具有优化形状的cmos成像设备,以及用于借助于光刻产生这样的设备的方法_4

文档序号:8286029阅读:来源:国知局
片被涂覆以光敏树脂,并且所使用的辐射拥有在紫外范围内的波长。所述一组掩模或标线具有矩形形状,其尺寸例如约为26mm乘32_。为了在半导体晶片上产生图案,采用包括几个掩模的至少一组掩模。同一组掩模中的每个掩模都限定分割的空间区,对应于辐射通过掩模并到光敏晶片上的投影的区。
[0077]辐射通过掩模的投影允许要被产生的图案的部分的产生。图案因此通过光刻,借助于通过掩模组中的各个掩模的连续暴露,而得以产生。换句话说,图案是通过连续暴露而被形成在半导体晶片上的,每次暴露都允许技术水平的产生;这些技术水平能够对应于例如N或P植入水平,氧化物或多晶硅的,或者金属氧化物的沉积。在通过所述一组掩模中的掩模的连续暴露完成时获得的这些技术水平的堆积使得能够在半导体晶片的区上获得操作图案。不用说在每次暴露之间,能够实施沉积、蚀刻、溶解等类型的微技术方法。
[0078]事实上限定摄影传感器的表面的图像区域是通过在半导体晶片的表面上复制彼此毗邻的一个或多个图案,而获得的。换句话说,图案想要是被互连的,从而构成图像区域。图案之间的该互连构成了本发明解决的特定困难,如后文描述的。
[0079]还要注意,在所实施的光刻方法中,同一组掩模中的掩模能够以相同方式被密闭扁板部分密闭,从而为所述一组掩模的投影的区划界。通过对所述一组掩模的该部分密闭的方式,设想同一组掩模能够被配置为使得能够产生几个图案。
[0080]换句话说,为了产生图案,同一掩模组中的每个掩模都包括专用于该图案的划界区域。在所述图案在晶片上的产生期间,以暴露所述区域的方式密闭所述一组掩模中的每个掩模。因此,同一掩模组中的每个掩模都能够包括几个区域,每个区域对应于特定图案。
[0081]该实施方式是尤其有利的,这是因为一组掩模或标线的高成本构成了对大尺寸传感器的设计约束。限制传感器的产生所需要的掩模的组的数目是合适的。本发明使得能够有利地优化掩模的组的该数目,同时提供针对大尺寸且呈现复杂几何结构的传感器的高度的设计灵活性。
[0082]图3A和3B示意性地示出使得能够产生图2的传感器21的掩模的组的第一范例。图3A对应于第一组掩模,并且图3B对应于第二组掩模。第一组掩模31能够构成两个图案311和312。在后续描述中,图3A、图3B、图4、图5A、图5B、图7A、图7B、图8A、图8B、图10A、图10B、图12A、图12B、图12C、图14A、图14B、图16表示能够由掩模的组产生的图案。要理解,这些图中的每个都表示能够通过实施一组掩模,通过光刻被产生在晶片上的图案。图案311包括包括被切割线25节段分开的上面部分和下面部分。上面部分对应于光敏区23的边23F。其包括使得能够形成三角形像素块的区域,以及使得能够形成与该块的像素相关联的列读取块13的区域。列读取块13包括在其外周边缘的邻域中对齐的连接垫131,也就是说在切割线25节段附近,平行于切割线25节段。在该示范性实施例中,连接垫131被沿单级对齐。然而,它们也能够被沿几级对齐,优选地全部平行于切割线25节段。下面部分对应于光敏区23的边23B。其包括使得能够形成三角形像素块的区域,以及使得能够形成路由块26的区域。图案311的块13和26沿关于像素的行并且关于像素的列倾斜的轴延伸。图案312意图形成光敏区23的边23D和23H。其呈现关于图案311的轴对称性。
[0083]因此,一组掩模31中的每个掩模都包括分别允许通过光刻对图案311、312的产生的两个不同区域。
[0084]对称的轴是平行于像素的列的轴。第二组掩模32能够构成五个图案321至325。第一图案321意图形成正方形像素241,或者如果合适的话,像素的正方形块。图案322包括被平行于像素的行的切割线25节段分开的上面部分和下面部分。上面部分对应于光敏区23的边23E。其包括使得能够形成列读取块13的区域,以及尤其与切割线25节段对齐的连接垫131。下面部分对应于边23A并且包括使得能够形成路由块26的部分。图案322的块13和26平行于像素的行延伸。图案323包括使得能够在切割线25的节段的任一边上形成路由块26的区域。其使得能够形成光敏区23的边23C和23G。图案324意图在多边形的各个边之间形成切割线25的交叉点。图案325包括使得能够形成像素的正方形块的区域,以及使得能够形成行寻址块12的区域,行寻址块12毗连像素241的边中平行于像素的列的一个。掩模的组31和32的特定特征之一在于,它们适于对呈现关于光敏区23的像素的行和列倾斜的形状的图案的产生。因此,能够产生其轮廓关于一组矩形形状的掩模倾斜的光敏区。该优点特别重要,因为当前的光刻方法没有使得能够使掩模关于半导体晶片22取向。
[0085]注意,掩模的组32中的每个掩模都包括五个不同区域,分别允许通过光刻对五个图案 321、322、323、324、325 的产生。
[0086]图4示出使得有能够产生图2的传感器的第二组示范性的掩模。该组掩模41与图3A的掩模组31—起使用。其能够产生六个图案411至416。第一图案411使得能够形成像素241的两个正方形块。第二图案412与对应于掩模组32的图案322相同。图案413和414具有与图案323和324相同的结构,但呈现较小的宽度。图案415对应于行寻址块12。图案416拥有与图案322和412相同的结构,但呈现较小的宽度。使用对应于图案411至416的掩模组,而非掩模组32的优点在于,由于包括使得能够在标线的同一次暴露期间形成正方形像素的两个块的区域411的图案的存在,因此所需要的光重复的数目得以显著减少。注意,掩模组41中的每个掩模都包括六个不同区域,分别允许通过光刻对六个图案411、412、413、414 和 415 的产生。
[0087]图5A和图5B示出使得能够产生图2的传感器21的掩模的组的第三范例。图5A示出第一组掩模51,允许对十个图案510至519的产生,并且图5B示出第二组掩模52,允许对一个或多个的产生。第一组掩模51包括十个图案510至519。图案510、511和512分别与掩模组31和32的图案311、312和321相同。图案513包括使得能够形成列读取块13的区域,其中连接垫131和切割线25节段平行于像素的行。其也包括使得能够形成路由块26以及平行于像素的行的切割线节段25的区域。图案514、515和517每个使得能够形成被取向为平行于像素的列的两个路由块26和切割线片段25。图案516使得能够打印平行于像素的列的行寻址块12。图案518基本上与图案513相同。其差异在于较小的宽度。第二组掩模52包括使得能够形成像素241的四个正方形块的单个图案521。第一组掩模51能够被单独用于形成整个传感器21。该组掩模的缺点在于表示像素的正方形块的图案512的尺寸相对有限。因此,第二组掩模52能够被用于,作为补充,使光重复的数目最小化。
[0088]注意,掩模组51中的每个掩模均包括十个不同区域,分别允许通过光刻对十个图案510、511、512、513、514、515、516、517、518的产生。掩模组52中的每个掩模都包括允许图案521的产生的区域,图案521对应于四个毗邻图案241。
[0089]图6示出根据本发明的传感器的第二示范性实施例。该传感器61主要在行寻址块12的布置上不同于图2的传感器21。传感器61也包括正方形或三角形形状的像素24的块,其形成八边形的光敏区23。列读取块13也位于三个毗邻的边上,在该实例中为边23D至23F。行寻址块12位于八边形的相对的边上,即分别在边23H、23A和23B上。在这些边中的每个上,块12被相互对齐。为了使得能够对每行像素进行寻址,传感器61还包括被产生在光敏区23内的控制总线和金属化孔62。尤其地,金属化孔存在于特定像素24中,被称作通孔像素243。第一系列的金属化孔被产生在边23G的中间与边23A的中间之间,并且第二系列的金属化孔被产生在边23E的中间与边23C的中间之间。像素24和行导体被形成在半导体晶片22的第一金属化层上,在该实例中为其外周面中的一个。控制总线被形成在半导体晶片22的另一金属化层上,例如在相对的外周面上。它们被取向为平行于像素的列,并且被链接到行寻址块12。每个金属化孔62将行导体中的一个连接到控制总线中的一个。第一系列的金属化孔62使得能够寻址传感器61的上半部分的像素的行,并且第二系列的金属化孔使得能够寻址下半部分的像素的行。在图6中,为了清楚,示出每个通孔像素242仅一个金属化孔。然而,通孔像素243包括与行导体一样多的金属化孔。针对包括如在图1中示出的那些的像素的传感器,每个通孔像素243包括两个金属化孔,第一个用于连接导体\,并且第二个用于连接导体XKAZi。此外,在其中附图标记24指代像素的块而非单独像素的情况中,每个金属化孔62表示必须被解读为对应于一组金属化孔。大体上,传感器62包括许多金属化孔,其数目等于行导体的总数目。
[0090]图7A和图7B表示使得能够生成图6的传感器61的掩模的组的第一范例。图7A中示出的掩模组71允许两个图案711和712的产生。图案711基本上与图3A的图案311相同,除了其包括使得能够形成行寻址块12的区域,代替使得能够形成路由块26的区域。因此,上面部分使得能够形成三角形像素242和倾斜的列读取块13,并且下面部分使得能够形成倾斜的行寻址块12和像素242的三角形块。行寻址块12包括与切割线25节段对齐的连接垫121。图案712呈现沿平行于像素的列的轴关于图案711的轴对称性。图7B中示出的掩模组72允许四个图案721至724的产生。第一图案721对应于正方形像素241的两个块。图案722和723分别对应于图案323和324,图案323和324对应于掩模组32。图案724包括使得能够形成列读取块13的区域,使得能够形成切割线25节段的区域,以及使得能够能形成行寻址块12的区域。
[0091]注意掩模组71中的每个掩模都包括两个不同区域,分别允许通过光刻对图案711和712的产生。掩模组72中的每个掩模都包括十个不同区域,分别允许通过光刻对四个图案721、722、723和724的产生。
[0092]图8A和图8B示出使得能够产生图6的传感器61的掩模组的第二范例。图8A中示出的掩模组81使得能够产生六个图案811至816。图案811和812基本上与掩模组71的图案711和712相同,但具
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