具有光阻擋層的圖像傳感器裝置及其製造方法

2023-05-29 04:38:16

專利名稱：具有光阻擋層的圖像傳感器裝置及其製造方法
具有光阻擋層的圖像傳感器裝置及其製造方法技術領域本申請涉及半導體裝置和半導體裝置的製造方法，更具體地，涉及圖像 傳感器裝置和圖像傳感器裝置的製造方法。
背景技術：
圖像傳感器是使用光敏半導體器件獲得圖像的一種設備。特別地， 一些 半導體器件具有與外部能量比如來自光子的能量起反應的某些屬性。被自然 界中存在的任何物體反射/發射的光，具有以其波長為特徵的唯一的能量。 圖像傳感器通過像素單元的濾色器接收由物體反射/發射的光，然後利用設置在圖像傳感器內的光敏二極體(PD)或者其它光敏半導體器件，將光能轉 換為電信號。圖1A和圖1B分別是示出常規的圖像傳感器裝置的截面圖和平面圖。 參照圖1A和圖1B，圖像傳感器裝置包括光接收單元10、像素金屬配 線層20、濾色器單元30和透鏡單元40。光接收單元10包括將探測到的光 能轉換為電信號的多個光敏二極體或者其它光敏半導體器件。像素金屬配線 層20包括透明材料，比如氧化矽(Si02)，並包括像素之間的多層金屬配線 22。濾色器單元30包括濾色器32,即規律地布置的接收和傳輸相應波長光 的紅、藍和綠濾色器。如圖1A和1B所示，濾色器單元30被分為接收光的 有源像素區域(active pixel region) A和光學黑像素區域(optical black pixd region)B。在光學黑像素區域B中，光基本上被防止到達光接收單元10。因 此，光接收單元10在光學黑區域B輸出的信號能夠提供關於"黑"信號(也 就是，沒有光)的標準。用於平坦化圖像傳感器裝置的樹脂層34和36通常 形成於濾色器32的上方和下方。如圖1B所示，光學黑像素區域B的濾色器用濾色器32形成，其中所 述濾色器32具有與有源像素區域A中的濾色器同樣的配置。如圖1A所示， 用於阻擋光的層24形成於光學黑像素區域B的下部中的像素金屬配線層20中。也就是說，頂金屬層24形成於像素金屬配線層20的上部中，以便阻擋 /反射通過透鏡單元40進入光學黑像素區域B的光。在常規圖像傳感器裝置中，由於在光學黑像素區域B中存在頂金屬層 24，圖像傳感器裝置的整體厚度的增加如頂金屬層24的厚度。另外，由於 頂金屬層24的存在，光學黑像素區域B的某些電特性會與有源像素區域A 的那些不同。也就是說，為了改善光接收單元10的暗特性(dark characteristics)和/或噪聲特性(noise characteristics )，通常在像素金屬酉己線 層20形成後進行退火處理，比如氫鈍化處理。然而，由於頂金屬層24的存 在，對光學黑像素區域B應用氫鈍化處理可能會比較困難。因此，在光學黑 像素區域B內的光接收單元10的電特性會與有源像素區域A內的光接收單 元10的電特性不同。發明內容本發明的某些實施例提供了圖像傳感器裝置，其可以以較小的尺寸形 成，並且其中像素金屬配線層的金屬配線可以在有源像素區域和光學黑像素 區域內以相似的方式形成。因此，在光學黑像素區域中的光接收單元和在有 源像素區域中的光接收單元能具有相似的電特性。如本發明的某些具體實施例的圖像傳感器裝置包括光學黑像素區域和 有源像素區域。圖像傳感器裝置包括光接收單元，該光接收單元包含多個光 敏半導體器件，該光敏半導體器件配置來探測入射在其上的光；還包括像素 金屬配線層，該像素金屬配線層包含光接收單元上的透明材料並包含其中的 多條金屬配線。該裝置還包括像素金屬配線層上的濾色器單元。該濾色器單 元可以包括配置來根據光的波長傳輸光的多個濾色器。在圖像傳感器裝置的 光學黑像素區域中的濾色器單元的濾色器包括單一顏色的濾色器。圖像傳感 器裝置還包括光阻擋層，該光阻擋層在光學黑像素區域中濾色器單元和光接 收單元之間。該光阻擋層配置來阻擋穿過濾色器單元的光。光阻擋層可以包括具有足以允許對像素金屬配線層在光阻擋層下的部 分進行氫鈍化工藝的厚度和材料成分的膜。在某些實施例中，光阻擋層可以 包括在光學黑像素區域中的像素金屬配線層上低溫沉積的層。光阻擋層可以包括配置來吸收和/或反射穿過濾色器單元的光的有機膜 的組合。在光學黑像素區域中的濾色器可以包括藍濾色器，且在光學黑像素區域
中的光阻擋層可以包括非晶矽(a-Si)和/或晶體矽(Si)，並可以關於穿過
濾色器單元的光具有吸收和/或反射屬性。
光阻擋層可以包括厚度大於具有藍色波長的光的穿入深度的非晶矽。特
別地，光阻擋層可以包括從約O.Olpm至約0.5pm的厚度的非晶矽。
像素金屬配線層中的金屬配線在光學黑像素區域和有源像素區域中可
以具有相似的結構。
光阻擋層可以包括非金屬材料。
像素金屬配線層可以包括在透明材料層中的具有周期性重複圖案的金 屬配線。
在濾色器單元中的濾色器可以設置於透明上下樹脂層之間，且有源像素 區域可以包括規律地布置的紅、綠和藍濾色器。
圖像傳感器裝置還可以包括配置來將光聚焦到濾色器單元中的多個透鏡。
本發明的某些實施例提供了圖像傳感器裝置的製造方法。該方法包括在 基板上形成包含多個光敏半導體器件的光接收單元，在光吸收單元上形成包 含透明材料中的金屬配線的像素金屬配線層，在像素金屬配線層上形成濾色 器單元。濾色器單元包括配置來根據光的波長傳輸光的多個濾色器，且該濾 色器單元還包括光學黑像素區域和有源像素區域。光學黑像素區域中的濾色 器具有單一顏色類型。該方法還包括在濾色器單元和光接收單元之間形成光
阻擋層。該光阻擋層配置來阻擋穿過濾色器單元的光。
該方法還可以包括對像素金屬配線層在光阻擋層下的部分進行氫鈍化 工藝。
光阻擋層的形成可以包括使用低溫沉積工藝在光學黑像素區域中的像 素金屬配線層上形成光阻擋層。
在光學黑像素區域中的濾色器包括藍濾色器，光阻擋層可以包括非晶矽 (a-Si)和/或晶體矽(Si),該非晶矽(a-Si)和/或晶體矽(Si)關於穿過 濾色器單元的光具有吸收或反射屬性。
光阻擋層可以由非晶矽形成，該非晶矽的厚度大於具有藍色波長的光的 穿入深度。特別地，光阻擋層可以由厚度為約O.Oljim至約0.5|im的非晶矽 形成。在像素金屬配線層中的金屬配線在光學黑像素區域和有源像素區域中 可以具有相似的結構。像素金屬配線層可以包括在透明材料層中具有周期性 重複圖案的金屬配線。
濾色器單元的形成可以包括形成下透明樹脂層，在該下透明樹脂層上形 成多個濾色器，在濾色器上形成上透明樹脂層，在上透明樹脂層上形成用於 聚焦光的透鏡。在有源像素區域中的多個濾色器的濾色器可以包括規律地布 置的紅、綠和藍濾色器。
本發明進一步的實施例提供一種在光學黑像素區域中包含像素的圖像 傳感器裝置。該像素包括含有光敏半導體器件的光接收單元，該光敏半導體
器件配置來探測入射在其上的光；還包括在光接收單元上並配置來傳輸一定 波段內的光並阻擋其它波長的光的第一光學濾色器；以及光接收單元上並配 置來阻擋該波段內的光的第二光學濾色器。
該第二光學濾色器可以在第一光學濾色器和光接收單元之間。該第一光
學濾色器可以配置來傳輸藍光。
該第二光學濾色器可以包括非晶矽(a-Si)和/或晶體矽(Si)的層。在 特定實施例中，光阻擋層可以包括厚度大於具有該波段內的波長的光的穿入 深度的非晶矽。例如，光阻擋層可以包括厚度為約O.Oljam至約0.5pn的非晶娃。
在某些實施例中，第二光學濾色器可以包括可以配置來反射具有該波段 內的波長的光的層。


附圖被包括進來以提供對本發明進一步理解，並被結合到本申請中且組 成本申請的一部分，附圖示出了本發明的特定的實施例。在附圖中 圖1A和圖1B分別是常規的圖像傳感器裝置的截面圖和平面圖； 圖2A和圖2B分別是示出根據本發明的實施例的圖像傳感器裝置的截 面圖和平面圖3是展示非晶矽和晶體矽根據光的波長的光吸收的圖；和
圖4A到4D是示出根據本發明的實施例的圖像傳感器裝置的製造方法的截面圖。
具體實施例方式
現在將參照附圖更加充分地描述本申請的實施例，附圖中示出了本發明 的實施例。然而，本發明可以以多種不同的方式來實現，而不應當理解為僅 限於這裡闡述的實施例。更確切地，提供這些實施例是為了使公開徹底和完 全，以及將本發明的範圍充分的傳達給本領域的技術人員。通篇相同的附圖 標記表示相同的元件。
應當理解到，雖然第一、第二等術語可能會在此用來描述各種元件，但 這些元件不應當被這些術語限制。這些術語僅用於將一個元件區別於另 一個 元件。比如，在不脫離本發明的範圍的情況下，第一個元件可能被稱為第二
元件；並且，相似的，第二元件可能被稱為第一元件。這裡使用的術語"和 /或"包括一個或更多個相關列出的項目的任意和所有的組合。
這裡使用的專用術語僅為了描述特定實施例的目的，而不是為了限制本 發明。這裡使用的單數形式的"一"、"一個"和"該"也包括了複數形式， 除非上下文中另外明確地指出。需要進一步的理解的是，當這裡使用術語"包 含"、"包含有"、"包括"和/或"包括有"時，指定存在陳述的特徵、整體、 步驟、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一個或多個其它特徵、整 體、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。
除非另外定義，這裡使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本 發明所屬領域普通技術人員所通常理解的相同的意思。需要更進一步理解的 是，這裡使用的術語應當理解為具有與說明書上下文和相關技術一致的意 思，而不應當理解為理想化和過度形式化的意思，除非這裡清楚地如此定義。
可以理解的是，當提到如層、區域或基板的元件在另一元件"上"或延 伸"到"另一元件"上"時，該元件可以直接在其它元件上或直接延伸到其 它元件上或者還可存在中間元件。相反，當提到一個元件"直接在"另一 元件"上"或"直接"延伸"到"另一元件"上"時，不存在中間元件。同 樣可以理解的是，當提到一個元件"連接，，或"耦合"到另一元件時，該 元件可以直接連接或耦合到其它元件，或存在中間元件。相反，當提到一個 元件"直接連接"或"直接耦合"到另一個元件時，不存在中間元件。
相關術語如"下方"或"上方"或"上面的"或"下面的"或"水平的" 或"側面的，，或"垂直的'，，在這裡可以用來描述如附圖所示的一個元件、 層或區域與另一個元件、層或區域之間的關係。可以理解的是，這些術語意為包含除附圖中所描述的方位之外的該裝置的不同的方位。在這裡參照截面圖來描述本發明的實施例，該截面圖為本發明理想化的 實施例(和中間結構)的示意圖。在附圖中為了清晰，層和區域的厚度被誇 大了。另外，可以預見到例如製造技術和/或公差造成的示出的形狀的變化。 因此，本發明的實施例不能理解為限制於在這裡所示出的區域的具體形狀範 圍，而是包含如製造所造成的形狀偏差。例如，示出為矩形的注入區域，典 型地，具有倒圓的或彎曲的特徵和/或在其邊緣具有注入濃度的梯度，而不是 從注入區不連續地變化到非注入區。同樣地，通過注入形成的^^務埋區可以導 致在掩埋區和通過其發生注入的表面之間區域的一些注入。因此，在附圖中 所示的區域本質上是示意性的，它們的形狀不是為了示出裝置的區域的實際 形狀，也不是為了限制本發明的範圍。本發明的一些實施例是參照半導體層和/或區域進行描述的，該半導體層和/或區域特徵為具有如n型或p型的導電類型，該些類型涉及到在層和/或 區域中的多數載流子濃度。因此，n型材料具有負電荷的電子的多子平衡濃 度(majority equilibrium concentration )， 而p型材4+具有正電荷的空穴的多 子平衡濃度。 一些材料可以指定帶"+"或"_ ，，(如在n+, n-， p+, p-, n++, n--, p++，p—等中)來表示與另一層或區域相比相對更大("+，，)或更小("_") 的多數載流子濃度。但是，這種符號不是表示在層或區域中多數或少數載流 子的特定濃度的存在。附圖2A示出了依照本發明實施例的圖像傳感器裝置的截面圖。 參照附圖2A,該圖像傳感器裝置包括光接收單元100、像素金屬配線層 120、濾色器單元130和透鏡單元140。該光接收單元100包括將探測的光轉 換成電信號的多個光敏二級管或其它光敏半導體器件。該像素金屬配線層 120包括透明材料，例如氧化矽(SiCb)，並且包括像素之間的多層金屬配線 122。該濾色器單元130包括濾色器132,該濾色器132可以包括規則地排列 的紅、藍和綠濾色器，它們接收和傳輸相應波長的光，且該濾色器單元130 分成探測入射光的有源像素區域A和提供關於"黑"信號(也就是沒有光) 的標準的光學黑像素區域B。每個濾色器配置成傳輸在預定的波段內的光， 而阻擋其它波長的光。例如，藍濾色器配置來傳輸藍光並阻擋其它顏色的光， 紅濾色器配置來傳輸紅光並阻擋其它顏色的光等等。與常規圖像傳感器裝置不同的是，在根據本發明的 一些實施例的裝置的光學黑像素區域B中的濾色器132具有單一的顏色類型(也就是紅、綠或藍)。 用於阻擋穿過濾色器132的光的光阻擋層138形成於光學黑像素區域B內的 濾色器132的下方。該光阻擋層138可以由吸收和/或反射由光學黑像素區域 B中濾色器132傳輸的光的材料組成，所以穿過濾色器132的光不能到達光 學黑像素區域B的光接收單元100。例如，具有適當的光吸收屬性的光阻擋層138可以由晶體和/或非晶矽形 成。晶體和非晶矽的光吸收屬性將結合附圖3在下面進行描述。在一些實施 例中，具有光反射屬性的光阻擋層138可以形成為有機膜的多層堆疊。根據本發明的一些實施例，該光阻擋層138可以不包括金屬。如上面所 解釋的，當使用金屬層作為光阻擋層時，有源像素區域A和光學黑像素區域 B的電特性也許是不同的，這是由於有源像素區域A和光學黑像素區域B 中像素金屬配線層的布線結構的差異和/或在光學黑像素區域B中金屬層的 存在所導致的進行氬鈍化工藝的困難。透明的上和下樹脂層134和136分別在濾色器132的上方和下方形成， 來改善濾色器單元130的平面度。包括如非晶矽的薄光阻擋層138可以形成 在像素金屬配線層120的上表面上，也就是說，在像素金屬配線層120和濾 色器單元130之間。包括多個用於將光聚焦到濾色器132上的透鏡的透鏡單 元140，形成在上樹脂層136上。圖2B是圖2A的圖像傳感器裝置的平面圖。參照圖2B,在根據一些實 施例的圖像傳感器裝置中，該光學黑像素區域B可以只包括一種濾色器，例 如，藍濾色器。吸收穿過藍濾色器的光的光阻擋層138,形成在光學黑像素 區域B中的藍濾色器的下面。因為在一些實施例中光阻擋層138是由晶體和非晶矽而不是金屬構成， 所以在光學黑像素區域B和有源像素區域A下面的像素金屬配線層120的 金屬配線122可以形成為相同的結構。同樣，通過使在光學黑像素區域B和 有源像素區域A中的像素金屬配線層120中的金屬配線122具有相同結構， 在光學黑像素區域B中的氫鈍化工藝也可易於進行。因此，在光學黑像素區 域B和有源像素區域A下面的光接收單元100中的電特性，如暗特性或噪 聲特性，可以大致相同。另外，因為根據一些實施例可以從圖像傳感器裝置中省略頂金屬層，圖像傳感器裝置的厚度可以減小如頂金屬層的厚度。因此，由像素金屬配線層的厚度引起的像素的敏感度(sensitivity)的降低和/或像素之間的串擾 (cross-talk)的問題可以降^^到一定程度。圖3為展示晶體和非晶矽根據入射到其上的光的波長的光吸收的圖。如圖3所示，該晶體和非晶矽的吸收係數(每釐米)在較短波長比較高。 因此，晶體和/或非晶矽的層可以作為有效阻擋例如藍光的短波長光的光學濾 色器，但是不能同樣有效地阻擋具有更長波長的光，例如紅光。此外，如圖3所示，非晶矽比晶體矽在各個波長具有更高的吸收係數。 特別地，在藍波長中，非晶矽具有比晶體矽的吸收係數高約十倍(即， 一個 數量級)的吸收係數。根據這個結果，可以看出，當根據一些實施例的圖像 傳感器裝置的光學黑像素區域B中的濾色器包括藍濾色器(該濾色器傳輸藍 光並阻擋其它波長的光)，並且當光阻擋層138使用非晶矽(其阻擋藍光) 形成在藍濾色器下面時，光可以被有效地阻擋進入光學黑像素區域B。因此， 可以形成有效的光學黑像素區域B 。也就是說，當光學黑像素區域B中的濾色器由藍濾色器形成時，通過使 用非晶矽形成光阻擋層138到一定厚度，例如0.01pm到0.5)am,該光阻擋 層的厚度大於由藍濾色器傳輸的具有一定波長的光在非晶矽中的穿入厚度， 光幾乎可以完全被阻擋進入光學黑像素區域B。當光阻擋層138由非晶矽形 成時，可以使用例如在溫度為500。C或更低的低溫沉積工藝來形成。因此， 可以在像素金屬配線層120上進行與CMOS工藝匹配的穩定工藝。在一些實施例中，該光學黑像素區域B也可以包括代替和/或除藍濾色 器之外的綠和/或紅濾色器。也就是說，在一些實施例中，在光學黑像素區域 B中的濾色器可以具有不同顏色和/或除藍色以外的顏色。但是，從圖3中可 以看出，當光學黑像素區域B由綠或紅濾色器形成時，由於晶體矽和非晶矽 在綠和紅波長區域降低的吸收係數，該光阻擋層138的厚度可以增加。光阻 擋層138增加的厚度可以不利地影響像素的敏感度，增加光學串擾，並可以 增加圖像傳感器裝置的整體厚度。在一些實施例中，該光阻擋層138可以由晶體矽形成。但是，為了獲得 與非晶矽相同的光阻擋效果，由晶體矽形成的光阻擋層138必須形成具有大 約10倍厚於由非晶矽形成的光阻擋層138的厚度。在根據一些實施例的圖像傳感器裝置中，該光學黑像素區域B包括藍濾色器，在光學黑像素區域B下面的光阻擋層138包括非晶矽，因此有可能降低圖像傳感器裝置的厚度，增加像素敏感度，和/或防止像素之間的串擾。同樣，當光阻擋層138由非晶矽形成時，光阻擋層138可以使用低溫沉積而形 成，例如可以在溫度為50(TC或更低的溫度進行的工藝。因此，該製造工藝 與普通的CMOS工藝是相匹配的。此外，在根據一些實施例的圖像傳感器裝置中，在像素金屬配線層上形 成常規頂金屬層來阻擋光不是必要的。因此，光學黑像素區域B和有源像素 區域A中像素金屬配線層120的金屬配線可以形成為具有相同/類似的結構。 利用像素金屬配線層120的金屬配線的均勻性，可以對光接收單元100進行 均勻的氫鈍化工藝。因此，光接收單元100的一些電特性，例如，噪聲特性 和/或暗特性可以更均勻。圖4A到4D是示出根據本發明一些實施例的圖像傳感器裝置的製造方 法的截面圖。參照圖4A,在基板上形成光接收單元100，該光接收單元100具有多個 將探測的光轉換為電信號的光敏半導體器件。該光敏半導體器件例如可以包 括包含形成在基板上的雜質擴散層的光敏二極體。例如，當使用P型導電基 板時，該雜質擴散層可以形成為P/N/P結構，該結構包括形成在基板的下表 面上的P0區、P0區下面的N區和高濃度的P型(P+)區。參照圖4B,包括透明材料比如氧化矽的像素金屬配線層120形成在光 接收單元100上。多條金屬配線122形成在像素金屬配線層120中。該金屬 配線122可以包括鋁和/或銅，並且由於該金屬配線122可以在每個像素中具 有相同的結構而與常規結構相比更容易形成。也就是說，在常規結構中，添 加了用於形成頂金屬層的層，或整個金屬配線的布局必須由於光學黑像素區 域B上的頂金屬層的形成而改變。如以上的解釋，在本發明的一些實施例中， 該頂金屬層可以省略。像素金屬配線層120形成後，可以進行氫鈍化工藝來改善光接收單元 100的電特性。該氫鈍化工藝可以經由在氫氣氣氛下的退火工藝來進行。因 此，由於金屬配線122在每個像素中是均勻的，所以光接收單元100的電特 性可以更均勻。在常規結構中，由於頂金屬層的存在，難於在光學黑像素區 域B中進行氫鈍化工藝，因而該光接收單元的電特性在光學黑像素區域B 和有源像素區域A之間是不均勻的。參照圖4C,光阻擋層138形成在光學黑像素區域B中像素金屬配線層 120上。如上所述，該光阻擋層138可以由非晶矽形成，非晶矽具有降低圖 像傳感器裝置的整體厚度和/或改善光阻擋層138下方的金屬配線122的穩定 性的優點。因為當光阻擋層138由非晶矽形成時，該光阻擋層138可以相對 地薄，所以該氫鈍化工藝可以在光阻擋層138形成後進行。參照圖4D,在用來平坦化圖像傳感器裝置的透明下樹脂層134形成在 像素金屬配線層120上和光阻擋層138上之後，濾色器132形成在下樹脂層 134上。紅、綠和藍濾色器規則地形成在有源像素區域A中，而藍濾色器形 成在光學黑像素區域B中。如上所述，在光學黑像素區域B中形成藍濾色 器可以允許在藍濾色器下面的非晶矽光阻擋層138的厚度降低。透明的上樹脂層136形成在濾色器132上以平坦化圖像傳感器裝置的表 面。透鏡單元140可以形成在濾色器單元130上，並因此，該透鏡單元140 可以包括用於將光聚焦到像素的每個濾色器132的多個透鏡。如上所述，根據本發明實施例的圖像傳感器裝置可以具有減小的厚度和 /或增加的像素敏感度，並且可以具有降低的像素之間的串擾。根據一些實施 例，濾色器，如紅、綠和/或藍濾色器用在光學黑像素區域中。特別的，藍濾 色器形成在光學黑像素區域中，並藍濾色器下方的光阻擋層使用非晶矽形成 光阻擋層。同樣，當光阻擋層由非晶矽形成時，該光阻擋層可以使用在溫度為500 。C或更低的溫度的沉積工藝來形成。因此，該製造工藝與CMOS工藝相匹 配，並可以用來穩定地形成光阻擋層。此外，因為在本發明的一些實施例中，可以省略在像素金屬配線層上的 用於阻擋光的常規頂金屬層，所以在光學黑像素區域和有源像素區域中的像 素金屬配線層的金屬配線可以形成為相同的結構，並因此，可以在光學黑像 素區域和有源像素區域中對光接收單元進行更加均勻的氫鈍化工藝。因此， 光接收單元的一些電特性，如暗特性和噪聲特性，可以被均勻地改善。在附圖和說明書中，公開了本發明的典型的實施例，並且雖然使用了特 定的術語，但它們只以普通的和描述性的含義使用，而不是為限定的目的， 本發明的保護範圍在權利要求中進行了闡明。
權利要求
1、一種包括光學黑像素區域和有源像素區域的圖像傳感器裝置，該裝置包括光接收單元，包括配置來探測入射在其上的光的多個光敏半導體器件；像素金屬配線層，包括所述光接收單元上的透明材料並包括其中的多條金屬配線；所述像素金屬配線層上的濾色器單元，其中該濾色器單元包括配置來根據其波長傳輸光的多個濾色器，其中所述圖像傳感器裝置的光學黑像素區域中的濾色器單元的濾色器包括單一顏色的濾色器；以及所述光學黑像素區域中所述濾色器單元和所述光接收單元之間的光阻擋層，其中該光阻擋層配置來阻擋穿過該濾色器單元的光。
2、 如權利要求1所述的圖像傳感器裝置，其中所述光阻擋層包括具有 足以允許對所述像素金屬配線層的在所述光阻擋層下的部分進行氬鈍化工 藝的厚度和材料成分的膜。
3、 如權利要求2所述的圖像傳感器裝置，其中所述光阻擋層包括在所 述光學黑像素區域中在像素金屬配線層上的低溫沉積的層。
4、 如權利要求1所述的圖像傳感器裝置，其中所述光阻擋層包括配置 來吸收和/或反射穿過所述濾色器單元的光的有機膜的組合。
5、 如權利要求1所述的圖像傳感器裝置，其中所述光學黑像素區域中 的濾色器包括藍濾色器，且其中所述光學黑像素區域中的光阻擋層包括非晶 矽和/或晶體矽，並關於穿過所述濾色器單元的光具有吸收和/或反射屬性。
6、 如權利要求5所述的圖像傳感器裝置，其中所述光阻擋層包括非晶 矽，該非晶矽的厚度大於藍光到其中的穿入深度。
7、 如權利要求5所述的圖像傳感器裝置，其中所述光阻擋層包括厚度 為約0.0lpm至約0.5jim的非晶矽。
8、 如權利要求1所述的圖像傳感器裝置，其中所述像素金屬配線層中 的金屬配線在所述光學黑像素區域中具有與所述有源像素區域中相似的結 構。
9、 如權利要求1所述的圖像傳感器裝置，其中所述光阻擋層包括非金屬材料。
10、 如權利要求1所述的圖像傳感器裝置，其中所述像素金屬配線層包 括在透明材料層中具有周期性重複圖案的金屬配線。
11、 如權利要求1所述的圖像傳感器裝置，其中所述濾色器單元中的濾 色器在透明的上下樹脂層之間，且在所述有源像素區域中所述濾色器單元的 濾色器包括規律地布置的紅、綠和藍濾色器。
12、 如權利要求1所述的圖像傳感器裝置，還包括配置來將光聚焦到所 述濾色器單元中的多個透鏡。
13、 一種圖像傳感器裝置的製造方法，包括在基板上形成光接收單元，該光接收單元包含多個光敏半導體器件；在所述光接收單元上形成像素金屬配線層，該像素金屬配線層包括在透 明材料中的金屬配線；在所述像素金屬配線層上形成濾色器單元，該濾色器單元包括配置來根 據光波長傳輸光的多個濾色器，且該濾色器單元定義光學黑像素區域和有源 像素區域，其中該光學黑像素區域中的濾色器包括單一顏色的濾色器；以及在所述光學黑像素區域中在所述濾色器單元和所述光接收單元之間形 成光阻擋層，該光阻擋層配置來阻擋穿過所述濾色器單元的光。
14、 如權利要求13所述的方法，還包括對所述像素金屬配線層的在所 述光阻擋層下的的部分進行氫鈍化工藝。
15、 如權利要求14所述的方法，其中所述光阻擋層的形成包括使用低 溫沉積工藝在所述光學黑像素區域中在該像素金屬配線層上形成該光阻擋 層。
16、 如權利要求13所述的方法，其中所述光學黑像素區域中的濾色器 包括藍濾色器，且其中所述光阻擋層包括關於穿過所述濾色器單元的光具有 吸收或反射屬性的非晶矽和/或晶體矽。
17、 如權利要求16所述的方法，其中所述光阻擋層包括非晶矽，該非 晶矽的厚度大於具有藍色波長的光的穿入深度。
18、 如權利要求16所述的方法，其中所述光阻擋層包括厚度為約0.01)im 至約0.5pm的非晶矽。
19、 如權利要求13所述的方法，其中所述像素金屬配線層中的金屬配 線在所述光學黑像素區域和所述有源像素區域中具有相似的結構。
20、 如權利要求13所述的方法，其中所述濾色器單元的形成包括形成下透明樹脂層；在所述下透明樹脂層上形成所述多個濾色器；在所述濾色器上形成上透明樹脂層；以及在所述上透明樹脂層上形成用於聚焦光的透鏡， 其中在所述有源像素區域中的所述多個濾色器的濾色器包括規律地布 置的紅、綠和藍濾色器。
全文摘要
本發明公開了一種具有光阻擋層的圖像傳感器裝置及其製造方法。該圖像傳感器裝置包括光學黑像素區域和有源像素區域。該圖像傳感器裝置包括包括配置來探測入射在其上的光的多個光敏半導體器件的光接收單元；像素金屬配線層，包括光接收單元上的透明材料並包括其中的多條金屬配線；和像素金屬配線層上的濾色器單元。該濾色器單元包括配置來根據光的波長傳輸光的多個濾色器。圖像傳感器裝置光學黑像素區域中的濾色器單元的濾色器具有單一顏色。該圖像傳感器裝置還包括在光學黑像素區域中濾色器單元和光接收單元之間的光阻擋層。該光阻擋層配置來阻擋穿過濾色器單元的光。
文檔編號H04N5/357GK101246896SQ20071030077
公開日2008年8月20日 申請日期2007年12月29日 優先權日2007年2月13日
發明者文昌碌 申請人:三星電子株式會社