图像传感器的制作方法

本公开涉及图像传感器及制造其的方法。

背景技术：

图像传感器将光学图像转换成电信号。互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器(cis)包括二维布置的多个像素。像素的每个包括光电二极管以将入射光转换成电信号。

近年来，根据计算机和通信产业的发展，在诸如数码照相机、便携式摄像机、个人通信系统(pcs)、游戏设备、安保摄像头、医疗微型照相机、机器人等各种领域中，对具有增强的性能的图像传感器的需求已经增加。此外，高度集成的半导体器件已经使图像传感器能够高度集成。

技术实现要素：

根据一实施方式，提供了一种图像传感器，其包括：具有第一感测区域的基板，第一感测区域在其中具有光电器件；分隔第一感测区域的边界隔离膜；在第一感测区域中在基板内的内反射图案膜；在基板上的红外滤光器；以及形成在红外滤光器上的微透镜。

根据另一实施方式，提供了一种图像传感器，其包括：具有第一感测区域和第二感测区域的基板，第一感测区域和第二感测区域每个在其中具有光电器件；限定第一感测区域和第二感测区域的边界的边界隔离膜；在第二感测区域中形成在基板内的内反射图案膜；形成在基板的第一感测区域上的第一滤光器；形成在基板的第二感测区域上的第二滤光器，其中第二滤光器不同于第一滤光器；形成在第一滤光器上的第一微透镜；以及形成在第二滤光器上的第二微透镜。

根据又一实施方式，提供了一种图像传感器，其包括：基板，其包括彼此相反的第一表面和第二表面以及第一感测区域，第一感测区域在其中具有光电器件；绝缘结构，其在第一表面上并包括线结构；边界隔离膜，其在第二表面上并延伸到基板中并且限定第一感测区域；内反射图案膜，其形成在第一感测区域内并延伸到基板中，并且包括与边界隔离膜相同的材料；滤光器，其在第二表面上，仅透过一定波长的光；以及形成在滤光器上的微透镜。

根据一实施方式，提供了一种制造图像传感器的方法，其包括：提供具有彼此相反的第一表面和第二表面的基板，其中基板在其中包括光电器件；在第一表面上形成包括线结构的绝缘结构；形成限定基板的感测区域的边界隔离膜；在感测区域内形成内反射图案膜；以及在第二表面上形成滤光器和微透镜。

根据一实施方式，提供了一种图像传感器，其包括：包括红外感测区域和颜色感测区域的基板，红外感测区域和颜色感测区域每个在其中具有光电器件；限定红外感测区域和颜色感测区域的边界的边界隔离膜；在红外感测区域中在基板内的内反射图案膜；在基板的颜色感测区域上的颜色滤光器；以及在基板的红外感测区域上的红外滤光器。

附图说明

通过参照附图详细描述示例性实施方式，特征对本领域技术人员将变得明显，附图中：

图1示出根据一些示例性实施方式的图像传感器的框图。

图2示出图1的传感器阵列的等效电路图。

图3示出提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的布局图。

图4示出在图3的线a-a'上截取的剖视图。

图5示出提供为说明当红外光入射到图4中所示的传感器上时的操作的概念图。

图6示出提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的布局图。

图7示出提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的布局图。

图8示出提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的布局图。

图9示出提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的剖视图。

图10示出提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的剖视图。

图11示出提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的布局图。

图12示出在图11的线b-b'上截取的剖视图。

图13示出提供为说明当红外光入射到图12中所示的传感器上时的操作的概念图。

图14示出提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的布局图。

图15示出提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的布局图。

图16示出在图15的线c-c'上截取的剖视图。

图17示出提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的布局图。

图18至24示出根据一些示例性实施方式的制造图像传感器的方法中的阶段的视图。

图25至28示出根据一些示例性实施方式的制造图像传感器的方法中的阶段的视图。

具体实施方式

在下文中，将参照图1至5描述根据一些示例性实施方式的图像传感器。图1是提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的框图，图2是图1中的传感器阵列的等效电路图。图3是提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的布局图，图4是在图3的线a-a'上截取的剖视图。图5是提供为说明当红外光入射到图4中所示的传感器上时的操作的概念图。

参照图1，根据一些示例性实施方式的图像传感器包括传感器阵列10、定时发生器20、行解码器30、行驱动器40、相关双采样器(cds)50、模数转换器(adc)60、锁存器70、列解码器80等。

传感器阵列10包括二维布置的多个单位像素。所述多个单位像素将光学图像转换成电输出信号。传感器阵列10接收包括行选择信号、复位信号、电荷转移信号等的多个驱动信号，并被相应地驱动。此外，转换成的电输出信号通过垂直信号线被提供给相关双采样器50。

定时发生器20向行解码器30和列解码器80提供定时信号和控制信号。

行驱动器40根据行解码器30处的解码结果向传感器阵列10提供多个驱动信号以驱动多个单位像素。通常，当单位像素被布置成矩阵形式时，驱动信号被提供给行的每个。

相关双采样器50通过垂直信号线接收来自传感器阵列10的输出信号，并保持和采样接收到的信号。就是说，相关双采样器50根据输出信号对某个噪声电平和信号电平双采样，并输出对应于噪声电平与信号电平之间的差值的差值电平。

模/数转换器60将对应于差值电平的模拟信号转换成数字信号，并输出转换结果。

锁存器70锁存数字信号，被锁存的信号根据列解码器80处的解码结果被顺序地输出到图像信号处理器。

参照图2，像素p被布置成矩阵图案以构成传感器阵列10。像素p的每个包括光电晶体管11、浮置扩散区13、电荷传输晶体管15、驱动晶体管17、复位晶体管18和选择晶体管19。这些功能将参照第i行像素(p(i,j)、p(i,j+1)、p(i,j+2)、p(i,j+3)、……)作为示例被描述。

光电晶体管11吸收入射光并累积对应于光量的电荷。对于光电晶体管11，尽管光电二极管作为示例在图中被示出，但光电二极管、光电晶体管、光电门、钉扎光电二极管或其组合可以被应用。

光电晶体管11的每个与将累积的电荷传送到浮置扩散区13的电荷传输晶体管15的每个联接。浮置扩散区13是电荷在此被转换成电压的区域，并且由于寄生电容，电荷被累积地储存。

在此例示为源极跟随放大器的驱动晶体管17放大被传送有光电晶体管11的每个的累积电荷的浮置扩散区13的电位变化，并将放大的结果输出到输出线vout。

复位晶体管18周期性地重置浮置扩散区13。复位晶体管18可以由通过提供自用于施加预定偏压(即复位信号)的复位线rx(i)的偏压驱动的一个mos晶体管组成。当复位晶体管18通过提供自复位线rx(i)的偏压而导通时，复位晶体管18的漏极处提供的预定电位，例如电源电压vdd，被传送到浮置扩散区13。

选择晶体管19选择将以行为单位读取的像素p。选择晶体管19可以由通过提供自行选择线sel(i)的偏压(即行选择信号)驱动的一个mos晶体管组成。当选择晶体管19通过提供自行选择线sel(i)的偏压而导通时，选择晶体管19的漏极处提供的预定电位，例如电源电压vdd，被传送到驱动晶体管17的漏极区。

用于将偏压施加到电荷传输晶体管15的传输线tx(i)、用于将偏压施加到复位晶体管18的复位线rx(i)、以及用于将偏压施加到选择晶体管19的行选择线sel(i)可以在行方向上布置为基本上彼此平行延伸。

为了简洁，将省略对第i+1行像素(p(i+1,j)、p(i+1,j+1)、p(i+1,j+2)、p(i+1,j+3)、……)、行选择线sel(i+1)、复位线rx(i+1)和传输线tx(i+1)的描述。

图3和4示出图2的光电晶体管11周围的结构。图2的光电晶体管11可以对应于图4的第一光电器件110。

参照图3和4，根据一些示例性实施方式的图像传感器包括基板100、第一光电器件110、边界隔离膜130、内反射图案膜150、第一固定电荷膜160、第一抗反射膜170、第一下平坦化膜180、第一侧面抗反射膜190、红外(ir)滤光器200、第一上平坦化膜210、第一微透镜220和第一保护膜230。

基板100可以包括彼此相反的第一表面100a和第二表面100b。基板100的第一表面100a可以是基板100的前表面，例如离光在此入射到图像传感器上之处最远的底表面，基板的第二表面100b可以是基板100的后表面，例如离光在此入射到图像传感器上之处最近的顶表面。然而，示例性实施方式不限于以上给出的示例。

例如，基板100可以使用p型或n型体基板，或者可以使用生长在p型体基板上的p型或n型外延层，或者可以使用生长在n型体基板上的p型或n型外延层。此外，除半导体基板之外的基板也可以用于基板100，诸如有机塑料基板等。

第一感测区域s1可以形成在基板100内。具体地，第一感测区域s1可以是入射的红外光在此用红外滤光器200被感测的区域。第一感测区域s1可以由下面将说明的边界隔离膜130限定。

第一光电器件110，例如光电二极管，形成在第一感测区域s1的基板100内。第一光电器件110可以形成在基板100的第一表面100a附近，但示例性实施方式不仅限于任何具体示例。第一光电器件110可以是图2的光电晶体管11，即光电二极管、光电晶体管、光电门、钉扎型光电二极管或其组合。

边界隔离膜130可以形成在基板100内。边界隔离膜130可以在基板100内限定第一感测区域s1。边界隔离膜130可以形成在第一感测区域s1的边缘上。由于边界隔离膜130的存在，第一感测区域s1可以被限定为封闭的空间。边界隔离膜130的平面剖面形状可以是成环形的闭合曲线。

边界隔离膜130可以形成在边界隔离沟槽120内。边界隔离沟槽120可以通过在深度方向上蚀刻到基板100中而形成。边界隔离沟槽120可以形成在基板100的第二表面100b中，并且可以在朝着第一表面100a的方向上延伸。边界隔离沟槽120可以不到达基板100的第一表面100a。

在一示例中，边界隔离沟槽120的深度可以小于第一光电器件110所在的深度，例如边界隔离沟槽120的底表面可以比第一光电器件110的顶表面离第一表面100a更远。这是为了防止在边界隔离沟槽120的形成期间对第一光电器件的损坏。然而，示例性实施方式不限于以上给出的示例。

在根据一些实施方式的图像传感器中，当边界隔离沟槽120形成在远离第一光电器件110足够的水平的距离处时，边界隔离沟槽120的深度可以变得比第一光电器件110所在的深度更深。

如图4中所示，边界隔离沟槽120的侧面或侧表面可以具有锥形形状。具体地，边界隔离沟槽120的宽度可以在向下方向上例如朝着第一表面100a逐渐地减小，并且可以在向上方向上例如朝着第二表面100b逐渐地增大。然而，示例性实施方式不限于以上给出的示例。

如图中所示，边界隔离沟槽120可以用固定电荷膜160和形成在固定电荷膜160上的第一抗反射膜170填充，以形成下面将描述的边界隔离膜130。或者，边界隔离沟槽120可以用一种材料填充。

如图4中所示，边界隔离膜130可以包括固定电荷膜160和第一抗反射膜170。例如，边界隔离膜130可以包括硅氧化物、硅氮化物、硅氮氧化物、和具有比硅氧化物更小的介电常数的低-k电介质材料中的至少一种。例如，低k电介质材料可以包括可流动氧化物(fox)、东燃硅氮烷(tonensilazene)(tosz)、无掺杂二氧化硅玻璃(usg)、硼硅玻璃(bsg)、磷硅玻璃(psg)、硼磷硅玻璃(bpsg)、等离子体增强原硅酸四乙酯(peteos)、氟化物硅酸盐玻璃(fsg)、碳掺杂硅氧化物(cdo)、干凝胶、气凝胶、非晶氟化碳、有机硅酸盐玻璃(osg)、聚对二甲苯、双苯并环丁烯(bcb)、silk、聚酰亚胺、多孔聚合物材料或其组合，但不限于此。

内反射图案沟槽140可以通过在深度方向上蚀刻到基板100中而形成。内反射图案沟槽140可以形成在基板100的第二表面100b中，并且可以在朝着第一表面100a的方向上延伸。内反射图案沟槽140可以不到达基板100的第一表面100a。

在一示例中，内反射图案沟槽140的深度可以小于第一光电器件110所在的深度。因此，可以防止在内反射图案沟槽140的形成期间对第一光电器件110的损坏。

内反射图案沟槽140的深度可以比边界隔离沟槽120更浅，例如内反射图案沟槽140的底表面可以比边界隔离沟槽120的底表面离第一表面100a更远。然而，示例性实施方式不限于以上给出的示例。内反射图案沟槽140的深度可以与边界隔离沟槽120相同或者比边界隔离沟槽120更深。

当边界隔离沟槽120的深度增大以致几乎接近第一光电器件110的深度时，并且当内反射图案沟槽140的深度与边界隔离沟槽120的深度相同时，第一光电器件110会容易遭受损坏。因此，在一示例中，内反射图案沟槽140的深度可以比边界隔离沟槽120的深度更浅。

在根据一些示例性实施方式的图像传感器中，当边界隔离沟槽120的深度不接近第一光电器件110时，内反射图案沟槽140的深度可以与边界隔离沟槽120相同。因为该布置使边界隔离沟槽120和内反射图案沟槽140能够用一个蚀刻工艺被同时形成，所以可以最小化根据一些示例性实施方式的图像传感器的制造成本，也可以减少工艺浪费。此外，随着工艺难度降低，图像传感器的产出率可以提高。

内反射图案膜150可以完全地填充内反射图案沟槽140。因此，当内反射图案膜150和边界隔离膜130不连接时，例如当固定电荷膜160和第一抗反射膜170的上表面不在第二表面100b之上延伸时，内反射图案膜150的上表面可以在与基板100的第二表面100b相同的高度处。这同样可以适用于边界隔离膜130。就是说，边界隔离膜130的上表面、基板100的第二表面100b和内反射图案膜150的上表面可以彼此齐平。

内反射图案膜150可以形成在第一感测区域s1内，例如可以在垂直方向例如光入射方向上重叠第一感测区域。内反射图案膜150可以与第一感测区域s1的中心对准。内反射图案膜150可以将第一感测区域s1分隔成多个区域。内反射图案膜150可以与边界隔离膜130接触。因此，内反射图案膜150和边界隔离膜130可以彼此连接，因而在水平剖面中隔离多个区域。

与图示不同，在根据一些示例性实施方式的图像传感器中，内反射图案膜150和边界隔离膜130可以彼此不接触。就是说，内反射图案膜150可以具有使得内反射图案膜150由在水平剖面上限定第一感测区域s1的边界隔离膜130围绕但彼此不接触的形状。

像边界隔离膜130那样，内反射图案膜150可以包括固定电荷膜160和第一抗反射膜170。然而，示例性实施方式不限于以上给出的示例。内反射图案膜150可以包括一种材料。在这种情况下，第一固定电荷膜160和第一抗反射膜170可以形成在内反射图案膜150上。

例如，内反射图案膜150可以包括例如硅氧化物、硅氮化物、硅氮氧化物和具有比硅氧化物更小的介电常数的低k电介质材料中的至少一种。

第一固定电荷膜160可以形成在基板100的第二表面100b、边界隔离沟槽120的表面(侧表面和底表面)和内反射图案沟槽140的表面(侧表面和底表面)上。第一固定电荷膜160可以形成在基板100的第二表面100b的整个表面或一部分上。

当形成在像素区域上的第一光电器件110(例如光电二极管11)为n型时，第一固定电荷膜160可以形成为p+型。就是说，第一固定电荷膜160可以通过减少基板100的第二表面100b中热产生的电子-空穴对(ehp)而减小暗电流。根据情况，第一固定电荷膜160可以被省略。

第一固定电荷膜160可以包括例如金属氧化物膜或金属氮化物膜，其中金属可以包括铪(hf)、铝(al)、锆(zr)、钽(ta)、和钛(ti)。此外，第一固定电荷膜160可以包括镧(la)、镨(pr)、铈(ce)、钕(nd)、钷(pm)、钐(sm)、铕(eu)、钆(gd)、铽(tb)、镝(dy)、钬(ho)、铥(tm)、镱(yb)、镥(lu)和钇(y)中的至少一种。此外，第一固定电荷膜160可以由铪氮氧化物膜或铝氮氧化物膜形成。

第一固定电荷膜160在图中被示为单层膜。然而，它可以是将由相同的材料或彼此不同的材料形成的两个或更多个膜组合的堆叠结构。

第一抗反射膜170可以形成在第一固定电荷膜160上。第一抗反射膜170可以完全地填充边界隔离沟槽120和内反射图案沟槽140。第一抗反射膜170可以减少或防止外部入射光的反射。第一抗反射膜170可以包括具有与第一固定电荷膜160不同的折射率的材料。例如，第一抗反射膜170可以由绝缘膜形成，诸如硅氧化物膜、硅氮化物膜、硅氮氧化物膜、树脂、其组合、或其堆叠。

具有彼此不同折射率的第一固定电荷膜160和第一抗反射膜170的双层构造可以用于防止反射。因此，可以减少或防止入射光在基板100的第二表面100b上的反射。

第一抗反射膜170的材料/厚度可以根据光工艺中使用的光的波长而变化。例如，具有从约到约的厚度的硅氧化物膜和具有从约到约的厚度的硅氮化物膜可以被堆叠并用作第一抗反射膜170。然而，示例性实施方式不限于以上给出的示例。

第一下平坦化膜180可以形成在第一抗反射膜170上。例如，第一下平坦化膜180可以包括基于硅氧化物膜的材料、基于硅氮化物膜的材料、树脂和其组合中的至少一种。

第一下平坦化膜180可以用作缓冲膜，以防止用于在非像素区域中形成垫(未示出)的图案化工艺中基板100的损坏。

第一下平坦化膜180可以包括基于硅氧化物膜的材料、基于硅氮化物膜的材料、树脂或其组合。例如，具有从约到约的厚度的硅氧化物膜可以用作第一下平坦化膜180。然而，示例性实施方式不限于以上给出的示例。

红外滤光器200可以形成在第一下平坦化膜180上。红外滤光器200可以滤除入射光当中除红外光之外的波长。因此，穿过红外滤光器200的光是红外光。穿过红外滤光器200的光可以穿过下面的结构并到达第一光电器件110。第一光电器件110可以用入射光产生电流。

第一侧面抗反射膜190可以形成在第一下平坦化膜180上。第一侧面抗反射膜190可以覆于第一下平坦化膜180的一部分上。第一侧面抗反射膜190可以在垂直方向上重叠边界隔离膜130。就是说，第一侧面抗反射膜190可以在第一感测区域s1的边缘上。

第一侧面抗反射膜190可以设置在红外滤光器200的侧表面上。具体地，红外滤光器200可以覆于第一侧面抗反射膜190的侧表面和上表面上。就是说，第一侧面抗反射膜190的上表面的高度可以低于红外滤光器200的上表面的高度。

第一侧抗反射膜190可以减少或防止入射光在穿过红外滤光器200时到侧表面的反射或散射。就是说，第一侧面抗反射膜190可以防止从红外滤光器200与第一下平坦化膜180的界面反射和散射的光子移动到另外的感测区域。因为第一侧面抗反射膜190如上所述在界面处操作，所以第一侧面抗反射膜190可以仅覆盖红外滤光器200的侧表面的一部分。

第一侧面抗反射膜190可以包括金属。例如，第一侧面抗反射膜190可以包括钨(w)、铝(al)和铜(cu)中的至少一种。

第一上平坦化膜210可以在红外滤光器200上平坦地形成。例如，第一上平坦化膜210可以包括基于硅氧化物膜的材料、基于硅氮化物膜的材料、树脂和其组合中的至少一种。虽然第一上平坦化膜210被示为单层膜，但这仅是为了说明的方便而被提供，并且本公开不限于此。

虽然图4通过举例示出了第一上平坦化膜210和第一下平坦化膜180分别在红外滤光器200的上表面和下表面上，但示例性实施方式可以不限于此。例如，平坦化膜可以仅在红外滤光器200的下表面上，或者仅在红外滤光器200的上表面上。或者，平坦化膜可以不存在于红外滤光器200的上表面和下表面两者上。

第一微透镜220可以形成在第一上平坦化膜210上。如所示，第一微透镜220可以具有向上凸的形状。第一微透镜220的凸形可以将入射光聚集到第一感测区域s1。

第一微透镜220可以由诸如光致抗蚀剂pr的有机材料形成。然而，示例性实施方式不限于以上提供的示例。因此，第一微透镜220可以通过使用无机材料形成。用有机材料形成第一微透镜220可以涉及例如通过在第一上平坦化膜210上形成有机材料图案并执行退火工艺而形成第一微透镜220。退火工艺可以使有机材料图案改变成第一微透镜220的形状。

第一保护膜230可以沿着第一微透镜220的表面以一定厚度形成。第一保护膜230可以是无机氧化物膜。例如，可以使用硅氧化物(sio2)膜、钛氧化物(tio2)膜、锆氧化物(zro2)膜、铪氧化物(hfo2)膜、其堆叠、以及其组合。具体地，对于第一保护膜230，可以使用作为硅氧化物膜的一种类型的低温氧化物(lto)。通过利用lto，可以减小对下部膜的损坏，因为lto在低温(约100℃-200℃)下被制造。此外，lto是非晶的，因而具有光滑的表面，这可以最小化入射光的反射/折射/散射。

由有机材料形成，第一微透镜220可能易受外部冲击影响。因此，第一保护膜230可以保护第一微透镜220免受外部冲击。此外，相邻的微透镜之间可能存在一定的空间，第一保护膜230可以填充这样的空间。

通过填充相邻微透镜与第一微透镜220之间的空间，可以提高入射光聚集能力。如上所述地填充该空间可以减少到达相邻微透镜与第一微透镜220之间的空间处的入射光的反射/折射/散射。

参照图5，根据一些示例性实施方式的图像传感器可以利用红外滤光器200将红外光转换成电流。原则上，红外光具有比可见光更长的波长，因而具有到硅中的更长的穿透深度。因此，使用其它rgb滤光器的图像传感器的基板的长度相对于红外滤光器会显著地更短。因此，根据红外滤光器的第一感测区域s1的量子效率(qe)会减小。如果基板100的长度为了防止这样的qe损失而增加，则用于感测具有其它短波长的可见光的感测区域会具有增大的图像浮散(blooming)风险。

因此，在根据一些示例性实施方式的图像传感器中，随红外传感器使用的基板100的长度与随可见光滤光器例如rgb滤光器使用的基板的长度相同，并且入射的红外光240碰撞边界隔离膜130和内反射图案膜150被反射，以致被聚集在第一光电器件110上。就是说，与其它感测区域不同，内反射图案膜150可以仅在其中放置红外滤光器200的第一感测区域s1中有效地缩短硅穿透深度。

在下文中，将参照图6描述根据一些示例性实施方式的图像传感器。在下面的描述中，为了简洁起见，将不描述或者尽可能简明地描述与以上已经提供的示例性实施方式重叠的描述。

图6是提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的布局图。参照图6，根据一些示例性实施方式的图像传感器可以包括内反射图案膜151。

内反射图案膜151可以具有不与边界隔离膜130接触的平面形状。内反射图案膜151可以将第一感测区域s1隔离成用内反射图案膜151限定的矩形区域及其周围区域。结果，当进入到这两个区域中的入射红外光碰撞内反射图案膜151或者碰撞内反射图案膜151和边界隔离膜130被反射时，可以获得缩短的有效硅穿透深度的效果。具体地，由于形成在矩形边缘上的小的十字形图案，来自相邻空间的反射可以被进一步加强，并且qe损失可以显著地减少。

在下文中，将参照图7描述根据一些示例性实施方式的图像传感器。在下面的描述中，为了简洁起见，将不描述或者尽可能简明地描述与以上已经提供的示例性实施方式重叠的描述。

图7是提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的布局图。参照图7，根据一些示例性实施方式的图像传感器可以包括内反射图案膜152。

内反射图案膜152可以具有不与边界隔离膜130接触的平面形状。内反射图案膜152可以将第一感测区域s1隔离成用内反射图案膜152限定的三角形区域及其周围区域。结果，当进入到这两个区域中的入射红外光碰撞内反射图案膜152或碰撞内反射图案膜152和边界隔离膜130被反射时，可以获得缩短的有效硅穿透深度的效果。具体地，由于形成在三角形边缘上的小的十字形图案，来自外围空间的反射可以被进一步加强，并且qe损失可以显著地减少。

在下文中，将参照图8描述根据一些示例性实施方式的图像传感器。在下面的描述中，为了简洁起见，将不描述或者尽可能简明地描述与以上已经提供的示例性实施方式重叠的描述。

图8是提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的布局图。参照图8，根据一些示例性实施方式的图像传感器可以包括内反射图案膜153。

内反射图案膜153可以具有不与边界隔离膜130接触的平面形状。内反射图案膜153可以将第一感测区域s1隔离成用内反射图案膜153限定的矩形区域及其周围区域。结果，当进入到这两个区域中的入射红外光碰撞内反射图案膜153或碰撞内反射图案膜153和边界隔离膜130被反射时，可以获得缩短的有效硅穿透深度的效果。具体地，因为矩形的边缘未形成以另外的图案，所以增大了感测区域的入射光在此穿透的区域，因而可以提高图像感测效率。

如以上图6至8的实施方式中所例示地，内反射图案膜150的形状可以根据图像传感器的目的和特性而被自由地修改。

在下文中，将参照图9描述根据一些示例性实施方式的图像传感器。在下面的描述中，为了简洁起见，将不描述或者尽可能简明地描述与以上已经提供的示例性实施方式重叠的描述。

图9是提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的剖视图。参照图9，根据一些示例性实施方式的图像传感器可以额外地包括绝缘结构300。

绝缘结构300可以形成在基板100的第一表面100a上。就是说，绝缘结构300可以形成在基板100的前侧。绝缘结构300可以包括绝缘膜320、栅极结构310和线结构330。

例如，绝缘膜320可以包括硅氧化物膜、硅氮化物膜、硅氮氧化物膜、低k电介质材料和其组合中的至少一种。绝缘膜320可以覆于下面将描述的栅极结构310和线结构330上并围绕栅极结构310和线结构330。就是说，绝缘膜320可以用于使栅极结构310和线结构330彼此绝缘。

栅极结构310可以在基板100的第一表面100a上。如图2中所示，栅极结构310可以是例如电荷传输晶体管15的栅极、复位晶体管18的栅极、选择晶体管19的栅极、驱动晶体管17的栅极等。

虽然图9示出了栅极结构310形成在基板100的第一表面100a上，但示例性实施方式不仅限于任何具体示例。因此，栅极结构310还可以是凹入或掩埋在基板100内的形状。

例如，线结构330可以包括铝(al)、铜(cu)、钨(w)、钴(co)、钌(ru)等，但不限于此。

线结构330可以形成在第一感测区域s1中，并包括顺序堆叠的多个线。虽然图9示出了具有三个顺序堆叠的层的线结构330，但这仅是为了说明的方便而被提供，并且示例性实施方式不仅限于任何具体示例。

当线结构330在基板100的第一表面100a上时，可以增大入射光在此穿透到第二表面100b中的区域。此外，当线结构330放置在基板100的第一表面100a上时，入射光碰撞线结构330被反射并被指引回到第一光电器件110。因此，可以最大化图像传感器的效率。

在下文中，将参照图10描述根据一些示例性实施方式的图像传感器。在下面的描述中，为了简洁起见，将不描述或者尽可能简明地描述与以上已经提供的示例性实施方式重叠的描述。

图10是提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的剖视图。参照图10，根据一些示例性实施方式的图像传感器包括边界隔离沟槽121和边界隔离膜131。

边界隔离沟槽121可以连接基板100的第一表面100a和第二表面100b。就是说，边界隔离沟槽121可以完全地穿透基板100。边界隔离沟槽120可以在垂直剖面以及水平剖面中完全地围绕第一感测区域s1的边界。

边界隔离沟槽121可以用前侧深沟槽隔离(fdti)工艺形成。这将在下面进行详细地解释。

边界隔离膜131可以完全地填充边界隔离沟槽121。因此，边界隔离膜131可以从基板100的第一表面100a和第二表面100b被暴露。就是说，边界隔离膜131可以包括与基板100的第一表面100a相同的第一表面和与基板100的第二表面100b相同的第二表面，例如与基板100的两个表面共平面。

与内反射图案膜150相比，边界隔离膜131可以在垂直方向上纵向地延伸。因为内反射图案膜150在垂直方向上重叠第一光电器件110，所以它可以不像边界隔离膜131那样穿透基板100。然而，示例性实施方式不限于以上给出的示例。

虽然示出了边界隔离沟槽121和边界隔离膜131在图中具有恒定的宽度，但可以不限于此。边界隔离沟槽121和边界隔离膜131可以形成为锥形形状。就是说，边界隔离沟槽121的宽度可以在从第二表面100b朝着第一表面100a的方向上逐渐地减小。

边界隔离膜131可以包括诸如多晶硅、金属等的导电材料。在这种情况下，边界隔离膜131可以通过施加负电压的工艺在与基板100的界面处确保电荷固定功能。或者，电荷固定区域可以通过掺杂工艺形成在界面上。

就是说，在根据一些示例性实施方式的图像传感器中，如果内反射图案膜150在垂直方向上不重叠第一光电器件110，则内反射图案膜150可以像边界隔离膜131那样完全地穿透基板100。

在下文中，将参照图11至13描述根据一些示例性实施方式的图像传感器。在下面的描述中，为了简洁起见，将不描述或者尽可能简明地描述与以上已经提供的示例性实施方式重叠的描述。

图11是提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的布局图，图12是在图11的线b-b'上截取的剖视图。图13是提供为说明当光入射到图12中所示的图像传感器上时的操作的概念图。

参照图11至13，除了第一感测区域s1之外，根据一些示例性实施方式的图像传感器还包括第二感测区域s2、第三感测区域s3和第四感测区域s4。

第一感测区域s1至第四感测区域s4可以分别具有矩形的水平剖面。第一感测区域s1至第四感测区域s4的相邻感测区域可以再次形成更大的矩形的水平剖面。具体地，第二感测区域s2和第三感测区域s3可以分别放置在第一感测区域s1的不同侧上，第四感测区域s4可以在对角线方向上放置。换言之，第一感测区域s1和第二感测区域s2可以分别沿着第二方向与第三感测区域s3和第四感测区域s4接触，并且第一感测区域s1和第三感测区域s3可以分别沿着交叉第二方向的第一方向与第三感测区域s3和第四感测区域s4接触。第一方向和第二方向两者交叉第三方向，第三方向是光入射到图像传感器上的方向。

第一感测区域s1至第四感测区域s4可以用边界隔离膜130分隔。就是说，边界隔离膜130可以形成在第一感测区域s1至第四感测区域s4的每个的边界上。因此，边界隔离膜130可以具有图11中最大的矩形轮廓或十字形的水平剖面。

第二感测区域s2至第四感测区域s4可以是其中分别放置rgb滤光器的感测区域。就是说，蓝色滤光器可以在第二感测区域s2中，绿色滤光器可以在第三感测区域s3中，红色滤光器可以在第四感测区域s4中。然而，这仅是示例性实施方式中的一种。因此，只要红外滤光器200放置在第一感测区域s1中并且rgb滤光器放置其它区域中，则可以不限制每个颜色滤光器的位置。

内反射图案膜150可以仅存在于第一感测区域s1中。内反射图案膜150可以仅在其中存在红外滤光器200的第一感测区域s1中减小有效硅穿透深度，因而最小化qe损失。

参照图12，第二感测区域s2可以包括第二光电器件1110、第二固定电荷膜1160、第二抗反射膜1170、第二下平坦化膜1180、第二侧面抗反射膜1190、蓝色滤光器1200、第二上平坦化膜1210、第二微透镜1220和第二保护膜2230。

第二光电器件1110可以在第二感测区域s2中在基板100内。第二固定电荷膜1160连接到第一固定电荷膜160，并减少基板100的第二表面100b中热产生的ehp，因而减小暗电流。

第二抗反射膜1170连接到第一抗反射膜170并具有与第二固定电荷膜1160不同的折射率，使得第二抗反射膜1170可以减少或防止外部入射光的反射。第二下平坦化膜1180可以连接到第一下平坦化膜180以防止基板100在图案化工艺中受损。

蓝色滤光器1200可以滤除入射光中除可见光的蓝色区域之外的波长。穿过蓝色滤光器1200的光可以穿过下部结构并到达第二光电器件1110。

第二侧面抗反射膜1190可以连接到第一侧面抗反射膜190的一部分。第二侧面抗反射膜1190可以防止穿过蓝色滤光器1200的入射光反射或散射到侧表面。

第二上平坦化膜1210可以连接到第一上平坦化膜210以平坦化由于下部结构而发生的高度变化。在一示例中，平坦化膜可以仅存在于蓝色滤光器1200的下表面上，或者仅存在于蓝色滤光器1200的上表面上。或者，平坦化膜可以不存在于蓝色滤光器1200的上表面和下表面两者上。

第二微透镜1220可以形成在第二上平坦化膜1210上。如所示，第二微透镜1220可以具有向上凸的形状。第二保护膜2230可以沿着第二微透镜1220的表面以一定厚度形成。与第一保护膜230一起，第二保护膜2230可以填充在第一微透镜220与第二微透镜1220之间。结果，可以提高入射光聚集能力。

参照图13，由于内反射图案膜150，第一感测区域s1具有缩短的有效硅穿透深度，使得入射的红外光240可以到达第一光电器件110。在第二感测区域s2中，穿过蓝色滤光器1200的入射光1240可以以平常的例如非缩短的长度到达第二光电器件1110。

根据一些示例性实施方式的图像传感器能以相对于不同的波长和有效硅穿透深度的光具有相同深度的基板100最大化光电效率。

在下文中，将参照图14描述根据一些示例性实施方式的图像传感器。在下面的描述中，为了简洁起见，将不描述或者尽可能简明地描述与以上已经提供的示例性实施方式重叠的描述。

图14是提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的布局图。参照图14，在根据一些示例性实施方式的图像传感器中，红外滤光器200可以在第一感测区域s1中执行红外光滤光器和红色滤光器两者的作用。

在没有红外滤光器200的rgb滤光器中，绿色滤光器可以是最为需要的滤光器。因此，挨着蓝色滤光器的绿色滤光器和挨着红色滤光器(红色/ir)的绿色滤光器可以分别设置在第三感测区域s3和第二感测区域s2中。因为红色光和红外光属于彼此相邻的波长区域，所以用于同时透射这两个波长区域的光的红色/ir滤光器可以设置在第一感测区域s1中。结果，增大了最为需要的区域即绿色滤光器区域的面积，并且如在红色滤光器和红外滤光器中那样，可以减小或最小化qe损失。

在下文中，将参照图15和16描述根据一些示例性实施方式的图像传感器。在下面的描述中，为了简洁起见，将不描述或者尽可能简明地描述与以上已经提供的示例性实施方式重叠的描述。

图15是提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的布局图。图16是在图15的线c-c'上截取的剖视图。

参照图15和16，在根据一些示例性实施方式的图像传感器中，内反射图案膜150可以形成在第一感测区域s1中，第一子边界隔离膜至第三子边界隔离膜1150、1151、1152可以分别形成在第二感测区域s2至第四感测区域s4中。具体地，第一子边界隔离膜1150可以形成在第二感测区域s2中，第二子边界隔离膜1151可以形成在第三感测区域s3中，第三子边界隔离膜1152可以形成在第四感测区域s4中。

第一子边界隔离膜至第三子边界隔离膜1150、1151、1152可以与边界隔离膜130接触。第一子边界隔离膜至第三子边界隔离膜1150、1151、1152可以将第二感测区域s2至第四感测区域s4隔离成十字形。然而，示例性实施方式不限于以上给出的示例，并且根据一些示例性实施方式，区域可以被垂直地对半分。

第一子边界隔离膜至第三子边界隔离膜1150、1151、1152可以形成用于rgb颜色滤光器中的自动聚焦功能。就是说，为了一个像素上的通过利用右侧和左侧的两个图像之间的距离快速捕捉焦距的自动聚焦功能，第一子边界隔离膜至第三子边界隔离膜1150、1151、1152可以将一个像素即一个感测区域分隔成多个像素。

参照图16，子边界隔离沟槽1140可以通过在深度方向上蚀刻到基板100中而形成。子边界隔离沟槽1140可以形成在基板100的第二表面100b上，并且可以在朝着第一表面100a的方向上延伸。子边界隔离沟槽1140可以不到达基板100的第一表面100a。

在一示例中，子边界隔离沟槽1140的深度可以小于第二光电器件1110所在的深度。这是为了防止在子边界隔离沟槽1140的形成期间第二光电器件1110的损坏。子边界隔离沟槽1140的深度可以比内反射图案沟槽140的深度更深或更浅。

第一子边界隔离膜1150可以用第二固定电荷膜1160和第二抗反射膜1170填充。同样，第二子边界隔离膜1151和第三子边界隔离膜1152可以用固定电荷膜和抗反射膜的堆叠结构填充。

在下文中，将参照图17描述根据一些示例性实施方式的图像传感器。在下面的描述中，为了简洁起见，将不描述或者尽可能简明地描述与以上已经提供的示例性实施方式重叠的描述。

图17是提供为说明根据一些示例性实施方式的图像传感器的布局图。参照图17，根据一些示例性实施方式的图像传感器可以包括在第一感测区域s1中的内反射图案膜151，并包括在第二感测区域s2至第四感测区域s4中的第一子边界隔离膜至第三子边界隔离膜1150、1151、1152。

第一子边界隔离膜至第三子边界隔离膜1150、1151、1152可以与边界隔离膜130接触，以将第二感测区域s2至第四感测区域s4分隔成多个区域。内反射图案膜151在基板100内可以不与边界隔离膜130接触，并且可以不分隔第一感测区域s1。(当然，抗反射膜和固定电荷膜可以在基板100上方彼此连接，但是表述“不接触”当在此使用时，意为沟槽的每个在基板100内不接触。)内反射图案膜151也可以(在基板100内)与边界隔离膜130接触，并且可以分隔第一感测区域s1。

该接触是由于第一子边界隔离膜至第三子边界隔离膜1150、1151、1152与内反射图案膜151的不同功能而产生。第一子边界隔离膜至第三子边界隔离膜1150、1151、1152为了自动聚焦的目的可以分隔感测区域，但是内反射图案膜151可以仅反射入射的红外光，以致最小化qe损失。因此，相对于内反射图案膜151的形状的自由度可以高于相对于第一子边界隔离膜至第三子边界隔离膜1150、1151、1152的形状的自由度。

在下文中，将参照图12和18至24说明根据一些示例性实施方式的制造图像传感器的方法。在下面的描述中，为了简洁起见，将不描述或者尽可能简明地描述与以上已经提供的示例性实施方式重叠的描述。图18至24是示出制造的中间阶段的视图，提供为说明根据一些示例性实施方式的制造图像传感器的方法。

首先参照图18，基板100被提供。基板100可以包括彼此相反的第一表面100a和第二表面100b。基板100的第一表面100a可以是前侧，基板100的第二表面100b可以是后侧。基板100可以在其中包括第一光电器件110和第二光电器件1110。第一光电器件110可以放置在基板100的第一感测区域s1中，第二光电器件1110可以放置在第二感测区域s2中。

接着，参照图19，绝缘结构300在第一表面100a上形成。绝缘结构300可以在基板100的第一表面100a上形成。就是说，绝缘结构300可以在基板100的前侧形成。绝缘结构300可以包括绝缘膜320、栅极结构310和线结构330。

绝缘膜320可以覆于下面将描述的栅极结构310和线结构330上并围绕栅极结构310和线结构330。就是说，绝缘膜320可以用于使栅极结构310与线结构330之间绝缘。

绝缘结构300可以在基板100的第一表面100a上。如图2中所示，栅极结构310可以是例如电荷传输晶体管15的栅极、复位晶体管18的栅极、选择晶体管19的栅极、驱动晶体管17的栅极等。线结构330可以在第一区域s1中形成并包括顺序堆叠的多个线。

接着，参照图20，基板100被翻转或倒转，使得第二表面100b面向上。因此，相对于基板100的当前状态，第一表面100a可以是下表面，第二表面100b可以是上表面。因此，绝缘结构300可以位于基板100下方。

接着，参照图21，第一固定电荷膜160和第二固定电荷膜1160可以在边界隔离沟槽120和内反射图案沟槽140上形成。第一固定电荷膜160可以沿着基板100的第二表面100b和边界隔离沟槽120和内反射图案沟槽140的表面形成。第一固定电荷膜160可以仅填充边界隔离沟槽120和内反射图案沟槽140的一部分。在一示例中，内反射图案膜150在第一感测区域s1中形成，但是在形成于第二感测区域s2中的感测区域内没有膜。

接着，参照图22，第一抗反射膜170和第二抗反射膜1170被形成。第一抗反射膜170和第二抗反射膜1170可以分别在第一固定电荷膜160和第二固定电荷膜1160上形成。第一抗反射膜170和第二抗反射膜1170可以减少或防止外部入射光的反射。

接着，第一下平坦化膜180和第二下平坦化膜1180被形成。第一下平坦化膜180和第二下平坦化膜1180可以包括例如基于硅氧化物膜的材料、基于硅氮化物膜的材料、树脂和其组合中的至少一种。

接着，参照图23，红外滤光器200、蓝色滤光器1200、第一侧面抗反射膜190和第二侧面抗反射膜1190被形成。红外滤光器200可以滤除入射光中除红外光之外的波长。蓝色滤光器1200可以滤除入射光中除可见光的蓝色区域之外的波长。

第一侧面抗反射膜190和第二侧面抗反射膜1190可以分别从红外滤光器200和蓝色滤光器1200的侧表面覆盖红外滤光器200和蓝色滤光器1200的一部分。第一侧面抗反射膜190和第二侧面抗反射膜1190可以包括例如钨(w)。

接着，参照图24，第一上平坦化膜210和第二上平坦化膜1210被形成。第一上平坦化膜210可以在红外滤光器200上形成。第二上平坦化膜1210可以在蓝色滤光器1200上平坦地形成。第一上平坦化膜210和第二上平坦化膜1210可以包括例如基于硅氧化物膜的材料、基于硅氮化物膜的材料、树脂和其组合中的至少一种。

接着，参照图12，第一微透镜220和第二微透镜1220被形成。在示例中，虽然图12没有具体示出绝缘结构300，但是在此假设图12的绝缘结构300被提供。

第一微透镜220和第二微透镜1220可以由诸如光致抗蚀剂pr的有机材料形成。用有机材料形成第一微透镜220和第二微透镜1220可以涉及例如通过在第一上平坦化膜210和第二上平坦化膜1210上形成有机材料图案并执行退火工艺而形成第一微透镜220和第二微透镜1220。退火工艺可以导致有机材料图案改变成第一微透镜220和第二微透镜1220的形式。

接着，第一保护膜230和第二保护膜2230可以分别在第一微透镜220和第二微透镜1220上形成。在这种情况下，第一保护膜230和第二保护膜2230可以是无机氧化物膜。

在下文中，将参照图18和25至28说明根据一些示例性实施方式的制造图像传感器的方法。在下面的描述中，为了简洁起见，将不描述或者尽可能简明地描述与以上已经提供的示例性实施方式重叠的描述。

图25至28是示出根据一些示例性实施方式的制造图像传感器的方法中的阶段的视图。下面不会过多地说明关于图18的实施方式的可能相同的描述。

接着，参照图25，边界隔离沟槽121被形成。边界隔离沟槽121可以用fdti工艺在第一表面100a上形成。边界隔离沟槽121可以穿透基板100。

边界隔离膜131可以完全地填充边界隔离沟槽121。因此，边界隔离膜131可以从基板100的第一表面100a和第二表面100b被暴露。就是说，边界隔离膜131可以包括与基板100的第一表面100a相同的第一表面和与基板100的第二表面100b相同的第二表面。

边界隔离膜131可以包括多晶硅或金属。边界隔离膜131可以通过施加负电压的工艺允许电荷固定在基板100与边界隔离膜131的界面上。

或者，固定有电荷的区域可以通过在边界隔离膜131的形成之前在边界隔离沟槽121的侧壁上执行掺杂工艺而形成。通过上述方法，基板100和边界隔离膜131可以具有彼此不同的导电类型，这可以减少热产生的ehp并减小暗电流。

接着，参照图26，绝缘结构300在第一表面100a上形成。绝缘结构300可以在基板100的第一表面100a和边界隔离膜131上形成。就是说，绝缘结构300可以在基板100的前侧形成。绝缘结构300可以包括绝缘膜320、栅极结构310和线结构330。

接着，参照图27，基板100被倒转使得第二表面100b面向上。因此，相对于基板100的当前状态，第一表面100a可以是下表面，第二表面100b可以是上表面。因此，绝缘结构300在图像传感器中可以位于基板100下方。

接着，参照图28，第一固定电荷膜160在第二感测区域s2的第二表面100b和内反射图案沟槽140的表面上形成。

接着，参照图10和22至24，上部结构被进一步形成。图10是示出第一感测区域s1包括边界隔离膜131的视图，图22至图24是示出除了边界隔离膜130而非边界隔离膜131被包括之外上部结构被一致地形成的视图。

因此，在第一感测区域s1中，第一抗反射膜170、第一下平坦化膜180、红外滤光器200、第一侧面抗反射膜190、第一上平坦化膜210、第一微透镜220和第一保护膜230可以在第一固定电荷膜160上形成。

同样，在第二感测区域s2中，第二抗反射膜1170、第二下平坦化膜1180、蓝色滤光器1200、第二侧面抗反射膜1190、第二上平坦化膜1210、第二微透镜1220和第二保护膜2230可以在第二固定电荷膜1160上形成。

作为总结和回顾，一个或更多个实施方式提供了具有改善的操作特性的图像传感器及制造其的方法。

已经在此公开了示例实施方式，并且虽然采用了特定的术语，但是它们仅在一般和描述性的意义上被使用和解释并且不是为了限制的目的。在一些情形下，如在本申请的提交时将对本领域普通技术人员明显地，结合特定实施方式描述的特征、特性和/或元件可以单独使用或者与结合另外的实施方式描述的特征、特性和/或元件组合使用，除非另有明确地指示。因此，本领域技术人员将理解，可以作出形式和细节上的各种各样的改变而不背离如所附权利要求中阐明的本发明的精神和范围。