固态成像装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及成像装置，尤其涉及固态成像装置的遮光结构设计。
【背景技术】
[0002]固态成像装置例如电荷稱合元件(charge coupled device ;CCD)图像感测器或互补式金属氧化半导体(complementary metal oxide semiconductor ；CM0S)图像感测器已经广泛地在各种图像拍摄设备，例如数码摄影机、数码相机等设备中使用。在固态成像装置中，多个像素排列在半导体基底例如硅晶片上，每一个像素具有一个光电转换器例如光电二极管(photod1des)，光电二极管接收入射光线后会进行光电转换而产生信号电荷，通过CCD型或CMOS型的读取电路可得到在光电二极管中产生的光电子所对应的信号电荷。
[0003]固态成像装置可依据光线入射至光接收单元的方向而大致区分为两个种类，一种是前照式(front-side illuminated ；FSI)成像装置，其接收入射至半导体基底正面上的光线，在半导体基底的正面上具有读取电路的导线层形成于其上。另一种是背照式(back-side illuminated ；BSI)成像装置,其接收入射至半导体基底背面上的光线,在半导体基底的背面上并无导线层形成于其上。此外，为了彩色图像的成像，在前照式(FSI)和背照式(BSI)成像装置中提供了彩色滤光片，并且在前照式和背照式成像装置中通常具有遮光层来阻挡像素之间的光线，以避免混色现象发生。
【发明内容】
[0004]为克服现有技术的缺陷，入射光线照射至固态成像装置上时具有主光线角度(chief ray angle ;CRA),当倾斜的入射光线照射至固态成像装置上时，固态成像装置的主光线角度大于垂直的入射光线照射至固态成像装置上时的主光线角度。当固态成像装置接收大角度的主光线角度的入射光线时，固态成像装置的相邻像素之间的串音干扰(cross-talk)问题会变严重。此外,相比较在固态成像装置的像素阵列的中心处的相邻像素之间的串音干扰，在固态成像装置的像素阵列的边缘处，其相邻像素之间的串音干扰问题也会比较严重。
[0005]依据本公开的实施例，提供固态成像装置的遮光层的各种结构设计，由此降低或避免上述由倾斜的入射光线所引起的串音干扰问题，并且还可降低或避免在固态成像装置的像素阵列的边缘处所发生的串音干扰问题。
[0006]在一些实施例中，提供固态成像装置，此固态成像装置包含:基底，含有多个光电转换元件；彩色滤光层设置于这些光电转换元件之上；以及遮光层设置于彩色滤光层与基底之间，遮光层具有多个第一遮光分隔物沿着第一方向延伸，以及多个第二遮光分隔物沿着第二方向延伸，其中第二方向垂直于第一方向，这些第一遮光分隔物沿着第二方向具有不同的尺寸，并且这些第二遮光分隔物沿着第一方向具有不同的尺寸。
[0007]在一些实施例中，提供固态成像装置，此固态成像装置包含:基底，含有多个光电转换元件；彩色滤光层设置于这些光电转换元件之上；遮光层设置于彩色滤光层与基底之间，遮光层具有多个第一遮光分隔物沿着第一方向延伸，以及多个第二遮光分隔物沿着第二方向延伸，第二方向垂直于第一方向；以及微透镜结构设置于彩色滤光层之上，其中沿着第二方向，在每两个相邻的第一遮光分隔物之间的每一个距离是不同的，并且沿着第一方向，在每两个相邻的第二遮光分隔物之间的每一个距离也是不同的。
[0008]本发明的有益效果在于:依据本公开的实施例，具有较宽的遮光分隔物、较高的遮光分隔物或前述的组合的遮光层可以降低或避免由倾斜的入射光照射在固态成像装置上所造成的串音干扰问题。此外，将较宽的遮光分隔物、较高的遮光分隔物或前述的组合设置在固态成像装置的边缘处，可以有效地降低或避免发生在固态成像装置边缘处比较严重的串音干扰问题，这些实施例可以应用在背照式(BSI)成像装置，以克服串音干扰问题。
[0009]此外，在本公开的一些实施例中，还可以将遮光层的遮光分隔物的布局调整成与微透镜元件的布局一致，微透镜元件的布局设计成符合照射在固态成像装置上的倾斜入射光，因此，依据这些实施例可以提高固态成像装置的光接收效率。此外，由倾斜的入射光照射在固态成像装置上所造成的串音干扰问题也可以被克服。
【附图说明】
[0010]为了让本公开的各种实施例的目的、特征、及优点能更明显易懂，以下配合附图作详细说明如下:
[0011]图1显示依据本公开的一些实施例，固态成像装置的局部剖面示意图；
[0012]图2显示依据本公开的一些实施例，固态成像装置的遮光层的平面示意图；
[0013]图3显示依据本公开的一些实施例，沿着图2的剖面线3X-3X’或3Y-3Y’，固态成像装置的遮光层的局部剖面示意图；
[0014]图4显示依据本公开的一些实施例，固态成像装置的遮光层的平面示意图；
[0015]图5显示依据本公开的一些实施例，沿着图4的剖面线5X-5X’或5Y-5Y’，固态成像装置的遮光层的局部剖面示意图；
[0016]图6显示依据本公开的一些实施例，沿着图2的剖面线3X-3X’或3Y-3Y’，固态成像装置的遮光层的局部剖面示意图；
[0017]图7显TJK依据本公开的一些实施例所绘制的多个同心圆，每一个圆圈表TJK具有相同的宽度、相同的高度、或者相同的宽度与高度的遮光层的这些部分所组成的曲线；以及
[0018]图8至图9显示依据本公开的一些实施例，沿着图4的剖面线5X”-5X_5X’或5Y”-5Y-5Y’，固态成像装置的遮光层的局部剖面示意图。
[0019]附图标记说明如下:
[0020]100?固态成像装置；
[0021]102 ?基底；
[0022]102F?基底的正面；
[0023]102R?基底的背面；
[0024]104?导线层；
[0025]106?光电转换元件；
[0026]108?遮光层；
[0027]108Ρ?遮光分隔物；
[0028]108X?第一遮光分隔物；
[0029]108Y?第二遮光分隔物；
[0030]110 ?护层；
[0031]120?彩色滤光层；
[0032]130?微透镜结构；
[0033]130m?微透镜元件；
[0034]140?入射光线；
[0035]C?遮光层的中心；
[0036]E?遮光层的边缘；
[0037]P?遮光层的角落部分；
[0038]W、wl、w2、w3、w4、w5?遮光分隔物的宽度；
[0039]h、hl、h2、h3、h4、h5、h6、h7 ?遮光分隔物的高度；
[0040]pl、p2、p3、p4?遮光分隔物的间距；
[0041]xl、x2、x3?遮光分隔物之间的距离。
【具体实施方式】
[0042]参阅图1，其显示依据本公开的一些实施例，固态成像装置100的剖面示意图，固态成像装置100可由互补式金属氧化半导体(CMOS)图像感测器或电荷耦合元件(CCD)图像感测器形成，固态成像装置100包含基底102，例如为半导体基底，其具有正面102F和背面102R，半导体基底可以是晶圆或晶片。固态成像装置100还包含多个光电转换元件106，例如光电二极管形成在基底102中，后续的描述中将光电转换元件106称为光电二极管106，每一个光电二极管106各自设置在固态成像装置100的一个像素中，并且这些光电二极管106是互相隔离的，虽然图1中仅显示出三个像素，然而实际上固态成像装置100具有数百万或更多的像素。
[0043]在一些实施例中，光电二极管106形成在基底102的背面102R上，而包含固态成像装置100所需的各种导线和电子电路的导线层104则形成在基底102的正面102F上。入射