图像传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种图像传感器。图像传感器包括：基板，光电转换器件形成在其中；在基板上的互连结构，互连结构包括多个金属间电介质层和安置在多个金属间电介质层中的多个金属互连，互连结构限定相应于光电转换器件对准的槽；吸湿阻挡层，共形地形成在互连结构的顶部上以及在槽中；和光导单元，形成在吸湿阻挡层上并包括填充槽的透光材料，其中吸湿阻挡层在槽的底部和两个侧部上以及在多个金属间电介质层的顶表面上以均匀厚度形成。

【技术实现步骤摘要】

示例实施方式涉及图像传感器、其制造方法以及包括图像传感器的装置。
技术介绍
图像传感器将光子图像转换成电信号。在计算机与通信产业方面的新发展已经导 致对于在各种消费电子设备中的高性能图像传感器的强烈需要，各种消费电子设备包括数 码相机、可携式摄像机、PCS (个人通信系统)、游戏机、保安摄影机和医用微型照相机。特别地，MOS图像传感器能被容易地驱动并能利用各种扫描方法来实现。此外，由 于数字信号处理电路能被集成到单个芯片中所以能最小化产品的尺寸，生产成本能降低， 并能重复使用MOS工艺技术。此外，小功耗使得MOS图像传感器易于应用到电池供电的产 品。因此，随着在实现高分辨率MOS图像传感器方面的进展，已经迅速地增大了 MOS图像传 感器的使用。
技术实现思路
示例实施方式提供了具有改进的光子特性的图像传感器。示例实施方式还提供了制造具有改进的光子特性的图像传感器的方法。然而，示例实施方式的方面、特征和优点不限于这里的阐述。通过参考下面给出的 示例实施方式的详细描述，对于示例实施方式所属
的一般技术人员而言，示例实 施方式的上述和其他方面、特征和优点将变得更加明显。根据示例实施方式的方面，提供了一种图像传感器。图像传感器包括基板，光 电转换器件形成在其中；互连结构，形成在基板上并包括多个金属间电介质层和在多个金 属间电介质层中的多个金属互连，互连结构限定相应于光电转换器件对准的槽的至少一部 分；吸湿阻挡层，共形地形成在互连结构的顶部上以及在槽中；和光导单元，形成在吸湿阻 挡层上并包括填充槽的透光材料，其中吸湿阻挡层在槽的底部和两个侧部上以及在多个金 属间电介质层的顶表面上以均勻厚度形成。根据示例实施方式的另一方面，提供了一种图像传感器。图像传感器包括基板， 光电转换器件形成在其中；互连结构，形成在基板上并包括多个金属间电介质层和在多个 金属间电介质层中的多个金属互连；层间电介质层，在互连结构与基板之间并包括电连接 到内侧的多个互连的栅结构；吸湿阻挡层，形成在包括互连结构的基板的整个表面上；和 滤色器，形成在吸湿阻挡层上。根据示例实施方式的另一方面，提供了一种图像传感器。该图像传感器包括基 板，在其中光电转换器件与基板的第一表面相邻地形成；互连结构，形成在第一表面上并包 括多个金属间电介质层和在多个金属间电介质层中的多个金属互连；背侧层间电介质层， 形成在基板的第二表面上，基板的第二表面在基板关于第一表面的相反侧上；吸湿阻挡层， 形成在背侧层间电介质层的整个表面上；和滤色器，沿着光电转换器件对准并且形成在吸 湿阻挡层上。附图说明通过参考附图详细描述示例实施方式，示例实施方式的上述和其他特征和优点将 变得更加明显。附图旨在描绘示例实施方式而不应解释为限制权利要求的范围。除非明确 地表示，附图不应被理解为按比例绘画。图1为示出根据示例实施方式的图像传感器的方框图；图2为与图1中的有源像素传感器(APS)阵列相应的等效电路图；图3为示出根据示例实施方式的图像传感器的概念视图；图4A至图4C为示出根据示例实施方式的图像传感器的截面图；图5A和图5B为示出根据另一示例实施方式的图像传感器的截面图；图6A和图6B为示出根据另一示例实施方式的图像传感器的截面图；图7A和7B为示出根据另一示例实施方式的图像传感器的截面图；图8至图11为中间步骤的结构的截面图，示出根据示例实施方式的图像传感器的 制造方法；图12和图13为中间步骤的结构的截面图，示出根据另一示例实施方式的图像传 感器的制造方法；图14至图17为中间步骤的结构的截面图，示出根据另一示例实施方式的图像传 感器的制造方法；图18至图20为包括根据示例实施方式的图像传感器的基于处理器的装置。图21A至图22为示出实验示例的结果的图形。具体实施例方式在此公开详细的示例实施方式。然而，这里公开的特定结构和功能细节仅是代表 性的，用于描述示例实施方式。示例实施方式可以以许多替换的形式实现且不应解释为仅 限于这里阐述的实施方式。因此，示例实施方式能有各种变形和替换形式，其实施方式以举例的方式显示在 附图中并且将在此详细描述。然而，应当理解，不意图将示例实施方式限制为所公开的具体 形式，相反，示例实施方式覆盖落入示例实施方式的范围内的所有变形、等价物和替换。整 个附图的描述中，相似的附图标记指示相似的元件。可以理解虽然术语第一、第二等可以用于此来描述各种元件，这些元件应不受这 些术语限制。这些术语只用于区分一个元件与另一元件。例如，第一元件能被称为第二元 件，相似地，第二元件能被称为第一元件，而不脱离示例实施方式的范围。这里所用的术语 “和/或”包括相关列举项目的一个或更多的任何和所有组合。可以理解当元件被称为“连接到”或“耦接到”另一元件或层时，它可以直接连接 到、耦接到其他元件，或者可以存在中间的元件。相反，当元件被称为“直接连接到”或“直 接耦合到”另一元件时，则没有中间元件存在。用于描述元件之间的关系的其他词语应当以 相似的方式理解(例如，“在...之间”与“直接在...之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。这里所使用的术语是只为了描述具体的实施方式的目的且不旨在限制示例实施 方式。如这里所用，单数形式也旨在包括复数形式，除非内容清楚地指示另外的意思。可以5进一步理解当在此使用时术语“包括”和/或“包含”说明所述特征、区域、整体、步骤、操作、 元件和/或组分的存在，但是不排除存在或添加一个或更多其他特征、区域、整体、步骤、操 作、元件、组分和/或其组。应当注意，在一些替换实施中，说明的功能/行动可以不以附图中示出的顺序发 生。例如，连续示出的两个附图可以实际上被基本同时的执行，或者可以有时根据所涉及的 功能性/行动而以相反的顺序执行。除非另有界定，这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)可以具有本领域技 术人员共同理解的相同的意思。此外，一般字典中定义的术语不应解释为理想化或过度正 式的意义，除非在这里明确地如此界定。在下文，通过参考附图、图像传感器及其制造方法来解释示例实施方式。图1为示出根据示例实施方式的图像传感器的方框图。参考图1，根据示例实施方式的图像传感器包括传感器阵列10、定时脉冲发生器 20、行解码器30、行驱动器40、相关双采样器⑶S 50、模拟数字转换器ADC60、锁存单元70 和列解码器80，传感器阵列10由具有光电转换器件的像素的二维阵列组成。传感器阵列10包括以二维布置的单元像素。单元像素将光子图像转换成电信号。 有源像素传感器(APQ阵列10由来自行驱动器40的包括行选择信号、复位信号和电荷传 输信号的多个驱动信号驱动。而且，电转换的输出信号通过垂直信号线被传送到相关双采 样器50。定时脉冲发生器20向行解码器30和列解码器80提供定时信号和控制信号。根据由行解码器30产生的解码结果，行驱动器40向APS阵列10提供多个驱动信 号以驱动单元像素。通常，在以矩阵方式布置单元像素的情况下，驱动信号被提供到每行。相关双采样器50通过垂直信号线接收由APS阵列10产生的输出信号并执行保留 和取样操作。更详细地描述，相关双采样器50双采样由APS阵列产生的一定噪声电平和信 号电平并输出噪声电平与信号电平之间的差值电平。模拟数字转换器本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种图像传感器，包括：基板，包括光电转换器件；在所述基板上的互连结构，所述互连结构包括一个或多个金属间电介质层和在所述一个或多个金属间电介质层中的一个或多个金属互连，所述互连结构限定槽，使得所述槽相应于所述光电转换器件对准并且具有底部和至少两个侧部；吸湿阻挡层，在所述互连结构的顶表面上以及在所述槽的内侧；和在所述吸湿阻挡层上的光导单元，所述光导单元包括填充所述槽的透光材料，其中所述吸湿阻挡层沿着所述槽的所述底部和所述两个侧部以及在所述多个金属间电介质层的顶表面上具有均匀厚度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金弘基，姜虎圭，李准泽，崔在希，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR