圖像傳感器、製造圖像傳感器的方法以及傳感器設備的製作方法

2023-06-01 13:16:56

專利名稱：圖像傳感器、製造圖像傳感器的方法以及傳感器設備的製作方法
技術領域：
本申請涉及使用固態圖像拾取元件的圖像傳感器、製造該圖像傳感器的方法以及 其上安裝有該圖像傳感器的傳感器設備。更具體地，本申請涉及用於執行凝膠狀或液體狀 樣本的測量的圖像傳感器的結構、製造該圖像傳感器的方法以及其上安裝有該圖像傳感器 的傳感器設備。
背景技術：
近年來，對化學傳感器或生物傳感器的需求增大，這些傳感器以二維圖像的形式 顯示關於液體溶液的PH測量的結果、關於DNA或蛋白質的分析結果。例如，利用表面電位 測量方法(SPV方法)的光尋址電位式傳感器(LAPS)是已知的這樣的化學傳感器，表面電 位測量方法用於從由聚集光點引起的光激電流中讀取半導體元件的表面電位。例如，在日 本專利公開第2002-131276號和第2008-241335號(下文中，稱作專利文獻1和2)中描述 了 LAPS。另一方面，儘管在例如專利文獻1和2中描述的現有化學傳感器均可以以二維圖 的形式來獲取檢測圖像，但由於使光入射至基板表面，因此透明基板和透明電極都是必需 的。另外，這些化學傳感器均包括一個光源和一個元件。因此，即使當光源製成為光點狀態 時，所生成的光激載流子在半導體元件的平面方向上擴散，使得成為觀察對象的光激電流 的範圍增大。由此，引起了圖像解析度較低的問題。至今，已經提出了一種使用諸如電荷耦合器件(CXD)或互補金屬氧化物半導體 (CMOS)圖像傳感器的固態圖像拾取元件作為檢測部的化學傳感器或生物傳感器，以作為 具有高檢測靈敏度的設備，從這種傳感器中可以獲得其中包含較少噪聲成分的信號，並 且可以輸出電荷信號作為二維數據。例如，在日本專利公開2004-301648、2009-165219、 2006-162585 (下文中，稱作專利文獻3至6)中描述了這種化學傳感器或生物傳感器。另外， 還已知一種液體溶液成分傳感器，其中，光源、電池和光接收部彼此一體地形成在半導體基 板上。例如，在日本專利公開第Hei-18421號(下文中，稱作專利文獻7)中描述了該液體 溶液成分傳感器。

發明內容
然而，以上所述的現有技術涉及以下問題。即，在專利文獻3和4中所描述的分析 裝置的情況下，當要求高解析度時，需要特別提供一種用於執行井和檢測器之間的對準的 部件。結果，引起了難以將用於分析裝置的製造設備小型化和簡單化的問題。另一方面，在專利文獻5中描述的傳感器的情況下，由於使樣本直接接觸導電薄膜、並且基於在樣本中引起的化學反應而生成的電信號通過二極體而被檢測，所以需要通 過導電薄膜來捕獲小電信號。為此，例如，當導電薄膜由金屬製成時，則遇到表面粗糙度、氧 化態等對檢測靈敏度產生較大影響的問題，由此需要非常嚴格地執行導電薄膜的表面形狀 和形成處理的維護和管理。另外，在專利文獻5中描述的傳感器的情況下，CCD僅感測由樣 本生成的電信號，因此不能以二維圖像的形式來輸出最佳現象。另外，專利文獻6中所描述的圖像傳感器觀察直接放置在圖像傳感器的保護膜上 的作為移動對象的樣本。因此，引起了圖像傳感器不適於具有低粘度的樣本的測量、並且不 能同時測量多種樣本的問題。此外，通過將多個基板彼此粘結來製造在專利文獻7中描述 的傳感器。然而，此時，引起了難以精確地執行多個基板的對準的問題。另外，專利文獻7 中所描述的傳感器是為了分析樣本的成分(諸如濃度)而製造的，因此與在專利文獻5中 描述的傳感器的情況相類似，其不能以二維圖像的形式來輸出在樣本中引起的光學現象。為了解決上述問題而做出了本發明，因此期望提供一種圖像傳感器、製造該圖像 傳感器的方法以及其上安裝有該圖像傳感器的傳感器設備，通過該圖像傳感器，可以將圖 像傳感器的製造設備小型化和簡單化，由此可以以低成本進行製造。為了實現上述期望的目的，根據一個實施方式，提供了一種圖像傳感器，其包括 光電轉換部，包括用於將入射光轉換為電信號的多個光接收元件；絕緣層，由光透射材料制 成，並形成為覆蓋光電轉換部；以及一個或多個井，形成在覆蓋光電轉換部的絕緣層的上 方。在填充於一個或多個井內的樣本中引起的光學現象通過光電轉換部的多個光接收元件 來檢測。在一個實施方式中，提供了一種圖像傳感器。該圖像傳感器包括光電轉換部，包 括光接收元件；以及井區，通過一體地形成在光電轉換部上的壁結構來限定，其中，井區定 位在對應於光電轉換部的光接收元件的位置。在一個實施方式中，井區被構造為四邊形形狀和六邊形形狀的任一種。在一個實施方式中，壁結構包括從由Au、Ag、Cu、Ni、Cr、Pt、Pd、Zn、Cd以及它們的 合金組成的組中選擇的材料。在一個實施方式中，井區的側面包括不透射光的側面材料。在一個實施方式中，井區被構造為容納生物樣本。在一個實施方式中，光接收元件被構造為檢測來自生物樣本的光。在一個實施方式中，井區覆蓋有保護膜，該保護膜被構造為保護井區不與生物樣 本反應。在一個實施方式中，光電轉換部為電荷耦合器件或互補金屬氧化物半導體。在一個實施方式中，絕緣層形成在光電轉換部和井區之間。在一個實施方式中，光反射層形成在壁結構上。在一個實施方式中，光吸收層形成在壁結構上。在一個實施方式中，井區和光接收元件的尺寸基本上相同。在一個實施方式中，井區被構造為位於光接收元件之上。在一個實施方式中，提供了一種圖像傳感器設備。該圖像傳感器設備包括圖像傳 感器，該圖像傳感器包括光電轉換部和井區，其中，光電轉換部包括光接收元件，其中，井區 由一體地形成在光電轉換部上的壁結構來限定，並且其中，井區定位在對應於光電轉換部
6的光接收元件的位置。在一個實施方式中，提供了一種製造圖像傳感器的方法。該方法包括形成包括光 接收元件的光電轉換部；以及形成由一體地形成在光電轉換部上的壁結構來限定的井區， 其中，井區對應於光電轉換部的光接收元件而定位。在一個實施方式中，將井區構造為四邊形形狀和六邊形形狀的任一種。在一個實施方式中，壁結構包括從由Au、Ag、Cu、Ni、Cr、Pt、Pd、Zn、Cd及其合金組 成的組中選擇的材料。在一個實施方式中，通過電鑄來形成壁結構的金屬材料。在一個實施方式中，通過將由金屬材料組成的硬掩模層和抗蝕劑層相結合來形成
壁結構。 在一個實施方式中，將光接收元件構造為檢測來自生物樣本的光。在一個實施方式中，將井區構造為容納生物樣本。在一個實施方式中，用保護膜來覆蓋井區，該保護膜被構造為保護井區不與生物 樣本反應。在一個實施方式中，光電轉換部為電荷耦合器件或互補金屬氧化物半導體。在一個實施方式中，在光電轉換部和井區之間形成絕緣層。在一個實施方式中，在壁結構上形成光反射層。在一個實施方式中，在壁結構上形成光吸收層。在一個實施方式中，井區和光接收元件的尺寸基本上相同。在一個實施方式中，將井區構造為位於光接收元件之上。在一個實施方式中，提供了一種製造圖像傳感器設備的方法。該方法包括形成圖 像傳感器的光電轉換部，光電轉換部包括光接收元件；以及形成圖像傳感器的井區，井區由 整體地形成在光電轉換部上的壁結構來限定，其中，井區對應於光電轉換部的光接收元件 而定位。根據本申請，由於一個或多個光電轉換部和一個或多個井彼此一體地形成，所以 可以將用於圖像傳感器或傳感器設備的製造設備小型化和簡單化，並且還可以以低成本來 製造圖像傳感器或傳感器設備。本文描述了另外的特徵和優點，並且根據以下的詳細描述和附圖它們將是顯而易 見的。


圖1是示意性地示出了根據第一實施方式的圖像傳感器的結構的截面圖；圖2A至圖2C分別是以加工順序示出了根據第二實施方式的製造圖像傳感器的方 法的示圖；圖3A至圖3F分別是以加工順序示出了通過利用電鑄方法形成井的方法的截面 圖；圖4A至圖4G分別是以加工順序示出了通過使用包括硬掩模層的壁結構而在根據 第二實施方式的變型的圖像傳感器中形成井的方法的截面圖；以及圖5A至圖5C分別是以加工順序示出了根據第三實施方式的形成傳感器設備的方法的截面圖。
具體實施例方式下文中，將參考附圖詳細地描述本申請的實施方式。1.第一實施方式(圖像傳感器的結構)2.第二實施方式(製造方法通過利用電鑄方法形成井的方法)3.第二實施方式的變型(製造方法通過使用包括硬掩模層的壁結構來形成井的 方法)4.第三實施方式(傳感器設備)1.第一實施方式圖像傳感器的結構首先，將參考圖1來描述根據第一實施方式的圖像傳感器。圖1是示意性地示出 了根據第一實施方式的圖像傳感器的結構的截面圖。如圖1所示，在第一實施方式的圖像 傳感器1中，其中存儲作為測量對象的凝膠狀或液體狀樣本6的一個或多個井5介由絕緣 層3而形成在光電轉換部2上。光電轉換部2光電轉換部2檢測在樣本6中引起的光學現象，並以電信號的形式輸出由此被檢 測的光學現象。在光電轉換部2中以矩陣形式設置有多個光接收元件。這種光電轉換部2 可以由諸如電荷耦合器件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CM0Q的固態圖像拾取元件組 成。絕緣層3絕緣層3使光電轉換部2和構成井5的壁結構4彼此電絕緣，並且由對樣本6和 每個光接收元件中的光檢測沒有影響的材料製成。具體地，絕緣層3可以由具有高透光性 (permeability)的無機材料(諸如二氧化矽(SiO2)或氮化矽(SiNx)或具有高熔點和高透 光性的聚合物材料(諸如聚醯亞胺)製成。井 5井5是由壁結構4環繞的空間，並且例如，在光電轉換部2中的光接收元件的每一 個或多個像素設置。此外，在井5內測量作為測量對象的、在凝膠狀或液體樣本6中引起的 光學現象。構成井5的壁結構4的高度、寬度和強度沒有特別限制，因此只需要可以通過構 成井5的壁結構4的高度、寬度和強度來存儲預定量的樣本6。另外，例如，井5以平面視圖來看可以具有四邊形形狀或六邊形形狀。當井5以平 面視圖來看具有四邊形形狀時，由於井5可以具有與光電轉換部2的光接收元件的形狀尺 寸相同或者是光電轉換部2的光接收元件的形狀尺寸的整倍數的形狀尺寸，因此提高了檢 測精度。特別地，當井5以平面示圖來看具有六邊形形狀時，由於在井5內發射的光變得易 於多重反射，所以光接收元件可以最大程度上獲取在井5內引起的光發射現象。另外，在樣 本6包含珠子(bead)的情況下，當井5以平面視圖來看具有六邊形形狀時，由於珠子變得 易於進行緊密填充，因此提高了檢測精度。另外，優選地，壁結構4由金屬材料製成，或者壁結構4的一部分具有金屬層。應 當注意的是，當壁結構4的一部分具有金屬層時，構成其他部分的材料必須具有耐熱性，以
8便經受安裝過程。壁結構4由這樣的材料製成，由此可以增強用於光接收元件的聚光效果 和光接收元件的光接收效率。另外，優選地，井5的至少側面(壁結構4)由不透射光的材料製成。結果，可以減 小噪聲，由此可以以高解析度來檢測在樣本6中引起的光學現象。另外，在第一實施方式的 圖像傳感器1中，在壁結構4的表面上可以形成有保護膜。結果，例如，能夠避免樣本6和 井5 (壁結構4)之間的相互作用以及壁結構4的惡化和特性變化。如上所述，由於在第一實施方式的圖像傳感器1中，光電轉換元件2和井5彼此一 體地形成，所以不再需要對準工作和對準部件。另外，由於井5可以類似於光電轉換元件2 的情況而在晶片加工中形成，因此可以將對準精度控制在幾個微米內。結果，可以以高分辨 率來執行分析。此外，由於在第一實施方式的圖像傳感器1中，光接收元件的像素和井5還可以形 成為使得彼此相對應，所以可以以高解析度來實現分析。此外，由於可以在井5內執行細胞 的培養等，所以還可以觀察到樣本6的特性的時間變化。2.第二實施方式製造圖像傳感器的方法的概述接下來，將參考圖2A至圖2C來描述製造上述第一實施方式的圖像傳感器的方法 作為第二實施方式。圖2A至圖2C分別是以加工順序示出了根據第二實施方式的製造圖像 傳感器的方法的示圖。在第二實施方式中，首先，如圖2A所示，在半導體晶片11上形成諸 如CCD或CMOS的固態圖像拾取元件作為光電轉換元件2，並且在光電轉換元件2上形成絕 緣層3。製造光電轉換元件2和絕緣層3的方法沒有特別限制，因此它們可以分別使用已知 方法。接下來，如圖2B所示，在絕緣層3上形成井5。儘管形成井5的方法沒有特別限 制，但是例如，當壁結構4由金屬材料製成時，則可以將後文要描述的電鑄方法等應用至形 成井5的方法。此後，如圖2C所示，通過利用已知方法將半導體晶片11切成圖像傳感器1。利用電鑄方法形成井5接下來，通過示例性說明光電轉換元件2為現有的CMOS的情況，來具體描述通過 利用電鑄方法(金屬電鍍方法)而在晶片水平形成井5的方法。通過利用電鑄方法，可以 形成厚的金屬膜，其具有幾微米到幾十微米的厚度，對於金屬膜，通過利用化學氣相沉積 (CVD)方法或物理氣相沉積(PVD)方法來沉積膜需要花費很多時間，因此難以通過利用CVD 方法或PVD方法來形成金屬膜。為此，電鑄方法通常被用於半導體裝置的凸塊(bump)的形 成、微型機電系統(MEMS)設備的結構的形成等。圖3A至圖3F分別是以加工順序示出了通過利用電鑄方法來形成井5的方法的截 面圖。在通過利用電鑄方法形成井5的情況下，首先，如圖3A所示，利用諸如濺射法或真空 蒸發法的薄膜沉積方法，在其中形成多個CMOS 21並且在多個CMOS 21的表面上形成了絕 緣層3的半導體晶片的預定位置中形成成為籽晶層(seed layer) 12的金屬膜。對於籽晶 層12來說其具有幾十納米的厚度就足夠了。例如，籽晶層12可以由Au、Ag、Cu、Ni、Cr、Pt、 Pd或它們的合金或者它們的層壓膜製成。接下來，如圖:3B所示，在完成籽晶層12的形成之後，通過利用旋塗方法等而將抗 蝕劑液體溶液塗布至半導體晶片的表面，或者將膜抗蝕劑粘附至半導體晶片的表面，從而形成了厚抗蝕劑層13。此後，如圖3C所示，執行曝光和顯影，從而去除厚抗蝕劑層13，同時 相應地保留成為井5的一部分厚抗蝕劑層13。此外，如圖3D所示，通過利用電鑄方法(金屬電鍍方法)而從籽晶層12生長金屬 膜，從而形成壁結構4。此時，例如，Au、Ag、Cu、Ni、Cr、Pt、Pd或它們的合金、或者Au、Ag、 Cu、Ni、Cr、Pt或Pd與具有耐蝕性的Zn、Cd或Pd的合金可以用作壁結構4的材料。另外， 儘管可以適當地設置壁結構4的高度以對應於在井5內存儲的樣本6，但優選地，其被設置 為等於或大於1 μ m。接下來，如圖3E所示，通過使用剝離溶液或諸如&的幹灰化來去除厚抗蝕劑層 13，從而形成井5。此外，例如，當擔心樣本6與金屬材料起反應時，如圖3F所示，可以用保 護膜7覆蓋壁結構4和井5，以符合樣本6的特性。保護膜包括具有高透光性的諸如二氧化 矽(SiO2)或氮化矽(SiNx)的無機材料，或具有高熔點和高透光性的諸如聚醯亞胺的聚合物 材料。注意，僅在需要的時候才必須形成保護膜7。另外，當利用非電解方法來形成壁結構 4時，籽晶層12也是不需要的。如上所述，通過根據第二實施方式的製造圖像傳感器的方法，利用電鑄方法形成 了由金屬材料製成的壁結構4。因此，很容易在井5內引起多重反射，從而可以以低成本來 製造在聚光效率和光接收效率方面良好的圖像傳感器。另外，當利用電鑄方法時，由於在完 成壁結構4的形成之後很容易執行厚抗蝕劑層13的去除，所以不用擔心由於殘留的材料而 導致透光率在井5的底部(光接收部)降低。另外，由於在圖像傳感器1中，光電轉換部和 井彼此形成為一體，所以不再需要對準部件，因此可以將用於圖像傳感器1的製造設備小 型化和簡單化。3.第二實施方式的變型製造圖像傳感器的方法的概述接下來，將參考圖4A至圖4G描述通過使用包括硬掩模層的壁結構形成井5的方 法作為第二實施方式的變型。儘管通過根據上述第二實施方式的製造圖像傳感器1的方 法，利用電鑄方法形成了由金屬材料製成的壁結構4，但本發明不限於此。也就是說，還可以 通過將由金屬材料製成的硬掩模層和抗蝕劑層彼此相結合來形成壁結構4。形成井的方法圖4A至圖4G分別是以加工順序示出了通過使用包括硬掩模層的壁結構來形成井 5的方法的截面圖。在第二實施方式的變型中，首先，如圖4A所示，利用旋塗方法等將抗蝕 劑液體溶液塗布至其中形成有多個CMOS 21並且在多個CMOS 21的表面上形成有絕緣層3 的半導體晶片的表面，或者將膜抗蝕劑粘附至半導體晶片的表面，從而形成了厚抗蝕劑層 13，優選地，將具有200°C以上的耐熱性的材料(諸如聚醯亞胺樹脂或PEEK)用作此時所使 用的抗蝕劑材料。接下來，如圖4B所示，在厚抗蝕劑層13上形成由金屬材料等製成的硬掩模16。此 後，如圖4C所示，在硬掩模16上形成抗蝕劑層17，並通過使用掩模18來執行用於形成井5 的圖案化。此外，如圖4D所示，執行曝光和顯影，從而去除成為壁結構4的一部分抗蝕劑層 17。另外，如圖4E所示，執行厚抗蝕劑層13的金屬蝕刻和蝕刻灰化，從而形成井5。當一部分壁結構4以這種方式由抗蝕劑層13組成時，從樣本發射的光入射至井5 的側面(壁結構4)，在某些情況下在與該井相鄰的井5中意外地被檢測部檢測到。為了避
10免這種誤檢測以提高檢測精度，必須在井5的側面(壁結構4)上設置用於反射檢測光的反 射層或用於吸收檢測光的吸收層。當在壁結構4上設置反射層9時，例如，如圖4F所示，在壁結構4的表面上必須形 成包括由Au、Ag、Pt、Al等製成的金屬層的反射層9。另外，當在壁結構4上設置吸收層時， 例如，如圖4G所示，在必須將黑色樹脂液體溶液(通過將抗蝕劑液體溶液與碳等混合所獲 得)塗布至壁結構4的表面之後，接著必須執行曝光，並且必須執行曝光後烘烤和顯影，從 而形成作為吸收層實例的黑色樹脂層8。通過根據第二實施方式的變型的製造圖像傳感器的方法，由於硬掩模層被設置在 壁結構4的一部分中，所以在完成壁結構4的形成之後很容易執行厚抗蝕劑層13的去除， 因此可以以低成本來製造在檢測靈敏度和檢測精度方面良好的圖像傳感器。注意，在第二 實施方式的變型的製造圖像傳感器的方法中，除上述構造和效果以外的構造和效果與上述 第二實施方式的構造和效果相同。4.第三實施方式傳感器設備的結構接下來，將參考圖5A至圖5C來描述根據第三實施方式的傳感器設備。圖5A至圖 5C分別是以加工順序示出了形成根據第三實施方式的傳感器設備的方法的截面圖。如圖 5C所示，第三實施方式的傳感器設備30是這樣的結構，其中，安裝有上述第一實施方式的 圖像傳感器1的封裝基板31與其他電子部件或組件33a、3!3b —起被安裝至電路板32。在傳感器設備30中，在將樣本6填充在設置於圖像傳感器1內的井5中之後，可 以在封裝基板31上放置蓋34，並且封裝的內側還可以通過粘合劑、光固化劑、熱壓粘結劑 等而密封。在這種情況下，蓋34的材料沒有特別限制，因此可以適當地選擇和使用。 製造傳感器設備30的方法將參考圖5A至圖5C描述製造上述傳感器設備30的方法。為了製造第三實施方式 的傳感器設備30，首先，將圖5A所示的圖像傳感器1安裝至封裝基板31 (參考圖5B)。接下 來，如圖5C所示，將安裝有圖像傳感器1的封裝基板31與電子部件或組件33a和33b (諸 如用於實時處理來自圖像傳感器1的檢測數據的處理卡(FPGA 現場可編程門陣列))一起 安裝至包括諸如驅動電路的外圍電路的電路板32。操作利用第三實施方式的傳感器設備30，當樣本6已被填充到設置在圖像傳感器1內 的井5中時，則通過光電轉換部2來檢測在樣本6中引起的光學現象，然後以二維圖像的形 式將其輸出。此時，在第三實施方式的傳感器設備30例如被用作化學傳感器的等情況下， 光可以從安裝在外部的光源照射至填充在井5中的樣本6。此外，在第三實施方式的傳感器 設備30例如被用於檢查基因的情況下，則其還可以檢測來自樣本6本身的發光。由於其中使光電轉換部2和井5彼此一體地形成的圖像傳感器1被安裝至第三實 施方式的傳感器設備30，所以不需要對準部件。結果，可以將用於傳感器設備30的製造設 備小型化和簡單化，並且可以以低成本實現具有高解析度的分析。另外，當使用壁結構4由 金屬材料製成的圖像傳感器1時，與現有傳感器設備的情況相比較，由於井5內的多重反射 效果，因此可以大大提高檢測效率。應當理解的是，本文中所描述的優選實施方式的各種改變和修改對於本領域技術
11人員來說是顯而易見的。在不背離其精神和範圍並且不減少其預期優點的情況下，可以進 行這些改變和修改。因此，這些改變和修改包括在所附權利要求內。
權利要求
1.一種圖像傳感器，包括光電轉換部，包括光接收元件；以及井區，由一體地形成在所述光電轉換部上的壁結構所限定，其中，所述井區定位在對應 於所述光電轉換部的所述光接收元件的位置。
2.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中，所述井區被構造為四邊形形狀和六邊形 形狀中的任意一種。
3.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中，所述壁結構包括選自由AU、Ag、CU、Ni、Cr、 Pt、Pd、Zn、Cd及其合金組成的組中的材料。
4.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中，所述井區的側面包括不透射光的側面材料。
5.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中，所述井區被構造為容納生物樣本。
6.根據權利要求5所述的圖像傳感器，其中，所述光接收元件被構造為檢測來自所述 生物樣本的光。
7.根據權利要求5所述的圖像傳感器，其中，所述井區被覆蓋有保護膜，所述保護膜被 構造為保護所述井區，使其不與所述生物樣本起反應。
8.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中，所述光電轉換部為電荷耦合器件或互補 金屬氧化物半導體。
9.根據權利要求1所述的圖像傳感器，還包括形成在所述光電轉換部和所述井區之間 的絕緣層。
10.根據權利要求1所述的圖像傳感器，還包括形成在所述壁結構上的光反射層。
11.根據權利要求1所述的圖像傳感器，還包括形成在所述壁結構上的光吸收層。
12.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中，所述井區和所述光接收元件的尺寸基本 上相同。
13.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中，所述井區被構造為位於所述光接收元件 之上。
14.一種圖像傳感器設備，包括圖像傳感器，該圖像傳感器包含光電轉換部和井區，其 中，所述光電轉換部包括光接收元件，其中，所述井區由一體地形成在所述光電轉換部上的 壁結構來限定，並且其中，所述井區定位在對應於所述光電轉換部的所述光接收元件的位置。
15.根據權利要求14所述的圖像傳感器設備，其中，所述井區被構造為四邊形形狀和 六邊形形狀中的任意一種。
16.根據權利要求14所述的圖像傳感器設備，其中，所述壁結構包括選自由Au、Ag、Cu、 Ni、Cr、Pt、Pd、Zn、Cd及其合金組成的組中的材料。
17.根據權利要求14所述的圖像傳感器設備，其中，所述井區的側面包括不透射光的 側面材料。
18.根據權利要求14所述的圖像傳感器設備，其中，所述井區被構造為容納生物樣本。
19.根據權利要求18所述的圖像傳感器設備，其中，所述光接收元件被構造為檢測來 自所述生物樣本的光。
20.根據權利要求18所述的圖像傳感器設備，其中，所述井區被覆蓋有保護膜，所述保護膜被構造為保護所述井區，使其不與所述生物樣本起反應。
21.根據權利要求14所述的圖像傳感器設備，其中，所述光電轉換部為電荷耦合器件 或互補金屬氧化物半導體。
22.根據權利要求14所述的圖像傳感器設備，還包括形成在所述光電轉換部和所述井 區之間的絕緣層。
23.根據權利要求14所述的圖像傳感器設備，還包括形成在所述壁結構上的光反射層。
24.根據權利要求14所述的圖像傳感器設備，還包括形成在所述壁結構上的光吸收層。
25.根據權利要求14所述的圖像傳感器設備，其中，所述井區和所述光接收元件的尺 寸基本上相同。
26.根據權利要求14所述的圖像傳感器設備，其中，所述井區被構造為位於所述光接 收元件之上。
27.一種製造圖像傳感器的方法，包括 形成包括光接收元件的光電轉換部；以及形成由一體地形成在所述光電轉換部上的壁結構所限定的井區，其中，所述井區定位 在對應於所述光電轉換部的所述光接收元件的位置。
28.根據權利要求27所述的方法，其中，將所述井區構造為四邊形形狀和六邊形形狀 中的任意一種。
29.根據權利要求27所述的方法，其中，所述壁結構包括選自由Au、Ag、Cu、Ni、Cr、Pt、 Pd、Zn、Cd及其合金組成的組中的材料。
30.根據權利要求29所述的方法，其中，通過電鑄形成所述壁結構的金屬材料。
31.根據權利要求29所述的方法，其中，通過將抗蝕劑層和由金屬材料構成的硬掩模 層相結合來形成所述壁結構。
32.根據權利要求27所述的方法，其中，將所述井區構造為容納生物樣本。
33.根據權利要求32所述的方法，其中，將所述光接收元件構造為檢測來自所述生物 樣本的光。
34.根據權利要求32所述的方法，其中，用保護膜來覆蓋所述井區，所述保護膜被構造 為保護所述井區，使其不與所述生物樣本反應。
35.根據權利要求27所述的方法，其中，所述光電轉換部為電荷耦合器件或互補金屬 氧化物半導體。
36.根據權利要求27所述的方法，還包括在所述光電轉換部和所述井區之間形成絕緣層。
37.根據權利要求27所述的方法，還包括在所述壁結構上形成光反射層。
38.根據權利要求27所述的方法，還包括在所述壁結構上形成光吸收層。
39.根據權利要求27所述的方法，其中，所述井區和所述光接收元件的尺寸基本上相同。
40.根據權利要求27所述的方法，其中，將所述井區構造為位於所述光接收元件之上。
41.一種製造圖像傳感器設備的方法，該圖像傳感器設備包括圖像傳感器，所述方法包括形成所述圖像傳感器的光電轉換部，所述光電轉換部包括光接收元件；以及 形成所述圖像傳感器的井區，所述井區由一體地形成在所述光電轉換部上的壁結構來 限定，其中，所述井區定位在對應於所述光電轉換部的所述光接收元件的位置。
42.根據權利要求41所述的方法，其中，將所述井區構造為四邊形形狀和六邊形形狀 中的任意一種。
43.根據權利要求41所述的方法，其中，所述壁結構包括選自由Au、Ag、Cu、Ni、Cr、Pt、 Pd、Zn、Cd及其合金組成的組中的材料。
44.根據權利要求43所述的方法，其中，通過電鑄形成所述壁結構的金屬材料。
45.根據權利要求43所述的方法，其中，通過將由抗蝕劑層和金屬材料構成的硬掩模 層相結合來形成所述壁結構。
46.根據權利要求41所述的方法，其中，將所述井區構造為容納生物樣本。
47.根據權利要求46所述的方法，其中，將所述光接收元件構造為檢測來自所述生物 樣本的光。
48.根據權利要求46所述的方法，其中，用保護膜覆蓋所述井區，所述保護膜被構造為 保護所述井區，使其不與所述生物樣本反應。
49.根據權利要求41所述的方法，其中，所述光電轉換部為電荷耦合器件或互補金屬 氧化物半導體。
50.根據權利要求41所述的方法，還包括在所述光電轉換部和所述井區之間形成絕緣層。
51.根據權利要求41所述的方法，還包括在所述壁結構上形成光反射層。
52.根據權利要求41所述的方法，還包括在所述壁結構上形成光吸收層。
53.根據權利要求41所述的方法，其中，所述井區和所述光接收元件的尺寸基本上相同。
54.根據權利要求41所述的方法，其中，將所述井區構造為位於所述光接收元件之上。
全文摘要
本發明提供了一種圖像傳感器、製造圖像傳感器的方法以及傳感器裝置。該圖像傳感器包括光電轉換部，包括光接收元件；以及井區，由整體地形成在光電轉換部上的壁結構限定，其中，井區被定位成與光電轉換部的光接收元件相對應。
文檔編號H04N5/335GK102110704SQ201010599279
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月21日 優先權日2009年12月28日
發明者前田圭一, 安芸祐一, 山崎剛, 市村功, 橋本誠, 河西弘人, 田口步, 皆川達也 申請人:索尼公司