本发明专利技术揭示用以减少固态成像器阵列中的串扰和像素噪声的发生的方法和结构。在示范性实施例中，经图案化以形成像素结构中的多晶硅埋入触点的层的一个区段还经图案化以安置在所述像素的有源光传感器部分上。所述埋入触点层的覆盖所述像素的所述光传感器部分的区段用于在光照射到所述光传感器之前对照射到所述埋入触点层的光进行过滤。所述多晶硅滤光片在不增加显著的处理复杂性的情况下，减少了从邻近像素进入的杂散光的量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及成像装置像素的光屏蔽领域。技术背景固态成像装置可包含光电子转换器，其将通过光学透镜接收到的光能转换成电能。 所述光电子转换器通常布置在像素阵列中。每个像素的特征是离散光传感器，其将接收 到的光信号的相应部分转换成电信号。每个光传感器所产生的电信号由像素和其它电路 处理，以再现表示从其接收到光能的来源的数字图像。理想地，由每个光传感器接收到的光直接从被成像的源行进穿过面向光刺激的像素 表面，并照射到光传感器。然而，事实上，进入光电子转换器的光通过像素结构的反射 和折射而散射。因此，个别光传感器可接收杂散光，例如打算用于阵列中的邻近光传感 器的光。此杂散光(称为光学串扰)降低了再现图像的质量和准确性。随着成像器 变得越来越小且阵列像素密度增加，与光学串扰相关联的问题变得越来越明显。光学串扰尤其在彩色成像器中成问题，其中每个像素承担专门的光检测角色。典型 像素中的光传感器对较宽光谱的光能敏感。因此，典型像素阵列提供黑白成像器。可使 用彩色滤光片来限制照射到光传感器的光的波长。在彩色成像器中，将彩色滤光片镶嵌 阵列(CFA)布置在到达光传感器的光径中，以给予成像器感色灵敏度。在大多数情况 下，使用三色红绿蓝(RGB)图案，但存在其它图案三色互补YeMaCy，或混合的原 色/互补色，以及四色系统，其中第四色是白色或具有改变的光谱灵敏度的色彩。将CFA 布置成一个图案，其中拜尔图案(Bayer pattern)是所使用的主流布置。结果是能够在 可见光谱中再现彩色图像的成像器。理想地，每个光传感器将仅接收光传感器想要转换的光的那些波长。然而，事实上， 像素之间的光学串扰允许(例如)被引导到蓝色滤光片的光照射到红色像素，致使红色 像素获得比观看的图像中实际存在的红光更多的红光。在绿光照射到蓝像素、红光照射 到绿像素上等情况下，出现类似问题。另外，CFA瑕疵将导致具有(例如)进入红像素 的一些蓝光和绿光以及进入蓝和绿像素的红光的形式的额外串扰。这些各种类型的串扰 降低了所产生图像的准确性。另一个问题(尤其在CMOS成像器中)通常已知为像素噪声。由于包含在像素装置结构的邻接层和区域中的各个组件的不同物理和电特性的缘故，产生某些类型的像素噪声。举例来说，失配材料界面可变成俘获电子或空穴的区域。例如二氧化硅/硅界面可包含此类俘获点。包含与衬底相比具有较高硅密度的物质的界面尤其与(例如)晶体管的硅/栅极氧化物界面相比，沿边界形成俘获点的可能性较高。俘获点还可能由沿层或区域边界之间的二氧化硅/硅界面的缺陷，以及沿可俘获电子或空穴的二氧 化硅/硅界面的不饱和键或断键引起。俘获点通常是不带电的，但通过俘获的电子或空穴变得有能量。高能电子或空穴被 称为热载流子。热载流子可在可用俘获点中被俘获，且对装置的固定电荷有贡献， 并改变所述装置的阈值电压和其它电特性。从光传感器内或附近的俘获点产生的电流对 由于恒定电荷泄漏到光传感器中引起的CMOS成像器中的暗电流(即，在没有光的情况 下，出现在光传感器中的电流)有贡献。暗电流对光传感器的操作和性能是有害的。因 此，希望提供隔离技术来防止呈(例如)电流产生或电流泄漏形式的像素噪声。上文所论述的类型的CMOS成像器是通常已知的。举例来说，Nixon等人的256x256 CMOS Active Pixel Sensor Camera-on-a-Chip， IEEE固体电路杂志，第31 (12)巻，第 2046-2050页(1996); Mendis等人的CMOS Active Pixel Image Sensors, IEEE电子 器件汇刊，第41 (3)巻，第452-453页(1994);第6,140,630号美国专利；第6,376,868 号美国专利；第6,310,366号美国专利；第6,326,652号美国专利；第6,204,524号美国 专利以及第6,333,205号美国专利中论述CMOS成像器，以上文献的整个揭示内容以引 用的方式并入本文中。需要减少固态成像器中的光学串扰和像素噪声。尤其有利的解决方案将在无额外成 本或处理步骤的情况下提供改进的光过滤，且潜在地将减少制造工艺中所使用的步骤或 组件的数目和程度。减少光学串扰并改进滤光片能力的方法和结构将改进成像系统灵敏 度和准确性。
技术实现思路
本专利技术提供用以减少固态成像器阵列中的串扰和像素噪声的发生的方法和结构。在 示范性实施例中，经图案化以形成像素结构中的多晶硅埋入触点的层的一个区段还经图 案化以安置在所述像素的有源光传感器部分上。所述埋入触点层的覆盖所述像素的所述 光传感器部分的区段用于在光照射到所述光传感器之前，对照射到所述埋入触点层的光 进行过滤。所述多晶硅滤光片在不增加显著的处理复杂性的情况下，减少了从邻近像素 进入的杂散光的量。附图说明从结合附图而提供的以下具体实施方式将更清楚地了解本专利技术的上述和其它优势和特征，在附图中图1说明根据本专利技术实施例的示范性像素布局；图2说明布置成拜尔图案的示范性彩色滤光片镶嵌阵列；图3说明根据本专利技术示范性实施例在制造步骤期间的像素的部分横截面；图4说明根据本专利技术示范性实施例在图3步骤之后的制造步骤期间的像素的部分横截面；图5说明根据本专利技术示范性实施例在图4步骤之后的制造步骤期间的像素的部分横 截面；图6以正视图的形式说明根据本专利技术示范性实施例的成像器阵列的一部分的横截面；图7示意性地说明根据本专利技术的示范性像素的电路；图8说明包含如图1-图7中所说明的成像器像素阵列的成像装置的框图；以及 图9说明并入有根据本专利技术的至少一个CMOS成像器的处理器系统。具体实施方式在以下具体实施方式中，参考形成其一部分的附图，且其中以说明可实践本专利技术的 特定实施例的说明的方式来展示。应了解，相同参考标号在附图中始终表示相同元件。 以充分的细节来描述这些示范性实施例，以使所属领域的技术人员能够实践本专利技术。应 了解，可利用其它实施例，且可在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，作出结构、逻 辑和电改变。术语晶片和衬底可理解为包含绝缘体上硅(SOI)或蓝宝石上硅(SOS)技术、掺杂和未掺杂半导体、由基部半导体底座支撑的外延硅层以及其它半导体结构。 此外，当在以下描述内容中参考晶片或衬底时，可能已经利用前面的工序来在 基部半导体结构或底座中形成区域或结。另外，半导体不需要是基于硅的，而是可基于 其它半导体，例如硅-锗、锗或砷化镓。术语像素指代含有电路的图像元素单位单元(picture element unit cell)，所述电路包含光传感器和半导体，其用于将电磁辐射转换成电信号。出于说明的目的，展示并 描述代表性像素的制造。通常，成像器中所有像素的制造将以类似方式同时进行。因此 不应在限制意义上考虑以下具体实施方式，且本专利技术的范围由所附权利要求书界定。本专利技术涉及一种方法和结构，其提供经图案化的导电层(例如多晶硅埋入触点层) 作为滤光片。形成埋入触点和多晶硅滤光片的埋入触点层与CMOS成像器的像素晶体管 层沉积在同一表面上。使用标准CMOS工艺来制造CMOS集成电路。概括地描述，将从其形成像素晶体管电路中的埋入触点的多晶硅沉积在正在制造的 成像装置的主要表面上。接着，对所述多晶硅进行图案化，并去除本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种成像器像素，其包括：衬底；光收集区域，其形成于所述衬底中；埋入触点，其形成于电荷收集区域上；以及滤光区域，其与所述埋入触点形成于同一平面水平上，且经布置以至少部分地覆盖所述光收集区域。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-6-9 11/148,5541.一种成像器像素，其包括衬底；光收集区域，其形成于所述衬底中；埋入触点，其形成于电荷收集区域上；以及滤光区域，其与所述埋入触点形成于同一平面水平上，且经布置以至少部分地覆盖所述光收集区域。2. 根据权利要求1所述的成像器像素，其中所述滤光区域和所述埋入触点由多晶硅形 成。3. 根据权利要求2所述的成像器像素，其中所述滤光区域和所述埋入触点由同一多晶 硅层形成。4. 根据权利要求l所述的成像器像素，其中所述滤光区域是电无源的。5. 根据权利要求1所述的成像器像素，其中将偏压施加到所述滤光区域，以防止暗电 流的积聚。6. 根据权利要求1所述的成像器像素，其中所述滤光区域接地。7. 根据权利要求1所述的成像器像素，其中所述滤光区域与所述光收集区域电子隔 离。8. 根据权利要求1所述的成像器像素，其进一步包括彩色滤光片，所述彩色滤光片经 布置以拦截朝所述光收集区域引导的光。9. 根据权利要求8所述的成像器像素，其中所述彩色滤光片是红色的。10. 根据权利要求l所述的成像器像素，其中仅针对红色像素形成所述滤光区域。11. 根据权利要求1所述的成像器像素，其中所述滤光区域由多晶硅层形成。12. —种成像装置，其包括-由衬底支撑的光传感器；由所述衬底支撑的像素组件材料层，所述像素组件材料经图案化以包括用于对电 像素组件进行操作的离散构造；以及层，其与所述像素组件材料层形成于同一平面水平上，所述层覆盖经配置以用作 滤光片的多个光传感器。13. 根据权利要求12所述的成像装置，其中所述像素组件层进一步包括覆盖所述像素 组件材料层的绝缘层。14. 根据权利要求13所述的成像装置，其中所述绝缘层是TEOS。15. 根据权利要求12所述的成像装置，其中所述滤光片层形成于红像素上。16. —种CMOS成像器，其包括以行和列布置在衬底上的成像器像素阵列，每个成像器像素包括光敏区域；由包括像素电路的衬底支撑的制造层；以及滤光区域，其与所述制造层形成于同一...
【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩G科尔，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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