制造光導(dǎo)柵格的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明的光導(dǎo)柵格可包括具有多條交叉柵格線的柵格結(jié)構(gòu)和用于交叉柵格線之間的光傳感器元件的多個(gè)開口，其中，每條柵格線具有寬度w。柵格結(jié)構(gòu)具有多個(gè)開口中的在對(duì)角方向上的兩個(gè)相鄰開口之間的對(duì)角柵格寬度。對(duì)角柵格寬度的值大于約√3w。圖像傳感器可包括具有上述柵格結(jié)構(gòu)的光導(dǎo)柵格，還包括微透鏡（如下沉微透鏡）和濾色器。一種制造光導(dǎo)柵格的方法可包括在至少一個(gè)光傳感器上方形成柵格，其中，柵格具有寬度為w以及對(duì)角方向上的對(duì)角柵格寬度的值大于約√3w的交叉柵格線。本發(fā)明還公開了制造光導(dǎo)柵格的裝置和方法。
【專利說(shuō)明】制造光導(dǎo)柵格的裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種制造用于感光結(jié)構(gòu)(諸如圖像傳感器)的光導(dǎo)柵格的方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]圖像傳感器是一種將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)的半導(dǎo)體器件。圖像傳感器一般可分為電荷耦合器件(CXD)和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器。在這些圖像傳感器中，CMOS圖像傳感器包括用于檢測(cè)入射光并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電二極管以及用于傳送并處理電信號(hào)的邏輯電路。CMOS圖像傳感器包括具有用于接收入射光并產(chǎn)生和累積電荷的多個(gè)光電二極管的光感應(yīng)部分、形成在光敏部分的結(jié)構(gòu)上的保護(hù)層、濾色器陣列、以及多個(gè)微透鏡?？稍谠到y(tǒng)中形成濾色器陣列，即，包括分別使用含紅、綠或藍(lán)色的光刻膠材料的紅色濾光器(R)、綠色濾光器(G)以及藍(lán)色濾光器(B)。根據(jù)光刻技術(shù)，每種濾色器的形成均涉及一系列的涂覆、曝光和顯影工藝?？蛇x地，濾色器陣列可形成在包括藍(lán)綠色、黃色和洋紅色濾光器的互補(bǔ)色系統(tǒng)中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種光導(dǎo)柵格，包括:
[0004]柵格結(jié)構(gòu)，具有多條交叉柵格線以及用于交叉柵格線之間的光傳感器元件的多個(gè)開口，每條柵格線都具有寬度w ；
[0005]所述柵格結(jié)構(gòu)具有所述多個(gè)開口中位于對(duì)角方向上的兩個(gè)相鄰開口之間的對(duì)角柵格寬度，所述對(duì)角柵格寬度的值大于約V 3w0
[0006]在可選實(shí)施例中，所述開口具有圓角。
[0007]在可選實(shí)施例中，所述寬度w的值介于約0.1 μπι到I μ m之間。
[0008]在可選實(shí)施例中，所述柵格結(jié)構(gòu)是八邊形。
[0009]在可選實(shí)施例中，所述光導(dǎo)柵格由金屬制成。
[0010]在可選實(shí)施例中，所述光導(dǎo)柵格由不透明的介電材料制成。
[0011]在可選實(shí)施例中，所述對(duì)角柵格寬度大于或等于2w。
[0012]在可選實(shí)施例中，所述對(duì)角柵格寬度小于或等于3w。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種圖像傳感器，包括:
[0014]濾色器；
[0015]微透鏡，位于所述濾色器上方；以及
[0016]光導(dǎo)柵格，包括:
[0017]柵格結(jié)構(gòu)，具有多條交叉柵格線，每條柵格線都具有寬度W，所述柵格結(jié)構(gòu)具有用于所述交叉柵格線之間的光傳感器元件的至少一個(gè)開口，所述開口與所述微透鏡對(duì)準(zhǔn)；
[0018]所述柵格結(jié)構(gòu)具有所述多個(gè)開口中位于對(duì)角方向上的相鄰開口之間的對(duì)角柵格寬度，所述對(duì)角柵格寬度的值大于約V 3w0
[0019]在可選實(shí)施例中，所述至少一個(gè)開口是八邊形。
[0020]在可選實(shí)施例中，所述至少一個(gè)開口具有圓角。
[0021]在可選實(shí)施例中，所述對(duì)角柵格寬度大于或等于2w。
[0022]在可選實(shí)施例中，所述對(duì)角柵格寬度小于或等于3w。
[0023]在可選實(shí)施例中，所述對(duì)角柵格寬度介于大約V 3w到大約3w之間。
[0024]在可選實(shí)施例中，所述寬度w的值介于大約0.1 μπι到I μ m之間。
[0025]在可選實(shí)施例中，所述光導(dǎo)柵格由厚度介于大約50nm到500nm之間的金屬制成。
[0026]在可選實(shí)施例中,所述光導(dǎo)柵格由介電材料制成。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提供了一種制造具有光導(dǎo)柵格的圖像傳感器的方法，包括:
[0028]在襯底上形成至少一個(gè)光傳感器元件；以及
[0029]在所述至少一個(gè)光傳感器元件上方形成柵格，所述柵格具有形成開口的多條交叉柵格線，每條交叉柵格線都具有寬度《，所述柵格具有所述開口位于對(duì)角方向上的兩個(gè)相鄰開口之間的對(duì)角柵格寬度，所述對(duì)角柵格寬度的值大于約V 3w0
[0030]在可選實(shí)施例中，形成所述柵格的步驟包括提供具有至少8條邊的開口、以及提供所述柵格的開口的圓角。
[0031]在可選實(shí)施例中，所述柵格的形成步驟包括在微透鏡和位于襯底上的所述至少一個(gè)光傳感器元件之間形成所述多條交叉柵格線。
[0032]在可選實(shí)施例中，形成所述柵格的步驟包括在半導(dǎo)體襯底上方形成由金屬材料制成的交叉線。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]附圖示出了用于說(shuō)明本發(fā)明主題的各個(gè)方面的一些示例性實(shí)施例。主題發(fā)展并不限制于用作實(shí)例的示出實(shí)施例。在附圖中:
[0034]圖1是圖示地表示作為圖像傳感器的一部分的下沉微透鏡(sinkingmicro-lens)和濾色器的側(cè)視圖的圖解；
[0035]圖2a是根據(jù)實(shí)施例的圖像傳感器的濾色器布置的俯視圖；
[0036]圖2b是根據(jù)實(shí)施例的包括下沉微透鏡和部分光導(dǎo)柵格的圖像傳感器的側(cè)視圖；
[0037]圖3是根據(jù)實(shí)施例的光導(dǎo)柵格的俯視圖；
[0038]圖4是根據(jù)實(shí)施例的圖像傳感器的部分的俯視圖；
[0039]圖5是根據(jù)實(shí)施例的圖像傳感器的部分的俯視圖；以及
[0040]圖6是示出根據(jù)此處的一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0041]本發(fā)明描述了適于用于包括一種微透鏡(在此稱為“下沉微透鏡”)的彩色圖像傳感器的柵格結(jié)構(gòu)。
[0042]隨著具有更好性能的要求，可減薄用于圖像傳感器的微透鏡，以減少光從微透鏡的外部到微透鏡下方的光傳感器之間經(jīng)過(guò)的總距離。下沉微透鏡結(jié)構(gòu)是一種具有向下延伸至濾色器層的頂部以下的周圍部分的微透鏡。
[0043]圖1簡(jiǎn)單地示出了具有下沉微透鏡14和濾色器12的圖像傳感器10的一部分。虛線17表示微透鏡14的底部位置。在下沉微透鏡中，微透鏡底部11位于隔開的濾色器12之間的間隙15 (位于所示的濾色器12的頂面之下)內(nèi)。圖像傳感器10包括相鄰濾色器之間的間隙15，在該間隙內(nèi)，可形成柵格結(jié)構(gòu)(參見圖3，在下面描述)。
[0044]下沉微透鏡結(jié)構(gòu)具有改進(jìn)稱為“SNR-10”的參數(shù)的優(yōu)勢(shì)。低照度下的信噪比(SNR)是圖像傳感器的一個(gè)重要性能因數(shù)。SNR-10是白平衡和色彩校正后的情景照明，其中，SNR=10。SNR-10已被用作SNR的一個(gè)良好度量值。但是，下沉微透鏡設(shè)計(jì)允許入射光穿過(guò)位于相鄰的光傳感器之間的間隙附近的濾色器，從而撞擊相鄰的光傳感器。這樣會(huì)導(dǎo)致“色串?dāng)_”。
[0045]柵格結(jié)構(gòu)具有與濾色器的位置相對(duì)應(yīng)的開口，以將光導(dǎo)入特定的光傳感器元件(位于濾色器12的下方)。圖3所示的柵格結(jié)構(gòu)或光導(dǎo)柵格30具有圍繞開口的多個(gè)交叉柵格線31和33。柵格線用于防止穿過(guò)一個(gè)微透鏡的光撞擊相鄰微透鏡下方的光檢測(cè)器。柵格結(jié)構(gòu)30具有多個(gè)交叉柵格線31和33，用以阻擋光進(jìn)入兩個(gè)鄰近的光傳感器元件之間且防止產(chǎn)生串?dāng)_，其中，每條線具有主柵格寬度“W”。主柵格寬度“w”是圖3所示的柵格30的交叉線31和33的寬度。
[0046]為了防止入射光的串?dāng)_(位于相鄰光感應(yīng)元件之間)，可將柵格結(jié)構(gòu)配置為適當(dāng)?shù)刈钃豕庠谖⑼哥R和鄰近的微透鏡下方的光電二極管之間穿行。這樣的設(shè)計(jì)能夠防止穿過(guò)任何濾色器的入射光撞擊鄰近的濾色器下方的光檢測(cè)器。在具有下沉微透鏡(向下延伸至濾色器之間的間隙內(nèi))的配置中，柵格線形成在濾色器之間的區(qū)域(即，與微透鏡材料向下延伸至濾色器之間的間隙內(nèi)的區(qū)域相同)中。
[0047]在一些實(shí)施例中，如圖2a的俯視圖和圖2b的截面圖所示，圖像傳感器20具有包括下沉微透鏡14的濾色器布置21。下沉微透鏡14進(jìn)入被隔開的濾色器之間的間隙25(位于圖2b中所示的濾色器22的頂面之下)內(nèi)。多個(gè)被隔開的濾色器22每個(gè)都具有包括對(duì)角拐角的多邊形，諸如八邊形。成對(duì)角地相鄰八邊形之間的對(duì)角寬度Wd大于具有方角的濾色器之間的對(duì)角距離(V 2w)。具有方角的對(duì)角線的半徑等于w，因此，利用勾股定理，wd的平方等于w的平方加上w的平方。Wd的解值是方角V 2w的最小距離。到達(dá)一個(gè)光檢測(cè)器但未穿過(guò)其上方的濾色器22的任何光可引起噪聲和串?dāng)_。為與這樣設(shè)計(jì)的下沉微透鏡一起使用而提供合適的光導(dǎo)柵格30，交叉線31和33在對(duì)角方向上的寬度Wd大于V 2w，如圖3所示，柵格開口的角是圓形的。
[0048]柵格30的每條交叉線31和33的主柵格寬度“w”可與具有方角的柵格結(jié)構(gòu)的寬度相同，但是，可計(jì)算和實(shí)現(xiàn)提供圓角的對(duì)角方向上的最小和最大的對(duì)角柵格寬度wd，以減少噪聲和串?dāng)_。圓邊或圓角在每個(gè)交叉構(gòu)件31和33之間的交叉點(diǎn)處提供額外的厚度。再參見圖3所示的光導(dǎo)柵格30，一些實(shí)施例包括柵格結(jié)構(gòu)的開口 32中的圓角34，以阻擋光穿過(guò)微透鏡的底部11。進(jìn)一步地，對(duì)角方向上的兩個(gè)光感應(yīng)元件之間的對(duì)角柵格寬度Wd應(yīng)該介于V 3w和3w之間，其中，w是柵格結(jié)構(gòu)的寬度(參見下面的演算)。在一些實(shí)施例中，對(duì)角柵格寬度大于或等于2w。
[0049]再參見圖2b的側(cè)截面圖，圖像傳感器可包括諸如下沉微透鏡的微透鏡14。在圖2b中，下沉微透鏡14示出為位于相應(yīng)的濾色器22的上方。在圖1所示的圖像傳感器10中，圖2b中的圖像傳感器20可包括形成有光導(dǎo)結(jié)構(gòu)或柵格30的區(qū)、位置或間隙25。在一些實(shí)施例中，柵格30的高度低于水平面27處的濾色器的頂面。還要注意，柵格30的厚度可介于50nm到500nm之間。水平面27與濾色器的頂部下方且柵格的頂面所在的水平面相對(duì)應(yīng)。水平面27也位于下沉微透鏡14的微透鏡底部11的下方。尤其是，圖像傳感器20可包括柵格結(jié)構(gòu)30，該柵格結(jié)構(gòu)30包括交叉金屬線(圖3中的線31和33)且具有位于交叉金屬線之間和金屬線上方的開口中的電介質(zhì)23。在一些實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)包括位于光導(dǎo)或金屬柵格30上方的介電柵格23a。因?yàn)榻殡姈鸥?3a是通過(guò)蝕刻掉部分電介質(zhì)23而制成的，所以電介質(zhì)23和介電柵格23a由相同的材料構(gòu)成。在一些實(shí)施例中，介電柵格23a本身可被認(rèn)為是“柵格結(jié)構(gòu)”。在其他實(shí)施例中，介電柵格23a和電介質(zhì)23的組合可形成柵格結(jié)構(gòu)。在任何一種情況下，柵格或柵格結(jié)構(gòu)用來(lái)將入射光導(dǎo)入特定的像素或光電二極管中。在一些實(shí)施例中，介電柵格23a或電介質(zhì)23由不透明的介電材料形成，這種不透明的介電材料能防止或基本上阻止光從其中穿過(guò)。對(duì)入射光的引導(dǎo)能夠降低由于穿過(guò)濾色器的光進(jìn)入錯(cuò)的像素引起的串?dāng)_。因此，本文中的實(shí)施例限定了柵格的對(duì)角寬度，以進(jìn)一步防止下沉微透鏡引起的串?dāng)_。下沉微透鏡降低封裝器件的總厚度，但是，將微透鏡分隔開會(huì)引起更多的串?dāng)_。
[0050]圖2b所示的圖像傳感器20由形成在半導(dǎo)體襯底(例如，硅襯底)的表面上的多個(gè)傳感器元件或光電二極管元件28構(gòu)成。在一些實(shí)施例中，多個(gè)光電二極管元件28可形成光電二極管元件陣列29，其中，四個(gè)這樣的光電二極管元件(例如，兩個(gè)綠色元件、一個(gè)藍(lán)色元件和一個(gè)紅色元件)可形成一個(gè)像素。在其他實(shí)施例中，單個(gè)的光電二極管元件形成一個(gè)像素?？狗瓷渫?ARC)層26形成在光電二極管元件28和襯底的上方。諸如光電二極管元件28的光感應(yīng)兀件上方的ARC層26的內(nèi)含物由于反射降低了入射光的損耗?？偟膩?lái)說(shuō)，已發(fā)現(xiàn)ARC層26應(yīng)該對(duì)可見光譜中的光是透明的。緩沖層24可形成在ARC層26上。在一些實(shí)施例中，緩沖層24可包括介電材料，諸如氧化硅(S1)或氮化硅(SiN)、氮氧化硅(S1N)或其他介電材料，并且可通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)或其他合適的技術(shù)形成。通過(guò)化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝可平坦化緩沖層，以形成光滑表面。
[0051]柵格結(jié)構(gòu)30位于緩沖層24的上方。需要注意的是，實(shí)施例中的柵格結(jié)構(gòu)不限于所描述的金屬和介電材料。其他材料也可用作介電柵格的部分，從而形成濾色器柵格。例如，代替或除了上述材料外，濾色器柵格可使用濾色器材料、聚合物、或其他材料形成濾鏡柵格或光導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
[0052]參見圖4 (a-c)所示的圖像傳感器40的俯視圖的表示，當(dāng)使用下沉微透鏡44時(shí)，微透鏡的形狀會(huì)變成圓形(44),其表不下方的光傳感器兀件(參見圖2b中的28)。光傳感器元件42之間的距離表示圖4 (b)中所示的主柵格寬度“W”。如圖4 (c)所示，當(dāng)微透鏡彼此鄰接時(shí)，可確定對(duì)角方向上的對(duì)角柵格寬度Wd的最小值Wd (最小值)。使用下列計(jì)算式計(jì)算出最小寬度Wd (最小值):
H^(min)= 2rx4l-2r
[0053](廣 \
= (V2-l)x2r
[0054]=(V2-l)x^/
=(0.414 ) *Aw
[0055]其中，A是介于大約4.5到大約5之間的變量。因此，在一些實(shí)施例中，當(dāng)A=4.5時(shí)，那么
「^ = (λ/2 - l)x4.5w
[0056]V/
=1.863w
[0057]其中，！■和d分別為圖4 (C)所示的圓的半徑和直徑。d也是柵格的節(jié)距。在一些實(shí)施例中，柵格的寬度w介于大約0.1 μ m到I μ m之間，并且節(jié)距d介于大約0.5 μ m到5 μ m之間。
[0058]在一些實(shí)施例中，當(dāng)計(jì)算最小的對(duì)角寬度時(shí)，用4.5w作為近似值替換d值。這樣，選擇值V 3w，其大于V 2w。記得，如上所述的，V 2w是具有方角的設(shè)計(jì)中的最小對(duì)角寬度。再次，上述等式2r=d=4.5w的使用是取決于設(shè)計(jì)的近似值。使用2r=d=4.5,而不是2r=d=5w,表示一種更極端的情況，因?yàn)閣更寬且由于阻擋導(dǎo)致更多的光損耗。這些假設(shè)允許設(shè)計(jì)有更廣的選擇范圍。
[0059]參見圖5所示的圖像傳感器50的俯視圖的表示，在一個(gè)實(shí)例中，像素的未阻擋區(qū)為無(wú)柵格的原始區(qū)的95%的情況下(即，當(dāng)5%的像素區(qū)被柵格線和其交叉線覆蓋時(shí))，可確定％(最大值)。因?yàn)闁鸥窬€和交叉線的區(qū)域減小了像素區(qū)的光收集部分并且降低如SNR-10或量子效率的性能，所以，wd的值為非常大是不可取的。因此，可通過(guò)下列公式確定或計(jì)算出Wd (最大值):
U _ 0/
[_]
[0061 ] 在一個(gè)實(shí)例中，其中，如上所述的n=5表示5%的像素區(qū)被柵格線和其交叉線覆蓋，那么:
2a2
_ J4^f = 5%
2 4
[0063]a —-a
250
_ 2
[0064]Cl — , Cd
5畫
wd (Max) - V2w+λ/2ο
= 4l(w-l.a)
[0065]
( 2 Λ
=v2 w+~i=w
I V1 J =2.31w
[0066]其中，a是圖5所示的三角部43的長(zhǎng)度。
[0067]當(dāng)確定最大的對(duì)角柵格寬度Wd時(shí)，將上述值調(diào)為最接近的整數(shù)。甚至當(dāng)一種特殊設(shè)計(jì)接近假設(shè)2r=d=5w時(shí)，適當(dāng)?shù)腤d的下限值是可取的。上限值越大，柵格結(jié)構(gòu)阻擋的光越多。在上述計(jì)算中，假設(shè)5%的光損耗可得到2.31w，但是，在一些實(shí)施例中，除了考慮光損耗外，還要考慮其他因素，即仍要保證好的圖像質(zhì)量。因此，為了更廣的考慮其他因素的應(yīng)用，可以將上限值提高為下一個(gè)較大整數(shù)3w。因此，在一些實(shí)施例中，為wd (最大值)選擇值3w。
[0068]此外，如圖5所示，柵格結(jié)構(gòu)可以是八邊形。更具體地，柵格結(jié)構(gòu)可具有形成八邊形的開口 45。在一些實(shí)施例中，開口 45可具有至少八個(gè)邊，而在一些實(shí)施例中，開口 45可具有八個(gè)以上的邊。在一些實(shí)施例中，開口 45的邊緣可以是圓形的柵格開口，如圖3以及上面描述的開口 32所示。
[0069]使用文本描述的柵格，無(wú)需精細(xì)地調(diào)整工藝條件就可在柵格結(jié)構(gòu)(金屬和/或介電柵格)中形成開口。為了防止射到彩色圖像傳感器的光串?dāng)_，本文的柵格結(jié)構(gòu)可適當(dāng)?shù)刈钃豕庠诠飧袘?yīng)元件之間穿行。
[0070]使用文中描述的設(shè)計(jì)參數(shù)可防止光穿過(guò)鄰近像素的交叉點(diǎn)，從而防止串?dāng)_。因此，在對(duì)角方向上的兩個(gè)相鄰光傳感器元件之間具有對(duì)角柵格寬度wd (其中，V 3w〈wd〈3w)的圓形柵格開口和柵格交叉點(diǎn)可阻止這些不需要的信號(hào)。
[0071]圖6示出了制造半導(dǎo)體器件(諸如包括光導(dǎo)柵格的圖像傳感器)的方法60的流程圖。該方法包括:步驟62，在襯底上形成至少一個(gè)光傳感器元件。圖像傳感器由形成在半導(dǎo)體襯底(例如，硅襯底)的表面上的多個(gè)傳感器元件或光電二極管元件形成。步驟64，在光電二極管元件和襯底上方形成抗反射涂(ARC)層。步驟66，在ARC層上方形成緩沖層。緩沖層可包括介電材料，諸如氧化硅(S1)、氮化硅(SiN)、氮氧化硅(S1N)或其他介電材料。
[0072]在步驟67中，在ARC層、緩沖層和至少一個(gè)光傳感器元件上方形成柵格。柵格或柵格結(jié)構(gòu)的每條線31、33具有主柵格寬度w和對(duì)角方向上的兩個(gè)光傳感器元件之間的對(duì)角柵格寬度(wd)，其中，Wd的值介于最小值大約V 3w的和最大值大約3w之間。在一些實(shí)施例中，對(duì)角柵格寬度可大于2w。在一些實(shí)施例中，對(duì)角柵格寬度可等于或小于3w。在其他實(shí)施例中，對(duì)角柵格寬度可介于大約2w和大約3w之間。柵格可選地包括圓角。柵格也可選地包括由金屬材料形成的交叉線。
[0073]在步驟68中，在柵格和緩沖層上方提供濾色器層。在步驟69中，在濾色器層上方形成微透鏡。微透鏡可以是下沉微透鏡且可包括凸形上表面，該凸形上表面能使平行光線聚集并撞擊下方的傳感器。
[0074]在一些實(shí)施例中，光導(dǎo)柵格可包括具有多個(gè)交叉柵格線的柵格結(jié)構(gòu)和用于交叉柵格線之間的光傳感器元件的多個(gè)開口，其中，每條柵格線具有寬度W。柵格結(jié)構(gòu)具有對(duì)角柵格寬度Wd，該對(duì)角柵格寬度Wd位于多個(gè)開口中的在對(duì)角方向上的兩個(gè)相鄰開口之間。對(duì)角柵格寬度的值大于大約V 3wo在一些實(shí)施例中，對(duì)角柵格寬度大于或等于2w。在一些實(shí)施例中，對(duì)角柵格寬度小于或等于3w。在一些實(shí)施例中,光導(dǎo)柵格中的開口具有圓角。在一些實(shí)施例中，寬度w的值介于大約0.Ιμπι到I μ m之間。另一方面，光導(dǎo)柵格形成彩色圖像傳感器的一部分，該彩色圖像傳感器還具有下沉微透鏡和濾色器。在一種布置中，在位于襯底上的多個(gè)光電二極管的上方布置光導(dǎo)柵格。在另一種布置中，光導(dǎo)柵格設(shè)置在多個(gè)下沉微透鏡和多個(gè)濾色器下方。在一種布置中，柵格結(jié)構(gòu)是八邊形。在另一種布置中，光導(dǎo)柵格由金屬或不透明的介電材料形成。
[0075]在另一個(gè)實(shí)施例中，圖像傳感器包括濾色器、位于濾色器上方的微透鏡、以及光導(dǎo)柵格。光導(dǎo)柵格具有柵格結(jié)構(gòu)，該柵格結(jié)構(gòu)具有多條交叉的柵格線，每條具有寬度《，柵格結(jié)構(gòu)具有用于交叉柵格線間的光傳感器元件的至少一個(gè)開口，該開口與微透鏡對(duì)準(zhǔn)。柵格結(jié)構(gòu)還具有多個(gè)開口中的在對(duì)角方向上的鄰近開口之間的對(duì)角柵格寬度wd，該對(duì)角柵格寬度Wd大于大約V 3w。在一些實(shí)施例中,對(duì)角柵格寬度大于或等于2w。在一些實(shí)施例中,對(duì)角柵格寬度小于或等于3w。在一些實(shí)施例中，對(duì)角柵格寬度介于大約V 3w到大約3w之間。在一些實(shí)施例中，寬度w的值介于大約0.1 μ m到I μ m之間。在一些實(shí)施例中，開口具有圓角。在一些實(shí)施例中，柵格結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)開口是八邊形。在一些實(shí)施例中，光導(dǎo)柵格由金屬或介電材料制成。在一些實(shí)施例中，光導(dǎo)柵格由厚度介于大約50 μ m到500 μ m之間的金屬制成。在一種布置中，微透鏡是下沉微透鏡。在一些實(shí)施例中，下沉微透鏡具有圓形形狀。在一些布置中，濾色器是多邊形或矩形。
[0076]在又一個(gè)實(shí)施例中，一種制造具有光導(dǎo)柵格的圖像傳感器的方法包括:在襯底上形成至少一個(gè)光傳感器元件，以及在至少一個(gè)光傳感器元件上方形成柵格。柵格具有多條交叉的柵格線，每條具有寬度W。柵格還具有多個(gè)開口中的位于對(duì)角方向上的兩個(gè)相鄰開口之間的對(duì)角柵格寬度wd，該對(duì)角柵格寬度Wd的值大于V 3w0在一些實(shí)施例中，形成柵格包括提供具有至少八條邊的開口，以及提供柵格的開口的圓角。在另一個(gè)實(shí)施例中，形成柵格包括在微透鏡和襯底上的至少一個(gè)光傳感器元件之間形成多條交叉柵格線。在一些實(shí)施例中，形成柵格包括在半導(dǎo)體襯底上方形成由金屬材料制成的交叉線。
[0077]上述內(nèi)容僅示出了本發(fā)明的原理。因此，應(yīng)該意識(shí)到，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)各種布置，該布置雖然本文沒有明確地描述或示出，但是體現(xiàn)本發(fā)明的原理且包括在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。實(shí)施例可包括，但不限于，將光導(dǎo)柵格中的角變圓的設(shè)計(jì)方法，也可包括能夠降低或阻擋上述的光學(xué)串?dāng)_的上述參數(shù)范圍內(nèi)的其他技術(shù)。
[0078]此外，本文引用的所有實(shí)例和條件語(yǔ)言主要僅用于教學(xué)目的且?guī)椭斫獗景l(fā)明的原理和發(fā)明人提出的概念以促進(jìn)本領(lǐng)域的進(jìn)步，并且可理解為不限于這些特別引用的實(shí)例和條件。此外，本文中關(guān)于引用的原理、方面和實(shí)施例以及其具體實(shí)例的所有描述旨在包括其結(jié)構(gòu)性和功能性的等效物。此外，這樣的等效物包括已知的等效物也包括將來(lái)開發(fā)的等效物，即，除了結(jié)構(gòu)外的可執(zhí)行相同功能的開發(fā)的任何元件。
[0079]對(duì)于示例性實(shí)施例的描述旨在結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀，附圖被認(rèn)為是整個(gè)書面描述的一部分。在說(shuō)明中，諸如“到”、“從”、“下面的”、“上面的”、、“水平的”、“垂直的“、“在...上面”、“在...下面”、“向上的”、“向下的”、“之前”、“之后”、“頂部”和“底部”以及其派生詞(例如，“水平地”、“垂直地”、“向下地”、“向上地”等)的相對(duì)術(shù)語(yǔ)應(yīng)該解釋為是指隨后所描述的或在論述的附圖中所示的方位。這些附圖可隨意調(diào)整以便描述，并不要求裝置按特定的方位裝配或操作。除非另有明確說(shuō)明，否則這些涉及“連接”，“耦合”等的術(shù)語(yǔ)(諸如“連接的”和“互連的”)是指彼此直接固定或連接或通過(guò)中間結(jié)構(gòu)間接地固定或連接的結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，以及兩者可移動(dòng)或固定的連接或關(guān)系。
[0080]雖然已經(jīng)根據(jù)示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不限于公開的實(shí)施例。相反地，所附權(quán)利要求應(yīng)該作寬泛的解釋，包括在不背離等效物的范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可作出的其他變體和實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種光導(dǎo)柵格，包括: 柵格結(jié)構(gòu)，具有多條交叉柵格線以及用于交叉柵格線之間的光傳感器元件的多個(gè)開口，每條柵格線都具有寬度W ; 所述柵格結(jié)構(gòu)具有所述多個(gè)開口中位于對(duì)角方向上的兩個(gè)相鄰開口之間的對(duì)角柵格寬度，所述對(duì)角柵格寬度的值大于約V 3w0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)柵格，其中，所述開口具有圓角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)柵格，其中，所述寬度W的值介于約0.Ιμ--到Ιμ--之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光導(dǎo)柵格，其中，所述柵格結(jié)構(gòu)是八邊形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)柵格，其中，所述光導(dǎo)柵格由金屬制成。
6.—種圖像傳感器,包括: 濾色器； 微透鏡，位于所述濾色器上方；以及 光導(dǎo)柵格，包括: 柵格結(jié)構(gòu)，具有多條交叉柵格線，每條柵格線都具有寬度《，所述柵格結(jié)構(gòu)具有用于所述交叉柵格線之間的光傳感器元件的至少一個(gè)開口，所述開口與所述微透鏡對(duì)準(zhǔn)； 所述柵格結(jié)構(gòu)具有所述多個(gè)開口中位于對(duì)角方向上的相鄰開口之間的對(duì)角柵格寬度，所述對(duì)角柵格寬度的值大于約V 3w0
7.—種制造具有光導(dǎo)柵格的圖像傳感器的方法，包括: 在襯底上形成至少一個(gè)光傳感器元件；以及 在所述至少一個(gè)光傳感器元件上方形成柵格，所述柵格具有形成開口的多條交叉柵格線，每條交叉柵格線都具有寬度《，所述柵格具有所述開口位于對(duì)角方向上的兩個(gè)相鄰開口之間的對(duì)角柵格寬度，所述對(duì)角柵格寬度的值大于約V 3w。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，形成所述柵格的步驟包括提供具有至少8條邊的開口、以及提供所述柵格的開口的圓角。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述柵格的形成步驟包括在微透鏡和位于襯底上的所述至少一個(gè)光傳感器元件之間形成所述多條交叉柵格線。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，形成所述柵格的步驟包括在半導(dǎo)體襯底上方形成由金屬材料制成的交叉線。
【文檔編號(hào)】H01L27/146GK104282699SQ201310488456
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
【發(fā)明者】鄭允瑋, 簡(jiǎn)榮亮, 鄭易沂, 鄭志成 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司