Dielektrika 311, 312, 313 und 314 hindurchgehen und die die Zwischenschicht-Leitungen 321 verbinden. Die Durchkontaktierungen 323 können eine unterste Durchkontaktierung 323a, eine mittlere Durchkontaktierung 323b und eine oberste Durchkontaktierung 323c enthalten. Die unterste Durchkontaktierung 323a kann mit dem Speicherknotenbereich 306 in Kontakt sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann eine Puffer-Durchkontaktierung 325 zwischen der untersten Durchkontaktierung 323a und dem Speicherknotenbereich 306 vorgesehen sein. Die Puffer-Durchkontaktierung 325 kann zum Beispiel Kohlenstoffnanoröhrchen enthalten. Die Puffer-Durchkontaktierung 325 kann zum Beispiel ein Material mit einer Austrittsarbeit vorsehen, die zwischen der eines Metalls und von Silizium ist, zum Verringern einer Energiebarriere zwischen dem Halbleitersubstrat 300 und der Verdrahtungsstruktur 320, wodurch ein geeigneter ohmscher Kontakt bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann eine Austrittsarbeit von Silizium in dem Halbleitersubstrat 300 4,05 eV sein, kann eine Austrittsarbeit eines Metalls in der Verdrahtungsstruktur 320 in einem Bereich von etwa 4,50 eV bis etwa 5,0 eV sein (zum Beispiel kann eine Austrittsarbeit von Kupfer 4,70 eV sein), und kann eine Austrittsarbeit der Puffer-Durchkontaktierung 325 (zum Beispiel Kohlenstoff-Nanoröhrchen) in einem Bereich von etwa 4,3 eV bis etwa 4,8 eV sein. Die Puffer-Durchkontaktierung 325 kann eine Energiebarriere zwischen dem Silizium und dem Metall verringern, um Elektronen und/oder positiven Löchern zu erlauben, besser zu dem Speicherknotenbereich 306 durch die Verdrahtungsstruktur 320 übertragen zu werden.
  • Eine Pfeilerschicht bzw. Studschicht 330, die elektrisch mit der obersten Durchkontaktierung 323c verbunden ist, kann auf der Zwischenschicht-Dielektrikumsstruktur 310 ausgebildet sein. Die Pfeilerschicht 330 kann eine erste Pfeilerschicht 331, die auf der Zwischenschicht-Dielektrikumsstruktur 310 ausgebildet ist, und eine zweite Pfeilerschicht 333 enthalten, die auf der ersten Pfeilerschicht 331 ausgebildet ist. Die zweite Pfeilerschicht 333 kann eine größere Weite besitzen als die der ersten Pfeilerschicht 331, um Seiten- und Oberseitenflächen der ersten Pfeilerschicht 331 zu umgeben. Die erste Pfeilerschicht 331 und die zweite Pfeilerschicht 333 können aus verschiedenen metallischen Materialien ausgebildet sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Pfeilerschicht 331 aus Wolfram ausgebildet sein, und kann die zweite Pfeilerschicht 333 aus Aluminium ausgebildet sein. Die Pfeilerschicht 330 kann eine erste Weite W1 besitzen. Wenn die zweite Pfeilerschicht 333 eine größere Weite besitzt als die der ersten Pfeilerschicht 331, kann die zweite Pfeilerschicht 333 die erste Weite W1 besitzen.
  • Eine Farbfilterschicht 340 kann auf der Zwischenschicht-Dielektrikumsstruktur 310 ausgebildet sein. Die Farbfilterschicht 340 kann durch eine Mikrolinse 380 einfallendes Licht durchlassen, um nur Licht mit einer geforderten Wellenlänge zu erlauben, auf den fotoelektrischen Wandler 304 einzufallen. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Antireflexionsschicht zwischen der Zwischenschicht-Dielektrikumsstruktur 310 und der Farbfilterschicht 340 ausgebildet sein, um auf den fotoelektrischen Wandler 304 einfallendes Licht durch Verringern/Verhindern der Reflexion von Licht zu ermöglichen. Die Antireflexionsschicht kann zum Beispiel aus SiON, SiC, SiCN, SiCO usw. ausgebildet sein.
  • Die Farbfilterschicht 340 kann eine erste Farbfilterschicht 341 und eine zweite Farbfilterschicht 343 enthalten. Die erste Farbfilterschicht 341 und die zweite Farbfilterschicht 343 können in dem Pixelbereich P1 bzw. in dem zweiten Pixelbereich P2 angeordnet sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die in dem ersten Pixelbereich P1 angeordnete erste Farbfilterschicht 341 ein roter (R) Farbfilter sein, und kann die in dem zweiten Pixelbereich P2 angeordnete zweite Farbfilterschicht 343 ein blauer (B) Farbfilter sein. Dementsprechend lässt der erste Pixelbereich P1 Licht mit einer roten Wellenlänge durch, um der roten Wellenlänge zu erlauben, an dem fotoelektrischen Wandler 304 anzukommen. Außerdem lässt der zweite Pixelbereich P2 Licht mit einer blauen Wellenlänge durch, um der blauen Wellenlänge zu erlauben, an dem fotoelektrischen Wandler 304 anzukommen.
  • Die Farbfilterschicht 340 kann eine Oberseitenfläche mit einem niedrigeren Niveau als die der Pfeilerschicht 330 aufweisen. Das bedeutet, dass eine Höhe der Farbfilterschicht 340 einen geringeren Wert haben kann als die der Pfeilerschicht 330.
  • Eine Beschichtungsschicht 345 kann auf der Zwischenschicht-Dielektrikumsstruktur 310 ausgebildet sein. Die Beschichtungsschicht 345 kann die Farbfilterschicht 340 bedecken. Die Beschichtungsschicht 345 kann gebildet werden durch Bilden einer Beschichtungsmaterialschicht, die eine Oberseite der Zwischenschicht-Dielektrikumsstruktur 310 bedeckt, auf der die Pfeilerschicht 330 und die Farbfilterschicht 340 ausgebildet sind, und Durchführen eines Planarisierungsverfahrens. Die Beschichtungsschicht 345 kann eine Oberseitenfläche der Pfeilerschicht 330 freilassen. Die Beschichtungsschicht 345 und die Pfeilerschicht 330 können Oberseitenflächen mit gleichem Niveau aufweisen. Das bedeutet, dass die Oberseitenflächen der Beschichtungsschicht 345 und der Pfeilerschicht 330 Ebenen mit dem gleichen Niveau bilden können (d. h. die Oberseitenflächen können koplanar sein). Die Beschichtungsschicht 345 kann gebildet werden durch Bilden der Beschichtungsmaterialschicht und dann Entfernen eines Teils der Beschichtungsmaterialschicht bis die Oberseitenfläche der Pfeilerschicht 330 freigelegt ist. Die Beschichtungsschicht 345 kann auf (zum Beispiel kann sie in Kontakt mit Oberseitenflächen von) einer Mehrzahl von Farbfilterschichten 340 sein. Die Beschichtungsschicht 345 kann hier als eine „transparente Schicht” bezeichnet werden und ist nicht auf den Begriff „Beschichtung” beschränkt. Zusätzlich oder alternativ kann die Beschichtungsschicht 245 eine Siliziumoxidschicht sein.
  • Eine Isolations-Isolierschicht 360c kann auf der Zwischenschicht-Dielektrikumsstruktur 310 ausgebildet sein, auf der die Beschichtungsschicht 345 ausgebildet ist. Die Isolations-Isolierschicht 360c kann zum Beispiel aus einem Oxid ausgebildet sein. Die Isolations-Isolierschicht 360c kann eine Basisschicht 362 und eine auf der Basisschicht 362 ausgebildete Isolationsschicht 364 enthalten. Die Basisschicht 362 kann eine Öffnung 362H aufweisen, die zumindest einen Teil der Pfeilerschicht 330 freilegt. Ein Isolationsraum 360D, der durch die Isolations-Isolierschicht 360c, d. h. die Basisschicht 362 und die Isolationsschicht 364, definiert ist, kann ausgebildet sein. Eine Mehrzahl von solchen Isolationsräumen 360D kann derart ausgebildet sein, dass sie der Mehrzahl von Pixelbereichen P1 und P2 entspricht.
  • Der Isolationsraum 360D bezieht sich auf einen Abschnitt/eine Region/einen Bereich zwischen einem Bodenflächenniveau und einem Oberseitenflächenniveau der Isolations-Isolierschicht 360c, in dem/der die Isolations-Isolierschicht 360c nicht ausgebildet ist. Das bedeutet, dass der Isolationsraum 360D einen von der Isolationsschicht 364 umgebenen Raum zwischen Niveaus einer Oberseitenfläche der Basisschicht 362 und eine Oberseitenfläche der Isolationsschicht 364 sowie einen Raum in der Öffnung 362H enthalten kann. Die Mehrzahl der Isolationsräume 360D, die voneinander isoliert sind, können der Mehrzahl von Pixelbereichen P1 und P2 entsprechend ausgebildet sein. Das bedeutet, dass jeder von der Mehrzahl von Isolationsräumen 360D einem jeweiligen der Mehrzahl von fotoelektrischen Wandlern 304 entsprechend ausgebildet sein kann.
  • Eine zweite Weite W2, die die Weite der Öffnung 362H ist, kann einen geringeren Wert als der der ersten Weite W1 der Pfeilerschicht 330 aufweisen. Die Beschichtungsschicht 345 kann nicht freigelegt sein und eine Oberseitenfläche davon kann vollständig bedeckt sein aufgrund der Isolations-Isolierschicht 360c mit der Öffnung 362H. Das bedeutet, dass die Oberseitenfläche der Beschichtungsschicht 345 vollständig abgedeckt sein kann von der Isolations-Isolierschicht 360c, sodass sie an einer Unterseite der Öffnung 362H nicht freiliegend ist. Jedoch kann bei einigen Ausführungsformen ein Teil der Beschichtungsschicht 345 an der Unterseite der Öffnung 362H, die unten im Detail mit Bezug auf 8 beschrieben ist, freiliegend sein.
  • Eine untere transparente Elektrodenschicht 366, die den Isolationsraum 360D ausfüllt, kann auf der Isolations-Isolierschicht 360c ausgebildet sein. Diese untere transparente Elektrodenschicht 366 kann zum Beispiel aus ITO, IZO, ZnO, SnO2, ATO, AZO, GZO, TiO2 oder FTO ausgebildet sein. Das bedeutet, dass die untere transparente Elektrodenschicht 366 zum Füllen des Isolationsraums 360D unter Verwendung eines Dual-Damascene-Verfahrens gebildet werden kann. Die untere transparente Elektrodenschicht 366 kann gebildet werden durch Bilden einer unteren transparenten Materialschicht, die eine Oberseite der Isolations-Isolierschicht 360c bedeckt zum Füllen des Isolationsraums 360D und dann durch Durchführen eines Planarisierungsverfahrens bis die Isolations-Isolierschicht 360c, d. h. die Isolationsschicht 364, freigelegt ist. Das Planarisierungsverfahren zum Bilden der unteren transparenten Elektrodenschicht 366 kann durchgeführt werden durch ein chemisch-mechanisches Planarisierungs(CMP)-Verfahren.
  • Dementsprechend kann die untere transparente Elektrodenschicht 366 einen unteren Kontakt 366C, der ein Inneres der Öffnung 362H füllt, und eine untere Elektrode 366E enthalten, die mit dem unteren Kontakt 366C verbunden ist und auf der Oberseitenfläche der Basisschicht 362 angeordnet ist. Der untere Kontakt 366C und die untere Elektrode 366E können integral ausgebildet sein. Eine Oberseitenfläche der unteren transparenten Elektrodenschicht 366 und ein oberstes Ende der Isolations-Isolierschicht 360c können das gleiche Niveau besitzen. Insbesondere können die Oberseitenfläche der unteren transparenten Elektrodenschicht 366 und die Oberseitenfläche der Isolierschicht 364 das gleiche Niveau besitzen. Das bedeutet, dass die Oberseitenfläche der unteren transparenten Elektrodenschicht 366 und die Oberseitenfläche der Isolierschicht 364 Ebenen mit gleichem Niveau bilden können (d. h. die Oberseitenflächen können koplanar sein).
  • Aufgrund der Isolationsschicht 364 kann die untere transparente Elektrodenschicht 366 derart getrennt sein, dass sie jedem von dem ersten Pixelbereich P1 und dem zweiten Pixelbereich P2 entspricht. Das bedeutet, dass eine Mehrzahl von solchen getrennten unteren transparenten Elektrodenschichten 366 derart ausgebildet sein kann, dass sie der Mehrzahl von Pixelbereichen P1 und P2 entspricht. Im Einzelnen können der untere Kontakt 366C und die untere Elektrode 366E, die die untere transparente Elektrodenschicht 366 bilden, welche einen einzelnen Isolationsraum 360D füllt, integral ausgebildet sein.
  • Wenn die Beschichtungsschicht 345 an der Unterseite der Öffnung 362H nicht frei liegt, kann die Beschichtungsschicht 345 derart beabstandet sein, dass sie mit der unteren transparenten Elektrodenschicht 366 nicht in Kontakt steht. Jedoch ist bei einigen Ausführungsformen ein Teil der Beschichtungsschicht 345 in Kontakt mit der unteren transparenten Elektrodenschicht 366, die unten im Detail mit Bezug auf 8 beschrieben werden wird.
  • Eine organische fotoelektrische Schicht 372 und eine obere transparente Elektrodenschicht 374 sind aufeinanderfolgend auf der unteren transparenten Elektrodenschicht 366 angeordnet. Die organische fotoelektrische Schicht 372 kann integral auf der Mehrzahl von transparenten Elektrodenschichten 366 ausgebildet sein. Die organische fotoelektrische Schicht 372 kann ein organisches Material sein, das eine fotoelektrische Änderung nur bei Licht mit einer bestimmten Wellenlänge bewirkt. Zum Beispiel kann die organische fotoelektrische Schicht 372 die fotoelektrische Änderung nur bei einer Wellenlänge von grünem Licht bewirken. Zum Beispiel kann die organische fotoelektrische Schicht 372 eine maximale Absorptionswellenlänge λmax von etwa 500 nm bis etwa 600 nm in beiden von den ersten und den zweiten Pixelbereichen P1 und P2 zeigen.
  • Die obere transparente Elektrodenschicht 374 kann integral (zum Beispiel kontinuierlich) quer über dem ersten Pixelbereich P1 und dem zweiten Pixelbereich P2 ausgebildet sein. Die der Farbfilterschicht 340 entsprechende Mikrolinse 380 ist auf der oberen transparenten Elektrodenschicht 374 angeordnet. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Schutzschicht 378 weiter zwischen der Mikrolinse 380 und der oberen transparenten Elektrodenschicht 374 ausgebildet sein. Die Schutzschicht 378 kann aus einem transparenten, isolierenden Material ausgebildet sein. Die Mikrolinse 380 kann derart ausgebildet sein, dass sie die entsprechende Farbfilterschicht 340 überlappt. Eine Mehrzahl von solchen Mikrolinsen 380 kann jeweiligen von der Mehrzahl von Farbfilterschichten 340 entsprechend ausgebildet sein.
  • Die Mikrolinse 380 kann einen Pfad von auf Bereiche außer (zum Beispiel auf andere als) den fotoelektrischen Wandler 304 einfallendem Licht ändern und kann das Licht auf den fotoelektrischen Wandler 304 bündeln.
  • 3A bis 3R sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen eines Bildsensors gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellen. Im Detail sind 3A bis 3R Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen des in 1 gezeigten Bildsensors 1 darstellen. In der Beschreibung aus 3A bis 3R werden Inhalte/Beschreibungen, die sich bezüglich 1 wiederholen würden, weggelassen.
  • Bezugnehmend auf 3A wird das Halbleitersubstrat 200 mit einer Mehrzahl von durch die Vorrichtungsisolierschicht 202 definierten Pixelbereichen hergerichtet. Die Mehrzahl von fotoelektrischen Wandlern 204 und die Mehrzahl von Speicherknotenbereichen 206, die von der Mehrzahl von fotoelektrischen Wandlern 204 beabstandet sind, sind in der Mehrzahl von Pixelbereichen des Halbleitersubstrates 200 jeweils ausgebildet.
  • Das Halbleitersubstrat 200 kann zum Beispiel irgendeines von einem massiven Substrat (d. h. einem Bulk-Substrat) und einem SOI-Substrat sein. Das Halbleitersubstrat 200 kann zum Beispiel Silizium enthalten. Außerdem kann das Halbleitersubstrat 200 ein Halbleiterelement, wie zum Beispiel Ge, oder einen Verbindungshalbleiter, wie zum Beispiel SiC, GaAs, InAs und InP, enthalten. Das Halbleitersubstrat 200 kann gebildet werden basierend auf einem Halbleitersubstrat eines ersten Leitfähigkeitstyps. Das Halbleitersubstrat 200 kann zum Beispiel ein p-Halbleitersubstrat sein.
  • Die Mehrzahl von fotoelektrischen Wandlern 204 kann derart gebildet werden, dass sie in dem Halbleitersubstrat 200 angeordnet sind. Jeder von der Mehrzahl von fotoelektrischen Wandlern 204 kann in dem Halbleitersubstrat 200 derart angeordnet werden, dass er jedem von der Mehrzahl von Pixelbereichen entspricht. Der fotoelektrische Wandler 204 kann tief von einer Oberfläche des Halbleitersubstrates 200 ausgebildet werden. Der fotoelektrische Wandler 204 kann den ersten Störstellenbereich 204a und den zweiten Störstellenbereich 204b enthalten. Der erste Störstellenbereich 204a kann tief von einer Oberfläche des Halbleitersubstrates 200 ausgebildet werden, und der zweite Störstellenbereich 204b kann flach an der Oberfläche ausgebildet werden. Der erste Störstellenbereich 204a und der zweite Störstellenbereich 204b können verschiedene Leitfähigkeitstypen besitzen. Zum Beispiel kann der erste Störstellenbereich 204a ein mit n-Störstellen dotierter Bereich sein, und kann der zweite Störstellenbereich 204b ein mit p-Störstellen dotierter Bereich sein.
  • Die Mehrzahl von Speicherknotenbereichen 206, die von der Mehrzahl von fotoelektrischen Wandlern 204 beabstandet sind und in Kontakt mit der oder angrenzend an die Oberfläche des Halbleiter Substrates 200 ausgebildet sind, werden in der Mehrzahl von Pixelbereichen des Halbleitersubstrates 200 jeweilig ausgebildet. Der Speicherknotenbereich 206 kann ein mit n-Störstellen dotierter Störstellenbereich sein. Der Speicherknotenbereich 206 kann als ein einzelner dotierter Bereich ausgebildet werden und kann einen kleineren Bereich besitzen als der des fotoelektrischen Wandlers 204.
  • Bezugnehmend auf 3B wird die Verdrahtungsstruktur 220 auf der ersten Seite 201a des Halbleitersubstrates 200 gebildet.
  • In der Verdrahtungsstruktur 220 ist das erste Kontaktloch 215 ausgebildet, ist die erste Seitenisolierschicht 211 auf einer Seite des ersten Kontaktlochs 215 ausgebildet, ist das erste Kontaktloch 215 vollständig ausgefüllt und ist die erste Durchkontaktierung 213 in Kontakt mit der ersten Seitenisolierschicht 211 ausgebildet. Eine Weite des ersten Kontaktlochs 215 kann nach oben hin von der Oberfläche des Halbleitersubstrates 200 allmählich zunehmen. Die erste Isolierschicht 211 kann aus einem Oxid oder einem Nitrid gebildet werden. Die erste Durchkontaktierung 213 kann zum Beispiel aus einem metallischen Material, wie zum Beispiel Kupfer, Aluminium und Wolfram, gebildet werden.
  • Danach wird der Pufferbereich 217 angrenzend an das Halbleitersubstrat 200 und in Kontakt mit der ersten Durchkontaktierung 213 gebildet.
  • Der Pufferbereich 217 kann elektrisch mit dem auf dem Halbleitersubstrat 200 ausgebildeten Speicherknotenbereich 206 verbunden sein durch die erste Durchkontaktierung 213. Der Pufferbereich 217 kann zum Beispiel ein metallisches Material, wie zum Beispiel Kupfer, Aluminium und Wolfram, oder Kohlenstoff-Nanoröhrchen, enthalten.
  • Die Verdrahtungsstruktur 220 kann das vorderseitige Zwischenschicht-Dielektrikum 221 und die Mehrzahl von vorderseitigen Leitungen 223 enthalten. Das vorderseitige Zwischenschicht-Dielektrikum 221 kann einen HDP-Oxidfilm, einen TEOS-Oxidfilm, TOSZ, SOG, USG, eine Low-k-Dielektrikumsschicht usw. enthalten. Die Mehrzahl von vorderseitigen Leitungen 223 kann zum Beispiel ein metallisches Material, wie zum Beispiel Kupfer, Aluminium und Wolfram, enthalten.
  • Die Trägerschicht 290 kann an der Verdrahtungsstruktur 220 angehaftet werden. Die Trägerschicht 290 kann verwendet werden, um dem Halbleitersubstrat 200, das durch ein Polierverfahren abgedünnt wurde, Festigkeit zu verleihen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Trägerschicht 290 aus einem Siliziumoxid-, einem Siliziumnitrid- und/oder aus einem Halbleitermaterial gebildet werden.
  • Bezugnehmend auf 3C wird das Halbleitersubstrat 200 um gedreht (zum Beispiel gewendet/rotiert), um der Verdrahtungsstruktur 220 zu erlauben, unterhalb des Halbleitersubstrates 200 angeordnet zu werden. Danach wird ein Teil einer Oberseite des Halbleitersubstrates 200, d. h. eine Unterseite des in 3B gezeigten Halbleitersubstrates 200, der durch eine gepunktete/gestrichelte Linie unterschieden ist, entfernt.
  • Bezugnehmend auf 3D wird das zweite Kontaktloch 225, das durch das Halbleitersubstrat 200 hindurchgeht und sich durch das Halbleitersubstrat 200 von der zweiten Seite 201b des Halbleitersubstrates 200 zu dem Pufferbereich 217 erstreckt, gebildet. Eine Weite des zweiten Kontaktloches 225 kann allmählich mit Annäherung an die zweite Seite 201b des Halbleitersubstrates 200 von dem Pufferbereich 217 zunehmen. Bei einigen Ausführungsformen kann das zweite Kontaktloch 225 derart gebildet werden, dass es sich durch die Vorrichtungsisolationsschicht 202 erstreckt.
  • Die zweite Seitenisolierschicht 227 kann auf einer Seite des zweiten Kontaktlochs 225 gebildet werden. Die zweite Seitenisolierschicht 227 kann aus einem Oxid oder aus einem Nitrid gebildet werden. Das zweite Kontaktloch 225 kann mit der zweiten Durchkontaktierung 229 gefüllt werden. Die zweite Durchkontaktierung 229 kann das zweite Kontaktloch 225 vollständig ausfüllen, um in Kontakt mit der zweiten Isolierschicht 227 zu sein. Dementsprechend kann die zweite Durchkontaktierung 229 durch das Halbleitersubstrat 200 hindurchgehen. Die zweite Durchkontaktierung 229 kann zum Beispiel aus einem metallischen Material, wie zum Beispiel Kupfer, Aluminium und Wolfram, gebildet werden.
  • Bezugnehmend auf 3E kann die mit der zweiten Durchkontaktierung 229 elektrisch verbundene Pfeilerschicht 230 auf der zweiten Seite 201b des Halbleitersubstrates 200 gebildet werden. Die Pfeilerschicht 230 kann die auf der zweiten Seite 201b des Halbleitersubstrates 200 ausgebildete erste Pfeilerschicht 231 und die auf der ersten Pfeilerschicht 231 ausgebildete zweite Pfeilerschicht 233 enthalten. Die zweite Pfeilerschicht 233 kann derart gebildet werden, dass sie Seiten- und Oberseitenflächen der ersten Pfeilerschicht 231 umgibt, wodurch sie eine größere Weite besitzt als die der ersten Pfeilerschicht 231. Die erste Pfeilerschicht 231 und die zweite Pfeilerschicht 233 können aus unterschiedlichen metallischen Materialien gebildet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Pfeilerschicht 231 aus Wolfram gebildet werden und kann die zweite Pfeilerschicht 233 aus Aluminium gebildet werden. Die Pfeilerschicht 230 kann die erste Weite W1 besitzen. Wenn die zweite Pfeilerschicht 233 eine größere Weite besitzt als die der ersten Pfeilerschicht 231, kann die zweite Pfeilerschicht 233 die erste Weite W1 besitzen.
  • Bezugnehmend auf 3F kann die Farbfilterschicht 240 auf der zweiten Seite 201b des Halbleitersubstrates 200 gebildet werden. Die Farbfilterschicht 240 kann durch die Mikrolinse 280 einfallendem Licht erlauben, hindurchzugehen, wodurch sie nur Licht mit einer geforderten Wellenlänge erlaubt, durch die zweite Seite 201b auf den fotoelektrischen Wandler 204 zu fallen. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Antireflexionsschicht zwischen der zweiten Seite 201b und der Farbfilterschicht 240 des Halbleitersubstrates 200 gebildet werden, um Licht durch Verringern/Verhindern der Reflexion von Licht zu erlauben, auf den fotoelektrischen Wandler 204 zu fallen. Die Antireflexionsschicht kann zum Beispiel aus SiON, SiC, SiCN, SiCO usw. gebildet werden.
  • Die Farbfilterschicht 240 kann die erste Farbfilterschicht 241 und die zweite Farbfilterschicht 243 enthalten. Die erste Farbfilterschicht 241 und die zweite Farbfilterschicht 243 können in dem Pixelbereich P1 und in dem Pixelbereich P2 derart angeordnet werden, dass sie jeweils den darin ausgebildeten fotoelektrischen Wandlern 204 entsprechen. Bei einigen Ausführungsformen kann die in dem ersten Pixelbereich P1 angeordnete erste Farbfilterschicht 241 ein roter (R) Farbfilter sein und kann die in dem zweiten Pixelbereich P2 angeordnete zweite Farbfilterschicht 243 ein blauer (B) Farbfilter sein. Dementsprechend lässt der erste Pixelbereich P1 Licht mit einer roten Wellenlänge durch, um der roten Wellenlänge zu erlauben, an dem fotoelektrischen Wandler 204 anzukommen. Außerdem lässt der zweite Pixelbereich P2 Licht mit einer blauen Wellenlänge durch, um der blauen Wellenlänge zu erlauben, an dem fotoelektrischen Wandler 204 anzukommen.
  • Die Farbfilterschicht 240 kann mit einer Oberseitenfläche mit einem niedrigeren Niveau als die der Pfeilerschicht 230 gebildet werden. Das bedeutet, dass eine Höhe der Farbfilterschicht 240 mit einem niedrigeren Wert als der der Pfeilerschicht 230 gebildet werden kann.
  • Bezugnehmend auf 3G kann die Beschichtungsschicht 245 auf der zweiten Seite 201b des Halbleitersubstrates 200 gebildet werden. Die Beschichtungsschicht 245 kann die Farbfilterschicht 240 bedecken. Die Beschichtungsschicht 245 kann gebildet werden durch Bilden einer Beschichtungsmaterialschicht, welche eine Oberseite des Halbleitersubstrates 200 bedeckt, auf dem die Pfeilerschicht 230 und die Farbfilterschicht 240 ausgebildet sind, und durch Durchführen eines Planarisierungsverfahrens. Die Beschichtungsschicht 245 kann eine Oberseitenfläche der Pfeilerschicht 230 freilassen. Die Beschichtungsschicht 245 und die Pfeilerschicht 230 können Oberseitenflächen mit dem gleichen Niveau besitzen. Das bedeutet, dass die Oberseitenflächen der Beschichtungsschicht 245 und der Pfeilerschicht 230 Ebenen mit dem gleichen Niveau bilden können (d. h., dass die Oberseitenflächen koplanar sein können). Die Beschichtungsschicht 245 kann gebildet werden durch Bilden der Beschichtungsmaterialschicht und dann Entfernen eines Teils der Beschichtungsmaterialschicht bis die Oberseitenfläche der Pfeilerschicht 230 freigelegt ist. Die Beschichtungsschicht 245 kann aus einem transparenten organischen Material gebildet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Beschichtungsschicht 245 aus einem Harz gebildet werden. Die Beschichtungsschicht 245 kann auf einer Oberseite von der Mehrzahl von Farbfilterschichten 240 sein (zum Beispiel kann sie Oberseitenflächen davon direkt kontaktieren).
  • Bezugnehmend auf 3H wird eine vorläufige Isolierschicht 260, die die Beschichtungsschicht 245 und die Pfeilerschicht 230 bedeckt, gebildet. Danach wird eine erste Fotoresistschicht M1 auf der vorläufigen Isolierschicht 260 gebildet. Die erste Fotoresistschicht M1 kann an einer Position gebildet werden, die der in 1 gezeigten Isolierschicht 264 entspricht.
  • Bezugnehmend auf 3I wird, mit der ersten Fotoresistschicht M1 als einer Ätzmaske, eine vorläufige Isolierschicht 260a mit einem auf einer Oberseite davon ausgebildeten vorstehenden Abschnitt 263 gebildet durch Entfernen eines Teils von einer Oberseitenfläche der vorläufigen Isolierschicht 260 in 3H. Die vorläufige Isolierschicht 260a kann einen Basisabschnitt 261, der die Beschichtungsschicht 245 und die Pfeilerschicht 230 bedeckt, sowie den vorstehenden Abschnitt 263, der von dem Basisabschnitt vorsteht, enthalten.
  • Bezugnehmend auf 3J wird die erste Fotoresistschicht M1 in 3I entfernt. Die erste Fotoresistschicht M1 kann durch ein Veraschungsverfahren entfernt werden.
  • Bezugnehmend auf 3K wird eine zweite Fotoresistschicht M2 mit einem Resistloch M2H, das einen Teil der vorläufigen Isolierschicht 260a mit dem vorstehenden Abschnitt 263 freilegt, gebildet. Das Resistloch M2H kann an einer der in 1 gezeigten Öffnung 262H angeordnet werden. Die zweite Fotoresistschicht M2 kann den gesamten vorstehenden Abschnitt 263 bedecken.
  • Bezugnehmend auf 3L wird, mit der zweiten Fotoresistschicht M2 als einer Ätzmaske, eine vorläufige Isolierschicht 260b mit einer Mehrzahl von vertieften Abschnitten 261R gebildet durch Entfernen eines Teils der vorläufigen Isolierschicht 260a in 3K. Die Mehrzahl von vertieften Abschnitten 261R können an Positionen angeordnet werden, die den in 1 gezeigten Öffnungen 262H entsprechen.
  • Die Mehrzahl von vertieften Abschnitten 261R kann derart gebildet werden, dass sie nicht vollständig durch die vorläufige Isolierschicht 260b hindurchgehen. Dementsprechend, selbst wenn eine Fehlausrichtung während eines Verfahrens des Bildens der zweiten Fotoresistschicht M2 auftritt, kann die Beschichtungsschicht 245 an Unterseiten der Mehrzahl von vertieften Abschnitten 261R nicht freiliegend sein.
  • Bezugnehmend auf 3M wird die zweite Fotoresistschicht M2 in 3L entfernt. Die zweite Fotoresistschicht M2 kann durch ein Veraschungsverfahren entfernt werden.
  • Die Beschichtungsschicht 245 kann Eigenschaften ähnlich denjenigen der zweiten Fotoresistschicht M2 besitzen, so zum Beispiel eine Eigenschaft, dass sie durch das Veraschungsverfahren entfernt wird. Dementsprechend, wenn die Beschichtungsschicht 245 an den Unterseiten der Mehrzahl von vertieften Abschnitten 261R freiliegend ist, kann zumindest ein Teil der Beschichtungsschicht 245 entfernt werden während eines Verfahrens des Entfernens der zweiten Fotoresistschicht M2. Da jedoch die Mehrzahl von vertieften Abschnitten 261R derart gebildet werden können, dass sie nicht vollständig durch die vorläufige Isolierschicht 260b hindurchgehen, in einer solchen Art und Weise, dass die Beschichtungsschicht 245 an den Unterseiten der Mehrzahl von vertieften Abschnitten 261R nicht freiliegt, ist es möglich, zumindest einen Abschnitt der Beschichtungsschicht 245 zu schützen bzw. zu verhindern, dass dieser während des Verfahrens des Entfernens der zweiten Fotoresistschicht M2 entfernt wird.
  • Bezugnehmend auf 3N wird die Isolations-Isolierschicht 260c mit der Mehrzahl von Öffnungen 262H gebildet durch Entfernen eines Abschnitts von einer Oberseite der vorläufigen Isolierschicht 260b in 3M mit der Mehrzahl von vertieften Abschnitten 261R in 3M und dem vorstehenden Abschnitt 263. Die Mehrzahl von Öffnungen 262H kann gebildet werden durch Entfernen eines Abschnittes der vorläufigen Isolierschicht 260b von den Unterseiten der Mehrzahl von vertieften Abschnitten 261R. Die Mehrzahl von Öffnungen 262H kann durch die Isolations-Isolierschicht 260c hindurchgehen.
  • Die Isolations-Isolierschicht 260c kann zum Beispiel aus einem Oxid gebildet werden. Die Isolations-Isolierschicht 260c kann die Basisschicht 262 und die auf der Basisschicht 262 ausgebildete Isolationsschicht 264 enthalten. Die Basisschicht 262 kann die Öffnung 262H, welche zumindest einen Teil der Pfeilerschicht 230 freilegt, aufweisen. Der Isolationsraum 260D, der durch die Isolations-Isolierschicht 260c, d. h. durch die Basisschicht 262 und die Isolationsschicht 264, definiert wird, kann gebildet werden. Eine Mehrzahl von Isolationsräumen 260D kann derart gebildet werden, dass sie der Mehrzahl von Pixelbereichen P1 und P2 entsprechen.
  • Der Isolationsraum 260D bezeichnet einen Abschnitt/eine Region/einen Bereich zwischen einem Bodenflächenniveau und einem Oberseitenflächenniveau der Isolations-Isolierschicht 260c, in dem/der die Isolations-Isolierschicht 260c nicht ausgebildet ist. Das bedeutet, dass der Isolationsraum 260D einen Raum, der die Isolationsschicht 264 zwischen Niveaus einer Oberseitenfläche der Basisschicht 262 und einer Oberseitenfläche der Isolationsschicht 264 sowie einen Raum in der Öffnung 262H enthalten kann. Die Mehrzahl von Isolationsräumen 260D, die voneinander isoliert sind, kann der Mehrzahl von Pixelbereichen P1 und P2 entsprechend gebildet werden. Das bedeutet, dass jeder der Mehrzahl von Isolationsräumen 260D gebildet werden kann derart, dass er jedem der Mehrzahl von fotoelektrischen Wandlern 204 entspricht.
  • Die zweite Weite W2, die die Weite der Öffnung 262H ist, kann einen geringeren Wert besitzen als der der ersten Weite W1 der Pfeilerschicht 230. Die Beschichtungsschicht 245 kann nicht freiliegend sein, und die Oberseitenfläche davon kann vollständig bedeckt sein aufgrund der Isolations-Isolierschicht 260c mit den Öffnungen 262H. Das bedeutet, dass die Oberseitenfläche der Beschichtungsschicht 245 vollständig bedeckt werden kann von der Isolations-Isolierschicht 260c, um an einer Unterseite der Öffnung 262H nicht freiliegend zu sein. Wenn jedoch bei einigen Ausführungsformen eine Fehlausrichtung auftritt während des Verfahrens des Bildens der zweiten Fotoresistschicht aus 3K, kann ein Abschnitt der Beschichtungsschicht 245 an der Unterseite der Öffnung 262H freiliegen.
  • Bezugnehmend auf 3O wird eine untere transparente Materialschicht 265 gebildet, welche eine Oberseite der Isolations-Isolierschicht 260c bedeckt, zum Füllen des Isolationsraums 260D. Die untere transparente Materialschicht 265 kann zum Beispiel gebildet werden aus ITO, IZO, ZnO, SnO2, ATO, AZO, GZO, TiO2, oder FTO.
  • Bezugnehmend auf 3P kann die untere transparente Elektrodenschicht 266, die den Isolationsraum 260D füllt, auf der Isolations-Isolierschicht 260c gebildet werden durch Durchführen eines Planarisierungsverfahrens an der unteren transparenten Materialschicht 265 in 3O bis die Isolations-Isolierschicht 260c, d. h. die Isolationsschicht 264 freigelegt ist. Das Planarisierungsverfahren zum Bilden der unteren transparenten Elektrodenschicht 266 kann durch ein CMP-Verfahren durchgeführt werden.
  • Die untere transparente Elektrodenschicht 266 kann den unteren Kontakt 266C, der ein Inneres der Öffnung 262H füllt, und die untere Elektrode 266E enthalten, die mit dem unteren Kontakt 266C verbunden ist und auf der Oberseitenfläche der Basisschicht 262 angeordnet ist.
  • Das bedeutet, dass die untere transparente Elektrodenschicht 266 unter Verwendung eines Dual-Damascene-Verfahrens derart gebildet werden kann, dass sie den Isolationsraum 260D füllt. Dementsprechend können der untere Kontakt 266C und die untere Elektrode 266E integral gebildet werden. Eine Oberseitenfläche der unteren transparenten Elektrodenschicht 266 und ein oberstes Ende der Isolations-Isolierschicht 260c können das gleiche Niveau besitzen. Insbesondere können eine Oberseitenfläche der unteren transparenten Elektrodenschicht 266 und ein oberes Ende der Isolationsschicht 264 das gleiche Niveau besitzen. Das bedeutet, dass die Oberseitenfläche der unteren transparenten Elektrodenschicht 266 und die Oberseitenfläche der Isolationsschicht 264 Ebenen bilden können mit dem gleichen Niveau (d. h. die Oberseitenflächen können koplanar sein).
  • Aufgrund der Isolationsschicht 264 kann die untere transparente Elektrodenschicht 266 derart aufgeteilt sein, dass sie jedem von dem ersten Pixelbereich P1 und dem zweiten Pixelbereich P2 entspricht. Das bedeutet, dass eine Mehrzahl von getrennten unteren transparenten Elektrodenschichten 266 derart gebildet werden können, dass sie der Mehrzahl von Pixelbereich P1 und P2 entsprechen. Im Einzelnen können der untere Kontakt 266C und die untere Elektrode 266E, welche die untere transparente Elektrodenschicht 266 bilden, die einen einzelnen Isolationsraum 260D ausfüllt, integral gebildet werden.
  • Wenn die Beschichtungsschicht an der Unterseite der Öffnung 262H nicht freiliegt, kann die Beschichtungsschicht 245 beabstandet sein, um nicht mit der unteren transparenten Elektrodenschicht 266 in Kontakt zu sein. Wenn jedoch bei einigen Ausführungsformen eine Fehlausrichtung während des Verfahrens zum Bilden der zweiten Fotoresistschicht M2 aus 3K auftritt, kann ein Abschnitt der Beschichtungsschicht 245 in Kontakt mit der unteren transparenten Elektrodenschicht 266 sein.
  • Bezugnehmend auf 3Q wird die organische fotoelektrische Schicht 272 auf der unteren transparenten Elektrodenschicht 266 gebildet. Die organische fotoelektrische Schicht kann integral auf der Mehrzahl von unteren transparenten Elektrodenschichten 266 gebildet werden. Die organische fotoelektrische Schicht 272 kann ein organisches Material sein, das eine fotoelektrische Änderung nur bei Licht mit einer bestimmten Wellenlänge bewirkt. Zum Beispiel kann die organische fotoelektrische Schicht 272 eine fotoelektrische Änderung nur bei einer Wellenlänge von grünem Licht bewirken. Zum Beispiel kann die organische fotoelektrische Schicht 272 eine maximale Absorptionswellenlänge λmax von etwa 500 nm bis etwa 600 nm in beiden von den ersten und zweiten Pixelbereich in P1 und P2 zeigen.
  • Die organische fotoelektrische Schicht 272 kann zum Beispiel eine Dicke von etwa 1 nm bis etwa 500 nm besitzen. Bei einigen Ausführungsformen kann die organische fotoelektrische Schicht 272 eine Dicke von etwa 5 nm bis etwa 300 nm besitzen. Die organische fotoelektrische Schicht 272 kann eine Dicke besitzen, welche in der Lage ist, die fotoelektrische Umwandlungseffizienz effektiv zu verbessern durch effektives Absorbieren von Licht und effektives Trennen und Übertragen von positiven Löchern und Elektronen.
  • Bezugnehmend auf 3R wird die obere transparente Elektrodenschicht 274 auf der organischen fotoelektrischen Schicht 272 gebildet. Die obere transparente Elektrodenschicht 274 kann zum Beispiel gebildet werden aus ITO, IZO, ZnO, SnO2, ATO, AZO, GZO, TiO2 oder FTO. Die obere transparente Elektrodenschicht 274 kann integral (d. h. durchgehend) quer über den ersten Pixelbereich P1 und den zweiten Pixelbereich P2 gebildet werden.
  • Danach wird wie in 1 gezeigt die der Farbfilterschicht 240 entsprechende Mikrolinse auf der oberen transparenten Elektrodenschicht 274 gebildet, wodurch der Bildsensor 1 gebildet wird. Eine Mehrzahl von solchen Mikrolinsen 280 kann derart gebildet werden, dass sie jeweiligen der Mehrzahl von Farbfilterschichten 240 entsprechen. Die Mikrolinse 280 kann einen Pfad des auf Bereiche außer (anderen als) dem fotoelektrischen Wandler 204 einfallenden Lichts ändern und kann es auf den fotoelektrischen Wandler 204 bündeln.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Schutzschicht 278 weiter gebildet werden zwischen der Mikrolinse 280 und der oberen transparenten Elektrodenschicht 274. Die Schutzschicht 278 kann aus einem transparenten Isoliermaterial gebildet werden.
  • Gemäß den Verfahrendem Verfahren zum Herstellen des Bildsensors gemäß 3A–3R, ist es selbst bei Auftreten einer Fehlausrichtung während des Verfahrens zum Bilden der zweiten Fotoresistschicht M2 in 3K möglich die Beschichtungsschicht 245 zu schützen bzw. zu verhindern, dass sie beschädigt wird, und dadurch kann ein zuverlässiger Bildsensor gebildet werden.
  • 4A–4E sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen des Bildsensors 1 aus 1 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellen. Bei der Beschreibung von 4A–4E werden sich bezüglich 1 und 3A–3R wiederholende Inhalte/Beschreibungen weggelassen werden. Im Einzelnen sind 4A–4E Querschnittsansichten, die ein Verfahren nach dem/den in 3G gezeigten Verfahrensschritt(en) darstellen.
  • Bezug nehmend auf 4A wird eine erste Fotoresistschicht M1a mit einem Resistloch M1Ha, das einen Teil der vorläufigen Isolierschicht 260 freilegt, auf der vorläufigen Isolierschicht 260 gebildet. Das Resistloch M1Ha kann an einer der in 1 gezeigten Öffnung entsprechenden Position angeordnet werden.
  • Bezugnehmend auf 4B wird, mit der ersten Fotoresistschicht M1a als eine Ätzmaske, eine Mehrzahl von vertieften Abschnitten 260R gebildet durch Entfernen eines Abschnittes der vorläufigen Isolierschicht 260. Die Mehrzahl von vertieften Abschnitten 260R können an Positionen angeordnet werden, die den in 1 gezeigten Öffnungen 262H entsprechen.
  • Die Mehrzahl von vertieften Abschnitten 260R können derart gebildet werden, dass sie nicht vollständig durch die vorläufige Isolierschicht 260 hindurchgehen.
  • Bezugnehmend auf 4C wird die erste Fotoresistschicht M1a in 4B entfernt. Die erste Fotoresistschicht M1a kann durch ein Veraschungsverfahren entfernt werden.
  • Bezugnehmend auf 4D wird eine zweite Fotoresistschicht M2a auf der vorläufigen Isolierschicht 260 gebildet. Die zweite Fotoresistschicht M2a kann an einer Position gebildet werden, die der in 1 gezeigten Isolationsschicht 264 entspricht.
  • Bezugnehmend auf 4E wird die vorläufige Isolierschicht 260b mit dem vorstehenden Abschnitt 263, der auf/als eine Oberseite davon ausgebildet ist, mit der zweiten Fotoresistschicht M2a als eine Ätzmaske gebildet durch Entfernen eines Abschnittes von einer Oberseitenfläche der vorläufigen Isolierschicht 260 in 4D. Die vorläufige Isolierschicht 260b kann den Basisabschnitt, der die Beschichtungsschicht 245 und die Pfeilerschicht 230 bedeckt, sowie den vorstehenden Abschnitt 263, der von dem Basisabschnitt 261 vorsteht, enthalten. Während eines Verfahrens zum Bilden des vorstehenden Abschnittes 263 kann die Mehrzahl von vertieften Abschnitten 261R in ihrer Tiefe zunehmen derart, dass sie tiefer sind als die Mehrzahl von in 4D gezeigten vertieften Abschnitte 260R.
  • Danach wird die zweite Fotoresistschicht M2a entfernt, und dadurch kann das in 3M gezeigte Ergebnis erhalten werden. Eine Mehrzahl von vertieften Abschnitten 261R kann derart gebildet werden, dass sie nicht vollständig durch die vorläufige Isolierschicht 260b hindurchgehen. Dementsprechend, kann die Beschichtungsschicht 245 selbst bei Auftreten einer Fehlausrichtung während eines Verfahrens zum Bilden der ersten Fotoresistschicht M1a in 4A nicht freigelegt werden an Unterseiten der Mehrzahl von vertieften Abschnitten 261R.
  • Danach kann der in 1 gezeigte Bildsensor 1 gebildet werden durch die in 3N–3R gezeigten Verfahren.
  • 5A–5O sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen eines Bildsensors gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellen. Im Einzelnen sind 5A–5O Querschnittsansichten, die das Verfahren zum Herstellen des in 2 gezeigten Bildsensors 2 zeigen. Bei der Beschreibung von 5A–5O werden sich mit Bezug auf 2 und 3A–3R wiederholende Inhalte/Beschreibungen ausgelassen werden.
  • Bezugnehmend auf 5A wird das Halbleitersubstrat 300 mit der Mehrzahl von Pixelbereichen P1 und P2, die durch die Vorrichtungsisolationsschicht 302 definiert sind, hergerichtet. Eine Mehrzahl von fotoelektrischen Wandlern 304 und die von der Mehrzahl von fotoelektrischen Wandlern 304 beabstandete Mehrzahl von Speicherknotenbereichen 306 sind in der Mehrzahl von Pixelbereichen P1 und P2 des Halbleitersubstrates 300 jeweilig ausgebildet.
  • Die fotoelektrischen Wandler 304 können in dem Halbleitersubstrat 300 derart angeordnet werden, dass sie jedem von den ersten und zweiten Pixelbereichen P1 und P2 entsprechen. Jeder fotoelektrische Wandler 304 kann eine Fotodiode sein. Jeder fotoelektrische Wandler 304 kann den ersten Störstellenbereich 304a und den zweiten Störstellenbereich 304b enthalten. Der erste Störstellenbereich 304a kann tief von einer Oberseitenfläche des Halbleitersubstrates 300 gebildet werden. Der zweite Störstellenbereich 304b kann flach an der Oberseitenfläche des Halbleitersubstrates 300 gebildet werden. Der erste Störstellenbereich 304a und der zweite Störstellenbereich 304b können verschiedene Leitfähigkeitstypen aufweisen. Zum Beispiel kann der erste Störstellenbereich 304a mit n-Störstellen dotiert werden, und kann der zweite Störstellenbereich 304b mit p-Störstellen dotiert werden.
  • Der fotoelektrische Wandler 304 kann Pixel enthalten, die rotes Licht und blaues Licht erfassen. Zum Beispiel kann ein Pixel, der rotes Licht erfasst, in dem ersten Pixelbereich P1 sein, und kann ein Pixel, der blaues Licht erfasst, in dem zweiten Pixelbereich P2 sein. Der Speicherknotenbereich 306 kann in dem Halbleitersubstrat 300 derart angeordnet werden, dass er jedem von den ersten und zweiten Pixelbereichen P1 und P2 entspricht, während er von dem fotoelektrischen Wandler 304 beabstandet ist. Der Speicherknotenbereich 306 kann zum Beispiel mit n-Störstellen dotiert werden. Der Speicherknotenbereich 306 kann als ein einzelner dotierter Bereich gebildet werden und kann einen kleineren Bereich als der des fotoelektrischen Wandlers 304 aufweisen.
  • Die Zwischenschicht-Dielektrikumsstruktur 310 kann auf dem Halbleitersubstrat 300 angeordnet werden. Die Zwischenschicht-Dielektrikumsstruktur 310 kann die Mehrzahl von Zwischenschicht-Dielektrika (zum Beispiel dielektrische Schichten) 311, 312, 313 und 314, die auf dem Halbleitersubstrat 300 aufeinanderfolgend angeordnet sind, sowie den auf einer Oberseitenfläche der Mehrzahl von Zwischenschicht-Dielektrika 311, 312, 313 und 314 angeordneten Ätzstopper 316 enthalten. Bei einigen Ausführungsformen kann das Zwischenschicht-Dielektrikum 314 an einem obersten Ende der Mehrzahl von Zwischenschicht-Dielektrika 311, 312, 313 und 314 dicker gebildet werden als die anderen Zwischenschicht-Dielektrika 311, 312 und 313. Die Mehrzahl von Zwischenschicht-Dielektrika 311, 312, 313 und 314 kann aus Oxiden gebildet werden. Zum Beispiel kann die Mehrzahl von Zwischenschicht-Dielektrika 311, 312, 313 und 314 aus einem HDP-Oxidfilm, einem TEOS-Oxidfilm, TOSZ, SOG, USG, einer Low-k-Dielektrikumsschicht usw. gebildet werden. Der Ätzstopper 316 kann aus einem Siliziumnitridfilm oder einem Siliziumoxynitridfilm gebildet werden.
  • Die Verdrahtungsstruktur 320 wird in jedem von dem ersten Pixelbereich P1 und dem zweiten Pixelbereich P2 auf dem Halbleitersubstrat 300 angeordnet. Die Verdrahtungsstruktur 320 kann zum Beispiel aus einem metallischen Material, wie zum Beispiel Kupfer, Aluminium und Wolfram, gebildet werden. Zum Beispiel kann die Verdrahtungsstruktur 320 die Zwischenschicht-Leitungen 321, die zumindest in einem Teil der Mehrzahl von Zwischenschicht-Dielektrika 311, 312, 313 und 314 angeordnet sind, und die Durchkontaktierungen 323, die durch die Mehrzahl von Zwischenschicht-Dielektrika 311, 312, 313 und 314 hindurchgehen und die Zwischenschichten-Leitungen 321 verbinden, enthalten. Die Durchkontaktierungen 323 können die unterste Durchkontaktierung 323a, die mittlere Durchkontaktierung 323b und die oberste Durchkontaktierung 323c enthalten. Die unterste Durchkontaktierung 323a kann in Kontakt mit dem Speicherknotenbereich 306 sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Puffer-Durchkontaktierung zwischen der untersten Durchkontaktierung 323a und dem Speicherknotenbereich 306 vorgesehen werden. Die Puffer-Durchkontaktierung 325 kann zum Beispiel Kohlenstoff-Nanoröhrchen enthalten. Die Puffer-Durchkontaktierung 325 kann zum Beispiel ein Material mit einer Austrittsarbeit zwischen der eines Metalls und der von Silizium vorsehen zum Verringern einer Energiebarriere zwischen dem Halbleitersubstrat 300 und der Verdrahtungsstruktur 320, wodurch ein geeigneter ohmscher Kontakt bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann eine Austrittsarbeit von Silizium 4,05 eV in dem Halbleitersubstrat 300, kann eine Austrittsarbeit eines Metalls (zum Beispiel Kupfer) 4,70 eV in der Verdrahtungsstruktur 320 und kann eine Austrittsarbeit der Puffer-Durchkontaktierung 325 (zum Beispiel Kohlenstoff-Nanoröhrchen) in einem Bereich von 4,3 eV bis etwa 4,8 eV sein. Die Puffer-Durchkontaktierung 325 kann eine Energiebarriere zwischen dem Silizium und dem Metall verringern, um Elektronen und/oder positiven Löchern zu ermöglichen, besser durch die Verdrahtungsstruktur 320 zu dem Speicherknotenbereich 306 übertragen zu werden.
  • Bezugnehmend auf 5B wird die elektrisch mit den Durchkontaktierungen 323 verbundene Pfeilerschicht 330 auf der Verdrahtungsstruktur 320 gebildet. Die Pfeilerschicht 330 kann die erste Pfeilerschicht 331 und die auf der ersten Pfeilerschicht 331 ausgebildete zweite Pfeilerschicht 333 enthalten. Die zweite Pfeilerschicht 333 kann derart gebildet werden, dass sie Seiten- und Oberseitenflächen der ersten Pfeilerschicht 331 umgibt, wodurch sie eine größere Weite besitzt als die der ersten Pfeilerschicht 331. Die erste Pfeilerschicht 331 und die zweite Pfeilerschicht 333 können aus verschiedenen metallischen Materialien gebildet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Pfeilerschicht 331 aus Wolfram gebildet werden und kann die zweite Pfeilerschicht 333 aus Aluminium gebildet werden. Die Pfeilerschicht 330 kann die erste Weite W1 besitzen. Wenn die zweite Pfeilerschicht 333 eine größere Weite besitzt als die der ersten Pfeilerschicht 331, kann die zweite Pfeilerschicht 333 die erste Weite W1 besitzen.
  • Bezugnehmend auf 5C kann die Farbfilterschicht 340 auf der Verdrahtungsstruktur 320 gebildet werden. Die Farbfilterschicht 340 kann durch die Mikrolinse 380 einfallendem Licht erlauben, hindurchzugehen, wodurch nur Licht mit einer geforderten Wellenlänge erlaubt wird, auf den fotoelektrischen Wandler 304 zu fallen. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Antireflexionsschicht zwischen der Farbfilterschicht 340 und dem Halbleitersubstrat 300 gebildet werden, um dem Licht durch Verringern/Verhindern der Reflexion von Licht zu erlauben, auf den fotoelektrischen Wandler 304 zu fallen. Die Antireflexionsschicht kann zum Beispiel aus SiON, SiC, SiCN, SiCO usw. gebildet werden.
  • Die Farbfilterschicht 340 kann die erste Farbfilterschicht 341 und die zweite Farbfilterschicht 343 enthalten. Die erste Farbfilterschicht 341 und die zweite Farbfilterschicht 343 können in dem Pixelbereich P1 und in dem zweiten Pixelbereich P2 derart angeordnet werden, dass sie den darin ausgebildeten fotoelektrischen Wandlern 304 jeweilig entsprechen. Bei einigen Ausführungsformen kann die in dem ersten Pixelbereich P1 angeordnete erste Farbfilterschicht 341 ein roter (R) Farbfilter sein und kann die in dem zweiten Pixelbereich P2 angeordnete zweite Farbfilterschicht 343 ein blauer (B) Farbfilter sein. Dementsprechend lässt der erste Pixelbereich P1 Licht mit einer roten Wellenlänge hindurch, um der roten Wellenlänge zu erlauben, an dem fotoelektrischen Wandler 304 anzukommen. Außerdem lässt der zweite Pixelbereich P2 Licht mit einer blauen Wellenlänge hindurch, um der blauen Wellenlänge zu erlauben, an dem fotoelektrischen Wandler 304 anzukommen.
  • Die Farbfilterschicht 340 kann derart gebildet werden, dass sie eine Oberseitenfläche mit einem niedrigeren Niveau als die der Pfeilerschicht 330 aufweist. Das bedeutet, dass eine Höhe der Farbfilterschicht 340 derart gebildet werden kann, dass sie einen geringeren Wert als die der Pfeilerschicht 330 besitzt.
  • Bezugnehmend auf 5D wird die Beschichtungsschicht 345 gebildet, die die Farbfilterschicht 340 bedeckt. Die Beschichtungsschicht 345 kann gebildet werden durch Bilden einer Beschichtungsmaterialschicht, die eine Oberseite des Halbleitersubstrates 300, auf der die Pfeilerschicht 330 und die Farbfilterschicht 340 ausgebildet sind, bedeckt, und Durchführen eines Planarisierungsverfahrens. Die Beschichtungsschicht 345 kann eine Oberseitenfläche der Pfeilerschicht 330 freilassen. Die Beschichtungsschicht 345 und die Pfeilerschicht 330 können Oberseitenflächen mit dem gleichen Niveau aufweisen. Das bedeutet, dass die Oberseitenflächen der Beschichtungsschicht 345 und der Pfeilerschicht 330 Ebenen mit dem gleichen Niveau bilden können (d. h. die Oberflächen können koplanar sein). Die Beschichtungsschicht 345 kann gebildet werden durch Bilden der Beschichtungsmaterialschicht und dann teilweises Entfernen der Beschichtungsmaterialschicht bis die Oberseitenfläche der Pfeilerschicht 330 freigelegt ist. Die Beschichtungsschicht 345 kann aus einem transparenten organischen Material gebildet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Beschichtungsschicht 345 aus Harz gebildet werden. Die Beschichtungsschicht 345 kann auf der Mehrzahl von Farbfilterschichten 340 sein (zum Beispiel kann sie Oberseitenflächen derselben direkt kontaktieren).
  • Bezugnehmend auf 5E wird die vorläufige Isolierschicht 360 gebildet, die die Beschichtungsschicht 345 und die Pfeilerschicht 330 bedeckt. Danach wird die erste Fotoresistschicht M1 auf der vorläufigen Isolierschicht 360 gebildet. Die erste Fotoresistschicht M1 kann an einer Position gebildet werden, die der in 2 gezeigten Isolationsschicht 364 entspricht.
  • Bezugnehmend auf 5F wird eine vorläufige Isolierschicht 360a mit einem vorstehenden Abschnitt 363, der auf einer Oberseite davon ausgebildet ist, mit der ersten Fotoresistschicht M1 als eine Ätzmaske gebildet durch Entfernen eines Teils von einer Oberseitenfläche der vorläufigen Isolierschicht 360 in 5E. Die vorläufige Isolierschicht 360a kann einen Basisabschnitt 361, der die Beschichtungsschicht 345 und die Pfeilerschicht 330 bedeckt, sowie den vorstehenden Abschnitt 363, der von dem Basisabschnitt 361 vorsteht, enthalten.
  • Bezugnehmend auf 5G wird die erste Fotoresistschicht M1 in 5F entfernt. Die erste Fotoresistschicht M1 kann entfernt werden durch ein Veraschungsverfahren.
  • Bezugnehmend auf 5H wird die zweite Fotoresistschicht M2 mit dem Resistloch M2H, das einen Teil der vorläufigen Isolierschicht 360a mit dem vorstehenden Abschnitt 363 freilässt, gebildet. Das Resistloch M2H kann an einer Position angeordnet werden, die der in 2 gezeigten Öffnung 362H entspricht. Die zweite Fotoresistschicht M2 kann den gesamten vorstehenden Abschnitt 363 bedecken.
  • Bezugnehmend auf 5I wird eine vorläufige Isolierschicht 360b mit einer Mehrzahl von vertieften Abschnitten 361R gebildet durch Entfernen eines Teils der vorläufigen Isolierschicht 360a in 5H mit der zweiten Fotoresistschicht M2 als eine Ätzmaske. Die Mehrzahl von vertieften Abschnitten 361R können angeordnet werden an Positionen, die den in 2 gezeigten Öffnungen 362H entsprechen.
  • Die Mehrzahl von vertieften Abschnitten 361R können derart gebildet werden, dass sie nicht vollständig durch die vorläufige Isolierschicht 360b hindurchgehen. Dementsprechend kann die Beschichtungsschicht 345 an Unterseiten der Mehrzahl von vertieften Abschnitten 361R nicht freiliegen, selbst wenn eine Fehlausrichtung während eines Verfahrens zum Bilden der zweiten Fotoresistschicht M2 auftritt.
  • Bezugnehmend auf 5J wird die zweite Fotoresistschicht M2 in 51 entfernt. Die zweite Fotoresistschicht M2 kann durch ein Veraschungsverfahren entfernt werden.
  • Die Beschichtungsschicht 345 kann Eigenschaften besitzen, die ähnlich denjenigen der zweiten Fotoresistschicht M2 sind, so zum Beispiel eine Eigenschaft, dass sie durch das Veraschungsverfahren entfernt wird. Dementsprechend, wenn die Beschichtungsschicht 345 an den Unterseiten der Mehrzahl von vertieften Abschnitten 361R freiliegend ist, kann zumindest ein Teil der Beschichtungsschicht 345 entfernt werden während eines Verfahrens zum Entfernen der zweiten Fotoresistschicht M2. Da jedoch die Mehrzahl von vertieften Abschnitten 361R derart ausgebildet werden, dass sie nicht vollständig durch die vorläufige Isolierschicht 360b hindurchgehen, in einer solchen Art und Weise, dass die Beschichtungsschicht 345 an den Unterseiten der Mehrzahl von vertieften Abschnitten 361R nicht freiliegt, ist es möglich, zumindest einen Teil der Beschichtungsschicht 345 zu schützen bzw. zu verhindern, dass dieser während des Verfahrens zum Entfernen der zweiten Fotos ist Maske M2 entfernt wird.
  • Bezugnehmend auf 5K wird die Isolations-Isolierschicht 360c mit einer Mehrzahl von Öffnungen 362H gebildet durch teilweises Entfernen einer Oberseite der vorläufigen Isolierschicht 360b in 5J mit der Mehrzahl von vertieften Abschnitten 361R in 5J und dem vorstehenden Abschnitt 363. Die Mehrzahl von Öffnungen 362H kann gebildet werden durch Entfernen der vorläufigen Isolierschicht 360b von den Unterseiten der Mehrzahl von vertieften Abschnitten 361R. Die Mehrzahl von Öffnungen 362H kann durch die Isolations-Isolierschicht 360c hindurchgehen.
  • Die Isolations-Isolierschicht 360c kann zum Beispiel gebildet werden aus einem Oxid. Die Isolations-Isolierschicht 360c kann die Basisschicht 362 und die auf der Basisschicht 362 ausgebildete Isolationsschicht 364 enthalten. Die Basisschicht 362 kann eine Öffnung 362H aufweisen, die zumindest einen Abschnitt der Pfeilerschicht 330 freilässt. Der durch die Isolations-Isolierschicht 360c, das heißt die Basisschicht 362 und die Isolationsschicht 364, definierte Isolationsraum 360D kann gebildet werden. Eine Mehrzahl von solchen Isolationsräumen 360D kann derart gebildet werden, dass sie der Mehrzahl von Pixelbereichen P1 und P2 entsprechen.
  • Der Isolationsraum 360D bezeichnet einen Abschnitt/eine Region/einen Bereich zwischen einem Bodenflächenniveau und einem Oberseitenflächenniveau der Isolations-Isolierschicht 360c, in dem/der die Isolations-Isolierschicht 360c nicht ausgebildet ist. Das bedeutet, dass der Isolationsraum 360D einen Raum, der von der Isolationsschicht 364 umgeben ist, zwischen Niveaus einer Oberseitenfläche der Basisschicht 362 und einer Oberseitenfläche der Isolationsschicht 364 sowie einen Raum in der Öffnung 362H enthalten kann. Die Mehrzahl von Isolationsräumen 360D, die voneinander isoliert sind, können gebildet werden derart, dass sie der Mehrzahl von Pixelbereichen P1 und P2 entsprechen. Das bedeutet, dass jeder von der Mehrzahl von Isolationräumen 360D derart gebildet werden kann, dass sie jedem der Mehrzahl von fotoelektrischen Wandlern 304 entsprechen.
  • Die zweite Weite W2, die die Weite der Öffnung 362H ist, kann einen kleineren Wert als den der ersten Weite W1 Pfeilerschicht 330 besitzen. Die Beschichtungsschicht 345 kann nicht freiliegend sein, und eine Oberseitenfläche davon kann vollständig bedeckt sein aufgrund der Isolations-Isolierschicht 360c mit der Öffnung 362H. Das bedeutet, dass die Oberseitenfläche der Beschichtungsschicht 345 vollständig bedeckt werden kann von der Isolations-Isolierschicht 360c, um an einer Unterseite der Öffnung 362H nicht freiliegend zu sein. Jedoch kann bei einigen Ausführungsformen ein Teil der Beschichtungsschicht 345 an einer Unterseite der Öffnung 362H freiliegend sein, wenn eine Fehlausrichtung während des Verfahrens zum Bilden der zweiten Fotoresistschicht M2 aus 5H auftritt.
  • Bezugnehmend auf 5L wird eine untere transparente Materialschicht 365, die eine Oberseite der Isolations-Isolierschicht 360c bedeckt derart gebildet, dass sie den Isolationsraum 360D füllt. Die untere transparente Materialschicht 365 kann zum Beispiel aus ITO, IZO, ZnO, SnO2, ATO, AZO, GZO, TiO2 oder FTO gebildet werden.
  • Bezugnehmend auf 5M kann die untere transparente Elektrodenschicht 366, die den Isolationsraum 360D füllt, auf der Isolations-Isolierschicht 360c gebildet werden durch Durchführen eines Planarisierungsverfahrens an der unteren transparenten Materialschicht 365 in 5L bis die Isolations-Isolierschicht 360c das heißt die Isolationsschicht 365 freigelegt ist. Das Planarisierungsverfahren zum Bilden der unteren transparenten Elektrodenschicht 366 kann durch ein CMP-Verfahren durchgeführt werden.
  • Die untere transparente Elektrodenschicht 366 kann den unteren Kontakt 366C, der ein Inneres der Öffnung 362H füllt, und die untere Elektrode 366E, die mit dem unteren Kontakt 366C verbunden ist und auf der Oberseitenfläche der Basisschicht 362 angeordnet ist, enthalten.
  • Das bedeutet, dass die untere transparente Elektrodenschicht 366 unter Verwendung eines Dual-Damascene-Verfahrens derart gebildet wird, dass sie den Isolationsraum 360D füllt. Dementsprechend können der untere Kontakt 366C und die untere Elektrode 366E integral gebildet werden. Eine Oberseitenfläche der unteren transparenten Elektrodenschicht 366 und ein oberstes Ende der Isolations-Isolierschicht 360c können das gleiche Niveau besitzen. Insbesondere können die Oberseitenfläche der unteren transparenten Elektrodenschicht 366 und die Oberseitenfläche der Isolationsschicht 364 das gleiche Niveau besitzen. Das bedeutet, dass die Oberseitenfläche der unteren transparenten Elektrodenschicht 366 und die Oberseitenfläche der Isolationsschicht 364 Ebenen mit dem gleichen Niveau bilden können (das heißt die Oberflächen können koplanar sein).
  • Aufgrund der Isolationsschicht 364 kann die untere transparente Elektrodenschicht 366 derart aufgeteilt sein, dass sie jedem von dem ersten Pixelbereich P1 und dem zweiten Pixelbereich P2 entspricht. Das bedeutet, dass eine Mehrzahl von solchen getrennten unteren transparenten Elektrodenschichten 366 derart ausgebildet werden können, dass sie der Mehrzahl von Pixelbereichen P1 und P2 entsprechen. Im Einzelnen können der untere Kontakt 366C und die untere Elektrode 366E, die die untere transparente Elektrodenschicht 366 bilden, welche einen einzelnen Isolationsraum 360D füllt, integral gebildet werden.
  • Wenn die Beschichtungsschicht 345 an der Unterseite der Öffnung 362H nicht freiliegend ist, kann die Beschichtungsschicht 345 derart beabstandet sein, dass sie nicht in Kontakt mit der unteren transparenten Elektrodenschicht 366 ist. Jedoch kann bei einigen Ausführungsformen ein Teil der Beschichtungsschicht 345 in Kontakt mit der unteren transparenten Elektrodenschicht 366 sein, wenn eine Fehlausrichtung während des Verfahrens zum Bilden der zweiten Fotoresistschicht M2 aus 5H auftritt.
  • Bezugnehmend auf 5N wird die organische fotoelektrische Schicht 372 auf der unteren transparenten Elektrodenschicht 366 gebildet. Die organische fotoelektrische Schicht 372 kann integral auf der Mehrzahl von unteren transparenten Elektrodenschichten 366 gebildet werden. Die organische fotoelektrische Schicht 372 kann ein organisches Material sein, das eine fotoelektrische Änderung nur bei Licht mit einer bestimmten Wellenlänge bewirkt. Zum Beispiel kann die organische fotoelektrische Schicht 372 die fotoelektrische Änderung nur bei einer Wellenlänge von grünem Licht bewirken. Zum Beispiel kann die organische fotoelektrische Schicht 372 eine maximale Absorptionswellenlänge λmax von etwa 500 nm bis etwa 600 nm in beiden von dem ersten und dem zweiten Pixelbereich P1 und P2 zeigen.
  • Die organische fotoelektrische Schicht 372 kann zum Beispiel eine Dicke von etwa 1 nm bis etwa 500 nm besitzen. Bei einigen Ausführungsformen kann die organische fotoelektrische Schicht 372 eine Dicke von etwa 5 nm bis etwa 300 nm besitzen. Die organische fotoelektrische Schicht 372 kann eine Dicke besitzen, die eine fotoelektrische Umwandlungseffizienz effektiv verbessern kann durch effektives Absorbieren von Licht und effektives Trennen und Übertragen von positiven Löchern und Elektronen.
  • Bezugnehmend auf 5O wird die obere transparente Elektrodenschicht 374 auf der organischen fotoelektrischen Schicht 372 gebildet. Die obere transparente Elektrodenschicht 374 kann zum Beispiel aus ITO, IZO, ZnO, SnO2, ATO, AZO, GZO, TiO2 oder FTO gebildet werden. Die obere transparente Elektrodenschicht 374 kann integral gebildet werden quer über den ersten Pixelbereich P1 und den zweiten Pixelbereich P2.
  • Danach wird wie in 2 gezeigt die der Farbfilterschicht 340 entsprechende Mikrolinse 380 auf der oberen transparenten Elektrodenschicht 374 gebildet, wodurch der Bildsensor 2 gebildet wird. Die Mikrolinse 380 kann derart gebildet werden, dass sie die entsprechende Farbfilterschicht 340 überlappt. Eine Mehrzahl von solchen Mikrolinsen 380 kann derart gebildet werden, dass sie jeweiligen der Mehrzahl von Farbfilterschichten 340 entsprechen. Die Mikrolinse 380 kann einen Pfad des auf Bereiche außer (zum Beispiel anderen als) dem fotoelektrischen Wandler 304 einfallenden Lichts ändern, und kann das Licht auf den fotoelektrischen Wandler 304 bündeln.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann weiter die Schutzschicht 378 (in 2 dargestellt) zwischen der Mikrolinse 380 und der oberen transparenten Elektrodenschicht 374 gebildet werden. Die Schutzschicht 378 kann aus einem transparenten Isoliermaterial gebildet werden.
  • Gemäß den Verfahren/dem Verfahren zum Bilden des Bildsensors gemäß 5A–5O ist es selbst beim Auftreten einer Fehlausrichtung während des Verfahrens zum Bilden der zweiten Fotoresistschicht M2 in 5H möglich, die Beschichtungsschicht 345 zu schützen bzw. zu verhindern, dass diese beschädigt wird, und dadurch kann ein zuverlässiger Bildsensor gebildet werden.
  • 6A–6E sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen eines Bildsensors gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellen. Insbesondere sind 6A–6E Querschnittsansichten, die das Verfahren zum Herstellen des in 2 gezeigten Bildsensors 2 zeigen. Bei der Beschreibung von 6A–6E werden sich mit Bezug auf 2 und 5A–5O wiederholende Inhalte/Beschreibungen ausgelassen. Im Einzelnen sind 6A–6E Querschnittsansichten, die ein Verfahren nach den in 5D gezeigten Verfahren darstellen.
  • Bezugnehmend auf 6A wird die erste Fotoresistschicht M1a mit dem Resistloch M1Ha, das einen Teil der vorläufigen Isolierschicht 360 freilässt, auf der vorläufigen Isolierschicht 360 gebildet. Das Resistloch M1Ha kann an einer der in 2 gezeigten Öffnung 362H entsprechenden Stelle angeordnet sein.
  • Bezugnehmend auf 6B wird eine Mehrzahl von vertieften Abschnitten 360R gebildet durch Entfernen eines Abschnittes der vorläufigen Isolierschicht 360 mit der ersten Fotoresistschicht M1a als eine Ätzmaske. Die Mehrzahl von vertieften Abschnitten 361R kann an Positionen angeordnet werden, die den in 2 gezeigten Öffnungen 362H entsprechen.
  • Die Mehrzahl von vertieften Abschnitten 360R kann derart gebildet werden, dass sie nicht vollständig durch die vorläufige Isolierschicht 360 hindurchgehen.
  • Bezugnehmend auf 6C wird die erste Fotoresistschicht M1a in 6B entfernt. Die erste Fotoresistschicht M1a kann durch ein Veraschungsverfahren entfernt werden.
  • Bezugnehmend auf 6D wird die zweite Fotoresistschicht M2a auf der vorläufigen Isolierschicht 360 gebildet. Die zweite Fotoresistschicht M2a kann an einer Position gebildet werden, die der in 2 gezeigten Isolierschicht 364 entspricht.
  • Bezugnehmend auf 6E wird die vorläufige Isolierschicht 360b mit dem vorstehenden Abschnitt 363, der auf/als eine Oberseite davon ausgebildet ist, gebildet durch teilweises Entfernen einer Oberseitenfläche der vorläufigen Isolierschicht 360 in 6D mit der zweiten Fotoresistschicht M2a als eine Ätzmaske. Die vorläufige Isolierschicht 360b kann den Basisabschnitt 361, der die Beschichtungsschicht 345 und die Pfeilerschicht 330 bedeckt, sowie den vorstehenden Abschnitt 363, der von der Basisschicht 361 vorsteht, enthalten. Während eines Verfahrens zum Bilden des vorstehenden Abschnittes 363 kann die Mehrzahl von vertieften Abschnitten 361R in ihren Tiefen derart zunehmen, dass sie tiefer sind als die in 6D gezeigte Mehrzahl von vertieften Abschnitten 360R.
  • Danach wird die zweite Fotoresistschicht M2a entfernt, und dadurch kann das in 5K gezeigte Ergebnis erhalten werden. Die Mehrzahl von vertieften Abschnitten 361R kann derart gebildet werden, dass sie nicht vollständig durch die vorläufige Isolierschicht 360b hindurchgehen. Dementsprechend, selbst wenn eine Fehlausrichtung während des Verfahrens zum Bilden der ersten Fotoresistschicht M1a in 6A auftritt, kann die Beschichtungsschicht 345 an Unterseiten der Mehrzahl von vertieften Abschnitten 361R nicht freiliegend sein.
  • Danach kann der in 2 gezeigte Bildsensor 2 durch die in 5L–5O gezeigten Verfahren gebildet werden.
  • 7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptabschnitt eines Bildsensors 1a gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellt. In der Beschreibung von 7 werden sich mit Bezug auf 1 wiederholende Inhalte/Beschreibungen ausgelassen werden.
  • Bezugnehmend auf 7 kann in dem Bildsensor 1a, anders als in dem in 1 gezeigten Bildsensor 1, ein Abschnitt der Beschichtungsschicht 245 in Kontakt mit der unteren transparenten Elektrodenschicht 266 sein.
  • Wie bei dem mit Bezug auf 3A bis 4E beschriebenen Bildsensor 1 ist es mit dem Bildsensor 1a gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte selbst bei Auftreten einer Fehlausrichtung während eines Verfahrens zum Bilden einer Fotoresistschicht, die zum Bilden der Isolations-Isolierschicht 260c verwendet wird, möglich, die Beschichtungsschicht 245 zu schützen bzw. zu verhindern, dass diese beschädigt wird. Zum Beispiel kann zumindest ein Abschnitt einer Oxidschicht auf einem Abschnitt der Beschichtungsschicht 245 verbleiben, der ansonsten freiliegend wäre beim Auftreten einer Fehlausrichtung beim Verwenden der Fotoresistschicht (siehe zum Beispiel 3K–3M).
  • 8 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptabschnitt eines Bildsensors 2a gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellt. Bei der Beschreibung von 8 werden sich mit Bezug auf 2 wiederholende Inhalte/Beschreibungen ausgelassen werden.
  • Bezugnehmend auf 8 kann bei dem Bildsensor 2a anders als bei dem in 2 gezeigten Bildsensor 2 ein Abschnitt der Beschichtungsschicht 345 in Kontakt mit der unteren transparenten Elektrodenschicht 366 sein.
  • Wie bei dem mit Bezug auf 5A bis 6E beschriebenen Bildsensor 2 ist es bei dem Bildsensor 2a gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte möglich, selbst bei Auftreten einer Fehlausrichtung während eines Verfahrens zum Bilden einer Fotoresistschicht, die zum Bilden der Isolations-Isolierschicht 360c verwendet wird, die Beschichtungsschicht 345 zu schützen bzw. zu verhindern, dass diese beschädigt wird.
  • 9 ist eine Querschnittsansicht, die eine Ausleseschaltung eines Bildsensors gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellt. Im Einzelnen stellt 9 die Ausleseschaltung dar, die ein grünes Pixel und ein rotes Pixel eines Bildsensors gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte enthält.
  • Bezugnehmend auf 9 teilen sich OPD und R_PD einen einzelnen Floating-Diffusionsbereich bzw. Diffusionsbereich mit schwebendem Potential FD. Außerdem teilen sich bei einem anderen Beispiel OPD und B_PD einen einzelnen Floating-Diffusionsbereich FD. Der Floating-Diffusionsbereich FD kann als ein Floating-Diffusionsknoten bzw. Diffusionsknoten mit schwebendem Potenzial bezeichnet werden. Von einem Pixel aus betrachtet teilen sich ein grünes Pixel und ein rotes Pixel einen einzelnen Floating-Diffusionsbereich FD.
  • Die Ausleseschaltung enthält zwei Übertragungstransistoren TG1 und TG2, den Floating-Diffusionsbereich FD, einen Rücksetztransistor RX, einen Treibertransistor DX und einen Auswahltransistor SX.
  • Ein erster Übertragungstransistor TG1 arbeitet ansprechend auf ein erstes Übertragungssteuersignal TS1. Ein zweiter Übertragungstransistor TG2 arbeitet ansprechend auf ein zweites Übertragungssteuersignal TS2. der Rücksetztransistor RX arbeitet ansprechend auf ein Rücksetzsteuersignal RS. Der Auswahltransistor SX arbeitet ansprechend auf ein Auswahlsignal SEL.
  • Wenn eine Aktivierungszeit des ersten Übertragungssteuersignals TS1 und eine Aktivierungszeit des zweiten Übertragungssteuersignals TS2 geeignet gesteuert werden, können ein Signal, das von OPD erzeugten elektrischen Ladungen entspricht, und ein Signal, das von R_PD erzeugten elektrischen Ladungen entspricht, zu einer Spaltenleitung COL entsprechend dem Betrieb der jeweiligen Transistoren DX und SX übertragen werden.
  • Hierbei können OPD, R_PD oder B_PD als ein Fototransistor, ein Foto-Gate, eine gepinnte Fotodiode (PPD) oder eine Kombination davon ausgebildet sein.
  • 10 ist eine Querschnittsansicht, die eine Ausleseschaltung eines Bildsensors gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellt. Im Einzelnen stellt 10 die Ausleseschaltung dar, welche ein grünes Pixel und ein rotes Pixel eines Bildsensors gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte enthält.
  • Bezugnehmend auf 10 sind eine erste Ausleseschaltung, die von R_PD erzeugte elektrische Ladungen ausliest, und eine zweite Ausleseschaltung, die von OPD erzeugte elektrische Ladungen ausliest, voneinander getrennt. Von einem Pixel aus betrachtet sind ein grünes Pixel und ein rotes Pixel voneinander getrennt.
  • Die erste Ausleseschaltung enthält einen ersten Übertragungstransistor TGA, einen ersten Floating-Diffusionsbereich FD1, einen ersten Rücksetztransistor RX1, einen ersten Treibertransistor DX1 und einen ersten Auswahltransistor SX1.
  • Der erste Übertragungstransistor TGA arbeitet ansprechend auf ein erstes Übertragungssteuersignal TS1. Der erste Rücksetztransistor RX1 arbeitet ansprechend auf ein erstes Rücksetzsteuersignal RS1. Der erste Auswahltransistor SX1 arbeitet ansprechend auf ein erstes Auswahlsignal SEL1.
  • Die zweite Ausleseschaltung enthält einen zweiten Übertragungstransistor TGB, einen zweiten Floating-Diffusionsbereich FD2, einen zweiten Rücksetztransistor RX2, einen zweiten Treibertransistor DX2 und einen zweiten Auswahltransistor SX2.
  • Der zweite Übertragungstransistor TGB arbeitet ansprechend auf ein zweites Übertragungssteuersignal TS2. Der zweite Rücksetztransistor RX2 arbeitet ansprechend auf ein zweites Rücksetzsteuersignal RS2. Der zweite Auswahl Transistor SX2 arbeitet ansprechend auf ein zweites Auswahlsignal SEL2.
  • Wenn eine Aktivierungszeit des ersten Übertragungssteuersignals TS1 und eine Aktivierungszeit des zweiten Übertragungssteuersignals TS2 geeignet gesteuert werden, können ein von OPD erzeugten elektrischen Ladungen entsprechendes Signal und ein von R_PD erzeugten elektrischen Ladungen entsprechendes Signal an eine Spaltenleitung übertragen werden gemäß dem Betrieb von den jeweiligen Transistoren DX1, SX1, DX2 und SX2.
  • 11 ist ein Blockdiagramm, das eine Gestaltung eines Bildsensors 2100 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte darstellt.
  • Bezugnehmend auf 11 kann der Bildsensor 2100 Pixelarray 2110, einen Controller 2130, einen Zeilentreiber 2120 und einen Pixelsignalprozessor 2140 enthalten. Der Bildsensor 2100 enthält zumindest einen von den mit Bezug auf 1–8 beschriebenen Bildsensoren 1, 1a, 2 und 2a.
  • Das Pixelarray 2110 kann eine Mehrzahl von zweidimensional angeordneten Einheitspixeln enthalten. Das Einheitspixel enthält einen fotoelektrischen Wandler. Der fotoelektrische Wandler kann Ladungen erzeugen durch Absorbieren von Licht. Ein elektrisches Signal (eine Ausgangsspannung) gemäß den erzeugten Ladungen kann dem Pixelsignalprozessor 2140 durch eine vertikale Signalleitung bereitgestellt werden. Die in dem Pixelarray 2110 enthaltenen Einheitspixel können einzeln zeilenweise Ausgangsspannungen bereitstellen. Dementsprechend können die Einheitspixel in einer Zeile des Pixelarrays 2110 gleichzeitig durch ein von dem Zeilentreiber 2110 ausgegebenes Auswahlsignal aktiviert werden. Die Einheitspixel in einer ausgewählten Zeile können Ausgangsspannungen gemäß dem absorbierten Licht an eine Ausgangsleitung der entsprechenden Spalte bereitstellen.
  • Der Controller 2130 kann den Zeilentreiber 2120 steuern, um dem Pixelarray 2110 zu ermöglichen, Ladungen von absorbiertem Licht zu sammeln, die gesammelten Ladungen zu speichern und ein elektrisches Signal gemäß den gespeicherten Ladungen von dem Pixelarray 2110 nach außen (zum Beispiel nach außen zu dem Bildsensor 2100) abzugeben. Außerdem kann der Controller 2130 den Pixelsignalprozessor 2140 steuern zum Messen der von dem Pixelarray 2110 bereitgestellten Ausgangsspannung.
  • Der Pixel Signalprozessor 2140 kann einen korrelierten Doppelabtaster (CDS) 2142, einen Analog-Digital-Wandler (ADC) 2144 und einen Puffer 2146 enthalten. Der CDS 2142 kann die von dem Pixelarray 2110 bereitgestellte Ausgangsspannung abtasten und halten. Der CDS 2142 kann eine Doppelabtastung an einem Pegel des Rauschens und an einem Pegel gemäß einer erzeugten Ausgangsspannung durchführen, und kann einen Pegel ausgeben, der einer Differenz dazwischen entspricht. Außerdem kann der CDS 2142 ein von einem Rampensignalgenerator 2148 erzeugtes Rampensignal empfangen und die Rampensignale vergleichen, und dadurch kann ein Vergleichsergebnis ausgegeben werden.
  • Der ADC 2144 kann ein analoges Signal, das dem von dem CDS 2142 empfangenen Pegel entspricht, in ein digitales Signal umwandeln. Der Puffer 2146 kann das digitale Signal zwischenspeichern. Das zwischengespeicherte Signal wird sequenziell von dem Bildsensor 2100 nach außen (zum Beispiel nach außen an den Bildsensor 2100) ausgegeben, um an einen Bildprozessor übertragen zu werden.
  • 12 ist ein Blockdiagramm eines Systems 2200 mit einem Bildsensor gemäß Ausführungsformen von vorliegenden erfinderischen Konzepten.
  • Bezugnehmend auf 12 kann das System 2200 eines von verschiedensten Systemen sein, dass Daten benötigt, wie zum Beispiel ein Rechensystem, ein Kamerasystem, ein Scanner, ein Fahrzeugnavigationssystem, ein Videotelefon, ein Sicherheitssystem und ein Bewegungerfassungssystem.
  • Das System 2200 kann eine Zentraleinheit (CPU) (oder einen Prozessor) 2110, einen nichtflüchtigen Speicher 2220, einen Bildsensor 2230, eine Ein-Ausgabevorrichtung 2240 und einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 2250 enthalten. Die CPU 2210 kann mit dem nichtflüchtigen Speicher 2220, dem Bildsensor 2230, der Ein-Ausgabevorrichtung 2240 und dem RAM 2250 durch einen Bus 2260 kommunizieren. Der Bildsensor 2230 kann als ein unabhängiger Halbleiterchip bereitgestellt sein oder kann mit der CPU 2210 derart integriert sein, dass sie als ein einzelner Halbleiterchip vorgesehen sind. Der Bildsensor 2230 enthält zumindest einen von den Bildsensoren 1, 1a, 2 und 2a, die mit Bezug auf 1–8 beschrieben wurden.
  • 13 stellt ein elektronisches System 3000 mit einem Bildsensor 3040 und einer Schnittstelle gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte dar.
  • Bezugnehmend auf 13 kann das elektronische System 3000 als ein Datenprozessor vorgesehen sein, der ein Mobile Industry Processor Interface (MIPI), zum Beispiel ein Mobiltelefon, einen persönlichen digitalen Assistenten (BDA), einen tragbaren Multimedia-Player (PNP) oder ein Smartphone, verwenden oder unterstützen kann. Das elektronische System 3000 kann einen Anwendungsprozessor 3010, den Bildsensor 3040 und eine Anzeige 3050 enthalten. Der Bildsensor 3040 enthält zumindest einen von den mit Bezug auf 1–8 beschriebenen Bildsensoren 1, 1a, 2 und 2a.
  • Ein Camera-Serial-Interface(CSI)-Host 3012, der in dem Anwendungsprozessor 3010 vorgesehen ist, kann seriell mit einer CSI-Vorrichtung 3041 des Bildsensors 3040 über eine CSI-Schnittstelle kommunizieren. Hierbei können zum Beispiel ein optischer Deserialisierer (DES) in dem CSI-Host 3012 und ein optischer Serialisierer (SER) in der CSI-Vorrichtung 3041 vorgesehen sein.
  • Ein in dem Anwendungsprozessor 3010 vorgesehener Display-Serial-Interface(DSI)-Host 3011 kann seriell mit einer DSI-Vorrichtung 3051 der Anzeige 3050 über eine DSI-Schnittstelle kommunizieren. Hierbei kann zum Beispiel ein optischer Serialisierer in dem DSI-Host 3011 vorgesehen sein und kann ein optischer Deserialisierer in der DSI-Vorrichtung 3051 vorgesehen sein.
  • Das elektronische System 3000 kann weiter einen Radiofrequenz(RF)-Chip 3060 enthalten, der mit dem Anwendungsprozessor 3010 kommunizieren kann. Eine physikalische Schicht (PHY) 3013 des elektronischen Systems 3000 und eine PHY 3061 des RF-Chips 3060 kann Daten gemäß einem MIPI-DigRF übertragen und empfangen. Der Anwendungsprozessor 3010 kann weiter einen DigRF-Master enthalten, der die Datenkommunikation gemäß dem MIPI-DigRF der PHY 3013 steuert, und der RF-Chip 3060 kann weiter einen DigRF-Slave 3062 enthalten, der von dem DigRF-Master gesteuert wird.
  • Das elektronische System 3000 kann weiter ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS) 3020, einen Speicher 3070, ein Mikrofon (MIC) 3080, einen dynamischen RAM (DRAM) 3085 und einen Lautsprecher 3090 enthalten. Das elektronische System 3000 kann kommunizieren unter Verwendung von Wimax 3030, einem drahtlosen lokalen Netzwerk (WLAN) 3100, einem Ultra-Wideband (UWB) 3110 usw.
  • 14 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein elektronisches System darstellt, bei dem ein Bildsensor 4010 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden erfinderischen Konzepte angewendet wird.
  • 14 stellt ein Beispiel des Anwendens des elektronischen Systems 3000 bei einem Mobiltelefon 4000 dar. Das Mobiltelefon 4000 kann den Bildsensor 4010 enthalten. Der Bildsensor 4010 enthält zumindest einen von den mit Bezug auf 1–8 beschriebenen Bildsensoren 1, 1a, 2 und 2a.
  • Die oben beschriebenen Gegenstände sind veranschaulichend und nicht beschränkend zu betrachten, und die angehängten Ansprüche sind dazu gedacht, alle solche Abwandlungen, Verbesserungen und weiteren Ausführungsformen abzudecken, die innerhalb des Umfangs der Erfindung fallen, wie er von den angehängten Ansprüchen definiert wird.

Claims (25)

  1. Bildsensor mit: einem Halbleitersubstrat (200; 300) mit einem fotoelektrischen Wandler (204; 304); einer Farbfilterschicht (240; 340) auf dem Halbleitersubstrat (200; 300); einer Metallstruktur (230; 330) auf dem Halbleitersubstrat (200; 300) und angrenzend an eine Seitenwand der Farbfilterschicht (240; 340); einer Isolierschicht (260c; 360c) auf der Farbfilterschicht (240; 340); und einer transparenten Elektrodenschicht (266; 366) auf der Isolierschicht (260c; 360c) und verbunden mit der Metallstruktur (230; 330) durch eine Öffnung (262H; 362H) der Isolierschicht (260c; 360c).
  2. Bildsensor nach Anspruch 1, weiter mit einer transparenten Schicht (245; 345) auf der Farbfilterschicht (240; 340), wobei die Isolierschicht (260c; 360c) zwischen entsprechenden Abschnitten der transparenten Schicht (245; 345) und der transparenten Elektrodenschicht (266; 366) ist.
  3. Bildsensor nach Anspruch 2, wobei der entsprechende Abschnitt der transparenten Schicht (245; 345) einen ersten Abschnitt aufweist, und wobei die transparente Elektrodenschicht (266; 366) einen zweiten Abschnitt der transparenten Schicht (245; 345) durch die Öffnung (262H; 362H) der Isolierschicht (260c; 360c) kontaktiert.
  4. Bildsensor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, weiter mit einer organischen fotoelektrischen Schicht (272; 372) auf der transparenten Elektrodenschicht (266; 366), wobei die Isolierschicht (260c; 360c) einen vorstehenden Abschnitt (264; 364) aufweist, der davon in Richtung zu der organischen fotoelektrischen Schicht (272; 372) vorsteht.
  5. Bildsensor nach Anspruch 4, wobei der vorstehende Abschnitt (264; 364) der Isolierschicht (260c; 360c): eine oberste Oberfläche aufweist, die koplanar mit einer obersten Oberfläche der transparenten Elektrodenschicht (266; 366) ist; und die Farbfilterschicht (240; 340 überlappt.
  6. Bildsensor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Metallstruktur (230; 330) aufweist: einen Wolframabschnitt (231; 331); und einen Aluminiumabschnitt (233; 333) auf dem Wolframabschnitt (231; 331), wobei die transparente Elektrodenschicht (266; 366) den Aluminiumabschnitt (233; 333) kontaktiert.
  7. Bildsensor nach Anspruch 6, wobei Seitenwände des Aluminiumabschnittes (233; 333) der Metallstruktur (230; 330) in Richtung zu der transparenten Elektrodenschicht (266; 366) sich verjüngend sind.
  8. Bildsensor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Metallstruktur (230; 330) Wolfram aufweist, wobei die Metallstruktur die transparente Elektrodenschicht (266; 366) kontaktiert.
  9. Bildsensor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei sich die Isolierschicht (260c; 360c) auf einem Abschnitt der Metallstruktur (230; 330) erstreckt, und wobei eine erste Weite (W1) der Metallstruktur (230; 330) weiter ist als eine zweite Weite (W2) der Öffnung (262H; 362H), durch die die transparente Elektrodenschicht (266; 366) mit der Metallstruktur (230; 330) verbunden ist.
  10. Bildsensor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, weiter mit einem Metallkontakt (229; 323c) in dem Halbleitersubstrat (200; 300), wobei: die Metallstruktur (230; 330) den Metallkontakt (229; 323c) kontaktiert; die Metallstruktur (230; 330) ein erstes und ein zweites metallisches Material aufweist, die voneinander verschieden sind; das erste metallische Material den Metallkontakt (230; 330) kontaktiert; und das zweite metallische Material: auf dem ersten metallischen Material ist; die transparente Elektrodenschicht (266; 366) kontaktiert; und weiter ist als das erste metallische Material.
  11. Bildsensor nach Anspruch 10, wobei das zweite metallische Material auf gegenüberliegenden ersten und zweiten Seitenwänden des ersten metallischen Materials ist, und wobei der metallische Kontakt (229; 323c) und/oder die Metallstruktur (230; 330) eine sich verjüngend Weite aufweist.
  12. Bildsensor nach Anspruch 1, wobei: die Farbfilterschicht (240; 340) und der photoelektrische Wandler (204; 304) eine erste Farbfilterschicht (241; 341) bzw. einen ersten fotoelektrischen Wandler aufweisen; der Bildsensor weiter eine zweite Farbfilterschicht (243; 343) auf dem zweiten fotoelektrischen Wandler aufweist; die Metallstruktur (230; 330) zwischen dem ersten Farbfilter (241; 341) und der zweiten Farbfilterschicht (243; 343) ist; und der Bildsensor weiter eine transparente organische Schicht (245; 345) zwischen der ersten Farbfilterschicht (241; 341) und einem ersten Abschnitt der Isolierschicht (260c; 360c) sowie zwischen der zweiten Farbfilterschicht und einem zweiten Abschnitt der Isolierschicht (260c; 360c) aufweist.
  13. Bildsensor nach Anspruch 12, wobei eine Oberfläche der transparenten organischen Schicht (245; 345) koplanar mit einer Oberfläche der Metallstruktur (230; 330) ist, die die transparente Elektrodenschicht (266; 366) kontaktiert.
  14. Bildsensor nach Anspruch 12 oder 13, weiter mit einer organischen fotoelektrischen Schicht (272; 372) auf der transparenten Elektrodenschicht (266; 366), wobei der zweite Abschnitt der Isolierschicht (260c; 360c) einen vorstehenden Abschnitt (264; 364) davon aufweist, der in Richtung zu der organischen fotoelektrischen Schicht (272; 372) vorsteht und der einen ersten Abschnitt der transparenten Elektrodenschicht (266; 366), der auf der ersten Farbfilterschicht (241; 341) ist, von einem zweiten Abschnitt der transparenten Elektrodenschicht (266; 366), der auf der zweiten Farbfilterschicht (243; 343) ist, isoliert.
  15. Bildsensor nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die transparente Elektrodenschicht (266; 366) einen Abschnitt der transparenten organischen Schicht (245; 345) durch die Öffnung (262H; 362H) der Isolierschicht (260c; 360c) kontaktiert.
  16. Bildsensor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Isolierschicht (260c; 360c) sich gegenüberliegende erste und zweite Seitenwände der Metallstruktur (230; 330) überlappt.
  17. Verfahren zum Bilden eines Bildsensors, wobei das Verfahren aufweist: ein Bilden einer Isolierschicht (260; 360) auf einer Farbfilterschicht (240; 340); ein Ätzen der Isolierschicht zum Bilden einer Öffnung (262H; 362H), die zumindest teilweise eine Metallstruktur (230; 330) freilegt, die an eine Seitenwand der Farbfilterschicht (240; 340) angrenzt; und ein Bilden einer Elektrodenschicht (265; 365) in der Öffnung (262H; 362H) der Isolierschicht.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, weiter aufweisend: vor dem Bilden der Isolierschicht (260; 360) ein Bilden einer transparenten Schicht (245; 345) auf der Farbfilterschicht (240; 340), wobei das Bilden der Elektrodenschicht (245; 365) ein gleichzeitiges Bilden eines Elektrodenmaterials aufweist: in der Öffnung (262H; 362H) der Isolierschicht; und auf einem Abschnitt der Isolierschicht, der außerhalb der Öffnung (262H; 362H) ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Bilden der Elektrodenschicht (265; 365) ein Bilden der Elektrodenschicht derart aufweist, dass sie einen Abschnitt der transparenten Schicht (245; 345) durch die Öffnung (262H; 362H) hindurch kontaktiert.
  20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei: das Bilden der transparenten Schicht (245; 345) auf der Farbfilterschicht (240; 340) ein Bilden der transparenten Schicht (245; 345) auf einer roten ersten Farbfilterschicht (241; 341) und auf einer blauen zweiten Farbfilterschicht (241; 341) aufweist; das Bilden der Isolierschicht (260; 360) ein Bilden einer Oxidschicht auf der transparenten Schicht (245; 345) aufweist; und das Bilden der Elektrodenschicht (265; 365) ein Bilden einer Indiumzinnoxid(ITO)-Schicht auf der Oxidschicht und auf der Metallstruktur (230; 330) aufweist.
  21. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 17 bis 20, weiter aufweisend: ein Bilden eines Fotoresistmaterials (M1) auf einem Abschnitt der Isolierschicht (260; 360); und ein Durchführen eines Ätzens der Isolierschicht (260; 360) während das Fotoresistmaterial (M1) auf dem Abschnitt der Isolierschicht (260; 360) ist.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei: das Durchführen des Ätzens der Isolierschicht (260; 360) während das Fotoresistmaterial (M1) auf dem Abschnitt der Isolierschicht (260; 360) ist, ein Durchführen eines ersten Ätzens der Isolierschicht aufweist; das Verfahren weiter ein Durchführen eines zweiten Ätzens der Isolierschicht zum Bilden einer Vertiefung (261R; 361R), die die Metallstruktur (230; 330) überlappt, ohne die Metallstruktur (230; 330) freizulegen, aufweist; und das Ätzen der Isolierschicht zum Bilden der Öffnung (262H; 362H), die die Metallstruktur (230; 330) zumindest teilweise freilegt, ein Durchführen eines dritten Ätzens der Isolierschicht aufweist.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei: das Fotoresistmaterial (M1) eine erste Fotoresistschicht aufweist; das Verfahren weiter ein Entfernen der ersten Fotoresistschicht und ein Bilden einer zweiten Fotoresistschicht (M2) auf der Isolierschicht vor dem Durchführen des zweiten Ätzens der Isolierschicht aufweist; und das Verfahren weiter ein Entfernen der zweiten Fotoresistschicht (M2) vor dem Durchführen des dritten Ätzens, das die Öffnung bildet, welche zumindest teilweise die Metallstruktur freilegt, aufweist.
  24. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 21 bis 23, wobei das Durchführen des Ätzens ein Bilden eines vorstehenden Abschnittes (264; 364) der Isolierschicht aufweist; und das Bilden der Elektrodenschicht (265; 365) ein Bilden der Elektrodenschicht (265; 365) auf dem vorstehenden Abschnitt (264; 364) der Isolierschicht aufweist.
  25. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 17 bis 24, wobei das Bilden der Elektrodenschicht (265; 365) aufweist: ein Abscheiden eines Elektrodenmaterials auf der Isolierschicht; und ein Durchführen eines chemisch-mechanischen Polier(CMP)-Verfahrens an dem Elektrodenmaterial bis ein Abschnitt der Isolierschicht (260; 360) freigelegt ist, wobei der Abschnitt der Isolierschicht (260; 360) der von dem CMP-Verfahren freigelegt wird, die Farbfilterschicht (240; 340) überlappt, und wobei das Verfahren weiter ein Bilden einer organischen fotoelektrischen Schicht (272; 372) auf der Elektrodenschicht und auf dem Abschnitt der Isolierschicht, der von dem CMP-Verfahren freigelegt wurde, aufweist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5534927B2 (ja) 2010-05-06 2014-07-02 株式会社東芝 固体撮像装置
US9362327B2 (en) 2014-01-15 2016-06-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor and electronic device including the same
JP2015170620A (ja) 2014-03-04 2015-09-28 株式会社東芝 固体撮像装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018121990B4 (de) 2018-02-27 2024-02-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Bildsensoren
CN110890389A (zh) * 2018-09-07 2020-03-17 三星电子株式会社 图像传感器及其制造方法

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