图像传感器、电子装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及图像传感器、电子装置及其制造方法。本公开涉及一种图像传感器，所述图像传感器包括像素传感器阵列；栅格，布置在所述像素传感器阵列之上且具有对应于所述像素传感器阵列中的像素传感器的开口；滤色器阵列，每个滤色器容纳在所述栅格的一个开口中，所述滤色器阵列包括白色滤色器和彩色滤色器；其中容纳所述白色滤色器的开口的一个或者多个侧壁的厚度较容纳所述彩色滤色器的开口的侧壁厚度更厚，使得白色滤色器的受光面积比彩色滤色器的受光面积更小，以减少进入到与所述白色滤色器的光量。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器、电子装置及其制造方法
本公开一般涉及半导体
，更具体地，涉及图像传感器、电子装置及其制造方法。
技术介绍
近年来，诸如视频相机或数字静态相机的固态图像传感器通常使用CCD图像传感器或CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器，其不仅用于消费电子领域，例如微型数码相机、手机摄像头、摄像机和数码单反中，而且在汽车电子、监控、生物技术和医学等领域也得到了广泛的应用。随着对像素大小的要求与日俱增，图像传感器中像素的数目正迅速增加，或者图像传感器的大小正迅速缩减。然而，随着像素数目的增加或大小的缩减，图像传感器中的相邻像素之间的间隔变小，从而产生了一个被称为高光溢出的新问题，即像素饱和之后电荷泄漏到相邻像素。溢出到相邻像素中的电荷会使得相邻像素输出不能体现其真实入射光量的电信号。此外，为了在黑暗的地方获得更明亮的拍摄图像，除了红色(R)像素、绿色(G)像素和蓝色(B)像素之外，还设计了包括白色(W)像素的图像传感器装置。由于白光是由不同颜色(即，不同频率)的光混合而成，因此白光的光谱自然要比彩色光的光谱宽。在相同光照条件下，白色像素由于会接受到更多数量的光子，会比其他彩色像素更早饱和，而白色像素在饱和后所产生的电荷会溢出到相邻的像素中，因此像素之间发生了电荷泄漏。泄漏到周围彩色像素(即，R像素、G像素以及B像素)的电荷会不期望地使这些彩色像素着色，从而导致发生画面的失真。因此，需要改善这种着色以及失真现象，并且抑制图像质量的下降。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的一个或多个缺陷，本公开提供一种本领域的新技术。由于白光是由不同颜色(即，不同频率)的光混合而成，因此在包括RGBW像素的图像传感器中，白色(W)像素会接受更宽光谱范围内的光，因此在相同的光照条件下白色像素相较于其他彩色像素会接受更多的光子，从而产生更多的光生载流子，由此白像素会比其他彩色像素更早饱和。而白色像素在饱和后所产生的电荷会溢出到相邻彩色像素中，泄漏到相邻彩色像素的电荷会不期望地使该彩色像素着色，从而导致画面的失真。为了解决以上技术问题，本专利技术提供了一种改进的图像传感器结构从而减少甚至避免白色像素传感器中所产生的电荷泄漏到相邻的彩色像素传感器。在相同入射光的情况下，相对于彩色像素传感器本专利技术有意地减少白色像素传感器的进光量，从而降低白色像素传感器的光电转化效率，减少由白色像素传感器产生的光生载流子，进而减少由于满阱容量的不足所导致的电荷溢出。具体来说，可以使白色像素传感器上的栅格的厚度更宽，由此栅格所包围的面积也就越小，进而栅格中容纳的白色滤色器的受光面积比其他彩色滤色器的受光面积相比要更小，进而与其他彩色像素传感器相比减少进入到白色像素传感器中的光量。或者，可以在白色像素传感器之上设置光阻挡件，以部分地阻挡进入到白色像素传感器中的光量。本公开的方面可以包括图像传感器、图像传感器的制造方法、包括该图像传感器的电子装置中的至少一个。根据本公开的第一方面，提供了一种图像传感器，所述图像传感器包括像素传感器阵列；栅格，布置在所述像素传感器阵列上且具有对应于所述像素传感器阵列中的像素传感器的开口；滤色器阵列，每个滤色器容纳在所述栅格的一个开口中，所述滤色器阵列包括白色滤色器和彩色滤色器；其中容纳所述白色滤色器的开口的一个或者多个侧壁的厚度较容纳所述彩色滤色器的开口的侧壁厚度更厚，使得白色滤色器的受光面积比彩色滤色器的受光面积更小，以减少进入到与所述白色滤色器的光量。根据本公开的第二方面，提供了一种图像传感器，所述图像传感器包括像素传感器阵列；第一栅格，布置在所述像素传感器阵列上且具有对应于所述像素传感器阵列中的像素传感器的开口；滤色器阵列，每个滤色器容纳在所述栅格的一个开口中，所述滤色器阵列包括白色滤色器和彩色滤色器；光阻挡件，布置在容纳所述白色滤色器的开口中，以减少进入到与白色滤色器对应的像素传感器的光量。根据本公开的第三方面，提供了一种制造图像传感器的方法，所述方法包括：形成像素传感器阵列；在所述像素传感器阵列上形成栅格，所述栅格具有对应于所述像素传感器阵列中的像素传感器的开口，其中容纳所述白色滤色器的开口的一个或者多个侧壁的厚度被形成为较容纳所述彩色滤色器的开口的侧壁厚度更厚，使得白色滤色器的受光面积比彩色滤色器的受光面积更小，以减少进入到与所述白色滤色器的光量；以及在所述栅格的开口中形成滤色器阵列，每个开口中形成一个滤色器，所述滤色器阵列包括白色滤色器和彩色滤色器。根据本公开的第四方面，提供了一种制造图像传感器的方法，所述方法包括：形成像素传感器阵列；在所述像素传感器阵列上形成第一栅格，所述第一栅格具有对应于所述像素传感器阵列中的像素传感器的开口；在容纳所述白色滤色器的开口中形成光阻挡件，以减少进入到与白色滤色器对应的像素传感器的光量；以及在所述栅格的开口中形成滤色器阵列，每个开口中形成一个滤色器，所述滤色器阵列包括白色滤色器和彩色滤色器。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：图1A示出了RGB(拜耳阵列)像素阵列；图1B示出了除了RGB像素，还包括白(W)像素的像素阵列；图2示出了白色像素和相邻彩色像素之间发生电荷溢出后的图像传感器的势能图；图3示出了根据本专利技术的一个实施例的图像传感器的截面图；图4A、图4B和图4C示出了根据本专利技术的另一些实施例的图像传感器的截面图；图5提供了一种制造根据本专利技术图3的实施例所示的图像传感器的流程图；图6提供了一种制造根据本专利技术图4C的实施例所示的图像传感器的流程图。注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的专利技术并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为本说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。图1A为拜耳阵列的像素阵列，其中G元素被放置在方格图案中，并且R像素和B元素交替设置在剩余部分的每一行中。在图1B中，W像素被添加到RGB像素中，这样在黑暗的环境中W像素可以吸收白光从而获得更明亮的拍摄图像。在包括W像素的这种像素阵列中(图1B)，由于作为高灵敏像素的W像素比其他像素更早饱和，所以电荷从W像素溢出到其他相邻像素，这样其他像素会产生失真现象。图2为白像素传感器和相邻彩色像素传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于所述图像传感器包括：像素传感器阵列；栅格，布置在所述像素传感器阵列之上且具有对应于所述像素传感器阵列中的像素传感器的开口；滤色器阵列，每个滤色器容纳在所述栅格的一个开口中，所述滤色器阵列包括白色滤色器和彩色滤色器；其中容纳所述白色滤色器的开口的一个或者多个侧壁的厚度较容纳所述彩色滤色器的开口的侧壁厚度更厚，使得白色滤色器的受光面积比彩色滤色器的受光面积更小，以减少进入到与所述白色滤色器对应的像素传感器的光量。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于所述图像传感器包括：像素传感器阵列；栅格，布置在所述像素传感器阵列之上且具有对应于所述像素传感器阵列中的像素传感器的开口；滤色器阵列，每个滤色器容纳在所述栅格的一个开口中，所述滤色器阵列包括白色滤色器和彩色滤色器；其中容纳所述白色滤色器的开口的一个或者多个侧壁的厚度较容纳所述彩色滤色器的开口的侧壁厚度更厚，使得白色滤色器的受光面积比彩色滤色器的受光面积更小，以减少进入到与所述白色滤色器对应的像素传感器的光量。2.一种图像传感器，其特征在于所述图像传感器包括：像素传感器阵列；第一栅格，布置在所述像素传感器阵列之上且具有对应于所述像素传感器阵列中的像素传感器的开口；滤色器阵列，每个滤色器容纳在所述第一栅格的一个开口中，所述滤色器阵列包括白色滤色器和彩色滤色器；光阻挡件，布置在容纳所述白色滤色器的开口中，以减少进入到与白色滤色器对应的像素传感器的光量。3.根据权利要求2所述的图像传...

【专利技术属性】
技术研发人员：武海亮，陈世杰，黄晓橹，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32