[发明专利]具有聚焦互连的图像传感器

说明书

本发明一般涉及成像电路，特别地但非排他地涉及图像传感器。

背景技术

集成电路已被研发以减小用于实现电路系统的组件的尺寸。举例来说，集成电路已使用越来越小的设计部件，这些部件减小了用于实现该电路系统的面积，使得设计部件现在远小于可见光的波长。随着作为感测阵列的部分的图像传感器和单个像素的尺寸的日益减小，更有效地捕捉照射该感测阵列的入射光是重要的。因此，更有效地捕捉入射光有助于维持或改善被尺寸越来越小的感测阵列所捕捉的电子图像的质量。

附图简述

参考附图而描述本发明的非限制性和非穷举的实施例，在全部附图中相同附图标记代表相同部分，除非另外指明。

图1是样本前端照明(FSI)图像传感器100的侧视图；

图2是图像传感器的样本传感器阵列的俯视图；

图3是样本图像传感器的样本像素的截面图；

图4是穿过具有不同孔的多种像素的光波的横截面图；

图5是样本图像传感器的另一样本像素的横截面图；

图6是具有通过三个金属层形成的具有孔的像素的横截面图；以及

图7是具有通过具有斜边的两个金属层形成的孔的样本像素的横截面图。

详细描述

本文将描述一种图像传感器反射器的实施例。在如下的描述中，将陈述一些具体细节以彻底理解这些实施例。然而，本领域技术人员将了解本文描述的这些技术可在没有一个或更多个这些具体细节的情况下实施，或使用其它方法、组件、材料等实施。在其它实例中，未详细示出或描述公知的结构、材料或操作以避免混淆某些方面。

在本说明书通篇中，对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着相关于该实施例描述的特定特征、结构或特性被包含于本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书通篇的多个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”并不一定全都指代同一个实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以任何适当方式组合于一个或更多个实施例中。本文中使用的术语“或”通常意味着包含性功能的含义，诸如“和/或”。

一般而言，集成电路包括多种应用所采用的电路系统。这些应用使用诸如逻辑器件、成像器(包括CMOS和CCD成像器)及存储器(诸如DRAM及基于NOR及基于NAND的闪存器件)的广泛的多种器件。这些器件通常将晶体管用于多种功能，包括信号的开关和放大。

晶体管通常通过在硅衬底上执行的光刻工艺而形成于集成电路中。这些工艺包括诸如以下的步骤：将光刻抗蚀剂层涂敷于衬底，利用光(包括深紫外光波长)将该光刻抗蚀剂层曝光为一图案，通过蚀刻去除抗蚀剂层的被曝光部(或未被曝光部，这取决于所使用的是正性光抗蚀剂还是负性光抗蚀剂)，并通过(例如)沉积或注入附加材料来整饰被曝光结构以形成用于电子组件(包括晶体管)的多种结构。

术语“衬底”包括使用基于硅、硅-锗、锗、砷化镓及其类似物的半导体形成的衬底。术语衬底也可指代在该衬底上执行以在衬底中形成区域和/或结的先前工艺步骤。术语衬底也可包括多种技术，诸如掺杂和未掺杂半导体、硅外延层及在该衬底上形成的其他半导体结构。

可执行化学机械平坦化(CMP)以呈现适于形成额外结构的被调整衬底的表面。这些额外结构可通过执行额外处理步骤(诸如以上介绍的工艺)而增添于该衬底。

随著作为感测阵列的一部分的个别像素中的图像传感器的尺寸日益缩减，多种设计企图更有效地捕捉照射感测阵列的入射光。例如，像素的光感测元件的面积(诸如光电二极管区域)通常通过在每个像素上方(或下方)设置一微透镜而最大化，以使得入射光更好地被聚焦于光感测元件之上。通过微透镜聚焦光企图捕捉正常将入射于像素中的光感测组件占用的区域外(并因此损耗和/或“泄漏”至其它非所需像素)的光。

根据本发明，不同层级的金属互联线的边缘被用来将来自一被照明对象的入射光聚焦至一图像传感器的像素的感光区域上。至少两层级的金属可用以聚焦入射光。两层级的金属可以是位于感光区域与被成像对象之间的用于互连的金属层和/或用于任何其它目的的金属。

为了说明，图1是示出在图像传感器100中的以一图案设置于感光元件的阵列上的样本滤光器的侧视图。为简化起见，该图解未按比例绘制。一般而言，图像传感器100包括以二维行和列的阵列设置在衬底101上的若干感光元件。图1示出三个感光元件102、104及106，它们被显示为光电二极管区域102、104及106。该阵列可包括上百或上千行和/或列，甚至更多。此外，该阵列可具有不同于直线列和行的配置。

衬底101可以是半导体衬底。对于某些实施例，衬底101是掺杂的硅衬底。