[发明专利]颜色最佳化图像传感器

说明书

相关申请的交叉参考：本申请要求在2010年10月18日递交的美国专利申请第12/906,351号、在2009年10月21日递交的美国临时专利申请第61/253,849号，以及在2009年10月25日申请的美国临时专利申请第61/254,745号的优先权。

本发明的背景

1.技术领域

所公开的主题总地涉及用于制造固态图像传感器的结构以及方法。

2.背景信息

摄影设备(例如，数字相机以及数字摄录像机)可以包含电子图像传感器，所述电子图像传感器捕捉光以供处理成静止图像或视频图像。电子图像传感器通常包含数百万个光捕捉元件，例如，光电二极管。

固态图像传感器可为电荷耦合器件(CCD)类型或互补金属氧化物半导体(CMOS)类型中的任一者。在任一类型的图像传感器中，光传感器被形成在一衬底中并且被排列成二维阵列。图像传感器通常包含数百万个像素以提供高分辨率图像。

图1示出现有技术固态图像传感器1的剖面图，所述剖面图示出CMOS型传感器中的邻近像素，此图是从美国专利第7,119,319号复制的。每一像素具有一光电转换单元2。每一转换单元2邻近于传输电极3而定位，传输电极3将电荷传输至浮动扩散单元(未示出)。所述结构包括埋置在绝缘层5中的连线4。所述传感器通常包括位于彩色滤光器8之下的平坦化层6，以抵消因所述连线4导致的顶部表面不平整，因为平坦表面对通过光刻法来形成常规的彩色滤光器而言是必要的。第二平坦化层10被提供在所述彩色滤光器8之上，以提供用于形成微透镜9的平坦表面。平坦化层6和10加上彩色滤光器8的总厚度大约为2.0μm。

多个光导7被集成至传感器中以将光引导至多个转换单元2上。所述光导7是由折射率高于绝缘层5的例如氮化硅的材料形成。每一光导7具有宽于邻近于转换单元2的区域的入口。传感器1还可具有彩色滤光器8和微透镜9。

发明内容

根据第一方面，本发明涉及一种图像传感器，所述图像传感器由第一导电类型的衬底支撑，所述图像传感器包括被配置来检测蓝光的第一像素以及一第二像素，其中所述第二像素包括：(a)光检测器，所述光检测器包括在所述衬底中的第二导电类型的第二区，(b)所述第一导电类型的第一区，所述第一区在垂直方向位于所述第二区之上并且位于所述衬底的顶部界面之下，(c)第一晶体管的第一漏极，所述第一漏极毗邻所述第一区，(d)所述第一晶体管的第一栅极，所述第一栅极在垂直方向位于所述第一和第二区之上，(e)第一彩色滤光器，所述第一彩色滤光器为红色滤光器或绿色滤光器，或黄色滤光器，以及(f)第一光导，所述第一光导被配置来使光从所述第一彩色滤光器经由所述第一栅极以及所述第一区传送至所述第二区。更特定而言，所述第一光导使用在所述第一光导侧壁处的全内反射来防止所述光横向地外泄。另外，更特定而言，所述第一像素包括：(a)第二彩色滤光器，所述第二彩色滤光器为蓝色滤光器或洋红色滤光器，以及(b)第二光导，所述第二光导被配置来使光从所述第二彩色滤光器主要地传送至所述衬底而不通过晶体管的栅极。

在所述第一方面，所述第一晶体管可以为选择开关或重设开关，或输出晶体管。可替换地，所述第一晶体管可以为传输门。

在所述第一方面，期望的是所述第一栅极具有在200埃与1000埃之间的厚度。更期望的是所述第一栅极具有在300埃与700埃之间的厚度。更加期望的是所述第一栅极具有在500±50埃内的厚度。

在所述第一方面中，期望的是所述第一栅极薄于在所述图像传感器中的模拟至数字转换器(ADC)中的晶体管的栅极。

在所述第一方面中，期望的是在所述第一彩色滤光器为红色滤光器的情况下，所述第一区在所述衬底中不深于0.8μm，并且如果所述第一彩色滤光器为绿色滤光器或黄色滤光器，所述第一区在所述衬底中不深于0.5μm。更期望的是在所述第一彩色滤光器为红色滤光器的情况下，所述第一区在所述衬底中不深于0.5μm，并且如果所述第一彩色滤光器为绿色滤光器或黄色滤光器，所述第一区在所述衬底中不深于0.35μm。

在所述第一方面中，期望的是所述第一光导在所述第一栅极上。

在所述第一方面中，所述第一导电类型可以为p型，并且所述第二导电类型可以为n型。