本公開涉及圖像傳感器。

背景技術(shù)：

獲取圖像并將圖像轉(zhuǎn)換成電信號的圖像傳感器不僅用于普通消費者的電子設(shè)備諸如數(shù)字相機、手機的照相機和便攜式攝像機中，而且用于安裝在汽車、安全系統(tǒng)和機器人中的照相機中。圖像傳感器包括光電二極管以提供小型化和高清晰度，這對于圖像傳感器會是有利的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

所提供的是使用有機光電層的方法和圖像傳感器。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式，一種圖像傳感器可以包括半導(dǎo)體基板，該半導(dǎo)體基板包括光電變換器。圖像傳感器可以包括在半導(dǎo)體基板上的濾色器層。圖像傳感器可以包括在半導(dǎo)體基板上且相鄰于濾色器層的側(cè)壁的金屬結(jié)構(gòu)。圖像傳感器可以包括在濾色器層上的絕緣層。而且，圖像傳感器可以包括在絕緣層上且通過絕緣層的開口連接到金屬結(jié)構(gòu)的透明電極層。

在某些實施方式中，圖像傳感器可以包括在濾色器層上的透明層。絕緣層可以在透明電極層和透明層的相應(yīng)部分之間。而且，透明層的相應(yīng)部分可以為第一部分，并且透明電極層可以通過絕緣層的開口接觸透明層的第二部分。

根據(jù)某些實施方式，圖像傳感器可以包括在透明電極層上的有機光電層。絕緣層可以包括其朝向有機光電層突出的突出部分。絕緣層的突出部分可以包括與透明電極層的最上表面共平面的最上表面。而且，絕緣層的突出部分可以交疊濾色器層。

在某些實施方式中，金屬結(jié)構(gòu)可以包括鎢部分和在鎢部分上的鋁部分。透明電極層可以接觸鋁部分。而且，金屬結(jié)構(gòu)的鋁部分的側(cè)壁可以朝向透明電極層漸縮。

根據(jù)某些實施方式，金屬結(jié)構(gòu)可以包括接觸透明電極層的鎢。另外地或可選地，絕緣層可以延伸到金屬結(jié)構(gòu)的一部分上，并且金屬結(jié)構(gòu)的第一寬度可以比開口的第二寬度寬，透明電極層通過該開口連接到金屬結(jié)構(gòu)。

在某些實施方式中，圖像傳感器可以包括在半導(dǎo)體基板中的金屬接觸。金屬結(jié)構(gòu)可以接觸金屬接觸，并可以包括不同的第一金屬材料和第二金屬材料。第一金屬材料可以接觸金屬接觸。而且，第二金屬材料可以在第一金屬材料上，可以接觸透明電極層，并可以比第一金屬材料寬。

根據(jù)某些實施方式，第二金屬材料可以在第一金屬材料的相反的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁上。金屬接觸和/或金屬結(jié)構(gòu)可以包括漸縮的寬度。

在某些實施方式中，濾色器層和光電變換器可以分別包括第一濾色器層和第一光電變換器。而且，圖像傳感器可以包括在第二光電變換器上的第二濾色器層。金屬結(jié)構(gòu)可以在第一濾色器層和第二濾色器層之間。圖像傳感器可以包括在第一濾色器層和絕緣層的第一部分之間以及在第二濾色器層和絕緣層的第二部分之間的透明有機層。

根據(jù)某些實施方式，透明有機層的表面可以與金屬結(jié)構(gòu)的接觸透明電極層的表面共平面。另外地或可選地，圖像傳感器可以包括在透明電極層上的有機光電層。絕緣層的第二部分可以包括其突出部分，該突出部分朝向有機光電層突出并使透明電極層的在第一濾色器層上的第一部分與透明電極層的在第二濾色器層上的第二部分隔離。

在某些實施方式中，透明電極層可以通過絕緣層的開口接觸透明有機層的一部分。另外地或可選地，絕緣層可以交疊金屬結(jié)構(gòu)的相反的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁。

根據(jù)某些實施方式的圖像傳感器可以包括濾色器層。圖像傳感器可以包括相鄰于濾色器層的側(cè)壁的金屬結(jié)構(gòu)。圖像傳感器可以包括在濾色器層上的透明層。圖像傳感器可以包括在透明層上的絕緣層。而且，圖像傳感器可以包括在絕緣層上的電極層。絕緣層可以在電極層和透明層的相應(yīng)部分之間。

在某些實施方式中，圖像傳感器可以包括在電極層上的有機光電層。絕緣層可以在金屬結(jié)構(gòu)的一部分上。電極層可以通過絕緣層的開口連接到金屬結(jié)構(gòu)。而且，金屬結(jié)構(gòu)的第一寬度可以比開口的第二寬度寬，電極層通過該開口連接到金屬結(jié)構(gòu)。

根據(jù)某些實施方式的圖像傳感器可以包括第一濾色器層和第二濾色器層。圖像傳感器可以包括在第一濾色器層和第二濾色器層的相應(yīng)側(cè)壁之間的金屬結(jié)構(gòu)。圖像傳感器可以包括在第一濾色器層和第二濾色器層上的絕緣層。圖像傳感器可以包括在絕緣層上的電極層。而且，圖像傳感器可以包括在電極層上的有機光電層。絕緣層可以包括其朝向有機光電層突出的突出部分。

在某些實施方式中，圖像傳感器可以包括在第一濾色器層和絕緣層之間以及在第二濾色器層和絕緣層之間的透明有機層。絕緣層可以在金屬結(jié)構(gòu)的一部分上。絕緣層的突出部分可以使電極層的在第一濾色器層上的第一部分與電極層的在第二濾色器層上的第二部分隔離。電極層可以通過絕緣層的開口連接到金屬結(jié)構(gòu)。金屬結(jié)構(gòu)的第一寬度可以比所述開口的第二寬度寬，電極層通過該開口連接到金屬結(jié)構(gòu)。而且，電極層的連續(xù)不斷的部分可以接觸有機光電層、絕緣層的突出部分的側(cè)壁和金屬結(jié)構(gòu)。

根據(jù)某些實施方式的形成圖像傳感器的方法可以包括在濾色器層上形成絕緣層。該方法可以包括蝕刻絕緣層以形成開口，該開口至少部分地暴露相鄰于濾色器層的側(cè)壁的金屬結(jié)構(gòu)。而且，該方法可以包括在絕緣層的開口中形成電極層。

在某些實施方式中，該方法包括在形成絕緣層之前在濾色器上形成透明層。另外地或可選地，形成電極層可以包括在絕緣層的開口中以及在絕緣層的在該開口之外的部分上同時形成電極材料。而且，形成電極層可以包括形成電極層以通過所述開口接觸透明層的一部分。另外地或可選地，在濾色器上形成透明層可以包括在紅色的第一濾色器層和藍色的第二濾色器層上形成透明層。形成絕緣層可以包括在透明層上形成氧化物層。形成電極層可以包括在氧化物層和金屬結(jié)構(gòu)上形成銦錫氧化物(ito)層。

根據(jù)某些實施方式，該方法可以包括：在絕緣層的一部分上形成光致抗蝕劑材料；以及當(dāng)光致抗蝕劑材料在絕緣層的該部分上時進行絕緣層的蝕刻。當(dāng)光致抗蝕劑材料在絕緣層的該部分上時進行絕緣層的蝕刻可以包括進行絕緣層的第一蝕刻。該方法可以包括進行絕緣層的第二蝕刻以形成交疊金屬結(jié)構(gòu)的凹陷，而不暴露金屬結(jié)構(gòu)。蝕刻絕緣層以形成至少部分地暴露金屬結(jié)構(gòu)的開口可以包括進行絕緣層的第三蝕刻。

在某些實施方式中，光致抗蝕劑材料可以為第一光致抗蝕劑層。該方法可以包括：在進行絕緣層的第二蝕刻之前，去除第一光致抗蝕劑層并在絕緣層上形成第二光致抗蝕劑層。而且，該方法可以包括：在進行第三蝕刻以形成至少部分地暴露金屬結(jié)構(gòu)的開口之前，去除第二光致抗蝕劑層。

根據(jù)某些實施方式，進行蝕刻可以包括形成絕緣層的突出部分。而且，形成電極層可以包括在絕緣層的突出部分上形成電極材料。

在某些實施方式中，形成電極層可以包括：在絕緣層上沉積電極材料，以及對電極材料進行化學(xué)機械拋光(cmp)工藝，直到暴露絕緣層的一部分。絕緣層的被cmp工藝暴露的部分可以交疊濾色器層。而且，該方法可以包括在電極層上和在絕緣層的被cmp工藝暴露的部分上形成有機光電層。

根據(jù)某些實施方式的形成圖像傳感器的方法可以包括在濾色器上形成透明層。該方法可以包括在透明層上形成絕緣層。該方法可以包括在絕緣層上形成電極層。而且，該方法可以包括在電極層上形成有機光電層。在某些實施方式中，該方法可以包括蝕刻絕緣層以形成暴露金屬結(jié)構(gòu)的一部分的開口。金屬結(jié)構(gòu)可以相鄰于濾色器層的側(cè)壁。

在某些實施方式中，形成電極層可以包括在絕緣層的開口中形成電極層。另外地或可選地，該方法可以包括在絕緣層的一部分上形成光致抗蝕劑材料。而且，該方法可以包括當(dāng)光致抗蝕劑材料在絕緣層的該部分上時進行絕緣層的蝕刻，以形成絕緣層的突出部分。形成電極層可以包括在絕緣層的突出部分上形成電極層。

根據(jù)某些實施方式，在濾色器上形成透明層可以包括在紅色的第一濾色器層和藍色的第二濾色器層上形成透明層。形成絕緣層可以包括在透明層上形成氧化物層。而且，形成電極層可以包括在氧化物層上形成銦錫氧化物(ito)層。

根據(jù)某些實施方式的形成圖像傳感器的方法可以包括在濾色器層上形成絕緣層。該方法可以包括在絕緣層的一部分上形成光致抗蝕劑材料。該方法可以包括當(dāng)光致抗蝕劑材料在絕緣層的該部分上時蝕刻絕緣層。而且，該方法可以包括去除光致抗蝕劑材料以暴露絕緣層的突出部分。

在某些實施方式中，蝕刻絕緣層可以包括進行絕緣層的第一蝕刻。該方法可以包括進行絕緣層的第二蝕刻以形成開口，該開口至少部分地包括相鄰于濾色器層的側(cè)壁的金屬結(jié)構(gòu)。而且，該方法可以包括在絕緣層的開口中形成電極層。

根據(jù)某些實施方式，該方法可以包括：在進行絕緣層的第二蝕刻之前，進行絕緣層的第三蝕刻以形成交疊金屬結(jié)構(gòu)的凹陷，而不暴露金屬結(jié)構(gòu)。另外地或可選地，形成電極層可以包括在絕緣層的突出部分上形成電極材料。

在某些實施方式中，絕緣層的突出部分可以交疊濾色器層。形成電極層可以包括：在絕緣層上沉積電極材料；以及對電極材料進行化學(xué)機械拋光(cmp)工藝，直到暴露絕緣層的突出部分的表面。而且，該方法可以包括在電極層上以及在絕緣層的突出部分的被cmp工藝暴露的表面上形成有機光電層。

附圖說明

從以下結(jié)合附圖進行的簡要描述，示例實施方式將被更清楚地理解。附圖表示如這里所述的非限制性的示例實施方式。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器的主要部分的截面圖。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器的主要部分的截面圖。

圖3a至3r是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器的制造工藝的截面圖。

圖4a至4e是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器的制造工藝的截面圖。

圖5a至5o是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器的制造工藝的截面圖。

圖6a至6e是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器的制造工藝的截面圖。

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器的主要部分的截面圖。

圖8是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器的主要部分的截面圖。

圖9示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器的讀出電路。

圖10示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器的讀出電路。

圖11是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器的配置的方框圖。

圖12是包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器的系統(tǒng)的方框圖。

圖13示出包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器和接口的電子系統(tǒng)。

圖14是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的應(yīng)用圖像傳感器的電子系統(tǒng)的透視圖。

具體實施方式

下面參照附圖描述示例實施方式。許多不同的形式和實施方式是可能的，而沒有脫離本公開的精神和教導(dǎo)，所以本公開不應(yīng)被解釋為限于這里闡述的示例實施方式。相反，提供這些示例實施方式使得本公開將透徹和完整，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員傳達本公開的范圍。在附圖中，為了清晰起見，層和區(qū)域的尺寸和相對尺寸可以被夸大。同樣的附圖標(biāo)記在整個說明書中指代同樣的元件。

這里所用的術(shù)語僅是為了描述特定實施方式的目的，而不意在限制實施方式。如這里所用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外清楚地表示。還將理解的，術(shù)語“包括”、“包含”和/或“含有”當(dāng)在本說明書中使用時指定所述特征、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一個或多個其它特征、步驟、操作、元件、部件和/或其組的存在或添加。

將理解，當(dāng)一元件被稱為“聯(lián)接到”、“連接到”或“響應(yīng)于”另一個元件、或者在另一個元件“上”時，它可以直接聯(lián)接到、直接連接到或直接響應(yīng)于該另一個元件、或者直接在該另一個元件上，或者還可以存在插入的元件。相反，當(dāng)一元件被稱為“直接聯(lián)接到”、“直接連接到”或“直接響應(yīng)于”另一個元件、或“直接在”另一個元件“上”時，沒有插入元件存在。如這里所用的，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)列舉項目的任何和全部的組合。

為了便于描述，這里可以使用空間關(guān)系術(shù)語諸如“在…之下”、“在…下面”、“在…下方”、“在…之上”、“上”等來描述如附圖所示的一個元件或特征與另一個(些)元件或特征的關(guān)系。將理解，空間關(guān)系術(shù)語旨在涵蓋除了附圖所示的取向之外器件在使用或操作中的不同取向。例如，如果附圖中的器件被翻轉(zhuǎn)，則被描述為在其它元件或特征“下面”或“之下”的元件將會取向在其它元件或特征“之上”。因此，術(shù)語“下面”可以涵蓋之上和之下兩種取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或處于其它的取向)，這里所用的空間關(guān)系描述符可以被相應(yīng)地解釋。

這里參照截面圖描述本發(fā)明構(gòu)思的示例實施方式，所述截面圖是示例實施方式的理想化實施方式(以及中間結(jié)構(gòu))的示意圖。因而，由例如制造技術(shù)和/或公差引起的圖示形狀的變化是可預(yù)期的。因此，本發(fā)明構(gòu)思的示例實施方式不應(yīng)被解釋為限于這里示出的區(qū)域的特定形狀，而是包括由例如制造引起的形狀偏差。因此，附圖中示出的區(qū)域在本質(zhì)上是示意性的，它們的形狀不旨在示出器件的區(qū)域的實際形狀，并且不旨在限制示例實施方式的范圍。

將理解，盡管這里可以使用術(shù)語“第一”、“第二”等來描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于將一個元件與另一個元件區(qū)別開。因此，“第一”元件可以被稱為“第二”元件，而沒有脫離當(dāng)前實施方式的教導(dǎo)。

除非另外地限定，否則這里所用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)都具有與本發(fā)明構(gòu)思所屬的領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員所通常理解的相同的含義。還將理解的，術(shù)語，諸如通用詞典中定義的那些術(shù)語，應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與它們在相關(guān)領(lǐng)域的背景和/或本說明書中的含義相一致的含義，而不應(yīng)被解釋為理想化的或過度形式化的意義，除非這里明確地如此限定。

如本發(fā)明實體所理解的，根據(jù)這里描述的各種實施方式的器件和形成器件的方法可以實施在微電子器件諸如集成電路中，其中根據(jù)這里描述的各種實施方式的多個器件被集成在同一微電子器件中。因此，這里示出的截面圖可以在微電子器件中在兩個不同的方向上重復(fù)，所述兩個不同的方向不需要垂直。因此，實施根據(jù)這里描述的各種實施方式的器件的微電子器件的平面圖可以包括成陣列和/或成二維圖案的多個器件，根據(jù)微電子器件的功能。

根據(jù)這里描述的各種實施方式的器件可以根據(jù)微電子器件的功能而布設(shè)在其它器件當(dāng)中。而且，根據(jù)這里描述的各種實施方式的微電子器件可以在第三方向上重復(fù)，該第三方向可以垂直于所述兩個不同的方向，以提供三維集成電路。

因此，這里示出的截面圖對根據(jù)這里描述的各種實施方式的多個器件提供支持，該多個器件在平面圖中沿著兩個不同的方向延伸和/或在透視圖中在三個不同的方向上延伸。例如，當(dāng)單個有源區(qū)域在器件/結(jié)構(gòu)的截面圖中示出時，該器件/結(jié)構(gòu)可以包括多個有源區(qū)域和其上的晶體管結(jié)構(gòu)(或圖像傳感器結(jié)構(gòu)、存儲單元結(jié)構(gòu)、柵極結(jié)構(gòu)等，根據(jù)具體情況而定)，如將由該器件/結(jié)構(gòu)的平面圖示出的。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器1的主要部分的截面圖。

參照圖1，圖像傳感器1包括半導(dǎo)體基板200，半導(dǎo)體基板200包括第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2。器件隔離層202可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板200中。器件隔離層202可以限定第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2。

半導(dǎo)體基板200可以為例如塊體基板、外延基板和絕緣體上硅(soi)基板中的一種。半導(dǎo)體基板200可以包括例如硅。此外，半導(dǎo)體基板200可以包括元素半導(dǎo)體諸如鍺(ge)或者化合物半導(dǎo)體諸如碳化硅(sic)、砷化鎵(gaas)、砷化銦(inas)和磷化銦(inp)。半導(dǎo)體基板200可以基于第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基板而形成。半導(dǎo)體基板200可以為例如p型半導(dǎo)體基板。

光電變換器204可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板200中以對應(yīng)于第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2的每個。光電變換器204可以為光電二極管。光電變換器204可以包括第一雜質(zhì)區(qū)域204a和第二雜質(zhì)區(qū)域204b。第一雜質(zhì)區(qū)域204a可以形成為距半導(dǎo)體基板200的表面較深。第二雜質(zhì)區(qū)域204b可以形成為距半導(dǎo)體基板200的表面較淺。第一雜質(zhì)區(qū)域204a和第二雜質(zhì)區(qū)域204b可以包括不同的導(dǎo)電類型。例如，第一雜質(zhì)區(qū)域204a可以用n型雜質(zhì)摻雜，第二雜質(zhì)區(qū)域204b可以用p型雜質(zhì)摻雜。

光電變換器204可以包括感測紅光和藍光的像素。例如，感測紅光的像素可以在第一像素區(qū)域p1中，感測藍光的像素可以在第二像素區(qū)域p2中。存儲節(jié)點區(qū)域206可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板200中以對應(yīng)于第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2的每個，同時與光電變換器204間隔開。存儲節(jié)點區(qū)域206可以例如用n型雜質(zhì)摻雜。存儲節(jié)點區(qū)域206可以形成為單一摻雜區(qū)域，并可以具有比光電變換器204的面積小的面積。

配線結(jié)構(gòu)220設(shè)置在半導(dǎo)體基板200的第一側(cè)201a上。第一接觸孔215可以形成在配線結(jié)構(gòu)220中。第一側(cè)絕緣層211可以形成在第一接觸孔215的側(cè)壁上。第一接觸通路213可以完全填充第一接觸孔215并與第一側(cè)絕緣層211接觸。第一接觸孔215的寬度可以隨著它遠離半導(dǎo)體基板200的表面而逐漸增大。第一側(cè)絕緣層211可以由氧化物或氮化物形成。第一接觸通路213可以例如由金屬材料諸如銅、鋁和鎢形成。

配線結(jié)構(gòu)220可以包括與第一接觸通路213接觸的緩沖區(qū)域217。緩沖區(qū)域217可以通過第一接觸通路213電連接到形成在半導(dǎo)體基板200中的存儲節(jié)點區(qū)域206。緩沖區(qū)域217可以例如由金屬材料諸如銅、鋁和鎢或者碳納米管形成。

配線結(jié)構(gòu)220可以包括前層間電介質(zhì)221和多個前配線223。前層間電介質(zhì)221可以采用高密度等離子體(hdp)氧化物膜、四乙基原硅酸鹽(teos)氧化物膜、東燃硅氮烷(tosz)、旋涂玻璃(sog)、非摻雜的硅石玻璃(usg)、低k介電層等。多個前配線223可以例如由金屬材料諸如銅、鋁和鎢形成。

支撐層290可以附接到配線結(jié)構(gòu)220。支撐層290可以用于向通過拋光工藝減薄的半導(dǎo)體基板200提供強度。在某些實施方式中，支撐層290可以由硅氧化物、硅氮化物和/或半導(dǎo)體材料形成。

圖像傳感器1可以包括第二接觸孔225，第二接觸孔225從半導(dǎo)體基板200的第二側(cè)201b穿過且延伸經(jīng)過半導(dǎo)體基板200到緩沖區(qū)域217。第二接觸孔225的寬度可以隨著它從緩沖區(qū)域217接近半導(dǎo)體基板200的第二側(cè)201b而逐漸增大。在某些實施方式中，第二接觸孔225可以形成為穿過器件隔離層202。

第二側(cè)絕緣層227可以形成在第二接觸孔225的側(cè)壁上。第二側(cè)絕緣層227可以由氧化物或氮化物形成。第二接觸孔225可以用第二接觸通路229填充。第二接觸通路229可以完全填充第二接觸孔225以與第二側(cè)絕緣層227接觸。因此，第二接觸通路229可以穿過半導(dǎo)體基板200。第二接觸通路229可以例如由金屬材料諸如銅、鋁和鎢形成。

電連接到第二接觸通路229的立柱層(studlayer)230可以形成在半導(dǎo)體基板200的第二側(cè)201b上。立柱層230可以包括形成在半導(dǎo)體基板200的第二側(cè)201b上的第一立柱層231和形成在第一立柱層231上的第二立柱層233。第二立柱層233可以形成為圍繞第一立柱層231的側(cè)表面和頂表面，從而具有比第一立柱層231的寬度大的寬度。第一立柱層231和第二立柱層233可以由不同的金屬材料形成。在某些實施方式中，第一立柱層231可以由鎢形成，第二立柱層233可以由鋁形成。立柱層230可以具有第一寬度w1。當(dāng)?shù)诙⒅鶎?33具有比第一立柱層231的寬度大的寬度時，第二立柱層233可以具有第一寬度w1。

盡管第二立柱層233的第一寬度w1在圖1中示出為在第二立柱層233的整個高度上基本上不變，但是可選地，第二立柱層233可以朝向上覆的下透明電極層266傾斜/漸縮。例如，第二立柱層233的側(cè)壁可以朝向下透明電極層266漸縮(即，側(cè)壁之間的距離可以隨著側(cè)壁靠近下透明電極層266而變窄)。另外地或可選地，立柱層230可以在這里被稱為“金屬結(jié)構(gòu)”或“金屬區(qū)域”，而不限于術(shù)語“立柱”。

濾色器層240可以形成在半導(dǎo)體基板200的第二側(cè)201b上。濾色器層240可以允許經(jīng)由微透鏡280入射的光通過，從而僅允許具有必要的波長的光穿過第二側(cè)201b入射在光電變換器204上。在某些實施方式中，抗反射層可以形成在半導(dǎo)體基板200的第二側(cè)201b和濾色器層240之間以通過減少/防止光反射而允許光入射在光電變換器204上?？狗瓷鋵涌梢杂衫绻璧趸?sion)、硅碳化物(sic)、硅碳氮化物(sicn)、硅碳氧化物(sico)等形成。

濾色器層240可以包括第一濾色器層241和第二濾色器層243。第一濾色器層241和第二濾色器層243可以分別設(shè)置在第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2中以對應(yīng)于形成在其中的光電變換器204。在某些實施方式中，設(shè)置在第一像素區(qū)域p1中的第一濾色器層241可以是紅色(r)濾色器，設(shè)置在第二像素區(qū)域p2中的第二濾色器層243可以是藍色(b)濾色器。因此，第一像素區(qū)域p1透射具有紅色波長的光以允許紅色波長的光到達光電變換器204。此外，第二像素區(qū)域p2透射具有藍色波長的光以允許藍色波長的光到達光電變換器204。

濾色器層240可以形成為具有處于比立柱層230的頂表面低的水平的頂表面。也就是，濾色器層240的高度形成為具有比立柱層230的高度小的值。

覆蓋濾色器層240的涂覆層245可以形成在半導(dǎo)體基板200的第二側(cè)201b上。涂覆層245可以通過形成涂覆材料層并執(zhí)行平坦化工藝而形成，該涂覆材料層覆蓋其上形成有立柱層230和濾色器層240的半導(dǎo)體基板200的頂部。涂覆層245可以暴露立柱層230的頂表面。涂覆層245和立柱層230可以具有處于相同水平的頂表面。也就是，涂覆層245的頂表面和立柱層230的頂表面可以形成處于相同水平的平面(即，所述頂表面可以共平面)。涂覆層245可以通過形成涂覆材料層然后去除涂覆材料層的一部分直到暴露立柱層230的頂表面而形成。涂覆層245可以由透明有機材料形成。在某些實施方式中，涂覆層245可以由樹脂形成。涂覆層245可以在多個濾色器層240之上(例如，可以直接接觸多個濾色器層240的頂表面)。

涂覆層245可以在這里被稱為“透明層”，而不限于術(shù)語“涂覆”。另外地或可選地，涂覆層245可以為硅氧化物層。

具有多個開口262h的隔離-絕緣層260c形成在涂覆層245上。多個開口262h可以穿過隔離-絕緣層260c。

隔離-絕緣層260c可以由例如氧化物形成。隔離-絕緣層260c可以包括基底層262和形成在基底層262上的隔離層264。基底層262可以具有暴露立柱層230的至少一部分的開口262h。可以形成由隔離-絕緣層260c(也就是，基底層262和隔離層264)限定的隔離空間260d。多個這樣的隔離空間260d可以形成為對應(yīng)于多個像素區(qū)域p1和p2。

隔離空間260d指的是隔離-絕緣層260c的底表面水平和頂表面水平之間沒有形成隔離-絕緣層260c的部分/區(qū)域/范圍。也就是，隔離空間260d可以包括由隔離層264圍繞且在基底層262的頂表面和隔離層264的頂表面的水平之間的空間以及開口262h中的空間。彼此隔離的多個隔離空間260d可以形成為對應(yīng)于多個像素區(qū)域p1和p2。也就是，多個隔離空間260d的每個可以形成為對應(yīng)于多個光電變換器204中的相應(yīng)一個。

第二寬度w2(其是開口262h的寬度)可以具有比立柱層230的第一寬度w1小的值。涂覆層245可以沒有被暴露，并且其頂表面可以由于具有開口262h的隔離-絕緣層260c而被完全覆蓋。也就是，涂覆層245的頂表面可以由隔離-絕緣層260c全部覆蓋從而不在開口262h的底部暴露。然而，在某些實施方式中，涂覆層245的一部分可以在開口262h的底部暴露/經(jīng)由開口262h的底部暴露。

填充隔離空間260d的下透明電極層266形成在隔離-絕緣層260c上。下透明電極層266可以包括填充開口262h的內(nèi)部的下接觸266c以及連接到下接觸266c并設(shè)置在基底層262的頂表面上的下電極266e。

也就是，下透明電極層266可以形成為采用雙鑲嵌法填充隔離空間260d。因此，下接觸266c和下電極266e可以被同時/一體地形成。下透明電極層266的頂表面和隔離-絕緣層260c的最頂端可以具有相同的水平。下透明電極層266的頂表面和隔離層264的頂表面可以具有相同的水平。也就是，下透明電極層266的頂表面和隔離層264的頂表面可以形成具有相同水平的平面(即，所述頂表面可以共平面)。

由于隔離層264，下透明電極層266可以分開以對應(yīng)于第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2的每個。也就是，多個這樣的下透明電極層266可以形成為對應(yīng)于多個像素區(qū)域p1和p2。具體地，形成填充單個隔離空間260d的下透明電極層266的下接觸266c和下電極266e可以被一體地形成。

涂覆層245可以不在開口262h的底部暴露。在此情況下，涂覆層245可以分隔開而不接觸下透明電極層266。然而，在某些實施方式中，涂覆層245的一部分可以與下透明電極層266接觸。

有機光電層272形成在下透明電極層266上。有機光電層272可以一體地形成在多個下透明電極層266上。有機光電層272可以由僅在具有特定波長的光上引起光電變化的有機材料形成。例如，有機光電層272可以僅在綠光的波長引起光電變化。例如，有機光電層272可以在第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2兩者中表現(xiàn)出從約500納米(nm)至約600nm的最大吸收波長λmax。

有機光電層272(其中p型半導(dǎo)體材料和n型半導(dǎo)體材料形成pn平面結(jié)或體異質(zhì)結(jié))可以由單層或多層形成，并且是接收入射光、產(chǎn)生激子、然后將產(chǎn)生的激子分成正空穴和電子的層。

p型半導(dǎo)體材料和n型半導(dǎo)體材料可以每個吸收綠色波長區(qū)域的光，并可以每個表現(xiàn)出在從約500nm至約600nm的波長區(qū)域中的最大吸收峰。

p型半導(dǎo)體材料和n型半導(dǎo)體材料可以每個具有例如在約1.5ev至約3.5ev的范圍內(nèi)的帶隙，并且在此范圍內(nèi)，可以每個具有在約2.0ev至約2.5ev的范圍內(nèi)的帶隙。p型半導(dǎo)體材料和n型半導(dǎo)體材料可以通過具有在該范圍內(nèi)的帶隙而吸收綠色波長區(qū)域的光，并且具體地可以每個在從約500nm至約600nm的波長區(qū)域中表現(xiàn)出最大吸收峰。

p型半導(dǎo)體材料和n型半導(dǎo)體材料可以每個在光吸收曲線上具有從約50nm至約150nm的半峰值全寬度(fwhm)。這里，fwhm是對應(yīng)于最大光吸收點的一半的波長的寬度。小的fwhm表示窄波長區(qū)域中的光以波長選擇性高的方式被選擇性地吸收。對于在該范圍內(nèi)的fwhm，對于綠色波長區(qū)域的選擇性可以是高的。

p型半導(dǎo)體材料的最低未占據(jù)分子軌道(lumo)能級和n型半導(dǎo)體材料的lumo能級之間的差異可以為從約0.2至約0.7ev。例如，在此范圍內(nèi)，該差異可以為從約0.3至約0.5ev。當(dāng)有機光電層272的p型半導(dǎo)體材料和n型半導(dǎo)體材料在lumo能級上具有在該范圍內(nèi)的差異時，可以改善外量子效率(eqe)，并且eqe可以根據(jù)所施加的偏壓而被有效控制。

p型半導(dǎo)體材料可以例如包括化合物諸如n,n'-二甲基-喹吖(二)酮(dmqa)及其衍生物、二茚并苝(diindenoperylene)和二苯并{[f,f']-4,4',7,7'-四苯基}苝[1,2,3-cd：1',2',3'-1m]二萘嵌苯，但是不限于此。n型半導(dǎo)體材料可以例如包括化合物諸如二氰基噻吩(dcv3t)及其衍生物、二萘嵌苯二酰亞胺、酞菁染料及其衍生物、次酞菁染料及其衍生物、氟硼熒(bodipy)及其衍生物，但是不限于此。

有機光電層272可以為單層，并且可以為多層。有機光電層272可以例如具有各種組合諸如本征層(i層)、p型層/i層、i層/n型層、p型層/i層/n型層、p型層/n型層等。

i層可以包括以從約1:100至約100:1的比率混合的p型半導(dǎo)體化合物和n型半導(dǎo)體化合物。在此范圍內(nèi)，比率可以為從約1:50至約50:1。在此范圍內(nèi)，比率可以為從約1:10至約10:1。例如，在此范圍內(nèi)，比率可以為約1:1。由于p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體具有在此比率內(nèi)的成分比，所以激子可以被有效地產(chǎn)生，并且pn結(jié)可以根據(jù)期望的規(guī)格形成。

p型層可以包括p型半導(dǎo)體化合物，n型層可以包括n型半導(dǎo)體化合物。

有機光電層272可以具有例如從約1nm至約500nm的厚度。在某些實施方式中，有機光電層272可以具有從約5nm至約300nm的厚度。有機光電層272可以具有這樣的厚度，該厚度能夠通過有效地吸收光并有效地分離和轉(zhuǎn)移正空穴和電子而有效改善光電轉(zhuǎn)換效率。

上透明電極層274形成在有機光電層272上。上透明電極層274可以由例如銦錫氧化物(ito)、銦鋅氧化物(izo)、鋅氧化物(zno)、錫氧化物(sno2)、銻摻雜的錫氧化物(ato)、鋁摻雜的鋅氧化物(azo)、鎵摻雜的鋅氧化物(gzo)、二氧化鈦(tio2)或氟摻雜的錫氧化物(fto)形成。上透明電極層274可以跨過第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2一體地形成。

對應(yīng)于濾色器層240的微透鏡280形成在上透明電極層274上。微透鏡280可以形成為交疊對應(yīng)的濾色器層240。多個這樣的微透鏡280可以形成為對應(yīng)于多個相應(yīng)的濾色器層240。微透鏡280可以改變?nèi)肷湓诔斯怆娮儞Q器204之外(例如，以外)的區(qū)域上的光的路徑，并可以將光聚集在光電變換器204上。

在某些實施方式中，保護層278可以進一步形成在微透鏡280和上透明電極層274之間。保護層278可以由透明絕緣材料形成。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器2的主要部分的截面圖。在圖2的描述中，可以省略關(guān)于圖1重復(fù)的內(nèi)容/描述。

參照圖2，圖像傳感器2包括半導(dǎo)體基板300，半導(dǎo)體基板300包括第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2。器件隔離層302可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板300中。器件隔離層302可以限定第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2。

光電變換器304可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板300中以對應(yīng)于第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2的每個。光電變換器304可以為光電二極管。光電變換器304可以包括第一雜質(zhì)區(qū)域304a和第二雜質(zhì)區(qū)域304b。第一雜質(zhì)區(qū)域304a可以形成得距半導(dǎo)體基板300的頂表面較深。第二雜質(zhì)區(qū)域304b可以形成得距半導(dǎo)體基板300的頂表面較淺。第一雜質(zhì)區(qū)域304a和第二雜質(zhì)區(qū)域304b可以包括不同的導(dǎo)電類型。例如，第一雜質(zhì)區(qū)域304a可以用n型雜質(zhì)摻雜，第二雜質(zhì)區(qū)域304b可以用p型雜質(zhì)摻雜。

光電變換器304可以設(shè)置在感測紅光和藍光的像素中。例如，感測紅光的像素可以是第一像素區(qū)域p1，感測藍光的像素可以是第二像素區(qū)域p2。存儲節(jié)點區(qū)域306可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板300中以對應(yīng)于第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2的每個，同時與光電變換器304間隔開。存儲節(jié)點區(qū)域306可以例如用n型雜質(zhì)摻雜。存儲節(jié)點區(qū)域306可以形成為單一摻雜區(qū)域，并可以具有比光電變換器304的面積小的面積。

層間電介質(zhì)結(jié)構(gòu)310可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板300上。層間電介質(zhì)結(jié)構(gòu)310可以包括順序沉積在半導(dǎo)體基板300上的多個層間電介質(zhì)311、312、313和314以及設(shè)置在多個層間電介質(zhì)(例如，電介質(zhì)層)311、312、313和314的頂表面上的蝕刻停止物316。在某些實施方式中，在多個層間電介質(zhì)311、312、313和314的最頂端的層間電介質(zhì)314可以形成得比其它的層間電介質(zhì)311、312和313厚。多個層間電介質(zhì)311、312、313和314可以由氧化物形成。例如，多個層間電介質(zhì)311、312、313和314可以由hdp氧化物膜、teos氧化物膜、tosz、sog、usg、低k電介質(zhì)層等形成。蝕刻停止物316可以由硅氮化物膜或硅氮氧化物膜形成。

配線結(jié)構(gòu)320設(shè)置在半導(dǎo)體基板300上且在第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2的每個中。配線結(jié)構(gòu)320可以例如由金屬材料諸如銅、鋁和鎢形成。例如，配線結(jié)構(gòu)320可以包括設(shè)置在多個層間電介質(zhì)311、312、313和314的至少一部分中的層間配線321以及穿過多個層間電介質(zhì)311、312、313和314并連接層間配線321的接觸通路323。接觸通路323可以包括最下接觸通路323a、中間接觸通路323b和最上接觸通路323c。最下接觸通路323a可以與存儲節(jié)點區(qū)域306接觸。

在某些實施方式中，緩沖通路325可以提供在最下接觸通路323a和存儲節(jié)點區(qū)域306之間。緩沖通路325可以包括例如碳納米管。緩沖通路325可以提供例如具有在金屬和硅之間的功函數(shù)的材料以減小半導(dǎo)體基板300和配線結(jié)構(gòu)320之間的能量勢壘，從而提供適合的歐姆接觸。例如，在半導(dǎo)體基板300中硅的功函數(shù)可以為4.05ev，在配線結(jié)構(gòu)320中金屬的功函數(shù)可以為從約4.5ev至約5.0ev(例如，銅的功函數(shù)可以為4.70ev)，并且緩沖通路325(例如碳納米管)的功函數(shù)可以為從約4.3ev至約4.8ev。緩沖通路325可以減小硅和金屬之間的能量勢壘以允許電子和/或正空穴更好地通過配線結(jié)構(gòu)320傳輸?shù)酱鎯?jié)點區(qū)域306。

與最上接觸通路323c電連接的立柱層330可以形成在層間電介質(zhì)結(jié)構(gòu)310上。立柱層330可以包括形成在層間電介質(zhì)結(jié)構(gòu)310上的第一立柱層331和形成在第一立柱層331上的第二立柱層333。第二立柱層333可以具有比第一立柱層331的寬度大的寬度以圍繞第一立柱層331的側(cè)表面和頂表面。第一立柱層331和第二立柱層333可以由不同的金屬材料形成。在某些實施方式中，第一立柱層331可以由鎢形成，第二立柱層333可以由鋁形成。立柱層330可以具有第一寬度w1。當(dāng)?shù)诙⒅鶎?33具有比第一立柱層331的寬度大的寬度時，第二立柱層333可以具有第一寬度w1。

濾色器層340可以形成在層間電介質(zhì)結(jié)構(gòu)310上。濾色器層340可以透射通過微透鏡380入射的光以僅允許具有必要的波長的光入射在光電變換器304上。在某些實施方式中，抗反射層可以形成在層間電介質(zhì)結(jié)構(gòu)310和濾色器層340之間以通過減少/防止光反射而允許光入射在光電變換器304上?？狗瓷鋵涌梢杂衫鐂ion、sic、sicn、sico等形成。

濾色器層340可以包括第一濾色器層341和第二濾色器層343。第一濾色器層341和第二濾色器層343可以分別設(shè)置在第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2中。在某些實施方式中，設(shè)置在第一像素區(qū)域p1中的第一濾色器層341可以為紅色(r)濾色器，設(shè)置在第二像素區(qū)域p2中的第二濾色器層343可以為藍色(b)濾色器。因此，第一像素區(qū)域p1透射具有紅色波長的光以允許紅色波長的光到達光電變換器304。此外，第二像素區(qū)域p2透射具有藍色波長的光以允許藍色波長的光到達光電變換器304。

濾色器層340可以具有處于比立柱層330的頂表面低的水平處的頂表面。也就是，濾色器層340的高度可以為小于立柱層330的高度的值。

涂覆層345可以形成在層間電介質(zhì)結(jié)構(gòu)310上。涂覆層345可以覆蓋濾色器層340。涂覆層345可以通過形成涂覆材料層并執(zhí)行平坦化工藝而形成，該涂覆材料層覆蓋其上形成有立柱層330和濾色器層340的層間電介質(zhì)結(jié)構(gòu)310的頂部。涂覆層345可以暴露立柱層330的頂表面。涂覆層345和立柱層330可以具有處于相同水平的頂表面。也就是，涂覆層345的頂表面和立柱層330的頂表面可以形成處于相同水平的平面(即，所述頂表面可以共平面)。涂覆層345可以通過形成涂覆材料層、然后去除涂覆材料層的一部分直到暴露立柱層330的頂表面而形成。涂覆層345可以在多個濾色器層340之上(例如，可以直接接觸多個濾色器層340的頂表面)。

隔離-絕緣層360c可以形成在其上形成有涂覆層345的層間電介質(zhì)結(jié)構(gòu)310上。隔離-絕緣層360c可以由例如氧化物形成。隔離-絕緣層360c可以包括基底層362和形成在基底層362上的隔離層364。基底層362可以具有暴露立柱層330的至少一部分的開口362h?？梢孕纬捎筛綦x-絕緣層360c(即，基底層362和隔離層364)限定的隔離空間360d。多個這樣的隔離空間360d可以形成為對應(yīng)于多個像素區(qū)域p1和p2。

隔離空間360d指是是隔離-絕緣層360c的底表面水平和頂表面水平之間的沒有形成隔離-絕緣層360c的部分/區(qū)域/范圍。也就是，隔離空間360d可以包括在基底層362的頂表面和隔離層364的頂表面的水平之間由隔離層364圍繞的空間以及開口362h中的空間。彼此隔離的多個隔離空間360d可以形成為對應(yīng)于多個像素區(qū)域p1和p2。也就是，多個隔離空間360d的每個可以形成為對應(yīng)于多個光電變換器304中的相應(yīng)一個。

第二寬度w2(其是開口362h的寬度)可以具有比立柱層330的第一寬度w1小的值。涂覆層345可以不被暴露，并且其頂表面可以由于具有開口362h的隔離-絕緣層360c而被完全覆蓋。也就是，涂覆層345的頂表面可以被隔離-絕緣層360c完全覆蓋從而不在開口362h的底部暴露。然而，在某些實施方式中，涂覆層345的一部分可以在開口362h的底部暴露，這將在下面參照圖8詳細描述。

填充隔離空間360d的下透明電極層366可以形成在隔離-絕緣層360c上。下透明電極層366可以由例如ito、izo、zno、sno2、ato、azo、gzo、tio2或fto形成。也就是，下透明電極層366可以形成為采用雙鑲嵌法填充隔離空間360d。下透明電極層366可以通過如下形成：形成覆蓋隔離-絕緣層360c的頂部以填充隔離空間360d的下透明材料層、然后執(zhí)行平坦化工藝直到暴露隔離-絕緣層360c(即隔離層364)。用于形成下透明電極層366的平坦化工藝可以通過化學(xué)機械拋光(cmp)工藝進行。

因此，下透明電極層366可以包括填充開口362h的內(nèi)部的下接觸366c和連接到下接觸366c并設(shè)置在基底層362的頂表面上的下電極366e。下接觸366c和下電極366e可以一體地形成。下透明電極層366的頂表面和隔離-絕緣層360c的最頂端可以具有相同的水平。具體地，下透明電極層366的頂表面和隔離層364的頂表面可以具有相同的水平。也就是，下透明電極層366的頂表面和隔離層364的頂表面可以形成具有相同水平的平面(即，所述頂表面可以共平面)。

由于隔離層364，下透明電極層366可以分開以對應(yīng)于第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2的每個。也就是，多個這樣的分開的下透明電極層366可以形成為對應(yīng)于多個像素區(qū)域p1和p2。具體地，下接觸366c和下電極366e可以被一體形成，下接觸366c和下電極366e形成填充單個隔離空間360d的下透明電極層366。

當(dāng)涂覆層345不在開口362h的底部暴露時，涂覆層345可以分隔開而不接觸下透明電極層366。然而，在某些實施方式中，涂覆層345的一部分可以與下透明電極層366接觸，這將在下面參照圖8詳細描述。

有機光電層372和上透明電極層374順序地設(shè)置在下透明電極層366上。有機光電層372可以一體地形成在多個下透明電極層366上。有機光電層372可以為僅在具有特定波長的光上引起光電變化的有機材料。例如，有機光電層372可以僅在綠光的波長引起光電變化。例如，有機光電層372可以在第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2兩者上表現(xiàn)出從約500nm至約600nm的最大吸收波長λmax。

上透明電極層374可以一體地(例如，連續(xù)地)形成為跨過第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2。對應(yīng)于濾色器層340的微透鏡380設(shè)置在上透明電極層374上。在某些實施方式中，保護層378可以進一步形成在微透鏡380和上透明電極層374之間。保護層378可以由透明絕緣材料形成。微透鏡380可以形成為與對應(yīng)的濾色器層340交疊。多個這樣的微透鏡380可以形成為對應(yīng)于多個濾色器層340的相應(yīng)的濾色器層340。

微透鏡380可以改變?nèi)肷湓诔斯怆娮儞Q器304之外(例如，以外)的區(qū)域上的光的路徑，并可以將光聚集在光電變換器304上。

圖3a至圖3r是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的制造圖像傳感器的工藝的截面圖。具體地，圖3a至3r是示出制造圖1所示的圖像傳感器1的工藝的截面圖。在圖3a至3r的描述中，可以省略關(guān)于圖1重復(fù)的內(nèi)容/描述。

參照圖3a，制備半導(dǎo)體基板200，半導(dǎo)體基板200具有由器件隔離層202限定的多個像素區(qū)域。多個光電變換器204以及與多個光電變換器204間隔開的多個存儲節(jié)點區(qū)域206分別形成在半導(dǎo)體基板200的多個像素區(qū)域中。

半導(dǎo)體基板200可以為例如塊體基板、外延基板和soi基板中的任一種。半導(dǎo)體基板200可以包括例如硅。此外，半導(dǎo)體基板200可以包括元素半導(dǎo)體諸如ge或化合物半導(dǎo)體諸如sic、gaas、inas和inp。半導(dǎo)體基板200可以基于第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基板而形成。半導(dǎo)體基板200可以為例如p型半導(dǎo)體基板。

多個光電變換器204可以形成為布置在半導(dǎo)體基板200中。多個光電變換器204的每個可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板200中以對應(yīng)于多個像素區(qū)域的每個。光電變換器204可以形成得距半導(dǎo)體基板200的表面較深。光電變換器204可以包括第一雜質(zhì)區(qū)域204a和第二雜質(zhì)區(qū)域204b。第一雜質(zhì)區(qū)域204a可以形成得距半導(dǎo)體基板200的表面較深，第二雜質(zhì)區(qū)域204b可以形成得距該表面較淺。第一雜質(zhì)區(qū)域204a和第二雜質(zhì)區(qū)域204b可以具有不同的導(dǎo)電類型。例如，第一雜質(zhì)區(qū)域204a可以是用n型雜質(zhì)摻雜的區(qū)域，第二雜質(zhì)區(qū)域204b可以是用p型雜質(zhì)摻雜的區(qū)域。

與多個光電變換器204間隔開并與半導(dǎo)體基板200的表面接觸或相鄰的多個存儲節(jié)點區(qū)域206分別形成在半導(dǎo)體基板200的多個像素區(qū)域中。存儲節(jié)點區(qū)域206可以是用n型雜質(zhì)摻雜的雜質(zhì)區(qū)域。存儲節(jié)點區(qū)域206可以形成為單個摻雜區(qū)，并可以具有比光電變換器204的面積小的面積。

參照圖3b，配線結(jié)構(gòu)220設(shè)置在半導(dǎo)體基板200的第一側(cè)201a上。

在配線結(jié)構(gòu)220中，形成第一接觸孔215，第一側(cè)絕緣層211形成在第一接觸孔215的側(cè)壁上，第一接觸孔215被完全填充，并且形成與第一側(cè)絕緣層211接觸的第一接觸通路213。第一接觸孔215的寬度可以隨著其從半導(dǎo)體基板200的表面向上移動而逐漸增大。第一側(cè)絕緣層211可以由氧化物或氮化物形成。第一接觸通路213可以例如由金屬材料諸如銅、鋁和鎢形成。

此后，形成與半導(dǎo)體基板200相鄰且與第一接觸通路213接觸的緩沖區(qū)域217。

緩沖區(qū)域217可以通過第一接觸通路213電連接到形成在半導(dǎo)體基板200中的存儲節(jié)點區(qū)域206。緩沖區(qū)域217可以例如包括金屬材料諸如銅、鋁和鎢、或碳納米管。

配線結(jié)構(gòu)220可以包括前層間電介質(zhì)221和多個前配線223。前層間電介質(zhì)221可以包括hdp氧化物膜、teos氧化物膜、tosz、sog、usg、低k電介質(zhì)層等。多個前配線223可以包括例如金屬材料諸如銅、鋁和鎢。

支撐層290可以附接到配線結(jié)構(gòu)220。支撐層290可以用于向通過拋光工藝減薄的半導(dǎo)體基板200提供強度。在某些實施方式中，支撐層290可以由硅氧化物、硅氮化物和/或半導(dǎo)體材料形成。

參照圖3c，半導(dǎo)體基板200被翻轉(zhuǎn)(例如，倒置/旋轉(zhuǎn))以允許配線結(jié)構(gòu)220設(shè)置在半導(dǎo)體基板200之下。此后，半導(dǎo)體基板200的頂部的一部分(也就是，圖3b所示的半導(dǎo)體基板200的由點線/虛線區(qū)分的底部)被去除。

參照圖3d，形成第二接觸孔225，第二接觸孔225從半導(dǎo)體基板200的第二側(cè)201b穿過且延伸經(jīng)過半導(dǎo)體基板200到緩沖區(qū)域217。第二接觸孔225的寬度可以隨著其從緩沖區(qū)域217接近半導(dǎo)體基板200的第二側(cè)201b而逐漸增大。在某些實施方式中，第二接觸孔225可以形成為穿過器件隔離層202。

第二側(cè)絕緣層227可以形成在第二接觸孔225的側(cè)壁上。第二側(cè)絕緣層227可以由氧化物或氮化物形成。第二接觸孔225可以用第二接觸通路229填充。第二接觸通路229可以完全地填充第二接觸孔225以與第二側(cè)絕緣層227接觸。因此，第二接觸通路229可以穿過半導(dǎo)體基板200。第二接觸通路229可以例如由金屬材料諸如銅、鋁和鎢形成。

參照圖3e，與第二接觸通路229電連接的立柱層230可以形成在半導(dǎo)體基板200的第二側(cè)201b上。立柱層230可以包括形成在半導(dǎo)體基板200的第二側(cè)201b上的第一立柱層231和形成在第一立柱層231上的第二立柱層233。第二立柱層233可以形成為圍繞第一立柱層231的側(cè)表面和頂表面，從而具有比第一立柱層231的寬度大的寬度。第一立柱層231和第二立柱層233可以由不同的金屬材料形成。在某些實施方式中，第一立柱層231可以由鎢形成，第二立柱層233可以由鋁形成。立柱層230可以具有第一寬度w1。當(dāng)?shù)诙⒅鶎?33具有比第一立柱層231的寬度大的寬度時，第二立柱層233可以具有第一寬度w1。

參照圖3f，濾色器層240可以形成在半導(dǎo)體基板200的第二側(cè)201b上。濾色器層240可以允許經(jīng)由微透鏡280入射的光通過，從而僅允許具有必要的波長的光通過第二側(cè)201b入射在光電變換器204上。在某些實施方式中，抗反射層可以形成在半導(dǎo)體基板200的第二側(cè)201b和濾色器層240之間以通過減少/防止光反射而允許光入射在光電變換器204上?？狗瓷鋵涌梢杂衫鐂ion、sic、sicn、sico等形成。

濾色器層240可以包括第一濾色器層241和第二濾色器層243。第一濾色器層241和第二濾色器層243可以分別設(shè)置在第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2中以對應(yīng)于其中形成的光電變換器204。在某些實施方式中，設(shè)置在第一像素區(qū)域p1中的第一濾色器層241可以為紅色(r)濾色器，設(shè)置在第二像素區(qū)域p2中的第二濾色器層243可以為藍色(b)濾色器。因此，第一像素區(qū)域p1透射具有紅色波長的光以允許紅色波長的光到達光電變換器204。此外，第二像素區(qū)域p2透射具有藍色波長的光以允許藍色波長的光到達光電變換器204。

濾色器層240可以形成為具有處于比立柱層230的頂表面低的水平的頂表面。也就是，濾色器層240的高度可以形成為具有比立柱層230的高度小的值。

參照圖3g，涂覆層245可以形成在半導(dǎo)體基板200的第二側(cè)201b上。涂覆層245可以覆蓋濾色器層240。涂覆層245可以通過形成涂覆材料層并執(zhí)行平坦化工藝而形成，該涂覆材料層覆蓋其上形成有立柱層230和濾色器層240的半導(dǎo)體基板200的頂部。涂覆層245可以暴露立柱層230的頂表面。涂覆層245和立柱層230可以具有處于相同水平的頂表面。也就是，涂覆層245的頂表面和立柱層230的頂表面可以形成具有相同水平的平面(即，所述頂表面可以共平面)。涂覆層245可以通過形成涂覆材料層、然后去除涂層材料層的一部分直到暴露立柱層230的頂表面而形成。涂覆層245可以由透明有機材料形成。在某些實施方式中，涂覆層245可以由樹脂形成。涂覆層245可以在多個濾色器層240之上(例如可以直接接觸多個濾色器層240的頂表面)。

參照圖3h，形成覆蓋涂覆層245和立柱層230的初始絕緣層260。之后，第一光致抗蝕劑層m1形成在初始絕緣層260上。第一光致抗蝕劑層m1可以形成在對應(yīng)于圖1所示的隔離層264的位置。

參照圖3i，以第一光致抗蝕劑層m1作為蝕刻掩模，具有形成在其頂部的突出部分263的初始絕緣層260a通過從圖3h中的初始絕緣層260的頂表面去除一部分而形成。初始絕緣層260a可以包括覆蓋涂覆層245和立柱層230的基底部分261以及從基底部分261突出的突出部分263。

參照圖3j，去除圖3i中的第一光致抗蝕劑層m1。第一光致抗蝕劑層m1可以通過灰化工藝去除。

參照圖3k，形成具有抗蝕劑孔m2h的第二光致抗蝕劑層m2，抗蝕劑孔m2h暴露具有突出部分263的初始絕緣層260a的一部分?？刮g劑孔m2h可以設(shè)置在對應(yīng)于圖1所示的開口262h的位置。第二光致抗蝕劑層m2可以覆蓋整個突出部分263。

參照圖3l，以第二光致抗蝕劑層m2作為蝕刻掩模，具有多個凹入部分261r的初始絕緣層260b通過去除圖3k中的初始絕緣層260a的一部分而形成。多個凹入部分261r可以設(shè)置在對應(yīng)于圖1所示的開口262h的位置。

多個凹入部分261r可以形成為不完全穿過初始絕緣層260b。因此，即使當(dāng)在形成第二光致抗蝕劑層m2的工藝期間發(fā)生未對準時，涂覆層245也不會在多個凹入部分261r的底部暴露。

參照圖3m，去除圖3l中的第二光致抗蝕劑層m2。第二光致抗蝕劑層m2可以通過灰化工藝去除。

涂覆層245可以具有與第二光致抗蝕劑層m2的性質(zhì)類似的性質(zhì)，例如通過灰化工藝去除的性質(zhì)。因此，當(dāng)涂覆層245在多個凹入部分261r的底部暴露時，涂覆層245的至少一部分會在去除第二光致抗蝕劑層m2的工藝期間被去除。然而，由于多個凹入部分261r可以形成為不完全穿過初始絕緣層260b使得涂覆層245不在多個凹入部分261r的底部暴露，所以可以保護涂覆層245的至少一部分/防止涂覆層245的至少一部分在去除第二光致抗蝕劑層m2的工藝期間被去除。

參照圖3n，具有多個開口262h的隔離-絕緣層260c通過從圖3m中的初始絕緣層260b的頂部去除一部分而形成，圖3m中的初始絕緣層260b具有圖3m中的多個凹入部分261r和突出部分263。多個開口262h可以通過從多個凹入部分261r的底部去除初始絕緣層260b的一部分而形成。多個開口262h可以穿過隔離-絕緣層260c。

隔離-絕緣層260c可以由例如氧化物形成。隔離-絕緣層260c可以包括基底層262和形成在基底層262上的隔離層264?；讓?62可以具有暴露立柱層230的至少一部分的開口262h?？梢孕纬捎筛綦x-絕緣層260c(也就是，基底層262和隔離層264)限定的隔離空間260d。多個隔離空間260d可以形成為對應(yīng)于多個像素區(qū)域p1和p2。

隔離空間260d指的是在隔離-絕緣層260c的底表面水平和頂表面水平之間的其中沒有形成隔離-絕緣層260c的部分/區(qū)域/范圍。也就是，隔離空間260d可以包括在基底層262的頂表面的水平和隔離層264的頂表面的水平之間由隔離層264圍繞的空間以及在開口262h中的空間。彼此隔離的多個隔離空間260d可以形成為對應(yīng)于多個像素區(qū)域p1和p2。也就是，多個隔離空間260d的每個可以形成為對應(yīng)于多個光電變換器204的每個。

第二寬度w2(其是開口262h的寬度)可以具有比立柱層230的第一寬度w1小的值。涂覆層245可以不被暴露，并且涂覆層245的頂表面可以由于具有開口262h的隔離-絕緣層260c而被完全覆蓋。也就是，涂覆層245的頂表面可以由隔離-絕緣層260c完全覆蓋從而在開口262h的底部不暴露。然而，在某些實施方式中，當(dāng)在形成圖3k的第二光致抗蝕劑層m2的工藝期間發(fā)生未對準時，涂覆層245的一部分可能在開口262h的底部暴露。

參照圖3o，形成下透明材料層265，下透明材料層265覆蓋隔離-絕緣層260c的頂部以填充隔離空間260d。下透明材料層265可以由例如ito、izo、zno、sno2、ato、azo、gzo、tio2或fto形成。

參照圖3p，填充隔離空間260d的下透明電極層266可以通過對圖3o中的下透明材料層265執(zhí)行平坦化工藝直到暴露隔離-絕緣層260c(也就是隔離層264)而形成在隔離-絕緣層260c上。用于形成下透明電極層266的平坦化工藝可以通過cmp工藝進行。

下透明電極層266可以包括填充開口262h的內(nèi)部的下接觸266c以及與下接觸266c連接且設(shè)置在基底層262的頂表面上的下電極266e。

也就是，下透明電極層266可以形成為采用雙鑲嵌法填充隔離空間260d。因此，下接觸266c和下電極266e可以一體地形成。下透明電極層266的頂表面和隔離-絕緣層260c的最頂端可以具有相同的水平。具體地，下透明電極層266的頂表面和隔離層264的頂端可以具有相同的水平。也就是，下透明電極層266的頂表面和隔離層264的頂表面可以形成具有相同水平的平面(即，所述頂表面可以共平面)。

由于隔離層264，下透明電極層266可以分開以對應(yīng)于第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2的每個。也就是，多個這樣分開的下透明電極層266可以形成為對應(yīng)于多個像素區(qū)域p1和p2。具體地，下接觸266c和下電極266e可以一體地形成，下接觸266c和下電極266e形成填充單個隔離空間260d的下透明電極層266。

當(dāng)涂覆層245不在開口262h的底部暴露時，涂覆層245可以分隔開而不接觸下透明電極層266。然而，在某些實施方式中，當(dāng)在圖3k的形成第二光致抗蝕劑層m2的工藝期間發(fā)生未對準時，涂覆層245的一部分可能與下透明電極層266接觸。

參照圖3q，有機光電層272形成在下透明電極層266上。有機光電層272可以一體地形成在多個下透明電極層266上。有機光電層272可以是僅在具有特定波長的光上引起光電變化的有機材料。例如，有機光電層272可以僅在綠光的波長引起光電變化。例如，有機光電層272可以在第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2兩者中表現(xiàn)出從約500nm至約600nm的最大吸收波長λmax。

有機光電層272可以具有例如從約1nm至約500nm的厚度。在某些實施方式中，有機光電層272可以具有從約5nm至約300nm的厚度。有機光電層272可以具有這樣的厚度，該厚度能夠通過有效地吸收光并有效地分開和傳輸正空穴和電子而有效地改善光電轉(zhuǎn)換效率。

參照圖3r，上透明電極層274形成在有機光電層272上。上透明電極層274可以由例如ito、izo、zno、sno2、ato、azo、gzo、tio2或fto形成。上透明電極層274可以一體地(例如，連續(xù)地)形成為跨過第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2。

之后，如圖1所示，對應(yīng)于濾色器層240的微透鏡280形成在上透明電極層274上，從而形成圖像傳感器1。微透鏡280可以形成為交疊對應(yīng)的濾色器層240。多個這樣的微透鏡280可以形成為對應(yīng)于多個濾色器層240中的相應(yīng)的濾色器層240。微透鏡280可以改變光入射在除了光電變換器204之外(以外)的區(qū)域上光的路徑，并可以將光聚集在光電變換器204上。

在某些實施方式中，保護層278可以進一步形成在微透鏡280和上透明電極層274之間。保護層278可以由透明絕緣材料形成。

根據(jù)圖3a-圖3r的制造圖像傳感器的方法，即使當(dāng)圖3k中的形成第二光致抗蝕劑層m2的工藝期間發(fā)生未對準時，也可以保護涂覆層245/防止涂覆層245被損壞，從而可以形成可靠的圖像傳感器。

圖4a至圖4e是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的制造圖1的圖像傳感器1的工藝的截面圖。在圖4a至圖4e的描述中，可以省略關(guān)于圖1和圖3a至圖3r重復(fù)的內(nèi)容/描述。具體地，圖4a至圖4e是示出在圖3g所示的操作之后的工藝的截面圖。

參照圖4a，第一光致抗蝕劑層m1a形成在初始絕緣層260上，第一光致抗蝕劑層m1a具有暴露初始絕緣層260的一部分的抗蝕劑孔m1ha?？刮g劑孔m1ha可以設(shè)置在對應(yīng)于圖1所示的開口262h的位置。

參照圖4b，以第一光致抗蝕劑層m1a作為蝕刻掩模，多個凹入部分260r通過去除初始絕緣層260的一部分而形成。多個凹入部分260r可以設(shè)置在對應(yīng)于圖1所示的開口262h的位置。

多個凹入部分260r可以形成為不完全穿過初始絕緣層260。

參照圖4c，圖4b中的第一光致抗蝕劑層m1a被去除。第一光致抗蝕劑層m1a可以通過灰化工藝去除。

參照圖4d，第二光致抗蝕劑層m2a形成在初始絕緣層260上。第二光致抗蝕劑層m2a可以形成在對應(yīng)于圖1所示的隔離層264的位置。

參照圖4e，以第二光致抗蝕劑層m2a作為蝕刻掩模，具有形成在其頂部/作為其頂部的突出部分263的初始絕緣層260b通過從圖4d中的初始絕緣層260的頂表面去除一部分而形成。初始絕緣層260b可以包括覆蓋涂覆層245和立柱層230的基底部分261以及從基底部分261突出的突出部分263。在形成突出部分263的工藝期間，多個凹入部分261r可以在深度上增加以比圖4d所示的多個凹入部分260r更深。

之后，去除第二光致抗蝕劑層m2a，從而可以獲得圖3m所示的結(jié)果。多個凹入部分261r可以形成為不完全穿過初始絕緣層260b。因此，即使當(dāng)在圖4a中的形成第一光致抗蝕劑層m1a的工藝期間發(fā)生未對準時，涂覆層245也不會在多個凹入部分261r的底部暴露。

之后，圖1所示的圖像傳感器1可以通過圖3n至圖3r所示的工藝形成。

圖5a至圖5o是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的制造圖像傳感器的工藝的截面圖。具體地，圖5a至圖5o是示出制造圖2所示的圖像傳感器2的工藝的截面圖。在圖5a至圖5o的描述中，可以省略關(guān)于圖2和圖3a至3r重復(fù)的內(nèi)容/描述。

參照圖5a，制備半導(dǎo)體基板300，半導(dǎo)體基板300具有由器件隔離層302限定的多個像素區(qū)域p1和p2。多個光電變換器304以及與該多個光電變換器304間隔開的多個存儲節(jié)點區(qū)域306分別形成在半導(dǎo)體基板300的多個像素區(qū)域p1和p2中。

光電變換器304可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板300中以對應(yīng)于第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2的每個。每個光電變換器304可以是光電二極管。每個光電變換器304可以包括第一雜質(zhì)區(qū)域304a和第二雜質(zhì)區(qū)域304b。第一雜質(zhì)區(qū)域304a可以形成得距半導(dǎo)體基板300的頂表面較深。第二雜質(zhì)區(qū)域304b可以形成得距半導(dǎo)體基板300的頂表面較淺。第一雜質(zhì)區(qū)域304a和第二雜質(zhì)區(qū)域304b可以包括不同的導(dǎo)電類型。例如，第一雜質(zhì)區(qū)域304a可以用n型雜質(zhì)摻雜，第二雜質(zhì)區(qū)域304b可以用p型雜質(zhì)摻雜。

光電變換器304可以包括感測紅光和藍光的像素。例如，感測紅光的像素可以在第一像素區(qū)域p1中，感測藍光的像素可以在第二像素區(qū)域p2中。存儲節(jié)點區(qū)域306可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板300中以對應(yīng)于第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2的每個，同時與光電變換器304間隔開。存儲節(jié)點區(qū)域306可以例如用n型雜質(zhì)摻雜。存儲節(jié)點區(qū)域306可以形成為單一摻雜區(qū)域，并可以具有比光電變換器304的面積小的面積。

層間電介質(zhì)結(jié)構(gòu)310可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板300上。層間電介質(zhì)結(jié)構(gòu)310可以包括順序沉積在半導(dǎo)體基板300上的多個層間電介質(zhì)(例如電介質(zhì)層)311、312、313和314以及設(shè)置在多個層間電介質(zhì)311、312、313和314的頂表面上的蝕刻停止物316。在某些實施方式中，處于多個層間電介質(zhì)311、312、313和314的最頂端的層間電介質(zhì)314可以形成得比其它的層間電介質(zhì)311、312和313厚。多個層間電介質(zhì)311、312、313和314可以由氧化物形成。例如，多個層間電介質(zhì)311、312、313和314可以由hdp氧化物膜、teos氧化物膜、tosz、sog、usg、低k電介質(zhì)層等形成。蝕刻停止物316可以由硅氮化物膜或硅氮氧化物膜形成。

配線結(jié)構(gòu)320設(shè)置在半導(dǎo)體基板300上且在第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2的每個中。配線結(jié)構(gòu)320可以例如由金屬材料諸如銅、鋁和鎢形成。例如，配線結(jié)構(gòu)320可以包括設(shè)置在多個層間電介質(zhì)311、312、313和314的至少一部分中的層間配線321以及穿過多個層間電介質(zhì)311、312、313和314并連接層間配線321的接觸通路323。接觸通路323可以包括最下接觸通路323a、中間接觸通路323b和最上接觸通路323c。最下接觸通路323a可以與存儲節(jié)點區(qū)域306接觸。

在某些實施方式中，緩沖通路325可以提供在最下接觸通路323a和存儲節(jié)點區(qū)域306之間。緩沖通路325可以包括例如碳納米管。緩沖通路325可以提供例如具有在金屬和硅之間的功函數(shù)的材料以減小半導(dǎo)體基板300和配線結(jié)構(gòu)320之間的能量勢壘，從而提供適當(dāng)?shù)臍W姆接觸。例如，在半導(dǎo)體基板300中硅的功函數(shù)可以為4.05ev，在配線結(jié)構(gòu)320中金屬(例如銅)的功函數(shù)可以為4.70ev，緩沖通路325(例如碳納米管)的功函數(shù)可以為從約4.3ev至約4.8ev。緩沖通路325可以減小硅和金屬之間的能量勢壘以允許電子和/或正空穴通過配線結(jié)構(gòu)320更好地傳輸?shù)酱鎯?jié)點區(qū)域306。

參照圖5b，與接觸通路323電連接的立柱層330形成在配線結(jié)構(gòu)320上。立柱層330可以包括第一立柱層331和形成在第一立柱層331上的第二立柱層333。第二立柱層333可以形成為圍繞第一立柱層331的側(cè)表面和頂表面，從而具有比第一立柱層331的寬度大的寬度。第一立柱層331和第二立柱層333可以由不同的金屬材料形成。在某些實施方式中，第一立柱層331可以由鎢形成，第二立柱層333可以由鋁形成。立柱層330可以具有第一寬度w1。當(dāng)?shù)诙⒅鶎?33具有比第一立柱層331的寬度大的寬度時，第二立柱層333可以具有第一寬度w1。

參照圖5c，濾色器層340可以形成在配線結(jié)構(gòu)320上。濾色器層340可以允許經(jīng)由微透鏡380入射的光通過，從而僅允許具有必要的波長的光入射在光電變換器304上。在某些實施方式中，抗反射層可以形成在濾色器層340和層間電介質(zhì)結(jié)構(gòu)310之間以通過減少/防止光反射而允許光入射到光電變換器304上?？狗瓷鋵涌梢杂衫鐂ion、sic、sicn、sico等形成。

濾色器層340可以包括第一濾色器層341和第二濾色器層343。第一濾色器層341和第二濾色器層343可以分別設(shè)置在第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2中以對應(yīng)于其中形成的光電變換器304。在某些實施方式中，設(shè)置在第一像素區(qū)域p1中的第一濾色器層341可以為紅色(r)濾色器，設(shè)置在第二像素區(qū)域p2中的第二濾色器層343可以為藍色(b)濾色器。因此，第一像素區(qū)域p1透射具有紅色波長的光以允許紅色波長的光到達光電變換器304。此外，第二像素區(qū)域p2透射具有藍色波長的光以允許藍色波長的光到達光電變換器304。

濾色器層340可以形成為具有處于比立柱層330的頂表面低的水平的頂表面。也就是，濾色器層340的高度可以形成為具有比立柱層330的高度小的值。

參照圖5d，形成覆蓋濾色器層340的涂覆層345。涂覆層345可以通過形成涂覆材料層并執(zhí)行平坦化工藝而形成，該涂覆材料層覆蓋其上形成有立柱層330和濾色器層340的半導(dǎo)體基板300的頂部。涂覆層345可以暴露立柱層330的頂表面。涂覆層345和立柱層330可以具有處于相同水平的頂表面。也就是，涂覆層345的頂表面和立柱層330的頂表面可以形成具有相同水平的平面(即，所述頂表面可以共平面)。涂覆層345可以通過形成涂覆材料層、然后部分地去除涂覆材料層直到暴露立柱層330的頂表面而形成。涂覆層345可以由透明有機材料形成。在某些實施方式中，涂覆層345可以由樹脂形成。涂覆層345可以在多個濾色器層340之上(例如，可以直接接觸多個濾色器層340的頂表面)。

參照圖5e，形成覆蓋涂覆層345和立柱層330的初始絕緣層360。之后，第一光致抗蝕劑層m1形成在初始絕緣層360上。第一光致抗蝕劑層m1可以形成在對應(yīng)于圖2所示的隔離層364的位置。

參照圖5f，以第一光致抗蝕劑層m1作為蝕刻掩模，具有形成在其頂部的突出部分363的初始絕緣層360a通過從圖5e中的初始絕緣層360的頂表面去除一部分而形成。初始絕緣層360a可以包括覆蓋涂覆層345和立柱層330的基底部分361以及從基底部分361突出的突出部分363。

參照圖5g，去除圖5f中的第一光致抗蝕劑層m1。第一光致抗蝕劑層m1可以通過灰化工藝去除。

參照圖5h，形成具有抗蝕劑孔m2h的第二光致抗蝕劑層m2，抗蝕劑孔m2h暴露具有突出部分363的初始絕緣層360a的一部分?？刮g劑孔m2h可以設(shè)置在對應(yīng)于圖2所示的開口362h的位置。第二光致抗蝕劑層m2可以覆蓋整個突出部分363。

參照圖5i，以第二光致抗蝕劑層m2作為蝕刻掩模，具有多個凹入部分361r的初始絕緣層360b通過去除圖5h中的初始絕緣層360a的一部分而形成。多個凹入部分361r可以設(shè)置在對應(yīng)于圖2所示的開口362h的位置。

多個凹入部分361r可以形成為不完全穿過初始絕緣層360b。因此，即使當(dāng)在形成第二光致抗蝕劑層m2的工藝期間發(fā)生未對準時，涂覆層345也可以不在多個凹入部分361r的底部暴露。

參照圖5j，去除圖5i中的第二光致抗蝕劑層m2。第二光致抗蝕劑層m2可以通過灰化工藝去除。

涂覆層345可以具有與第二光致抗蝕劑層m2的性質(zhì)類似的性質(zhì)，例如通過灰化工藝去除的性質(zhì)。因此，當(dāng)涂覆層345在多個凹入部分361r的底部暴露時，涂覆層345的至少一部分可能在去除第二光致抗蝕劑層m2的工藝期間被去除。然而，由于多個凹入部分361r可以形成為不完全穿過初始絕緣層360b使得涂覆層345在多個凹入部分361r的底部不暴露，所以可以保護涂覆層345的至少一部分/防止涂覆層345的至少一部分在去除第二光致抗蝕劑層m2的工藝期間被去除。

參照圖5k，具有多個開口362h的隔離-絕緣層360c通過部分地去除圖5j中的初始絕緣層360b(具有圖5j中的多個凹入部分361r和突出部分363)的頂部而形成。多個開口362h可以通過從多個凹入部分361r的底部去除初始絕緣層360b而形成。多個開口362h可以穿過隔離-絕緣層360c。

隔離-絕緣層360c可以由例如氧化物形成。隔離-絕緣層360c可以包括基底層362和形成在基底層362上的隔離層364。基底層362可以具有暴露立柱層330的至少一部分的開口362h。可以形成由隔離-絕緣層360c(也就是，基底層362和隔離層364)限定的隔離空間360d。多個這樣的隔離空間360d可以形成為對應(yīng)于多個像素區(qū)域p1和p2。

隔離空間360d指的是隔離-絕緣層360c的底表面水平和頂表面水平之間的其中沒有形成隔離-絕緣層360c的部分/區(qū)域/范圍。也就是，隔離空間360d可以包括在基底層362的頂表面的水平和隔離層364的頂表面的水平之間由隔離層364圍繞的空間以及在開口362h中的空間。彼此隔離的多個隔離空間360d可以形成為對應(yīng)于多個像素區(qū)域p1和p2。也就是，多個隔離空間360d的每個可以形成為對應(yīng)于多個光電變換器304中的相應(yīng)一個。

第二寬度w2(其是開口362h的寬度)可以具有比立柱層330的第一寬度w1小的值。涂覆層345可以不被暴露，并且涂覆層345的頂表面可以由于具有開口362h的隔離-絕緣層360c而被完全覆蓋。也就是，涂覆層345的頂表面可以由隔離-絕緣層360c完全覆蓋從而在開口362h的底部不暴露。然而，在某些實施方式中，當(dāng)在圖5h的形成第二光致抗蝕劑層m2的工藝期間發(fā)生未對準時，涂覆層345的一部分可能在開口362h的底部暴露。

參照圖5l，形成下透明材料層365，下透明材料層365覆蓋隔離-絕緣層360c的頂部以填充隔離空間360d。下透明材料層365可以由例如ito、izo、zno、sno2、ato、azo、gzo、tio2或fto形成。

參照圖5m，填充隔離空間360d的下透明電極層366可以通過對圖5l中的下透明材料層365執(zhí)行平坦化工藝直到暴露隔離-絕緣層360c(即隔離層364)而形成在隔離-絕緣層360c上。用于形成下透明電極層366的平坦化工藝可以通過cmp工藝進行。

下透明電極層366可以包括填充開口362h的內(nèi)部的下接觸366c以及與下接觸366c連接且設(shè)置在基底層362的頂表面上的下電極366e。

也就是，下透明電極層366可以形成為采用雙鑲嵌法填充隔離空間360d。因此，下接觸366c和下電極366e可以一體地形成。下透明電極層366的頂表面和隔離-絕緣層360c的最頂端可以具有相同的水平。具體地，下透明電極層366的頂表面和隔離層364的頂表面可以具有相同的水平。也就是，下透明電極層366的頂表面和隔離層364的頂表面可以形成具有相同水平的平面(即，所述頂表面可以共平面)。

由于隔離層364，下透明電極層366可以分開以對應(yīng)于第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2的每個。也就是，多個這樣分開的下透明電極層366可以形成為對應(yīng)于多個像素區(qū)域p1和p2。具體地，下接觸366c和下電極366e可以一體地形成，下接觸366c和下電極366e形成填充單個隔離空間360d的下透明電極層366。

當(dāng)涂覆層345不在開口362h的底部暴露時，涂覆層345可以分隔開而不接觸下透明電極層366。然而，在某些實施方式中，當(dāng)在圖5h的形成第二光致抗蝕劑層m2的工藝期間發(fā)生未對準時，涂覆層345的一部分可能與下透明電極層366接觸。

參照圖5n，有機光電層372形成在下透明電極層366上。有機光電層372可以一體地形成在多個下透明電極層366上。有機光電層372可以為僅在具有特定波長的光上引起光電變化的有機材料。例如，有機光電層372可以僅在綠光的波長引起光電變化。例如，有機光電層372可以在第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2兩者中表現(xiàn)出從約500nm至約600nm的最大吸收波長λmax。

有機光電層372可以具有例如從約1nm至約500nm的厚度。在某些實施方式中，有機光電層372可以具有從約5nm至約300nm的厚度。有機光電層372可以具有這樣的厚度，該厚度能夠通過有效地吸收光并有效地分開和傳輸正空穴和電子而有效改善光電轉(zhuǎn)換效率。

參照圖5o，上透明電極層374形成在有機光電層372上。上透明電極層374可以由例如ito、izo、zno、sno2、ato、azo、gzo、tio2或fto形成。上透明電極層374可以一體地形成為跨過第一像素區(qū)域p1和第二像素區(qū)域p2。

之后，如圖2所示，對應(yīng)于濾色器層340的微透鏡380形成在上透明電極層374上，從而形成圖像傳感器2。微透鏡380可以形成為交疊對應(yīng)的濾色器層340。多個這樣的微透鏡380可以形成為對應(yīng)于多個濾色器層340中的相應(yīng)的濾色器層340。微透鏡380可以改變?nèi)肷湓诔斯怆娮儞Q器304之外(例如，以外)的區(qū)域上的光的路徑，并可以將光聚集在光電變換器304上。

在某些實施方式中，保護層378(圖2中示出)可以進一步形成在微透鏡380和上透明電極層374之間。保護層378可以由透明絕緣材料形成。

根據(jù)圖5a-圖5o的制造圖像傳感器的方法，即使當(dāng)在圖5h中的形成第二光致抗蝕劑層m2的工藝期間發(fā)生未對準時，也可以保護涂覆層345/防止涂覆層345損壞，從而可以形成可靠的圖像傳感器。

圖6a至圖6e是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的制造圖像傳感器的工藝的截面圖。具體地，圖6a至6e是示出制造圖2所示的圖像傳感器2的工藝的截面圖。在圖6a至圖6e的描述中，可以省略關(guān)于圖2和圖5a至圖5o重復(fù)的內(nèi)容/描述。具體地，圖6a至圖6e是示出圖5d所示的工藝之后的工藝的截面圖。

參照圖6a，具有抗蝕劑孔m1ha的第一光致抗蝕劑層m1a形成在初始絕緣層360上，抗蝕劑孔m1ha暴露初始絕緣層360的一部分。抗蝕劑孔m1ha可以設(shè)置在對應(yīng)于圖2所示的開口362h的位置。

參照圖6b，以第一光致抗蝕劑層m1a作為蝕刻掩模，多個凹入部分360r通過去除初始絕緣層360的一部分而形成。多個凹入部分361r可以設(shè)置在對應(yīng)于圖2所示的開口362h的位置。

多個凹入部分360r可以形成為不完全穿過初始絕緣層360。

參照圖6c，去除圖6b中的第一光致抗蝕劑層m1a。第一光致抗蝕劑層m1a可以通過灰化工藝去除。

參照圖6d，第二光致抗蝕劑層m2a形成在初始絕緣層360上。第二光致抗蝕劑層m2a可以形成在對應(yīng)于圖2所示的隔離層364的位置。

參照圖6e，以第二光致抗蝕劑層m2a作為蝕刻掩模，具有形成在其頂部/作為其頂部的突出部分363的初始絕緣層360b通過部分地去除圖6d中的初始絕緣層360的頂表面而形成。初始絕緣層360b可以包括覆蓋涂覆層345和立柱層330的基底部分361以及從基底部分361突出的突出部分363。在形成突出部分363的工藝期間，多個凹入部分361r可以在深度上增大以比圖6d所示的多個凹入部分360r更深。

之后，去除第二光致抗蝕劑層m2a，從而可以獲得圖5k所示的結(jié)果。多個凹入部分361r可以形成為不完全穿過初始絕緣層360b。因此，即使在圖6a中的形成第一光致抗蝕劑層m1a的工藝期間發(fā)生未對準，涂覆層345也不會在多個凹入部分361r的底部暴露。

之后，圖2所示的圖像傳感器2可以通過圖5l至圖5o所示的工藝形成。

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器1a的主要部分的截面圖。在圖7的描述中，可以省略關(guān)于圖1重復(fù)的內(nèi)容/描述。

參照圖7，在圖像傳感器1a中，不同于圖1所示的圖像傳感器1，涂覆層245的一部分可以與下透明電極層266接觸。

像參照圖3a至圖4e描述的圖像傳感器1一樣，對于根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器1a，即使當(dāng)在形成用于形成隔離-絕緣層260c的光致抗蝕劑層的工藝期間發(fā)生未對準時，也可以保護涂覆層245/防止涂覆層245損壞。例如，氧化物層的至少一部分可以保留在涂覆層245的一部分上，否則當(dāng)在使用光致抗蝕劑層時發(fā)生未對準時，涂覆層245的該部分將會被暴露(參見例如圖3k-3m)。

圖8是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器2a的主要部分的截面圖。在圖8的描述中，可以省略關(guān)于圖2重復(fù)的內(nèi)容/描述。

參照圖8，在圖像傳感器2a中，與圖2所示的圖像傳感器2不同，涂覆層345的一部分可以與下透明電極層366接觸。

像參照圖5a至圖6e描述的圖像傳感器2一樣，對于根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器2a，即使當(dāng)在形成光致抗蝕劑層(用于形成隔離-絕緣層360c)的工藝期間發(fā)生未對準時，也可以保護涂覆層345/防止涂覆層345損壞。

圖9是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器的讀出電路的截面圖。具體地，圖9示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器的包括綠色像素和紅色像素的讀出電路。

參照圖9，opd和r_pd共用單個浮置擴散區(qū)域fd。此外，在另一個示例中，opd和b_pd共用單個浮置擴散區(qū)域fd。浮置擴散區(qū)域fd可以被稱為浮置擴散節(jié)點。當(dāng)從像素觀看時，綠色像素和紅色像素共用單個浮置擴散區(qū)域fd。

讀出電路包括兩個傳輸晶體管tg1和tg2、浮置擴散區(qū)域fd、復(fù)位晶體管rx、驅(qū)動晶體管dx和選擇晶體管sx。

第一傳輸晶體管tg1響應(yīng)于第一傳輸控制信號ts1而操作。第二傳輸晶體管tg2響應(yīng)于第二傳輸控制信號ts2而操作。復(fù)位晶體管rx響應(yīng)于復(fù)位控制信號rs而操作。選擇晶體管sx響應(yīng)于選擇信號sel而操作。

當(dāng)?shù)谝粋鬏斂刂菩盘杢s1的激活時間和第二傳輸控制信號ts2的激活時間被適當(dāng)控制時，對應(yīng)于由opd產(chǎn)生的電荷的信號和對應(yīng)于由r_pd產(chǎn)生的電荷的信號可以根據(jù)相應(yīng)晶體管dx和sx的操作而傳輸?shù)搅芯€col。

這里，opd、r_pd或b_pd可以實施為光電晶體管、光電柵極、釘扎光電二極管(ppd)或其組合。

圖10是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器的讀出電路的截面圖。具體地，圖10示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器的包括綠色像素和紅色像素的讀出電路。

參照圖10，第一讀出電路和第二讀出電路彼此分開，第一讀出電路讀出由r_pd產(chǎn)生的電荷，第二讀出電路讀出由opd產(chǎn)生的電荷。當(dāng)從像素觀看時，綠色像素和紅色像素彼此分開。

第一讀出電路包括第一傳輸晶體管tga、第一浮置擴散區(qū)域fd1、第一復(fù)位晶體管rx1、第一驅(qū)動晶體管dx1和第一選擇晶體管sx1。

第一傳輸晶體管tga響應(yīng)于第一傳輸控制信號ts1而操作。第一復(fù)位晶體管rx1響應(yīng)于第一復(fù)位控制信號rs1而操作。第一選擇晶體管sx1響應(yīng)于第一選擇信號sel1而操作。

第二讀出電路包括第二傳輸晶體管tgb、第二浮置擴散區(qū)域fd2、第二復(fù)位晶體管rx2、第二驅(qū)動晶體管dx2和第二選擇晶體管sx2。

第二傳輸晶體管tgb響應(yīng)于第二傳輸控制信號ts2而操作。第二復(fù)位晶體管rx2響應(yīng)于第二復(fù)位控制信號rs2而操作。第二選擇晶體管sx2響應(yīng)于第二選擇信號sel2而操作。

當(dāng)?shù)谝粋鬏斂刂菩盘杢s1的激活時間和第二傳輸控制信號ts2的激活時間被適當(dāng)?shù)乜刂茣r，對應(yīng)于由opd產(chǎn)生的電荷的信號和對應(yīng)于由r_pd產(chǎn)生的電荷的信號可以根據(jù)相應(yīng)晶體管dx1、sx1、dx2和sx2的操作而傳輸?shù)搅芯€col。

圖11是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器2100的配置的方框圖。

參照圖11，圖像傳感器2100可以包括像素陣列2110、控制器2130、行驅(qū)動器2120和像素信號處理器2140。圖像傳感器2100包括參照圖1至圖8描述的圖像傳感器1、1a、2和2a中的至少一個。

像素陣列2110可以包括二維布置的多個單元像素。單元像素可以包括光電變換器。光電變換器可以通過吸收光而產(chǎn)生電荷。根據(jù)所產(chǎn)生電荷的電信號(輸出電壓)可以通過垂直信號線提供到像素信號處理器2140。包括在像素陣列2110中的單元像素可以一次一行地(oneatatimebyrow)提供輸出電壓。因此，像素陣列2110的一行中的單元像素可以通過由行驅(qū)動器2120輸出的選擇信號而被同時激活。被選擇的行中的單元像素可以提供根據(jù)所吸收光的輸出電壓到對應(yīng)列的輸出線。

控制器2130可以控制行驅(qū)動器2120以允許像素陣列2110通過吸收光而積累電荷、臨時存儲所積累的電荷、并將根據(jù)所存儲電荷的電信號從像素陣列2110輸出到外面(例如圖像傳感器2100的外部)。此外，控制器2130可以控制像素信號處理器2140以測量由像素陣列2110提供的輸出電壓。

像素信號處理器2140可以包括相關(guān)雙采樣器(cds)2142、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)2144和緩沖器2146。cds2142可以采樣并保持由像素陣列2110提供的輸出電壓。cds2142可以雙采樣噪聲電平和根據(jù)產(chǎn)生的輸出電壓的電平，并可以輸出對應(yīng)于其間的差異的電平。此外，cds2142可以接收由斜坡信號發(fā)生器2148產(chǎn)生的斜坡信號并比較斜坡信號，從而可以輸出比較的結(jié)果。

adc2144可以將對應(yīng)于從cds2142接收的電平的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。緩沖器2146可以鎖存數(shù)字信號。鎖存的信號從圖像傳感器2100順序地輸出到外部(例如圖像傳感器2100之外)以傳輸?shù)綀D像處理器。

圖12是包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器的系統(tǒng)2200的方框圖。

參照圖12，系統(tǒng)2200可以是需要數(shù)據(jù)的各種系統(tǒng)諸如計算系統(tǒng)、照相機系統(tǒng)、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、視頻電話、安全系統(tǒng)和運動檢測系統(tǒng)中的一種。

系統(tǒng)2200可以包括中央處理器(cpu)(或處理器)2210、非易失性存儲器2220、圖像傳感器2230、輸入/輸出裝置2240和隨機存取存儲器(ram)2250。cpu2210可以通過總線2260與非易失性存儲器2220、圖像傳感器2230、輸入/輸出裝置2240和ram2250通訊。圖像傳感器2230可以被提供為獨立的半導(dǎo)體芯片或者可以與cpu2210集成以提供為單個半導(dǎo)體芯片。圖像傳感器2230包括參照圖1至圖8描述的圖像傳感器1、1a、2和2a中的至少一種。

圖13示出包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器3040和接口的電子系統(tǒng)3000。

參照圖13，電子系統(tǒng)3000可以被提供為能夠利用或支持移動行業(yè)處理器接口(mipi)的數(shù)據(jù)處理器，例如移動電話、個人數(shù)字助理(pda)、便攜式多媒體播放器(pmp)或智能電話。電子系統(tǒng)3000可以包括應(yīng)用處理器3010、圖像傳感器3040和顯示器3050。圖像傳感器3040包括參照圖1至圖8描述的圖像傳感器1、1a、2和2a中的至少一種。

提供在應(yīng)用處理器3010中的照相機串行接口(csi)主機3012可以通過csi而與圖像傳感器3040的csi器件3041串行通訊。這里，例如，光學(xué)解串器(opticaldeserializer)(des)可以提供在csi主機3012中，光學(xué)串行器(opticalserializer)(ser)可以提供在csi器件3041中。

提供在應(yīng)用處理器3010中的顯示器串行接口(dsi)主機3011可以通過dsi而與顯示器3050的dsi器件3051串行通訊。這里，例如，光學(xué)串行器可以提供在dsi主機3011中，光學(xué)解串器可以提供在dsi器件3051中。

電子系統(tǒng)3000還可以包括能夠與應(yīng)用處理器3010通訊的射頻(rf)芯片3060。電子系統(tǒng)3000的物理層(phy)3013和rf芯片3060的phy3061可以根據(jù)mipi數(shù)字射頻(digrf)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。應(yīng)用處理器3010還可以包括根據(jù)phy3013的mipidigrf控制數(shù)據(jù)通訊的digrf主機(master)，rf芯片3060還可以包括由digrf主機控制的digrf從機(slave)3062。

電子系統(tǒng)3000還可以包括全球定位系統(tǒng)(gps)3020、存儲器3070、麥克風(fēng)(mic)3080、動態(tài)ram(dram)3085和揚聲器3090。電子系統(tǒng)3000可以采用wimax3030、無線局域網(wǎng)(wlan)3100、超級寬帶(uwb)3110等通訊。

圖14是示意性地示出應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的某些實施方式的圖像傳感器4010的電子系統(tǒng)的透視圖。

圖14示出將電子系統(tǒng)3000應(yīng)用到移動電話4000的示例。移動電話4000可以包括圖像傳感器4010。圖像傳感器4010包括參照圖1至圖8描述的圖像傳感器1、1a、2和2a中的至少一種。

以上公開的主題將被認為是說明性的而不是限制性的，并且權(quán)利要求旨在涵蓋落在實際精神和范圍內(nèi)的所有這樣的修改、增強和其它實施方式。因此，至法律所允許的最大程度，所述范圍由權(quán)利要求書及其等同物的最寬可允許解釋確定，而不應(yīng)受之前的詳細描述限制或限定。

本申請要求于2015年12月15日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請第10-2015-0179205號以及于2016年11月14日在美國專利和商標(biāo)局提交的美國專利申請第15/350201號的權(quán)益，其公開內(nèi)容通過引用整體地結(jié)合于此。