專利名稱：具有光導(dǎo)管的影像感測裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種影像感測裝置(image sensor)及其制造方法，特別是有關(guān)于一種具有光導(dǎo)管(light guide)的影像感測裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
光影像數(shù)組組件(light imaging array devices)已經(jīng)被應(yīng)用于非常多方面。這些組件運(yùn)用包含有光二極管組件(photodiode elements)的主動(dòng)像素?cái)?shù)組或影像感測胞來收集光子能量，然后將影像轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
圖1A是顯示現(xiàn)有影像感測裝置的剖面示意圖?，F(xiàn)有影像感測裝置包含一半導(dǎo)體基底10，且具有一光二極管數(shù)組形成于其中。每一光二極管例如包含有位于一p型區(qū)域20中的一n型區(qū)域15。還有藉由一隔離結(jié)構(gòu)25的數(shù)組將所述的光二極管互相絕緣隔離，該隔離結(jié)構(gòu)25例如是淺溝槽絕緣隔離(STI)結(jié)構(gòu)。如此，則得到了一像素?cái)?shù)組。所述的像素是藉由所述的光二極管，而把從光(或影像)來源38來的入射光30與34轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
為了要達(dá)到組件縮小化的目的，像素是被縮小且使用多層的內(nèi)聯(lián)機(jī)結(jié)構(gòu)(multievel interconnect structure)。例如，該基底10上是被覆蓋有一系列的介電層，例如一層間介電層(interlevel dielectric layer，ILD層)40與內(nèi)金屬介電層(intermetal dielectric layers，IMD層)50和55。更者，一內(nèi)聯(lián)機(jī)圖案(未圖式)與金屬線60和62是形成于所述的IMD層50和55上。
入射光30和34會(huì)照射在最上層的介電層55。然后，這光會(huì)穿透下方的介電層55，50和40而被傳送至下方的像素。一般而言，入射線30和34會(huì)以各種不同的角度照射組件表面。例如在圖1A中，光30是以接近垂直的角度照射組件的表面，而光34是以非垂直的角度照射組件的表面。
在圖1A中，以接近垂直的角度照射組件表面的光30會(huì)被傳送至位于照射區(qū)域正下方的一光二極管70(即一像素70)的表面，這情形對于影像感測性能來說是最理想的狀況。然而，光34卻以非垂直的角度來照射組件表面，因而使得光34可能會(huì)被傳送至位于照射區(qū)域下方的像素70附近的光二極管72，這情形會(huì)對影像感測產(chǎn)生一種串?dāng)_(crosstalk)現(xiàn)象。在串?dāng)_事件中，由于光散射(light scattering)而使光34沒有照射于想要的光二極管70上，而照射于不正確的光二極管70上。這光散射問題造成影像分辨率的降低，還有使色彩校正復(fù)雜化。
在許多影像數(shù)組中，如圖1A所示，多層的金屬層60和62是被用來當(dāng)做金屬遮蔽層。這些金屬遮蔽層是被設(shè)計(jì)用來抑制相鄰像素之間的光散射。然而，這些金屬層60和62必須需要空間隔離，因而增加了像素尺寸而不利于組件縮小化。
請參閱圖1B，臺(tái)灣集成電路公司(TSMC)最近提出一種具有光導(dǎo)管的影像感測裝置。具有低折射系數(shù)(R.I.)的第一介電層80是形成于基底10上。定義一孔洞90于該第一介電層80中，該孔洞90是位于光二極管70的上方。然后，將具有較高折射系數(shù)(R.I.)的第二介電層92填入該孔洞90中，因而形成一光導(dǎo)管95于光二極管70的上方。這光導(dǎo)管95是根據(jù)全反射的理論(total reflection theorem)，因而避免光散射的發(fā)生。
然而，這種需要不同折射系數(shù)的第一介電層80與第二介電層92，卻限制了介電材料的選擇性。更者，當(dāng)使用具有多層介電層(multi-dielectric films，例如SiON，F(xiàn)SG和SiN)的IMD層時(shí)，上述介電材料的選擇性則顯得更困難。因此，本發(fā)明的目的就是要提供一種解決方法，使得在形成光導(dǎo)管時(shí)不必考慮第一介電層80與第二介電層92之間的關(guān)聯(lián)性，而使擴(kuò)大上述介電材料的選擇性。
在美國專利第6130422號中，Edward等人有揭示一種提升影像感測裝置中量子效率(quantum efficiency)的方法。該影像感測裝置包括一光二極管與一介電結(jié)構(gòu)。該光二極管會(huì)對一入射光的總量產(chǎn)生反應(yīng)。該介電結(jié)構(gòu)是位于該光二極管的上方，而且位在該光二極管與一ILD層之間。該介電結(jié)構(gòu)包含一氮化物材料，而該ILD層是由氧化物所組成且具有一厚度。然而，該專利卻沒有揭示或教導(dǎo)形成光導(dǎo)管于介電層中。
在美國專利第6482669號中，F(xiàn)an等人有揭示一種增進(jìn)影像感測裝置的光收集效率(light correction efficiency)的方法。該方法是形成具有平坦表面的高穿透率覆蓋層(overcoat layer)于彩色濾光片上，其中該覆蓋層的折射系數(shù)是相近于彩色濾光片的折射系數(shù)。然而，該專利卻沒有揭示或教導(dǎo)形成光導(dǎo)管于介電層中。
在美國專利第6001540號中，Huang等人有揭示一種電荷耦合組件(ChargeCoupled Device，CCD)為基礎(chǔ)的影像數(shù)組。該方法使用區(qū)域氧化法(LOCOS)制程來形成微鏡(microlens)。該數(shù)組包含有由WSi層所構(gòu)成的一遮光結(jié)構(gòu)，是覆蓋于包圍光二極管的該CCD結(jié)構(gòu)上。然而，該專利卻沒有揭示或教導(dǎo)形成光導(dǎo)管于介電層中。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種影像感測裝置(image sensor)及其制造方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種形成具有光導(dǎo)管(light guides)的影像感測裝置的方法。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種形成具有光導(dǎo)管與一介電層的影像感測裝置的方法，其中該介電層是一多層介電結(jié)構(gòu)(multi-dielectricstructure)。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種具有光導(dǎo)管的影像感測裝置。具有一影像感測數(shù)組的一基底，其中該影像感測數(shù)組包含多個(gè)傳感器，且相鄰傳感器之間具有一空間。一第一介電層，形成于該空間上方而不位于所述的傳感器上方。具有一第二折射系數(shù)的一順應(yīng)的第二介電層，形成于該第一介電層的側(cè)壁上。具有一第三折射系數(shù)的一第三介電層，形成于所述的傳感器上方而不位于該空間上方。其中，該第三折射系數(shù)大于該第二折射系數(shù)。
更者，本發(fā)明亦提供一種具有光導(dǎo)管的影像感測裝置的制造方法，包括下列步驟形成一影像感測數(shù)組于一基底中，其中該影像感測數(shù)組包含多個(gè)傳感器，且相鄰傳感器之間具有一空間。形成一第一介電層于所述的傳感器與該空間上方，其中該第一介電層具有一多層介電結(jié)構(gòu)。對該第一介電層進(jìn)行一圖案化程序，去除部分該第一介電層而形成一開口于每一光傳感器上方，并保留該第一介電層于該空間上方。形成一介電層于該第一介電層以及該開口的內(nèi)部表面上。非等向性地回蝕部分該介電層而形成一順應(yīng)的第二介電層于該開口的側(cè)壁上，其中該第二介電層具有一第二折射系數(shù)。形成一第三介電層于該第一介電層、該第二介電層與該開口上，其中該第三介電層具有一第三折射系數(shù)。去除部分該第三介電層至該第一介電層表面，并保留該第三介電層于該開口中。其中，該第三折射系數(shù)大于該第二折射系數(shù)。其中，該第二介電層與該第三介電層是構(gòu)成一光導(dǎo)管于每一光感應(yīng)器上方，因而能避免入射光照射到其它光感應(yīng)器。
根據(jù)本發(fā)明方法，由于在每一光傳感器上方形成有由該第二介電層與該第三介電層是構(gòu)成的光導(dǎo)管，因此能避免入射光照射到其它光感應(yīng)器。除此之外，由于該第一介電層與該第三介電層之間沒有關(guān)聯(lián)性，所以本發(fā)明使得內(nèi)金屬介電層(IMD層)的材料選擇幾乎沒有限制。由于本發(fā)明的光導(dǎo)管可以避免光散射產(chǎn)生于相鄰像素之間，因此能夠降低串?dāng)_(crosstalk)問題以及解決了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。


圖1A是顯示現(xiàn)有影像感測裝置的剖面圖，用以說明發(fā)生于影像感測數(shù)組中的相鄰像素之間的光散射問題；圖1B是顯示由臺(tái)灣集成電路公司(TSMC)所提出的現(xiàn)有具有光導(dǎo)管的影像感測裝置的剖面圖；圖2～圖9是顯示本發(fā)明所改良的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置的制程剖面圖；以及圖10是用來說明本發(fā)明的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置所具有的優(yōu)良性能。
符號說明10～基底；15～n型區(qū)域；20～p型區(qū)域；25～隔離結(jié)構(gòu)；30～入射光；34～入射光；38～光源；40～層間介電層(ILD層)；50、55～內(nèi)金屬介電層(IMD層)；60、62～金屬層；70～一光二極管(即一像素)；72～附近的光二極管；80～第一介電層；90～孔洞；92～第一介電層；95～光導(dǎo)管。
100～基底；104～隔離結(jié)構(gòu)；108～p井區(qū)域；112～光阻層；114～開口；116～離子植入程序；120～n井區(qū)域(即感應(yīng)區(qū)域)；30～入射光；34～入射光；38～光源；124～層間介電層(ILD層)；126～內(nèi)金屬介電層(IMD層)；127～SiON膜；128～FSG膜；129～SiN膜；130～第一介電層；136～開口；138～介電層；138’～第二介電層；140～第三介電層；150～光導(dǎo)管；160～發(fā)光源；164～入射光；168～反射光；172～界面。
具體實(shí)施例方式
以下配合圖式以及較佳實(shí)施例，以更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
本發(fā)明提出一種影像感測裝置及其制造方法。本發(fā)明的影像感測裝置是適合用于CCD(電荷耦合組件)或CMOS(互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體)影像感測裝置。為了簡化說明，在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中是以一代表性的光二極管數(shù)組(photodiode array)來當(dāng)作是一光傳感器數(shù)組，且未描述影像感測裝置的周邊區(qū)域(peripheral regions)。
圖2～圖9是顯示本發(fā)明所改良的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置的制程剖面圖。圖10是用來說明本發(fā)明的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置所具有的優(yōu)良性能。這里要提醒的是，本發(fā)明實(shí)施例雖然是應(yīng)用于形成于半導(dǎo)體基底中的影像傳感器數(shù)組，然而并非限定本發(fā)明，亦即本發(fā)明可以應(yīng)用于任何型式的影像感測數(shù)組。
請參閱圖2，提供一半導(dǎo)體基底100，該半導(dǎo)體基底100可以是一單晶硅基底或具有<100>結(jié)晶方向的由單晶硅所組成的p型基底。該基底100是被分成像素?cái)?shù)組區(qū)(未標(biāo)號)與隔離區(qū)104，其中任一隔離區(qū)104是位于相鄰像素區(qū)之間。該隔離區(qū)104例如是由現(xiàn)有制程所形成的淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)104。接著，藉由硼或BF2離子的離子植入程序，形成當(dāng)作是二極管井(diode wells)的p井(p well)區(qū)域108于像素區(qū)中的基底100的頂部。其中，該離子植入程序的條件例如是70～120keV的功率以及1E12～1E13atoms/cm2的劑量。
請參閱圖3，一圖案化的光阻層112是形成于部分該基底100上。該光阻層112具有開口114而露出p井區(qū)域108的部分頂部表面。接著，以該光阻層112為掩膜，進(jìn)行使用砷(As)或磷(P)離子的一離子植入程序116，而形成n井區(qū)域120于部分p井區(qū)域108中，其中該n井區(qū)域120是當(dāng)作是光二極管(或像素)的感應(yīng)區(qū)域120。上述離子植入程序116的操作條件例如是50～180keV的功率以及1E13～5E15atoms/cm2的劑量。然后，利用氧電漿灰化(plasma oxygen ashing)程序以及小心的濕式洗凈，而去除該光阻層112。該離子植入程序116加上任何的退火或活化處理，即完成了由p井區(qū)域108與n井區(qū)域120所構(gòu)成的光二極管數(shù)組。由于該隔離區(qū)104是已經(jīng)形成于每一光二極管之間，因此，該光二極管數(shù)組是包含多個(gè)光二極管，且相鄰的光二極管之間具有一空間104(即隔離區(qū))。
請參閱圖4，依序地形成至少一層間介電層(interlevel dielectriclayer，ILD層)124與至少一內(nèi)金屬介電層(intermetal dielectric layers，IMD層)126于該光二極管數(shù)組(108+120)與該空間104上，其中該IMD層126是一多層介電結(jié)構(gòu)(multi-dielectric structure)。該ILD層124例如是經(jīng)由LPCVD(低壓化學(xué)氣相沉積法)或PECVD(電將加強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法)所形成的氧化硅層或硼磷硅玻璃(BPSG)層，其厚度大約是6000～14000。而該IMD層126的多層介電結(jié)構(gòu)可以是包含多層介電膜(multiple dielectric films)，如圖4所示。例如，該IMD層126包含SiON膜127(R.I.約1.6～1.7)、FSG(氟摻雜二氧化硅)層膜128(R.I.約1.435)以及當(dāng)作是蝕刻阻擋層和擴(kuò)散阻障層等的一SiN隔層膜129(R.I.約1.9～2.0)。這里要特別注意的是，具有多層介電膜的IMD層126是已經(jīng)廣泛應(yīng)用于內(nèi)聯(lián)機(jī)(interconnect)和鑲嵌(damascene)制程，用以隔離IC組件中的多個(gè)的金屬層。因?yàn)檫@些多層介電膜127、128和129具有不同的折射系數(shù)，因此全反射效應(yīng)(total reflectioneffect)不容易徹底發(fā)生于圖1B所示的現(xiàn)有光導(dǎo)管95中。因此，本發(fā)明的目的就是要提供一種互不影響的光導(dǎo)管與IMD層的影像傳感器制程。
為了要簡化本發(fā)明的說明，在本實(shí)施例中，是將該ILD層124和該IMD層126統(tǒng)稱為一具有第一折射系數(shù)的第一介電層130。在形成該第一介電層130之后，可藉由一平坦化制程(例如化學(xué)機(jī)械研磨，CMP)而使該第一介電層130具有平坦的表面。這里要提醒的是，該第一介電層130可以包含很多層。例如，如果該組件是使用三層金屬層的制程來制造的話，則用來隔離的該IMD層126就存在于這三層金屬層的每一層之間。因?yàn)榻饘賹哟嬖谟谠揑MD層126中，所以穿透該IMD層126的從上方來的光的路徑(passage)便會(huì)被限制住。為了要簡化本發(fā)明的說明，圖4～圖10中是僅顯示一層IMD層126，但并非限定本發(fā)明。
請參閱圖5，形成一圖案化的光阻層132于該第一介電層130上。以該光阻層132為掩膜，去除部分該第一介電層130而形成位于每一n井區(qū)域120上的一開口136，并保留該第一介電層130于該空間104上方(還有也可覆蓋于部分的p井108上)。另外，本步驟的圖案化該第一介電層132所使用的掩膜，可使用相同于用來定義該光二極管中的n井區(qū)域120所使用的掩膜。在本實(shí)施例中，該開口136是曝露n井區(qū)域120的上部表面。接著，利用氧電漿灰化(plasma oxygen ashing)程序以及小心的濕式洗凈，而去除該光阻層132。
請參閱圖6，是說明本發(fā)明的一重要特征。例如經(jīng)由沉積法(deposition)或涂布法(coating)，形成順應(yīng)的一介電層138于該第一介電層130以及該開口136的內(nèi)部表面上。該介電層138是由具有低介電常數(shù)(low-k)與低折射系數(shù)(low-R.I.，約小于等于1.35)的介電材料所組成，其材質(zhì)例如是FLARE(摻氟的聚對二甲苯醚)、SiLK(芳香族碳?xì)浠衔?、FLAC(摻氟的非晶型碳)、氟高分子(fluoro polymer)、多孔硅土(porous silica)或其它類似的材料。
請參閱圖7，接著非等向性地回蝕(anisotropically etching back)部分該介電層138而形成一順應(yīng)的第二介電層138’于該開口136的側(cè)壁上，其中該第二介電層138’具有一第二折射系數(shù)。該非等向性地蝕刻例如是干蝕刻(dry etching)。該第二介電層138’的厚度例如是200～2000。在本例子中，該第一折射系數(shù)大于該第二折射系數(shù)。
請參閱圖8，形成一第三介電層140于該第一介電層130、該第二介電層138’與該開口136上，其中該第三介電層140具有一第三折射系數(shù)。也就是說，該開口136是充滿該第三介電層140。這里要特別注意的是，該第三折射系數(shù)大于該第二折射系數(shù)，而且該第三折射系數(shù)與該第一折射系數(shù)之間沒有任何的關(guān)聯(lián)。因此，本發(fā)明中的IMD層材料的選擇是比現(xiàn)有技術(shù)更方便。該第三介電層140是由具有高折射系數(shù)的介電材料所組成，例如由電漿加強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD)所形成的TEOS(四乙烷基氧硅甲烷)-SiO2層(R.I.約1.46)。一般來說，該第三介電層140的第三折射系數(shù)最好比該第二介電層138’的第二折射系數(shù)至少大0.1。
請參閱圖9，藉由一平坦化程序去除部分該第三介電層140直到該第一介電層130與該第二介電層138’的頂部表面。亦即，在該平坦化程序之后，該第一介電層130、該第二介電層138’與該第三介電層140的頂部表面是共平面(coplanar)。這平坦化步驟可以使用任何的現(xiàn)有平坦化制程，例如化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)程序。如此，即完成了形成獨(dú)特的一光導(dǎo)管150于每一光二極管的n井區(qū)域(或感應(yīng)區(qū)域)120上，該光導(dǎo)管150是包含該第二介電層138，與該第三介電層140。
根據(jù)本發(fā)明的方法，便得到了一種改良的影像感測裝置。請參閱圖9，一影像感測數(shù)組是被形成于一基底100中，其中該影像感測數(shù)組包含多個(gè)感應(yīng)區(qū)域120(或光二極管)，且相鄰感應(yīng)區(qū)域120之間具有一空間104。一第一介電層130是被形成于所述的感應(yīng)區(qū)域120與該空間104上方，其中該第一介電層130具有第一折射系數(shù)。一順應(yīng)的第二介電層138’是形成于該第一介電層130的側(cè)壁上，其中該第二介電層138’具有一第二折射系數(shù)。一第三介電層140是形成于所述的感應(yīng)區(qū)域120上，而不位于該空間104上，其中該第三介電層141具有第三折射系數(shù)。其中，該第三折射系數(shù)大于該第二折射系數(shù)，還有該第二介電層138’與該第三介電層140是構(gòu)成一光導(dǎo)管150于每一感應(yīng)區(qū)域120上方。
圖10是用來說明本發(fā)明的具有光導(dǎo)管150的影像感測裝置所具有的優(yōu)良性能。一發(fā)光源160是發(fā)射出入射光164。該入射光164照射位于一像素上的光導(dǎo)管150。更者，該入射光164是以非垂直的角度照射光導(dǎo)管150而到達(dá)該第二介電層138’與該第三介電層140之間的界面172。在此界面172，該入射光164會(huì)有一轉(zhuǎn)變(transition)產(chǎn)生于高R.I.材料(即第三介電層140)與低R.I.材料(即第二介電層138’)之間。
在光學(xué)技藝中，光的傳播穿越這界面172是由Snell方程式n1sinθ1＝n2sinθ2來控制。在此例子中，n1是表示第二介電層138’的折射系數(shù)，n2是表示第三介電層140的折射系數(shù)。θ2是表示光164照射界面172的入射角，θ1是表示光被傳播至第二介電層138’的角度。更者，如果入射光164并沒有以90度的角度照射界面172的話，則部分的光將會(huì)被反射回第三介電層140。然而，由于在本發(fā)明的例子中，入射光164不可能以90度的角度照射界面172，因此一定會(huì)有反射光168的成分。
本發(fā)明的一顯著特征如下述。因?yàn)榈谌殡妼?40的折射系數(shù)大于第二介電層138’的折射系數(shù)，所以存在一入射臨界角θc。當(dāng)入射角度θ2大于等于臨界角θc時(shí)，所有的入射光164就會(huì)全部反射回第三介電層140中，而不會(huì)傳播至第二介電層138’和第一介電層130中。臨界角θc的數(shù)值是在將光被傳播的角度設(shè)定成90度時(shí)的狀況下來計(jì)算，根據(jù)sinθc＝n1/n2的方程式來計(jì)算。基于本實(shí)施例中的該第二介電層138’與該第三介電層140所采用的最適當(dāng)材料的折射系數(shù)，在相對于界面172表面的垂直角度的狀況下，如果入射角度θ2約大于67度時(shí)，入射光164可以全部反射回第三介電層140中。如此，該反射光168就會(huì)照射位于光導(dǎo)管150下方的感應(yīng)區(qū)域120，而不會(huì)照射到其它(或相鄰)的感應(yīng)區(qū)域，因而能避免串?dāng)_(crosstalk)。
本發(fā)明的另一重要特征如下述。根據(jù)本發(fā)明，使得該第一介電層130與該第三介電層140之間并沒有任何的關(guān)聯(lián)。也就是說，可以方便地使用具有多層介電膜的IMD層126，而不需要考慮與第三介電層140之間的配合(coordination，或搭配)性。
更者，可藉由現(xiàn)有技藝將微鏡(microlens，未圖示)和彩色率光片(colorfilters，未圖示)形成于該光導(dǎo)管150上方。上述形成微鏡的制程例如已經(jīng)揭示于美國專利第6495813號中，在此為避免混淆本案特征，故不予討論。
本發(fā)明特征及效果根據(jù)本發(fā)明方法，由于本發(fā)明的影像感測裝置具有由第二介電層138’與第三介電層140所構(gòu)成的光導(dǎo)管150于每一光傳感器上方，其中第三介電層140的折射系數(shù)大于第二介電層138’的折射系數(shù)。因此，本發(fā)明的光導(dǎo)管150便能夠防止入射光照射到別的光傳感器。除此之外，由于第一介電層130與該第三介電層140之間并沒有任何的關(guān)聯(lián)，所以在內(nèi)聯(lián)機(jī)的IMD層制程中，可以方便地使用各種多層介電材料，而不需要考慮與第三介電層140之間的配合(coordination)性。
總之，本發(fā)明的光導(dǎo)管150便能夠避免光散射發(fā)生于相鄰的光傳感器之間，所以能降低串?dāng)_(crosstalk)以及改善現(xiàn)有的缺點(diǎn)。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種具有光導(dǎo)管的影像感測裝置的制造方法，包括下列步驟形成一影像感測數(shù)組于一基底中，其中該影像感測數(shù)組包含多個(gè)傳感器，且相鄰傳感器之間具有一空間；形成一第一介電層于該空間上方，而不位于所述的傳感器上方；形成具有一第二折射系數(shù)的一順應(yīng)的第二介電層于該第一介電層的側(cè)壁上，以及形成具有一第三折射系數(shù)的一第三介電層于所述的傳感器上方，而不位于該空間上方；其中，該第三折射系數(shù)大于該第二折射系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置的制造方法，其中形成該第一介電層、該第二介電層與該第三介電層的方法包括下列步驟形成該第一介電層于所述的光傳感器與該空間上方；對該第一介電層進(jìn)行一圖案化程序，去除部分該第一介電層而形成一開口于每一光傳感器上方，并保留該第一介電層于該空間上方；形成一介電層于該第一介電層以及該開口的內(nèi)部表面上；非等向性地回蝕部分該介電層而形成該第二介電層于該開口的側(cè)壁上；形成該第三介電層于該第一介電層、該第二介電層與該開口上；以及去除部分該第三介電層至該第一介電層表面，并保留該第三介電層于該開口中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置的制造方法，其中圖案化該第一介電層所使用的掩膜，是相同于用來定義該光傳感器中的離子植入?yún)^(qū)域所使用的掩膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置的制造方法，其中該第三折射系數(shù)比該第二折射系數(shù)至少大0.1。
5.一種具有光導(dǎo)管的影像感測裝置的制造方法，包括下列步驟形成一影像感測數(shù)組于一基底中，其中該影像感測數(shù)組包含多個(gè)傳感器，且相鄰傳感器之間具有一空間；形成一第一介電層于所述的傳感器與該空間上方，其中該第一介電層具有一多層介電結(jié)構(gòu)；對該第一介電層進(jìn)行一圖案化程序，去除部分該第一介電層而形成一開口于每一光傳感器上方，并保留該第一介電層于該空間上方；形成一介電層于該第一介電層以及該開口的內(nèi)部表面上；非等向性地回蝕部分該介電層而形成一順應(yīng)的第二介電層于該開口的側(cè)壁上，其中該第二介電層具有一第二折射系數(shù)；形成一第三介電層于該第一介電層、該第二介電層與該開口上，其中該第三介電層具有一第三折射系數(shù)；以及去除部分該第三介電層至該第一介電層表面，并保留該第三介電層于該開口中；其中，該第三折射系數(shù)大于該第二折射系數(shù)；其中，該第二介電層與該第三介電層是構(gòu)成一光導(dǎo)管于每一光感應(yīng)器上方，因而能避免入射光照射到其它光感應(yīng)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置的制造方法，其中所述的光傳感器是光二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置的制造方法，其中該光二極管包含位于p型區(qū)域中的n型區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置的制造方法，更包括下列步驟進(jìn)行一平坦化程序而使該第一介電層、該第二介電層與該第三介電層的頂部表面是共平面。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置的制造方法，其中該多層介電結(jié)構(gòu)包括SiON，SiN以及氟摻雜二氧化硅膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置的制造方法，其中該第二介電層是一低介電常數(shù)層，該低介電常數(shù)層的材質(zhì)是摻氟的聚對二甲苯醚、芳香族碳?xì)浠衔?、摻氟的非晶型碳、氟高分子或多孔硅土?br> 11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置的制造方法，其中該第三介電層是由電漿加強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法所形成的四乙烷基氧硅甲烷-SiO2層。
12.一種具有光導(dǎo)管的影像感測裝置，包括具有一影像感測數(shù)組的一基底，其中該影像感測數(shù)組包含多個(gè)傳感器，且相鄰傳感器之間具有一空間；一第一介電層，形成于該空間上方而不位于所述的傳感器上方；具有一第二折射系數(shù)的一順應(yīng)的第二介電層，形成于該第一介電層的側(cè)壁上，以及具有一第三折射系數(shù)的一第三介電層，形成于所述的傳感器上方而不位于該空間上方；其中，該第三折射系數(shù)大于該第二折射系數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置，其中所述的光傳感器是光二極管。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置，其中該光二極管包含位于p型區(qū)域中的n型區(qū)域。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置，其中該第一介電層包含至少一層間介電層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置，其中該第一介電層更包含至少一內(nèi)金屬介電層。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置，其中該內(nèi)金屬介電層具有多層介電膜。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置，其中所述的多層介電膜包括SiON，SiN以及氟摻雜二氧化硅層。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置，其中該第二介電層是一低介電常數(shù)層，該低介電常數(shù)層的材質(zhì)是摻氟的聚對二甲苯醚、芳香族碳?xì)浠衔?、摻氟的非晶型碳、氟高分子或多孔硅土?br> 20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的具有光導(dǎo)管的影像感測裝置，其中該第三介電層是由電漿加強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法所形成的四乙烷基氧硅甲烷-SiO2層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有光導(dǎo)管的影像感測裝置及其制造方法。形成一影像感測數(shù)組于基底上，該影像感測數(shù)組包括多個(gè)光傳感器，且相鄰的光傳感器之間具有一空間。形成具有第一折射系數(shù)的第一介電層于上述空間上方，但并不在光傳感器上。形成具有第二折射系數(shù)的順應(yīng)的第二介電層于第一介電層側(cè)壁上。形成具有第三折射系數(shù)的第三介電層于光傳感器上方，但并不在上述空間上。第三折射系數(shù)大于第二折射系數(shù)。其中，一光導(dǎo)管是由形成于每一光傳感器上方的第二、第三介電層所構(gòu)成，其能避免入射光照到其它光傳感器。
文檔編號H01L27/146GK1630090SQ20041009703
公開日2005年6月22日 申請日期2004年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月8日
發(fā)明者楊敦年, 喻中一 申請人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司