[发明专利]图像传感器器件和方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像传感器器件和方法。

背景技术

互补金属氧化物半导体图像传感器通常利用在半导体衬底的像素区阵列内形成的一系列光电二极管来检测光何时照射光电二极管。可以邻近每个像素区内的每个光电二极管形成转移晶体管，以便在期望时间内传输光电二极管内的由检测光生成的信号。通过在期望时间内操作转移晶体管，这种光电二极管和转移晶体管实现在期望时间内捕获图像。

通常可以在正面照明配置或背面照明配置中形成互补金属氧化物半导体图像传感器。在正面照明配置中，光从图像传感器已经形成转移晶体管的正面传到光电二极管。但是，在这种配置中，光被迫穿过金属层、介电层，并且其在到达光电二极管之前越过转移晶体管。这可能会产生加工和/或操作问题，因为金属层、介电层和转移晶体管不一定是透明的并且当光试图到达光电二极管时，它们可能阻挡光线。

在背面照明配置中，在衬底的正面上形成转移晶体管、金属层和介电层，并且允许光从衬底的背面传到光电二极管使得光在其到达转移晶体管、介电层或金属层之前照射光电二极管。这样的配置可以减少图像传感器的制造和其操作的复杂度。

但是，相互邻近的像素区可能干扰彼此的操作，即所谓的串扰。串扰可以降低图像传感器的精度和效率。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：图像传感器，包括位于衬底中的第一像素区和第二像素区，所述第一像素区毗邻所述第二像素区；第一滤色器，位于所述第一像素区上方；第二滤色器，位于所述第二像素区上方；以及间隙，位于所述第一滤色器和所述第二滤色器之间。

在上述半导体器件中，其中，所述间隙不含有固体材料。

在上述半导体器件中，还包括位于所述间隙和所述第一滤色器之间的透明固体材料。

在上述半导体器件中，还包括位于所述间隙和所述衬底之间的反射栅格。

在上述半导体器件中，还包括位于所述间隙和所述衬底之间的反射栅格，其中，所述反射栅格是金属栅格。

在上述半导体器件中，还包括位于所述间隙和所述衬底之间的反射栅格，其中，通过保持层密封所述反射栅格。

在上述半导体器件中，还包括位于所述第一滤色器上方的微透镜。

根据本发明的另一方面，还提供了一种半导体器件，包括：衬底，具有第一面和第二面，所述衬底包括位于所述第一面中的第一光敏二极管和第二光敏二极管；反射栅格，位于所述第一光敏二极管和所述第二光敏二极管之间的所述衬底的第二面上方；第一滤色器和第二滤色器，设置在所述衬底的第二面上方；以及间隙，位于所述反射栅格上方以及位于所述第一滤色器和所述第二滤色器之间。

在上述半导体器件中，其中，所述反射栅格是金属栅格。

在上述半导体器件中，其中，所述间隙不含有固体材料。

在上述半导体器件中，其中，通过第一材料密封所述间隙。

在上述半导体器件中，其中，通过第一材料密封所述间隙，其中，所述第一材料是氧化物。

在上述半导体器件中，其中，通过保持层密封所述反射栅格。

根据本发明的又一方面，还提供了一种制造图像传感器器件的方法，所述方法包括：在衬底中形成第一光敏二极管和第二光敏二极管，所述第一光敏二极管和所述第二光敏二极管位于毗邻的像素区中；在所述衬底上方形成第一滤色器覆盖层；去除所述第一滤色器均厚层的第一部分以在所述第一光敏二极管上方形成第一滤色器；在所述衬底上方形成第二滤色器均厚层；以及去除所述第二滤色器均厚层的第二部分以在所述第二光敏二极管上方形成第二滤色器，所述第一部分的去除和所述第二部分的去除形成与所述第一滤色器和所述第二滤色器都毗邻的开口。

在上述方法中，还包括在所述第一滤色器和所述第二滤色器上方沉积氧化物。

在上述方法中，还包括在所述第一滤色器和所述第二滤色器上方沉积氧化物，其中，沉积所述氧化物来密封所述开口内的空隙。

在上述方法中，还包括在形成所述第一滤色器均厚层之前，在所述衬底上方形成反射栅格。

在上述方法中，还包括在形成所述第一滤色器均厚层之前，在所述衬底上方形成反射栅格，其中，形成所述反射栅格还包括：在所述衬底上方沉积透明材料；图案化所述透明材料以在所述透明材料内形成开口；以及用反射材料填充所述开口。