專利名稱:成像電路和成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及成像電路和成像系統(tǒng)。本實用新型的目的之一是提供改進的成像系統(tǒng)。根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種成像電路，所述成像電路包括：基板；遮光層，位于所述基板上；以及導(dǎo)電層，位于所述遮光層上方，其中所述導(dǎo)電層的一部分用作接合焊盤區(qū)域。通過本公開，能夠獲得改進的成像系統(tǒng)。
【專利說明】
成像電路和成像系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型整體涉及成像系統(tǒng)，更具體地講，涉及具有接合焊盤結(jié)構(gòu)的成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如移動電話、相機和計算機等現(xiàn)代電子設(shè)備通常采用數(shù)字圖像傳感器。成像系統(tǒng)(即，圖像傳感器)通常包括圖像感測像素的二維陣列。每個像素通常包括一個光敏元件，例如接收入射光子(光)并將該光子轉(zhuǎn)變成電信號的光電二極管。成像系統(tǒng)包括具有圖像傳感器集成電路和光電二極管陣列的圖像傳感器芯片。
[0003]圖像傳感器芯片內(nèi)的電路通常連接至與外部組件交接的接合焊盤。在接合焊盤上方形成第一鈍化層，用以鈍化接合焊盤。然后，對此鈍化層開口以允許引線接合。形成鈍化層后，在圖像傳感器芯片上形成濾色器元件陣列。接著，在濾色器元件陣列上方形成微透鏡陣列。濾色器和微透鏡通過旋壓工藝(spin-on process)形成在晶片表面上。由于接合焊盤和鈍化層的形貌特征，旋壓工藝會在晶片上形成條痕和其他人工痕跡。這將導(dǎo)致產(chǎn)率較低。因此，這種形成圖像傳感器芯片的工藝效率低下、成本高昂，并且生產(chǎn)出的圖像傳感器通常會有平面性問題。
[0004]所以，提供改進的圖像傳感器芯片是期望的。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的之一是提供改進的成像系統(tǒng)。
[0006]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種成像電路，所述成像電路包括:基板;遮光層，位于所述基板上；以及導(dǎo)電層，位于所述遮光層上方，其中所述導(dǎo)電層的一部分用作接合焊盤區(qū)域。
[0007]在一種實施方式中，所述成像電路還包括:形成于與所述導(dǎo)電層同一層中的濾色器元件。
[0008]在一種實施方式中，所述成像電路還包括:位于所述基板中的溝槽，其中所述導(dǎo)電層延伸至所述溝槽中。
[0009]在一種實施方式中，所述遮光層保持在所述溝槽上方。
[0010]在一種實施方式中，所述成像電路還包括:位于所述基板中的第一光電二極管，所述第一光電二極管通過所述遮光層的光柵部分接收光；以及位于所述基板中的第二光電二極管，所述第二光電二極管被所述遮光層的遮光部分覆蓋。
[0011]在一種實施方式中，所述濾色器元件具有上表面，并且其中所述導(dǎo)電層具有位于所述濾色器元件的所述上表面上方的上表面。
[0012]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供一種成像系統(tǒng)，所述成像系統(tǒng)包括:中央處理單元;存儲器;鏡頭;輸入-輸出電路;和成像裝置，其中所述成像裝置包括:基板;導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層形成于所述基板上方，其中所述導(dǎo)電層的一部分用作接合焊盤區(qū)域；以及濾色器外殼結(jié)構(gòu)，所述濾色器外殼結(jié)構(gòu)形成于與所述導(dǎo)電層同一層中。
[0013]在一種實施方式中，所述成像裝置還包括:遮光層，所述遮光層介于所述導(dǎo)電層的至少一部分與所述基板之間。
[0014]在一種實施方式中，所述成像裝置還包括:平坦層，所述平坦層形成于所述濾色器外殼結(jié)構(gòu)和所述導(dǎo)電層上。
[0015]在一種實施方式中，所述導(dǎo)電層形成于所述基板的后側(cè)上方，并且其中所述成像裝置還包括:金屬布線結(jié)構(gòu)，所述金屬布線結(jié)構(gòu)形成于所述基板的前側(cè)上方，其中所述導(dǎo)電層的第一部分短接至所述遮光層，其中所述導(dǎo)電層的第二部分短接至所述金屬布線結(jié)構(gòu)，并且其中所述導(dǎo)電層的所述第一部分和所述第二部分是電隔離的。
[0016]本實用新型的一個有益的技術(shù)效果是能夠獲得改進的成像系統(tǒng)。
【附圖說明】

[0017]圖1是根據(jù)一個實施例的包括相機模塊的示例性成像系統(tǒng)，該相機模塊具有圖像傳感器。
[0018]圖2A是根據(jù)一個實施例的示例性成像系統(tǒng)的橫截面圖，該成像系統(tǒng)具有通過基板接地的遮光層。
[0019]圖2B是根據(jù)一個實施例的示例性成像系統(tǒng)的橫截面圖，該成像系統(tǒng)具有通過與接合焊盤區(qū)域的連接接地的遮光層。
[0020]圖3是根據(jù)另一個實施例的示例性成像系統(tǒng)的橫截面圖，該成像系統(tǒng)具有凹入的盒內(nèi)濾色器陣列(color filter array-1n-a_box，CIAB)壁結(jié)構(gòu)。
[0021]圖4是根據(jù)一個實施例的、用于形成圖2A、圖2B和圖3所示類型的圖像傳感器的示例性步驟的流程圖。
[0022]圖5是根據(jù)一個實施例的狹槽的一部分的橫截面圖，在該狹槽中可形成濾色器壁結(jié)構(gòu)。
[0023]圖6是根據(jù)一個實施例的系統(tǒng)的框圖，該系統(tǒng)采用了圖1至圖5的實施例中的至少
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【具體實施方式】
[0024]諸如數(shù)碼相機、計算機、移動電話等電子設(shè)備以及其他電子設(shè)備均包括可收集射入的圖像光以捕捉圖像的圖像傳感器。所述圖像傳感器可包括成像像素陣列。圖像傳感器中的像素可包括光敏元件，例如將射入的圖像光轉(zhuǎn)變成圖像信號的光電二極管。圖像傳感器可具有任意數(shù)量的像素(如，成百上千或更多)。典型的圖像傳感器可以例如具有數(shù)十萬或數(shù)百萬的像素(如，幾百萬像素)。圖像傳感器可包括控制電路，例如用于操作成像像素的電路、用于讀取與光敏元件生成的電荷相對應(yīng)的圖像信號的讀出電路。
[0025]圖1是一個示例性電子設(shè)備的示意圖，該電子設(shè)備使用圖像傳感器捕捉圖像。圖1的電子設(shè)備10可以是便攜式電子設(shè)備，例如相機、移動電話、攝像機、或其他捕捉數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的成像設(shè)備。相機模塊12可以用于將射入的光轉(zhuǎn)變成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。相機模塊12可包括一個或多個鏡頭14，以及一個或多個相應(yīng)的圖像傳感器16。在圖像捕捉操作期間，來自場景的光可以利用鏡頭14聚集到圖像傳感器16上。圖像傳感器16可以向處理電路18提供相應(yīng)的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。圖像傳感器16可以例如是背面照明(BSI)圖像傳感器。如果需要，相機模塊12可以設(shè)置有鏡頭14陣列和相應(yīng)的圖像傳感器16陣列。圖像傳感器16可包括圖像傳感器像素陣列，例如圖像傳感器像素15的陣列以及相應(yīng)的濾色器元件陣列。
[0026]處理電路18可包括一個或多個集成電路(如，圖像處理電路、微處理器、存儲裝置例如隨機存取存儲器和非易失性存儲器，等等)，并且可以使用獨立于相機模塊12和/或形成相機模塊12的一部分的組件(如，形成包括圖像傳感器16在內(nèi)的集成電路的一部分的電路，或模塊12內(nèi)與圖像傳感器16相聯(lián)的集成電路)來實現(xiàn)。已被相機模塊12捕捉的圖像數(shù)據(jù)可以使用處理電路18進行處理和存儲。如果需要，可將處理后的圖像數(shù)據(jù)通過連接至處理電路18的有線和/或無線通信路徑提供給外部設(shè)備(如，計算機或其他設(shè)備)。
[0027]圖2A是圖像傳感器芯片202的橫截面圖。圖像傳感器芯片202可包括基板103，該基板具有前表面和后表面。金屬互連布線層105可以形成于基板103的前表面上。層105可包括形成于基板103的前側(cè)上方的交替的金屬互連布線結(jié)構(gòu)304和通路層(via layer)(未示出)。如圖2A所示，前側(cè)金屬互連布線結(jié)構(gòu)304中的至少一些可連接至穿透氧化物通路(through-oxide via,T0V)結(jié)構(gòu)302。
[0028]如光電二極管334的光敏元件可以形成在基板103的前表面處。形成于圖像傳感器202的“有效”部分中的第一光電二極管334可接收射入的光，并將該射入的光轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的像素信號，而形成于圖像傳感器202的周邊部分中的第二光電二極管334’不會接收任何射入的光，如同可作為參考光電二極管用于例如噪聲消除目的。第一光電二極管334和第二光電二極管334’形成于基板103的前側(cè)上。淺溝槽隔離(Shallow trench isolat1n，STI)結(jié)構(gòu)如STI結(jié)構(gòu)306也可形成于基板103前表面上的每對相鄰光電二極管之間。STI結(jié)構(gòu)306可用于確保相鄰的光電二極管彼此之間是電隔離的。
[0029]第一介電層310(如，由Hf0x、Ta0x形成的高k層，以及第一氧化物層)可以形成于基板103的后側(cè)上方。第一鈍化層(如，第一氮化物層)312可以形成于第一氧化物層310上方。任選地，對層310和312的一部分進行蝕刻，形成遮光層(如，鎢遮光層)308的接觸區(qū)域。可通過基板經(jīng)由蝕刻的接觸區(qū)域?qū)⒄诠鈱?08短接到地。
[0030]遮光層308可以形成于第一鈍化層312上。遮光層308和接觸區(qū)域可同時形成。然后可將溝槽蝕刻貫穿基板103。第二介電層(如，側(cè)壁氧化物)316可形成于遮光層308上，該第二介電層的一部分延伸至溝槽中。然而，遮光層308不會延伸至溝槽中，而是保持在溝槽上方。位于遮光層308上方的一部分第二介電層316可進行蝕刻處理以實現(xiàn)平面化。
[0031]接著，可在基板103的后側(cè)上的第二介電層316上方形成導(dǎo)電層(如，鋁層)301，該導(dǎo)電層的一部分延伸至溝槽中。遮光層308保持介于導(dǎo)電層301與基板103之間。第二鈍化層(如，氮化物層)318可以形成于導(dǎo)電層301上方。
[0032]穿透氧化物通路302可用于將金屬互連布線電路304連接至導(dǎo)電層301。穿透氧化物通路(或“T0V”)可被形成為穿過淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)306，以便將電路304連接至導(dǎo)電層301。然后，可對導(dǎo)電層301的一部分進行蝕刻，以使第一導(dǎo)電部分300B與第二導(dǎo)電部分接合焊盤區(qū)域300A電隔離。將導(dǎo)電部分300B連接至接地接合焊盤(未在圖中示出)，而遮光層308可通過基板接地。另外，可將連接至金屬布線結(jié)構(gòu)304的導(dǎo)電部分300A通過相應(yīng)的接線連接至其他電源信號。然而，該實施例可以不限于此構(gòu)型。例如，遮光層308和接合焊盤區(qū)域300A可都短接到地。
[0033]仍參見圖2A，可對部分導(dǎo)電層301進行選擇性蝕刻，形成其中可形成濾色器壁結(jié)構(gòu)328的狹槽陣列。然后，第三介電層(如，氧化物層)320可以形成于導(dǎo)電層301上方，并且還可以形成于溝槽中。隨后可在狹槽陣列中填充介電材料(如，氧化物)，形成濾色器壁結(jié)構(gòu)328。另外，可在導(dǎo)電區(qū)域300B與具有接合焊盤區(qū)域300A的導(dǎo)電層之間的蝕刻部分中填充介電材料，以使這兩個部分保持電隔離。第三介電層320經(jīng)歷化學(xué)機械拋光(CMP)，以降低高度并改善平面性。
[0034]通過高長寬比(aspect rat1)蝕刻選擇性地移除位于濾色器壁結(jié)構(gòu)328之間的部分導(dǎo)電層301，形成狹槽陣列329。這將允許在濾色器壁結(jié)構(gòu)328內(nèi)形成濾色器元件。濾色器元件可形成于與導(dǎo)電層301同一層中。在相關(guān)聯(lián)的外殼結(jié)構(gòu)內(nèi)形成的濾色器元件陣列有時可統(tǒng)稱為盒內(nèi)濾色器陣列或盒內(nèi)CFA(縮寫為CIAB)。位于每個相應(yīng)濾色器元件下方的第一光電二極管334通過遮光層308的光柵部分接收光。遮光層可以用作有效像素區(qū)域上方的像素內(nèi)光柵，以減少高角度雜散光。然后，平面化層(如，平坦層)332可形成于濾色器外殼結(jié)構(gòu)328上以及第一導(dǎo)電層部分300B上。形成平坦層332后，微透鏡如微透鏡314可接著形成于相應(yīng)的第一光電二極管334上方。然后，抗反射涂層(ARC)如ARC層324可形成于微透鏡和平坦層332上方。ARC層324可用于確保從后側(cè)進入基板103的光不會被反射回它所來自的方向。然后可對ARC層324的一部分進行蝕刻，以暴露導(dǎo)電層301的第二部分用作接合焊盤區(qū)域300Ao
[0035]圖2B示出了另一個合適的實施例。在該實施例中，導(dǎo)電層301是一個未被電隔離的連續(xù)層。遮光層308形成于第一鈍化層312上。第二介電層(如，側(cè)壁氧化物)316可形成于遮光層308上。然后可在介電層316的一部分中選擇性地蝕刻接觸區(qū)域326。接著導(dǎo)電層301可形成于遮光層308上，該導(dǎo)電層的一部分延伸至溝槽中。該延伸至溝槽中的部分被連接至穿透氧化物通路302。通路302將導(dǎo)電層301連接至金屬互連結(jié)構(gòu)304。遮光層308通過區(qū)域326連接至導(dǎo)電層301。然后，遮光層308可通過導(dǎo)電層301中的接合焊盤區(qū)域300A短接(如，至地)。在圖2B的示例中，300A可作為接地接合焊盤被連接至金屬布線結(jié)構(gòu)304。任選地，遮光層308和導(dǎo)電層301均可連接至其他電源信號。
[0036]另一個未示出的實施例可任選地包括遮光層308，該遮光層與連續(xù)的導(dǎo)電層301—起連接至基板。遮光層308可通過基板接地。導(dǎo)電層可通過遮光層308接地。
[0037]圖3示出了另一個合適的實施例。此橫截面圖可包括圖2A中如上所述的特征結(jié)構(gòu)的一些或全部。類似于圖2A，圖3可具有導(dǎo)電層(如，鋁層)401，該導(dǎo)電層的一部分延伸至溝槽中。導(dǎo)電層401可具有第一部分400B，該第一部分利用介電材料(如，氧化物)與具有接合焊盤區(qū)域400A的第二部分電隔離。遮光層(如，鎢層)408可介于基板103的后側(cè)與導(dǎo)電層401之間，并保持在溝槽上方。遮光層408可具有延伸至基板103后側(cè)的部分，并且可通過基板短接到地。
[0038]諸如光電二極管434的光敏元件可以形成在基板103的前表面上。形成于圖像傳感器202的“有效”部分中的第一光電二極管434可接收射入的光，并將該射入的光轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的像素信號，而形成于圖像傳感器202的周邊部分中的第二光電二極管434’不會接收任何射入的光，如同可作為參考光電二極管用于噪聲消除目的(作為舉例)。第一光電二極管434和第二光電二極管434’形成于基板103的前側(cè)上。
[0039]仍參見圖3，可對部分導(dǎo)電層401進行選擇性蝕刻，形成狹槽陣列，稍后可在該狹槽陣列中形成濾色器外殼/壁結(jié)構(gòu)。然后，介電層(如，氧化物層)420可以形成于導(dǎo)電層401上方。隨后可在狹槽陣列中填充介電材料(如，氧化物)，形成濾色器壁結(jié)構(gòu)428。另外，可在導(dǎo)電區(qū)域400B與具有接合焊盤區(qū)域400A的導(dǎo)電層之間的蝕刻部分中填充介電材料，以使這兩個部分保持電隔離。第三介電層420經(jīng)歷化學(xué)機械拋光(CMP)，以降低高度并改善平面性。
[0040]然后，可通過高長寬比蝕刻選擇性地移除介于濾色器壁結(jié)構(gòu)428之間的部分導(dǎo)電層401，形成狹槽陣列429。這將允許在濾色器壁結(jié)構(gòu)428內(nèi)形成濾色器元件。然后，可在不移除導(dǎo)電層401的情況下對濾色器壁結(jié)構(gòu)428進行選擇性地凹槽蝕刻。如圖所示，與全高度濾色器壁結(jié)構(gòu)相比，濾色器壁結(jié)構(gòu)428具有降低的高度，如線條428’所示。與各自的濾色器壁結(jié)構(gòu)428相對應(yīng)的濾色器元件具有上表面。導(dǎo)電層401也具有上表面。
[0041]在該實施例中，導(dǎo)電層的上表面可以在濾色器元件的上表面上方延伸。位于每個相應(yīng)濾色器元件下方的第一光電二極管434通過遮光層408的光柵部分接收光。遮光層可以用作有效像素區(qū)域上方的像素內(nèi)光柵，以減少高角度雜散光。然后，平面化層(如，平坦層)432可形成于濾色器外殼結(jié)構(gòu)428上以及第一導(dǎo)電層部分400B上。形成平坦層432后，微透鏡如微透鏡414可接著形成于相應(yīng)的第一光電二極管434上方。然后，抗反射涂層(ARC)如ARC層424可形成于微透鏡和平坦層432上方ARC層424可用于確保從后側(cè)進入基板103的光不會被反射回它所來自的方向。
[0042]圖4是用于制造至少圖2A、圖2B和圖3所示類型的成像系統(tǒng)的示例性步驟的流程圖。在步驟500中，可以在基板103的后表面上形成第一介電層(如，由HfOx和TaOx構(gòu)成的高k層以及第一氧化物層)310。在該步驟之前，可能已經(jīng)形成光電二極管(334、334’或434、434’)、淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)304、其他像素電路和相關(guān)聯(lián)的布線電路。在步驟502中，可以在第一介電層上形成第一鈍化層(如，氮化物層)312。
[0043]在步驟504中，可以在遮光層(如，鎢層301或401)上蝕刻孔洞，形成與基板的接觸。在步驟508中，形成穿過基板、下至前側(cè)金屬層105的溝槽。在步驟510中，可在遮光層上形成第二氧化物層316，并且該第二氧化物層可作為側(cè)壁鈍化層延伸至溝槽中。在步驟511中，可對層316進行毯式蝕刻(blanket etched)，以減小從表面計的厚度。此蝕刻過程也可在溝槽底部對側(cè)壁氧化物層316進行蝕刻，同時使側(cè)壁上的側(cè)壁氧化物層316保持完整。
[0044]在步驟512中，可將溝槽底部的第二氧化物層316蝕刻貫穿STI結(jié)構(gòu)306，以暴露溝槽中的前側(cè)金屬層105。這將允許導(dǎo)電層301連接至金屬布線結(jié)構(gòu)304。任選地，第二氧化物層316的一部分可暴露在遮光層的頂部上。
[0045]在步驟514中，可在遮光層上方和溝槽內(nèi)形成導(dǎo)電層(如，鋁層301或401)。在步驟516中，可形成第二鈍化層(如，氮化物層)。在步驟518中，可對導(dǎo)電層的一部分進行蝕刻，形成接合焊盤區(qū)域(300A或500A)。
[0046]在步驟520中，可進行高長寬比蝕刻，以在有效像素區(qū)域中形成濾色器壁結(jié)構(gòu)(也稱為CIAB結(jié)構(gòu))的狹槽陣列。在步驟522中，形成第三介電層(如，氧化物層320)，同時填充濾色器壁結(jié)構(gòu)(328或428)、溝槽和導(dǎo)電層中的任何間隙。在步驟524中，進行化學(xué)機械平面化(CMP)，以移除任何多余的介電材料。
[0047]在步驟526中，選擇性地移除位于濾色器外殼結(jié)構(gòu)(328或428)之間的部分導(dǎo)電層，以形成用于濾色器元件的狹槽陣列(329或429)。在步驟528中，形成其余像素結(jié)構(gòu)，例如濾色器陣列(CFA)結(jié)構(gòu)、平面化層、微透鏡結(jié)構(gòu)等。在步驟530中，對一部分抗反射外涂層(ARC)(324或424)進行選擇性地蝕刻，以暴露鋁接合焊盤(300A或400A)。
[0048]圖5是狹槽602的一部分的橫截面圖，其可以是可在其中形成CIAB壁結(jié)構(gòu)的狹槽陣列的一部分。例如，像這樣的一部分可類似于圖2A和圖2B中的濾色器壁結(jié)構(gòu)328或圖3中的壁結(jié)構(gòu)428。導(dǎo)電部分600可表示在蝕刻以形成用于濾色器元件的開口(如，參見圖4中的步驟526)之前的周圍導(dǎo)電材料。
[0049]—個或多個梯度膜(如，SiN、S1N或任何其他具有所需折射率的合適材料)如梯度膜604、606和608可以通過化學(xué)氣相沉積法(CVD)、原子層沉積法(ALD)或其他類型的膜沉積法按順序沉積到狹槽602內(nèi)。如果需要，導(dǎo)電材料610可以用于在形成梯度膜后填充狹槽602內(nèi)任何剩余的空腔，以幫助進一步降低像素陣列中像素之間的光學(xué)串?dāng)_。導(dǎo)電填充材料610可包括鋁、鎢或任何其他合適的不透明填充材料。
[0050]梯度膜604、606和608可具有不同的折射率。層604、606和608可以表現(xiàn)出單調(diào)遞增的折射率或單調(diào)遞減的折射率，或者可以表現(xiàn)出其他模式以實現(xiàn)所需的光學(xué)特性。例如，梯度膜604可具有1.2的折射率，膜606可具有1.4的折射率，而膜608可具有1.6的折射率。但這些值均不限于此處的示例。如果需要，折射率可具有任何合適的值。一般來講，可在濾色器壁狹槽內(nèi)沉積任意數(shù)量的膜層，以幫助將光以所需方式重新導(dǎo)向、幫助反射光或用作呈現(xiàn)所需光譜性質(zhì)(例如，能夠過濾或吸收特定頻率的光)的干涉濾光片。
[0051]圖6以簡化形式示出典型的處理器系統(tǒng)1000，例如數(shù)字相機，該處理器系統(tǒng)包括成像裝置1004。成像裝置1004可包括具有圖1所示像素類型的像素陣列1002(如，像素陣列1002可以是形成于圖像傳感器SOC上的圖像像素陣列)。處理器系統(tǒng)1000是具有數(shù)字電路的示例性系統(tǒng)，該系統(tǒng)可包括成像裝置1004。在不進行限制的前提下，這種系統(tǒng)可包括計算機系統(tǒng)、靜態(tài)或視頻攝像機系統(tǒng)、掃描儀、機器視覺、車輛導(dǎo)航、視頻電話、監(jiān)控系統(tǒng)、自動對焦系統(tǒng)、星體跟蹤器系統(tǒng)、運動檢測系統(tǒng)、圖像穩(wěn)定系統(tǒng)，以及其他采用成像裝置的系統(tǒng)。
[0052 ]處理器系統(tǒng)1000可以是數(shù)字靜態(tài)或視頻攝像機系統(tǒng)，其可包括鏡頭，如鏡頭1018，該鏡頭用于在快門釋放按鈕1016被按下時，將圖像聚焦到像素陣列上。處理器系統(tǒng)1000可包括中央處理單元，如中央處理單元(CPU)1014<XPU 1014可以是微處理器，它控制相機功能和一個或多個圖像流功能，并通過總線(如總線1010)與一個或多個輸入/輸出(I/O)裝置1006通信。成像裝置1004還可以通過總線1010與CPU 1014通信。系統(tǒng)1000可包括隨機存取存儲器(RAM) 1012和可移動存儲器1008?？梢苿哟鎯ζ?008可包括通過總線1010與CPU1014通信的閃存存儲器。成像裝置1004可在單個集成電路或不同芯片上與CPU 1014相組合，也可具有或沒有存儲器。盡管總線1010被示為單總線，但該總線也可以是一個或多個總線或橋接器或其他用于互連系統(tǒng)組件的通信路徑。
[0053]已描述的各個實施例示出了包括成像系統(tǒng)和主機子系統(tǒng)的電子設(shè)備(參見例如，圖1的設(shè)備10)。成像系統(tǒng)可包括一個或多個圖像傳感器。每個圖像傳感器可包括形成于半導(dǎo)體基板上的圖像像素陣列。每個圖像像素可包括一個或多個光敏元件，所述光敏元件被配置成將射入的光轉(zhuǎn)變成電荷。
[0054]圖像傳感器芯片可以是背面照明(BSI)圖像傳感器，可包括具有前表面和后表面的基板、多個成像像素、光敏元件、淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)和形成于基板前表面上的互連布線層，并且還可包括濾色器外殼結(jié)構(gòu)、遮光層(如，鎢)、位于遮光層上方的導(dǎo)電層(如，鋁層)，以及形成于基板后表面上方的一層抗反射涂層(ARC)材料。圖像傳感器還可包括形成于ARC層上的第一介電層、形成于第一介電層上的第一鈍化層、形成于第一鈍化層上的第二介電層、形成于第二介電層上的第二鈍化層、以及形成于第二鈍化層上的第三介電層。第一介電層、第二介電層和第三介電層可由氧化物形成，而第一鈍化層和第二鈍化層可例如由氮化物或其他合適材料形成。
[0055]遮光層可以形成于第一鈍化層上方，該遮光層的一部分可延伸至基板的后側(cè)。形成于基板中的第一光電二極管可通過遮光層的光柵部分接收光。同樣形成于基板中的第二光電二極管可被一部分遮光層覆蓋。具有上表面的導(dǎo)電層可形成于遮光層上。任選地，遮光層可通過導(dǎo)電層的接合焊盤區(qū)域短接到地。具有上表面的濾色器元件可形成于與導(dǎo)電層同一層中。任選地，導(dǎo)電層的上表面可以位于濾色器元件的上表面上方。
[0056]基板還可具有形成于其前側(cè)上的金屬互連布線結(jié)構(gòu)。在基板中可形成溝槽，隨后導(dǎo)電層的一部分可延伸穿過該溝槽，而遮光層可保持在溝槽上方。在溝槽內(nèi)可形成導(dǎo)電通路，并且該導(dǎo)電通路可從導(dǎo)電層的一部分開始延伸。該通路可以連接至金屬互連布線結(jié)構(gòu)。通路和導(dǎo)電層可由相同的導(dǎo)電材料同時形成。
[0057]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種成像電路，包括:基板;遮光層，位于所述基板上；以及導(dǎo)電層，位于所述遮光層上方，其中所述導(dǎo)電層的一部分用作接合焊盤區(qū)域。
[0058]在一種實施方式中，所述的成像電路還包括:形成于與所述導(dǎo)電層同一層中的濾色器元件。
[0059]在一種實施方式中，所述遮光層通過所述基板短接到地。
[0060]在一種實施方式中，所述遮光層通過所述接合焊盤區(qū)域短接到地。
[0061]在一種實施方式中，所述成像電路還包括:位于所述基板中的溝槽，其中所述導(dǎo)電層延伸至所述溝槽中。
[0062]在一種實施方式中，所述遮光層保持在所述溝槽上方。
[0063]在一種實施方式中，所述成像電路還包括:位于所述基板中的第一光電二極管，所述第一光電二極管通過所述遮光層的光柵部分接收光；以及位于所述基板中的第二光電二極管，所述第二光電二極管被所述遮光層的遮光部分覆蓋。
[0064]在一種實施方式中，所述導(dǎo)電層包括鋁層，并且其中所述遮光層包括鎢層。
[0065]在一種實施方式中，所述濾色器元件具有上表面，并且其中所述導(dǎo)電層具有位于所述濾色器元件的所述上表面上方的上表面。
[0066]在一種實施方式中，所述導(dǎo)電層基本上在所述基板的整個上表面延伸。
[0067]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供一種在基板上制造圖像傳感器的方法，包括:在所述基板上方形成導(dǎo)電層;選擇性地移除所述導(dǎo)電層的一些部分以形成狹槽；以及填充所述狹槽以形成濾色器壁結(jié)構(gòu)。
[0068]在一種實施方式中，所述方法還包括:選擇性地移除所述導(dǎo)電層的被所述濾色器壁結(jié)構(gòu)圍繞的部分。
[0069]在一種實施方式中，所述方法還包括:在所述濾色器壁結(jié)構(gòu)內(nèi)形成濾色器元件。
[0070]在一種實施方式中，填充所述狹槽以形成所述濾色器壁結(jié)構(gòu)包括形成多個層，每個狹槽內(nèi)的每個層具有不同的折射率。
[0071]在一種實施方式中，填充所述狹槽以形成所述濾色器壁結(jié)構(gòu)還包括將不透明的填充材料沉積到所述多個層上。
[0072]在一種實施方式中，所述方法還包括:形成遮光層，所述遮光層介于所述導(dǎo)電層與所述基板之間。
[0073]在一種實施方式中，所述方法還包括:在不移除所述導(dǎo)電層的情況下使所述濾色器壁結(jié)構(gòu)選擇性地凹陷。
[0074]在一種實施方式中，形成所述導(dǎo)電層包括在所述基板的后側(cè)上方形成所述導(dǎo)電層，還包括:在所述基板的前側(cè)上方形成金屬互連結(jié)構(gòu)；以及形成將所述導(dǎo)電層連接至所述金屬互連結(jié)構(gòu)的穿透氧化物通路。
[0075]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供一種系統(tǒng)，包括:中央處理單元;存儲器;鏡頭；輸入-輸出電路;和成像裝置，其中所述成像裝置包括:基板;導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層形成于所述基板上方，其中所述導(dǎo)電層的一部分用作接合焊盤區(qū)域；以及濾色器外殼結(jié)構(gòu)，所述濾色器外殼結(jié)構(gòu)形成于與所述導(dǎo)電層同一層中。
[0076]在一種實施方式中，所述成像裝置還包括:遮光層，所述遮光層介于所述導(dǎo)電層的至少一部分與所述基板之間。
[0077]在一種實施方式中，所述遮光層短接至所述導(dǎo)電層。
[0078]在一種實施方式中，所述成像裝置還包括:平坦層，所述平坦層形成于所述濾色器外殼結(jié)構(gòu)和所述導(dǎo)電層上。
[0079]在一種實施方式中，所述導(dǎo)電層形成于所述基板的后側(cè)上方，并且其中所述成像裝置還包括:金屬布線結(jié)構(gòu)，所述金屬布線結(jié)構(gòu)形成于所述基板的前側(cè)上方，其中所述導(dǎo)電層的第一部分短接至所述遮光層，其中所述導(dǎo)電層的第二部分短接至所述金屬布線結(jié)構(gòu)，并且其中所述導(dǎo)電層的所述第一部分和所述第二部分是電隔離的。
[0080]以上所述僅是說明本實用新型的原理，并且在不脫離本實用新型范圍和實質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以作出各種修改。上述實施例可以單獨實施，也可以任意組合實施。
[0081]盡管出于清楚說明的目的，本實用新型描述了一些細(xì)節(jié)，但將顯而易見的是，可在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)實施某些改變和修改。雖然所附權(quán)利要求書中的一些僅僅是從屬于單個權(quán)利要求或僅僅引用先前權(quán)利要求中的一些，但它們各自的特征均可與任何其他權(quán)利要求的特征進行組合。
【主權(quán)項】
1.一種成像電路，其特征在于，所述成像電路包括: 基板； 遮光層，位于所述基板上；以及 導(dǎo)電層，位于所述遮光層上方，其中所述導(dǎo)電層的一部分用作接合焊盤區(qū)域。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像電路，其特征在于，所述成像電路還包括: 形成于與所述導(dǎo)電層同一層中的濾色器元件。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像電路，其特征在于，所述成像電路還包括: 位于所述基板中的溝槽，其中所述導(dǎo)電層延伸至所述溝槽中。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的成像電路，其特征在于，所述遮光層保持在所述溝槽上方。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像電路，其特征在于，所述成像電路還包括: 位于所述基板中的第一光電二極管，所述第一光電二極管通過所述遮光層的光柵部分接收光；以及 位于所述基板中的第二光電二極管，所述第二光電二極管被所述遮光層的遮光部分覆至ΠΠ ο6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像電路，其特征在于，所述濾色器元件具有上表面，并且其中所述導(dǎo)電層具有位于所述濾色器元件的所述上表面上方的上表面。7.一種成像系統(tǒng)，其特征在于，所述成像系統(tǒng)包括: 中央處理單元； 存儲器； 鏡頭; 輸入-輸出電路;和 成像裝置，其中所述成像裝置包括: 基板； 導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層形成于所述基板上方，其中所述導(dǎo)電層的一部分用作接合焊盤區(qū)域；以及 濾色器外殼結(jié)構(gòu)，所述濾色器外殼結(jié)構(gòu)形成于與所述導(dǎo)電層同一層中。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，所述成像裝置還包括: 遮光層，所述遮光層介于所述導(dǎo)電層的至少一部分與所述基板之間。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，所述成像裝置還包括: 平坦層，所述平坦層形成于所述濾色器外殼結(jié)構(gòu)和所述導(dǎo)電層上。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)電層形成于所述基板的后側(cè)上方，并且其中所述成像裝置還包括: 金屬布線結(jié)構(gòu)，所述金屬布線結(jié)構(gòu)形成于所述基板的前側(cè)上方，其中所述導(dǎo)電層的第一部分短接至所述遮光層，其中所述導(dǎo)電層的第二部分短接至所述金屬布線結(jié)構(gòu)，并且其中所述導(dǎo)電層的所述第一部分和所述第二部分是電隔離的。
【文檔編號】H01L27/146GK205723538SQ201620283719
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月7日
【發(fā)明人】S·伯薩克, U·博提格
【申請人】半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司