DE112008003468T5 - Lichtleiteranordnung für einen Bildsensor - Google Patents

Lichtleiteranordnung für einen Bildsensor Download PDF

Info

Publication number
DE112008003468T5
DE112008003468T5 DE112008003468T DE112008003468T DE112008003468T5 DE 112008003468 T5 DE112008003468 T5 DE 112008003468T5 DE 112008003468 T DE112008003468 T DE 112008003468T DE 112008003468 T DE112008003468 T DE 112008003468T DE 112008003468 T5 DE112008003468 T5 DE 112008003468T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
pixel
light guide
light
color filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE112008003468T
Other languages
English (en)
Inventor
Thanh-Trung Do
Hiok-Nam Tay
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tay Hiok Nam Sg
Tay Hiok Nam Singapore Sg
Candela Microsystems S Pte Ltd
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of DE112008003468T5 publication Critical patent/DE112008003468T5/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14629—Reflectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685—Process for coatings or optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14687—Wafer level processing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L31/02327—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14621—Colour filter arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14623—Optical shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers

Abstract

Bildsensorpixel, umfassend:
ein Substrat;
eine photoelektrische Umwandlungseinheit, die von dem Substrat getragen wird;
eine Schutzschicht, die sich ganzflächig über das Substrat erstreckt; und
einen kaskadierten Lichtleiter, wobei sich ein Teil des kaskadierten Lichtleiters zwischen der Schutzschicht und dem Substrat und ein zweiter Teil oberhalb der Schutzschicht befindet.

Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldungen
  • Diese Anmeldung nimmt die Priorität der folgenden US-amerikanischen Patentanmeldungen in Anspruch: 61/009,454, eingereicht am 28. Dezember 2007; 61/062,773, eingereicht am 28. Januar 2008; 61/063,301, eingereicht am 1. Februar 2008; 61/069,344, eingereicht am 14. März 2008; und 12/218,749, eingereicht am 16. Juli 2008.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gegenstand der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft Strukturen und Methoden zur Herstellung von Festkörperbildsensoren.
  • 2. Hintergrundinformationen
  • Photographische Geräte wie Digitalkameras und digitale Camcorder können elektronische Bildsensoren enthalten, die Licht zur Verarbeitung in Fest- oder Videobilder erfassen. Elektronische Bildsensoren umfassen meistens Millionen von Lichterfassungselementen wie z. B. Photodioden.
  • Festkörperbildsensoren treten in zwei Formen auf: als ladungsgekoppelte Bauelemente (charge coupled device, CCD) und als komplementäre Metalloxid-Halbleiter (complimentary metal oxide semiconductor, CMOS). Bei beiden Bildsensortypen werden Photosensoren in einem Substrat gebildet und in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet. Bildsensoren enthalten meistens Millionen von Pixeln, um ein hochaufgelöstes Bild liefern zu können.
  • ist eine Schnittdarstellung eines Festkörperbildsensors 1 gemäß dem Stand der Technik und zeigt nebeneinander angeordnete Pixel eines Sensors vom CMOS-Typ. Diese Abbildung wurde dem US-Patent Nr. 7,119,319 entnommen. Jedes Pixel verfügt über eine photoelektrische Umwandlungseinheit 2.
  • Die Umwandlungseinheiten 2 befinden sich jeweils neben einer Transferelektrode 3, die Ladungen an eine Float-Diffusionseinheit überträgt (nicht abgebildet). Die Struktur umfasst Drähte 4, die in eine Isolationsschicht 5 eingebettet sind. Der Sensor umfasst typischerweise eine Abflachungsschicht 6 unter dem Farbfilter 8, um durch die Drähte 4 entstehende Oberflächenunebenheit auszugleichen, da eine ebene Oberfläche für die konventionelle Bildung eines Farbfilters durch Lithographie unerlässlich ist. Eine zweite Abflachungsschicht 10 befindet sich über dem Farbfilter 8 und stellt eine ebene Oberfläche für die Herstellung einer Mikrolinse 9 her. Die Gesamtdicke der Abflachungsschichten 6 und 10 und des Farbfilters 8 beträgt in etwa 2,0 μm.
  • In den Sensor sind Lichtleiter 7 integriert, die Licht auf die Umwandlungseinheiten 2 lenken. Die Lichtleiter 7 bestehen aus einem Material wie z. B. Siliziumnitrid, das über eine höhere Brechzahl als die Isolationsschicht 5 verfügt. Jeder der Lichtleiter 7 weist eine Eingangsöffnung auf, die breiter als die an die Umwandlungseinheiten 2 angrenzende Fläche ist. Der Sensor 1 kann außerdem über einen Farbfilter 8 und eine Mikrolinse 9 verfügen.
  • Die Mikrolinse 9 fokussiert Licht auf die photoelektrischen Umwandlungseinheiten 2. Wie in gezeigt, kann die Mikrolinse 9 aufgrund von optischer Beugung gebeugtes Licht erzeugen, welches sich zu den benachbarten, photoelektrischen Umwandlungseinheiten ausbreitet und optisches Übersprechen und Lichtverluste herbeiführen. Das Übersprechen fällt stärker aus, wenn sich oberhalb oder unterhalb des Farbfilters eine Abflachungsschicht befindet, weil dadurch der Abstand der Mikrolinse vom Lichtleiter vergrößert wird. Zwischen benachbarten Pixeln kann Übersprechen auftreten, indem das Licht durch eine der Abflachungsschichten (oberhalb oder unterhalb des Farbfilters) oder die Seitenwand des Farbfilters dringt. Manchmal wird eine Metallabschirmung in die Pixel integriert, um Übersprechungslicht zu unterbinden. Darüber hinaus tragen auch Ausrichtungsfehler von Mikrolinse, Farbfilter und Lichtleiter zum Übersprechen bei. Gestaltung, Größe und Form der Mikrolinse können im Hinblick auf möglichst geringes Übersprechen angepasst werden. Für die präzise Herstellung der Mikrolinse entstehen jedoch zusätzliche Kosten, und das Übersprechen kann dennoch nicht vollständig unterbunden werden.
  • Eine weitere Ursache für Lichtverluste sind Rückwärtsreflektionen vom Bildsensor an der Grenzfläche zum Substrat. Wie in zu sehen, befindet sich der Lichtleiter in direktem Kontakt zum Silizium. Diese Grenzfläche kann unerwünschte Rückwärtsreflektionen weg vom Sensor verursachen. Herkömmliche Antireflexionsmaßnahmen für Bildsensoren sind die Einfügung eines zweilagigen Oxid-Nitrid-Filmstapels unmittelbar oberhalb des Siliziumsubstrats oder einer Oxinitridschicht mit veränderlichem Stickstoff-Sauerstoff-Verhältnis. Dadurch können jedoch nur die Reflexionen zwischen einem Siliziumsubstrat und einem dicken Oxidisolator reduziert werden. Diese Methode ist nicht geeignet, wenn es sich bei der Grenzfläche um ein Siliziumsubstrats und einen Lichtleiter aus Nitrid handelt.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Bildsensorpixel, das eine photoelektrische Umwandlungseinheit umfasst, die von einem Substrat getragen wird, sowie einen Isolator, der an das Substrat angrenzt. Das Pixel kann über einen kaskadierten Lichtleiter verfügen, wobei sich ein Teil des kaskadierten Lichtleiters innerhalb des Isolators befindet und ein anderer Teil oberhalb des Isolators verläuft. Der kaskadierte Lichtleiter kann einen selbstausrichtenden Farbfilter umfassen. Das Pixel kann über einen Antireflexionsstapel zwischen dem Substrat und dem kaskadierten Lichtleiter verfügen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • stellt den Querschnitt zweier Bildsensorpixel nach dem Stand der Technik dar;
  • stellt optisches Übersprechen zwischen benachbarten Pixeln nach dem Stand der Technik dar;
  • stellt den Querschnitt zweier Bildsensorpixel der vorliegenden Erfindung dar;
  • zeigt Licht, das sich durch einen Luftspalt zwischen zwei Farbfiltern bewegt;
  • zeigt Licht, das vom Luftspalt in die Farbfilter umgeleitet wird;
  • ist ein Diagramm, das die Lichtleistung über der Wegstrecke im Luftspalt darstellt;
  • ist ein Diagramm, das den Leistungsverlust im Luftspalt über der Wegstrecke für die Breiten 0,6 μm und 1,0 μm sowie drei verschiedene Farben darstellt;
  • ist ein Diagramm, das den maximalen Leistungsverlust im Spalt über der Spaltbreite bei einer Tiefe von 1,0 μm darstellt;
  • ist eine Tabelle, die den maximalen Leistungsverlust im Spalt bei einer Tiefe von 1,0 μm für verschiedene Spaltbreiten angibt;
  • ist eine Tabelle der Spaltfläche als Prozentanteil der Pixelfläche für verschiedene Spaltbreiten und Pixelabstände;
  • ist eine Tabelle des Leistungsverlusts des Pixels für verschiedene Spaltbreiten und Pixelabstände;
  • ist ein Diagramm, das den Leistungsverlust des Pixels über dem Pixelpitch für verschiedene Spaltbreiten darstellt;
  • –L stellen ein Verfahren zur Herstellung der in gezeigten Pixel dar.
  • stellt Strahlenspuren innerhalb des Pixels von dar.
  • stellt ein Pixel an einem Eckpunkt der Matrix dar.
  • stellt Lichtstrahlenspuren innerhalb des Pixels von dar.
  • ist eine Draufsicht von vier Pixeln innerhalb einer Matrix;
  • zeigt eine alternative Ausführungsform des Sensorpixels mit Strahlenverfolgung;
  • –M stellen ein Verfahren zur Herstellung der in gezeigten Pixel dar.
  • –H stellen ein Verfahren zur Freilegung eines Anschlussflecks dar;
  • stellt einen Antireflexionsstapel innerhalb des Sensors dar;
  • –E stellen ein alternatives Verfahren zur Bildung eines Antireflexionsstapels innerhalb des Sensors dar;
  • ist ein Diagramm, das den Durchlässigkeitsfaktor eines Antireflexionsstapels über der Lichtwellenlänge darstellt;
  • ist ein Diagramm, das den Durchlässigkeitsfaktor des Antireflexionsstapels über der Lichtwellenlänge darstellt;
  • ist ein Diagramm, das den Durchlässigkeitsfaktor des Antireflexionsstapels über der Lichtwellenlänge darstellt;
  • –G stellen ein alternatives Verfahren zur Bildung zweier Antireflexionsstapel innerhalb des Sensors dar;
  • ist ein Diagramm, das den Durchlässigkeitsfaktor eines ersten Antireflexionsstapels (links in ) über der Lichtwellenlänge darstellt;
  • ist ein Diagramm, das den Durchlässigkeitsfaktor eines zweiten Antireflexionsstapels (rechts in ) über der Lichtwellenlänge darstellt;
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die Erfindung betrifft ein Bildsensorpixel, das eine photoelektrische Umwandlungseinheit umfasst, die von einem Substrat getragen wird, sowie einen Isolator, der an das Substrat angrenzt. Das Pixel umfasst einen Lichtleiter, der sich innerhalb einer Vertiefung des Isolators befindet und sich oberhalb davon fortsetzt, so dass ein Teil des Lichtleiters über eine Grenzfläche zur Luft verfügt. Die Luftgrenzfläche verbessert die interne Reflexion des Lichtleiters. Darüber hinaus werden der Lichtleiter und ein daran anschließender Farbfilter mit Hilfe eines Verfahrens hergestellt, durch das die obere Öffnung des Lichtleiters optimiert und das Übersprechen reduziert wird. Diese Merkmale des Lichtleiters machen eine Mikrolinse unnötig. Darüber hinaus ist oberhalb der photoelektrischen Umwandlungseinheit und unterhalb des Lichtleiters ein Antireflexionsstapel angebracht, der Lichtverluste durch Rückwärtsreflexionen vom Bildsensor reduziert. Zwei Pixel unterschiedlicher Farbe können getrennt voneinander für möglichst geringe Reflektivität optimiert werden, indem die Dicke einer der Schichten innerhalb des Antireflexionsstapels angepasst wird.
  • Das Pixel kann zwei übereinander angeordnete Lichtleiter umfassen. Der erste Lichtleiter befindet sich innerhalb einer ersten Vertiefung des an das Substrat anschließenden Isolators. Der zweite Lichtleiter befindet sich innerhalb einer zweiten Vertiefung in einer Trägerschicht, die zu einem späteren Zeitpunkt während der Herstellung des Pixels entfernt wird. Innerhalb derselben Vertiefung befindet sich ein Farbfilter, der sich somit selbst mit dem zweiten Lichtleiter ausrichtet. Der zweite Lichtleiter kann an den Eckpunkten der Pixelmatrix gegenüber dem ersten Lichtleiter versetzt sein, damit Licht eingefangen wird, das in einem zur vertikalen Achse von Null verschiedenen Winkel einfällt.
  • Zwischen benachbarten Farbfiltern wird ein Luftspalt hergestellt, indem das an den Filter angrenzende Material der Trägerschicht entfernt wird. Luft verfügt über eine niedrigere Brechzahl als die Trägerschicht und bewirkt ein höheres Reflexionsvermögen im Inneren des Farbfilters und des Lichtleiters. Darüber hinaus ist der Luftspalt so gestaltet, dass in ihn einfallendes Licht in den Farbfilter „gebeugt” wird und eine größere Lichtmenge den Sensor erreicht.
  • Der Reflexionsgrad der Grenzfläche des Siliziums und des Lichtleiters wird reduziert, indem unterhalb des ersten Lichtleiters ein Nitridfilm und ein erster Oxidfilm aufgebracht wird. Zusätzlich kann ein zweiter Oxidfilm unter dem Nitridfilm eingefügt werden, damit für einen größeren Lichtfrequenzbereich eine Antireflexwirkung erzielt wird. Die erste Oxidschicht kann in einer Ätzgrube abgeschieden werden, bevor das Material des Lichtleiters aufgebracht wird. In einer anderen Ausführungsform werden alle Antireflexionsschichten vor der Ätzung einer Grube gebildet, und eine zusätzliche Lichtleiter-Ätzstoppschicht bedeckt die Antireflexionsschichten, um sie vor dem Grubenätzmittel zu schützen.
  • Im Folgenden wird mit Hilfe von Bezugsnummern konkreter auf die Zeichnungen Bezug genommen. , –L, und –B zeigen Ausführungsformen zweier benachbarter Pixel in einem Bildsensor 100. Beide Pixel verfügen über eine photoelektrische Umwandlungseinheit 102, die Lichtenergie in elektrische Ladungen umwandelt. In einem konventionellen 4T-Pixel kann es sich bei der Elektrode 104 um eine Transferelektrode handeln, die die Ladungen zu einem separaten Leseknoten (nicht abgebildet) transportiert. Alternativ kann es sich in einem konventionellen 3T-Pixel bei der Elektrode 104 um eine Zurücksetzungselektrode handeln, die die photoelektrische Umwandlungseinheit 102 zurücksetzt. Die Elektroden 104 und Umwandlungseinheiten 102 sind auf einem Substrat 106 gebildet. Der Sensor 100 enthält auch Drähte 108, die in die Isolationsschicht 110 eingebettet sind.
  • Jedes Pixel verfügt über einen ersten Lichtleiter 116. Die ersten Lichtleiter 116 bestehen aus einem lichtbrechenden Material, das über eine höhere Brechzahl als die Isolationsschicht 110 verfingt. Wie in zu sehen, können die ersten Lichtleiter 116 jeweils über eine Seitenwand 118 verfügen, die relativ zu einer vertikalen Achse in einem Winkel α geneigt ist. Der Winkel α wird auf einen Wert kleiner als 90 – asin(nIsolationsschicht/nLichtleiter) festgelegt, vorzugsweise 0, so dass innerhalb des Leiters Totalreflexion des Lichts auftritt, wobei nIsolationsschicht und nLichtleiter die Brechzahlen des Materials der Isolationsschicht bzw. des Materials des Lichtleiters sind. Die Lichtleiter 116 reflektieren das vom zweiten Lichtleiter 130 kommende Licht intern auf die Umwandlungseinheiten 102.
  • Die zweiten Lichtleiter 130 befinden sich oberhalb der ersten Lichtleiter 116 und können aus demselben Material wie der erste Lichtleiter 116 bestehen. Das obere Ende des zweiten Lichtleiters 130 ist breiter als das untere Ende, wo der zweite Lichtleiter 130 auf den ersten Lichtleiter 116 trifft. Daher ist der Spalt zwischen benachbarten, zweiten Lichtleitern 130 im unteren Bereich (nachfolgend „zweiter Spalt”) sowohl breiter als oben als auch breiter als der Luftspalt 422 zwischen den Farbfiltern 114B, 114G über den zweiten Lichtleitern 130. Die zweiten Lichtleiter 130 können relativ zu den ersten Lichtleitern 116 und/oder den Umwandlungseinheiten 102 seitlich versetzt sein, wie in zu sehen, wobei die Mittellinie C2 des zweiten Lichtleiters 130 relativ zur Mittellinie C1 des ersten Lichtleiters 116 oder der photoelektrischen Umwandlungseinheit 102 versetzt ist. Der Versatz kann je nach Position des Pixels innerhalb einer Matrix unterschiedlich groß sein. Zum Beispiel kann der Versatz bei Pixeln im Randbereich der Matrix größer sein. Die Richtung des Versatzes kann mit der seitlichen Richtung des einfallenden Lichts übereinstimmen, damit der erste Lichtleiter eine möglichst große Lichtmenge einfängt. Im Fall von Licht, das in einem zur vertikalen Achse von Null verschiedenen Winkel einfällt, geben versetzte zweite Lichtleiter 130 eine größere Lichtmenge an die ersten Lichtleiter 116 weiter. Der zweite Lichtleiter 130 und der erste Lichtleiter 116 zusammengenommen bilden damit einen Lichtleiter, dessen vertikaler Querschnitt bei verschiedenen Pixeln eine unterschiedliche Form aufweist. Die Form wird bei jedem Pixel auf den Winkel der einfallenden Lichtstrahlen abgestimmt.
  • und zeigen eine Strahlenverfolgung für ein Pixel in der Mitte einer Matrix bzw. an einem Eckpunkt der Matrix. In fallen die Lichtstrahlen vertikal ein. Die zweiten Lichtleiter 130 sind gegenüber den ersten Lichtleitern 116 zentriert. Die beiden Lichtstrahlen a und b werden einmal im zweiten Lichtleiter 130 reflektiert und treten dann in den ersten Lichtleiter 116 ein, wo sie einmal (Strahl a) bzw. zweimal (Strahl b) reflektiert werden, bevor sie die Umwandlungseinheiten 102 erreichen. In sind die zweiten Lichtleiter 130 vom Mittelpunkt der Matrix, die sich links befindet, nach rechts versetzt. Lichtstrahl c, der in einem Winkel von bis zu 25 Grad relativ zur vertikalen Achse von links eintritt, wird an der rechten Seitenwand des zweiten Lichtleiters 130 reflektiert, trifft auf die linke, untere Seitenwand desselben, durchdringt diese und erreicht schließlich die Umwandlungseinheit 102. Der Versatz ist so gewählt, dass der erste Lichtleiter 116 den Lichtstrahl, der aus der linken, unteren Seitenwand des zweiten Lichtleiters 130 austritt, wieder einfängt. Jedes Mal, wenn Lichtstrahl c die Seitenwand eines Lichtleiters durchquert – sei es beim Verlassen des zweiten Lichtleiters oder beim Eintreten in den ersten Lichtleiter –, wird er so gebrochen, dass der Winkel zur vertikalen Achse des Strahls nach der Brechung geringer ist; der Strahl wird also in Richtung der photoelektrischen Umwandlungseinheit abgelenkt. Somit erlaubt es die Konstruktion eines Lichtleiters aus einem ersten Lichtleiter 116 und einem zweiten Lichtleiter 130, die Form des vertikalen Querschnitts des Lichtleiters von Pixel zu Pixel zur Optimierung der Übertragung des Lichts zur photoelektrischen Umwandlungseinheit 102 anzupassen.
  • Die Konstruktion eines Lichtleiters aus zwei getrennten Lichtleitern 116, 130 hat den zweiten Vorteil, dass die Ätztiefe für beide Lichtleiter 116, 130 reduziert wird. Folglich kann der Neigungswinkel für die Seitenwand präziser kontrolliert werden. Außerdem entstehen bei der Ablagerung des Lichtleitermaterials mit geringerer Wahrscheinlichkeit ungewollte Löcher. Diese treten häufig auf, wenn dünne Schichten in tiefen Gruben aufgebracht werden, und führen dazu, dass das Licht am Lichtleiter gestreut wird, wenn es auf die Löcher trifft.
  • Die Farbfilter 114B, 114G befinden sich über den zweiten Lichtleitern 130. Der obere Teil der Seitenwand – bei den Farbfiltern und daran anschließend – weicht weniger von der Vertikalen ab als der übrige zweite Lichtleiter. Anders betrachtet sind die gegenüberliegenden Seitenwände benachbarter Farbfilter nahezu parallel.
  • Der erste Luftspalt 422 zwischen den Farbfiltern verfügt über eine Breite von 0,45 μm oder weniger und eine Tiefe von 0,6 μm oder mehr. Ein den oben angeführten Abmessungen entsprechender Luftspalt bewirkt, dass Licht im Spalt in die Farbfilter und schließlich zu den Sensoren abgelenkt wird. Der prozentuelle Verlust des auf das Pixel auftreffenden Lichts aufgrund der Durchquerung des Spalts (nachfolgend „Pixelverlust”) wird deutlich reduziert.
  • Licht, das in einen Spalt zwischen zwei transluzenten Bereichen mit höheren Brechzahlen fällt, wird in den einen oder anderen abgelenkt, sofern der Spalt hinreichend schmal ist. Im Besonderen wird Licht, das in einen Luftspalt zwischen zwei Farbfiltern fällt, in den einen oder anderen Farbfilter abgelenkt, sofern die Spaltbreite gering genug ist. zeigt einen vertikalen Spalt zwischen zwei Farbfilterbereichen, der mit einem Medium mit geringerer Brechzahl gefüllt ist, z. B. Luft. Lichtstrahlen, die näher an der einen Seitenwand als der anderen in den Spalt einfallen, werden in Richtung der ersteren abgelenkt und die übrigen in Richtung der letzteren. zeigt Wellenfronten mit einem Abstand von je einer Wellenlänge. Wellenfronten bewegen sich in Medien mit hoher Brechzahl langsamer fort, in diesem Beispiel im Farbfilter mit einer Brechzahl von etwa 1,6. Unter Annahme eines luftgefüllten Spalts beträgt der Abstand der Wellenfronten im Spalt daher das 1,6-fache des Abstands im Farbfilter, wodurch die Wellenfronten an der Grenzfläche von Farbfilter und Luftspalt gebeugt und die Lichtstrahlen in den Farbfilter abgelenkt werden. Das Diagramm von stellt die entlang einer vertikalen Achse z des Luftspalts transportierte Lichtleistung P(z) geteilt durch die Leistung des einfallenden Lichts P(0) über der Wegstrecke z dar. Wie in für verschiedene Spaltbreiten gezeigt, nimmt die Lichtleistung weiter unten im Spalt ab, und zwar schneller bei geringeren Spaltbreiten in der Größenordnung von einer Wellenlänge, bis sie schließlich bei einer Spaltbreite von 0,4 Wellenlängen in einer Tiefe von 1,5 Wellenlängen weitgehend vernachlässigbar ist. Aus ergibt sich, dass die Tiefe bevorzugterweise wenigstens gleich der Wellenlänge der längsten in Frage kommenden Lichtwellen sein sollte, also in dieser Ausführungsform eines Bildsensors für sichtbares Licht wenigstens 650 nm. In dieser Tiefe beträgt der Anteil der Leistung des Lichts, das in den Spalt fällt und an den Bereich darunter verloren geht (nachfolgend „Spaltverlust”), weniger als 15%. Der Farbfilter muss somit mindestens eine Wellenlänge dick sein, um in den Spalt fallendes Licht filtern zu können, damit kein ungefiltertes Licht die Lichtleiter 130, 114 und schließlich die Umwandlungseinheit 102 erreicht. Wenn der Spalt mit einem anderen transparenten Medium als Luft mit einer Brechzahl nSpalt > 1,0 gefüllt ist, müsste der Spalt diesen Überlegungen zufolge auf eine Breite von höchstens 0,45 μm/nSpalt verkleinert werden, da damit die Entfernungen in Wellenlängen ausgedrückt gleich bleiben, aber die absoluten Entfernungen um den Faktor 1/nSpalt verkürzt werden.
  • Wie zeigt, wird der Leistungsfluss bei rotem Licht mit einer Wellenlänge von in Luft 650 nm in einer Tiefe von 0,65 μm (d. h. einer Wellenlänge in Luft) auf 0,15 (15%) abgeschwächt, wenn die Breite des Spaltes 0,6 Wellenlängen in Luft, d. h. 0,39 μm beträgt. Die Abschwächung erreicht ihren Höhepunkt in einer Tiefe von etwa 1 μm. Die Abschwächung mit der Tiefe nimmt bei geringerer Wellenlänge einen steileren Verlauf
  • stellt den Spaltverlust über der Breite des Spalts W für 3 Farben – Blau mit einer Wellenlänge von 450 nm, Grün mit 550 nm und Rot mit 650 nm – und für die Tiefen 0,6 μm und 1,0 μm dar. In ist für eine Tiefe von 1,0 μm der höchste Spaltverlust unter den drei Farben und der maximale Spaltverlust für Breiten von 0,2 μm bis 0,5 μm aufgetragen. In wird der Spaltverlust in Abhängigkeit von der Spaltbreite tabellarisch aufgeführt. In wird die Spaltfläche in Prozent der Pixelfläche in Abhängigkeit von Pixelpitch und Spaltbreite aufgeführt. Durch Multiplikation der Einträge der Tabelle von (Spaltfläche in Prozent) mit dem Eintrag der entsprechenden Spalte (d. h. dem Spaltverlust) erhält man den Pixelverlust, der in tabellarisch aufgeführt wird. stellt die Beziehung von Pixelverlust und Pixelpitch für verschiedene Spaltbreiten von 0,2 μm bis 0,5 μm dar.
  • zeigt, dass eine Spaltebreite von weniger als 0,45 μm zu einem Pixelverlust von weniger als 8% führen würde, wenn der Pixelpitch zwischen 1,8 μm und 2,8 μm liegt – im Pixelgrößenbereich von Kompaktkameras und Telefonkameras – und die Stärke des Farbfilters 1,0 μm beträgt. Für weniger als 3% wird eine Spaltbreite unter 0,35 μm benötigt; für weniger als 1,5% eine Spaltbreite unter 0,3 μm; und für weniger als 0,5% eine Spaltbreite unter 0,25 μm. zeigt außerdem, dass der Pixelverlust bei gleicher Spaltbreite für größere Pixel geringer ist. Dementsprechend ergibt sich für Pixel, die größer als 5 μm sind, mit den obigen Werten mindestens eine Halbierung des Pixelverlusts.
  • Betrachtet man wieder und , so ist klar, dass der erste Luftspalt 422 Übersprechen vom Farbfilter eines Pixels zu einem benachbarten Pixel durch interne Reflexion unterbindet. Die Farbfilter 114B, 114G fungieren daher jeweils als Lichtleiter. Der Farbfilter, der zweite Lichtleiter und der erste Lichtleiter entlang Strahl a in bilden eine Kaskade, die einfallendes Licht erfasst, an die photoelektrische Umwandlungseinheit 102 übermittelt und dabei Leistungsverlust und Übersprechen gering hält. Im Unterschied zum Stand der Technik, bei dem Metallwände oder lichtabsorbierende Wände zwischen den Farbfiltern verwendet werden, um das Übersprechen zu reduzieren, aber das auf solche Wände auftreffende Licht verloren geht, bewirkt der erste Luftspalt 422 durch Ablenkung des Lichts in den nächsten Farbfilter einen vernachlässigbaren Spaltverlust. Da sich außerdem im Unterschied zum Stand der Technik keine Abflachungsschicht unter den Farbfiltern befindet, die sich über benachbarte Lichtleiter hinweg erstreckt (siehe ), wird auch das damit verbundene Übersprechen beseitigt.
  • Die Luftgrenzfläche kann sich von der Seitenwand des Farbfilters entlang der Seitenwand des zweiten Lichtleiters fortsetzen und bis zur Schutzschicht 410 reichen, so dass ein zweiter Luftspalt 424 entsteht. Die Luftgrenzfläche zwischen dem zweiten Luftspalt 424 und dem zweiten Lichtleiter 130 bewirkt eine bessere, interne Reflexion des zweiten Lichtleiters 130.
  • Über der Isolationsschicht 110 kann eine Schutzschicht 410 aus Siliziumnitrid gebildet werden, um Alkalimetallionen vom Eindringen in das Silizium abzuhalten. Alkalimetallionen, die häufig im Material von Farbfiltern vorkommen, können in MOS-Transistoren Instabilitäten verursachen. Die Schutzschicht 410 hält außerdem Feuchtigkeit ab. Die Schutzschicht 410 kann aus Siliziumnitrid (Si3N4) einer Dicke zwischen 10 000 und 4 000 Angström, bevorzugt 7 000 Angström bestehen. Wenn der erste Lichtleiter 116 oder der zweite Lichtleiter 130 aus Siliziumnitrid besteht, erstreckt sich die aus Siliziumnitrid gebildete Schutzschicht 410 ganzflächig über die Isolationsschicht 110, um die Transistoren gegen Alkalimetallionen und Feuchtigkeit zu versiegeln. Wenn weder der erste 116 noch der zweite 130 Lichtleiter aus Siliziumnitrid besteht, kann die Schutzschicht 110 für eine ähnliche Versiegelung die Oberseite des ersten Lichtleiters 116 oder alternativ die Seitenwände und die Unterseite des ersten Lichtleiters 116 bedecken.
  • Der erste 422 und der zweite Luftspalt 424 bilden eine zusammenhängende Vertiefung, die zur Luft über der Oberseite des Bildsensors geöffnet ist. Anders betrachtet verfügen die Schutzschicht 410 und die Oberseiten der Farbfilter 114B, 114G über eine zusammenhängende Grenzfläche zur Luft. Insbesondere befindet sich zwischen den Oberseiten 430 der Pixel ein Luftspalt. Diese Öffnung ermöglicht es, bei der Bildung des ersten Luftspalts 422 und des zweiten Luftspalts 424 anfallende Reststoffe während der Herstellung des Bildsensors zu beseitigen. Wenn der erste Luftspalt 422 später aus irgendeinem Grund mit einem Füllmaterial verschlossen wird, sollte dieses eine niedrigere Brechzahl als das Material des Farbfilters aufweisen, so dass (i) im Farbfilter interne Reflexion auftritt und (ii) in den Luftspalt 422 fallendes Licht in die Farbfilter 114B, 114G abgelenkt wird. Wenn entsprechend der zweite Luftspalt 424 mit einem Füllmaterial gefüllt wird, muss dieses eine niedrigere Brechzahl als der zweite Lichtleiter 130 aufweisen.
  • Der Farbfilter 114 und die Lichtleiter 130 und 116 bilden zusammen einen „kaskadierten Lichtleiter”, der Licht unter Auszunutzung der Totalreflexion an den Grenzflächen zu äußeren Medien wie dem Isolator 110 und den Luftspalten 422 und 424 zur photoelektrischen Umwandlungseinheit leitet. Im Unterschied zu Konstruktionen gemäß dem Stand der Technik überquert in den Farbfilter eintretendes Licht nicht die Grenze zum Farbfilter des nächsten Pixels, sondern kann sich nur nach unten zum zweiten Leitleiter 130 fortpflanzen. Dadurch wird es überflüssig, eine Mikrolinse darüber anzubringen, die das Licht in der Mitte der Pixelfläche bündelt, damit keine Lichtstrahlen aus dem Farbfilter eines Pixels austreten und ein benachbartes Pixel erreichen. Der Verzicht auf eine Mikrolinse hat den Vorteil, dass das zuvor erwähnte Problem aufgrund von Ausrichtungsfehlern von Mikrolinse und Farbfilter vermieden wird, welches Übersprechen verursachen kann. Außerdem werden die Herstellungskosten reduziert.
  • Wie bereits erwähnt, hat ein kaskadierter Lichtleiter gegenüber der Verwendung lichtundurchlässigen Wandmaterials zwischen den Farbfiltern gemäß dem Stand der Technik den weiteren Vorteil, dass das zwischen den Farbfiltern 114B und 114G in den ersten Luftspalt 422 fallende Licht in den einen oder anderen Farbfilter abgelenkt wird, so dass kein Licht verloren geht, im Unterschied zu Pixeln gemäß dem Stand der Technik, wo Licht an die lichtundurchlässigen Wände zwischen den Farbfiltern verloren geht.
  • Ein Vorteil dieses Herstellungsverfahrens des Farbfilters gegenüber Verfahren gemäß dem Stand der Technik ist, dass die Form der Seitenwand des Farbfilters nicht durch die Photolack- und Farbstoffmaterialien definiert wird, aus denen der Farbfilter besteht. Bei Herstellungsverfahren gemäß dem Stand der Technik müssen die gebildeten Farbfilter nach der Entwicklung gerade Seitenwände aufweisen. Durch diese Anforderung wird die Auswahl eines Photolack- und Farbstoffmaterials eingeschränkt, da der Farbstoff kein Licht absorbieren darf, für das das Photolackmaterial empfindlich ist. Andernfalls erhielte die Unterseite des Farbfilters weniger Licht, wodurch ein Farbfilter entstünde, der unten schmaler als oben ist. Im vorliegenden Verfahren zur Herstellung des Farbfilters wird die Seitenwand des Farbfilters über die in die Trägerschicht 134 geätzte Wanne 210 gebildet, wobei an die Eigenschaften des Farbfiltermaterials oder die Genauigkeit der Photolithographie keine Anforderungen gestellt werden. Dadurch ergibt sich ein kostengünstigeres Verfahren.
  • Ein weiterer Vorteil gegenüber Verfahren zur Herstellung des Farbfilters gemäß dem Stand der Technik ist, dass die Kontrolle der Spaltbreite für alle Pixel einheitlich erfolgt und bei geringen Kosten hochpräzise ist. Die Spaltbreite ergibt sich hier aus einer Kombination der Linienbreite des einzelnen Lithographieschritts, mit dem die Vertiefungen in die Trägerschicht geätzt werden, und der seitlichen Ätzung während des Trockenätzens, die beide einheitlich und äußerst präzise ohne zusätzliche Kosten kontrolliert werden können. Würden solche Spalten gemäß dem Stand der Technik durch Platzierung von 3 Farbfiltern unterschiedlicher Farben in drei verschiedenen Lithographieschritten hergestellt, wäre es unmöglich, eine einheitliche Spaltbreite zu erreichen, die Lithographie wäre teuer, und die Kontrolle des Seitenwandprofils müsste noch strengeren Anforderungen genügen.
  • Ein kaskadierter Lichtleiter, in dem ein Farbfilter 114 und ein Lichtleiter 130 in derselben Vertiefung in der Trägerschicht 134 gebildet werden (nachfolgend „selbstausrichtender kaskadierter Lichtleiter”), hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass keine Fehlausrichtung von Farbfilter 114 und Lichtleiter 130 auftritt. Der Farbfilter 114 besitzt Seitenwände, die sich selbst mit den Seitenwänden des Lichtleiters 130 ausrichten.
  • Die –L zeigen ein Verfahren zur Herstellung des Bildsensors 100. Der Sensor kann so weit vorbereitet werden, dass die Umwandlungseinheiten 102 und Elektroden 104 auf dem Siliziumsubstrat 106 gebildet und die Drähte 108 in das Isolatormaterial 110 eingebettet sind, wie in zu sehen. Der Isolator 110 kann aus einem Material mit niedriger Brechzahl (n) wie z. B. Siliziumdioxid (n = 1,46) hergestellt sein. Die Oberseite des Isolators 110 kann durch einen chemisch-mechanischen Poliervorgang (chemical mechanical polishing, CMP) abgeflacht werden.
  • Wie in gezeigt, kann das Isolatormaterial zur Bildung der Vertiefungen 120 für den Lichtleiter entfernt werden. Die Vertiefungen 120 besitzen in einem Winkel α abgeschrägte Seitenwände. Die Vertiefungen 120 können z. B. durch reaktive Ionenätzung (reaktive ion etching, RIE) hergestellt werden. Bei Verwendung von Siliziumoxid als Isolatormaterial ist CF4 + CHF3 im Strömungsverhältnis 1:2, das in Argongas bei 125 mTorr (166 mbar) und 45°C transportiert wird, ein geeignetes Ätzmittel. Der Winkel der Seitenwand kann durch Einstellung der Hochfrequenzleistung zwischen 300 W und 800 W bei 13,56 MHz angepasst werden.
  • stellt das Hinzufügen des Lichtleitermaterials 122 dar. Beispielsweise kann es sich beim Material des Lichtleiters 122 um ein Siliziumnitrid mit einer Brechzahl von 2,0 handeln, die höher als die Brechzahl des Isolatormaterials 110 ist (z. B. Siliziumoxid, n = 1,46). Außerdem bildet Siliziumnitrid eine Diffusionsbarriere gegen H2O und Alkalimetallionen. Das Material des Lichtleiters kann z. B. durch plasmaunterstützte chemische Dampfabscheidung (plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD) aufgebracht werden.
  • Das Lichtleitermaterial kann zurückgeätzt werden, so dass ein dünnerer und ebenerer Schutzfilm 410 zurückbleibt, der den Isolator bedeckt. Somit sind die Umwandlungseinheit 102, das Gate 104 und die Elektroden 108 während der nachfolgenden Vorgänge gegen H2O und Alkalimetallionen versiegelt. Wenn es sich beim Material des ersten Lichtleiters 122 nicht um Siliziumnitrid handelt, kann alternativ eine Siliziumnitridschicht über dem Lichtleitermaterial 122 aufgebracht werden, nachdem letzteres zum Abflachen der Oberseite zurückgeätzt wurde, so dass eine Schutzschicht 410 gebildet wird, die die Umwandlungseinheit 102, das Gate 104 und die Elektroden 108 gegen H2O und Alkalimetallionen versiegelt. Die Schutzschicht 410 kann zwischen 10 000 Angström und 4 000 Angström, bevorzugt 7 000 Angström dick sein.
  • Wie in gezeigt, wird über dem Siliziumnitrid eine Trägerschicht 134 gebildet. Bei der Trägerschicht 134 kann es sich um Siliziumoxid handeln, das aus hochdichtem Plasma (High Density Plasma, HDP) abgeschieden wird.
  • In werden Vertiefungen in die Trägerschicht geätzt. Die Vertiefungen können Seitenwände 136 umfassen, die in einem Winkel β abgeschrägt sind. Der Winkel β wird so gewählt, dass β < 90 – asin(1/n2Lichtleiter), wobei n2Lichtleiter die Brechzahl des Materials des zweiten Lichtleiters 130 ist, so dass innerhalb der zweiten Lichtleiter 130 Totalreflexion auftritt. Durch Herstellung zweier getrennter Lichtleiter ergibt sich eine geringere Ätztiefe pro Lichtleiter. Folglich kann die Ätzung der schrägen Seitenwand leichter und mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden. Die Trägerschicht 134 und die zweiten Lichtleiter 130 können aus dem gleichen Material und mit Hilfe der gleichen Verfahren wie die Isolationsschicht 110 bzw. die ersten Lichtleiter 116 hergestellt werden.
  • Wie in gezeigt, kann die Seitenwand über einen vertikalen und einen schrägen Abschnitt verfügen. Der vertikale Abschnitt und der schräge Abschnitt können hergestellt werden, indem die chemische Zusammensetzung des Ätzmittels oder die Plasmabedingungen während des Ätzvorgangs geändert werden. Zum Ätzen des vertikalen Abschnitts wird ein Ätzrezept gewählt, das für die Herstellung der vertikalen Seitenwand 162 günstig ist, und danach eines, das für die Herstellung der schrägen Seitenwand günstig ist.
  • stellt das Hinzufügen des Lichtleitermaterials dar. Beim Material des Lichtleiters kann es sich beispielsweise um Siliziumnitrid handeln, das z. B. durch plasmaunterstützte chemische Dampfabscheidung (plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD) aufgebracht wird.
  • In sind die zweiten Lichtleiter 130 mit je einer Wanne 210 dargestellt. Die Wannen 210 sind durch eine Trägerwand 212 voneinander getrennt, die Bestandteil der Trägerschicht 134 ist. Die Warme 210 wird gebildet, indem das Lichtleitermaterial bis zur Wand 212 und noch weiter zurückgeätzt wird, bis die Oberseite des Lichtleiters um 0,6 μm bis 1,2 μm unterhalb der Oberseite der Wand 212 liegt.
  • Wie in gezeigt, wird ein Farbschichtmaterial 114B mit einem Farbstoff einer bestimmten Farbe aufgebracht, das die Wannen 210 füllt und sich über die Trägerschicht 134 erstreckt. In diesem Beispiel kann das Farbmaterial blauen Farbstoff enthalten. Das Farbfiltermaterial besteht in der Regel aus Negativphotolack, der Polymere bildet, die bei Belichtung für Photolackentwickler unlöslich werden. Auf das Material 114B wird eine Maske (nicht abgebildet) mit Öffnungen gebracht, die diejenigen Bereiche unverdeckt lässt, die bestehen bleiben sollen, während der Rest weggeätzt wird.
  • zeigt den Sensor nach dem Ätzschritt. Der Vorgang kann mit einem anderen Farbmaterial wie grünem oder rotem wiederholt werden, um Farbfilter für jedes Pixel herzustellen, wie in gezeigt. Das zuletzt aufgebrachte Farbmaterial füllt die übrigen Wannen 210 und erfordert daher keine Maskierung. Mit anderen Worten wird der gesamte Bildsensorwafer dem Belichtungslicht ausgesetzt, um den letzten Farbfilterfilm vollständig zu belichten. Während des Trocknungsschritts bildet der letzte Farbfilter eine Schicht, die alle Pixel überlappt, auch solche anderer Farben. Die Überlappung der anderen Pixel durch den letzten Farbfilter wird während eines späteren Farbfilter-Abätzvorgangs entfernt, wie zu sehen.
  • Wie zeigt, ermöglichen die Wannen 210 die Selbstausrichtung des Farbfiltermaterials mit dem zweiten Lichtleiter 130. Die Wannen 210 können breiter sein als die entsprechenden Öffnungen der Maske. Um die Dicke der Trägerwand 212 für eine gewünschte Vertiefung des zweiten Lichtleiters für einen bestimmten Pixelpitch zu reduzieren, kann der Druck in der Plasmakammer erhöht werden, um die seitliche (d. h. isotrope) Ätzung (durch Verstärkung der Ionenstreuung) zu fördern und die Maske zu unterätzen.
  • Wie in gezeigt, werden die Farbfilter 114B, 114G bis zur Trägerwand 212 zurückgeätzt, die Bestandteil der Trägerschicht 134 ist. Ein Teil der Trägerschicht 134 wird dann wie in gezeigt entfernt, so dass die Farbfilter 114B, 114G über eine Luft-Material-Grenzfläche verfügen. Ein weiterer Teil der Trägerschicht 134 kann wie in gezeigt entfernt werden, so dass der zweite Lichtleiter 130 über eine Luft-Material-Grenzfläche verfügt, die die interne Reflexion durch Totalreflexion von Lichtstrahlen, die relativ gering von der Normalen der Grenzfläche abweichen, weiter verbessert. Der erste Spalt 422 weist eine hinreichend geringe Breite auf – 0,45 μm oder weniger –, so dass in den ersten Spalt 422 fallendes, rotes Licht und Licht geringerer Wellenlängen in den Farbfilter 114B oder 114G abgelenkt wird, wodurch sich ein besserer Lichtempfang ergibt. Das Licht wird entlang der Farbfilter 114B, 114G und Lichtleiter 130 und 116 intern reflektiert. Die Farbfilter 114B, 114G besitzen eine höhere Brechzahl als Luft, so dass die Farbfilter 114B, 114G interne Reflektionen ermöglichen. Gleichermaßen verfügt der zweite Lichtleiter 130 über eine Luftgrenzfläche, die das Innenreflexionsvermögen des Leiters verbessert. Wenn die Trägerschicht 134 nicht vollständig entfernt wird, verfügt die Grenzfläche zwischen dem zweiten Lichtleiter 130 und der Trägerschicht 134 über ein hohes Innenreflexionsvermögen, sofern die Trägerschicht eine niedrigere Brechzahl aufweist (z. B. Siliziumoxid, 1,46) als das Lichtleitermaterial (z. B. Siliziumnitrid, 2,0). Gleichermaßen weist die Grenzfläche zwischen dem ersten Lichtleiter 116 und der ersten Isolatorschicht 110 ein gutes Innenreflexionsvermögen auf. ist eine Draufsicht von vier Pixeln 200 einer Pixelmatrix. Im Falle von Ausführungsformen mit sowohl ersten als auch zweiten Lichtleitern kann es sich bei Fläche B um die Fläche der Oberseite des zweiten Lichtleiters und bei Fläche C um die Fläche der Unterseite des ersten Lichtleiters handeln. Fläche A minus Fläche B ist die Fläche des ersten Luftspalts 422 zwischen den Farbfiltern.
  • zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der die zweiten und ersten Lichtleiter nach der Bildung der Trägerschicht 134 mit Hilfe derselben Maske geätzt werden und in einem Verfahrensschritt mit Lichtleitermaterial gefüllt werden. –M stellen ein Verfahren zur Herstellung dieser alternativen Ausführungsform dar. Dieses Verfahren ist dem in –L gezeigten Verfahren ähnlich, mit dem Unterschied, dass die Vertiefung für den ersten Lichtleiter nach der Vertiefung für den zweiten Lichtleiter gebildet wird, wie in gezeigt, wobei keine zusätzliche Maske benötigt wird, da die Schutzschicht 410 und die Trägerschicht 134 darüber als Hartmasken fungieren, die Ätzmittel abweisen. Beide Lichtleiter werden im selben in gezeigten Verfahrensschritt gefüllt.
  • Die –H zeigen ein Verfahren zur Freilegung der Anschlussflecken 214 des Bildsensors. Im Material eines ersten Isolators 110, der einen Anschlussfleck 214 bedeckt, wird eine Vertiefung 216 gebildet, wie in –B gezeigt. Wie in –D gezeigt, wird das Material des ersten Lichtleiters 116 aufgebracht und dann ein erheblicher Teil davon entfernt, so dass eine dünnere Schicht zurückbleibt, die das Material des ersten Isolators 110 darunter versiegelt. Das Trägerschichtmaterial 134 wird aufgebracht und eine entsprechende Vertiefung 218 darin gebildet, wie in –F gezeigt. Das Material des zweiten Lichtleiters 130 wird aufgebracht, wie in gezeigt. Wie in gezeigt, wird in einem Ätzschritt ohne Maske eine Vertiefung 220 gebildet, durch die der Anschlussfleck 214 freigelegt wird. Vorzugsweise sind die Eigenschaften des Ätzmittels so gewählt, dass es das Lichtleitermaterial 116 und 130 (z. B. Siliziumnitrid) schneller angreift als das Isolatormaterial 110 und 134 (z. B. Siliziumoxid) und den Farbfilter 114 (Photolack). Bei Trockenätzung in CH3F/O2 ist die Ätzgeschwindigkeit auf Siliziumnitrid 5–10 mal höher als auf Farbfiltermaterial oder Siliziumoxid.
  • zeigt eine Ausführungsform, bei der ein Antireflexionsstapel (AR-Stapel) mit einem oberen AR-Film 236, einem zweiten AR-Film 234 und einem dritten AR-Film 236 die Umwandlungseinheiten 102 bedeckt. Der Antireflexionsstapel verbessert die Übertragung des Lichts vom ersten Lichtleiter 116 zu den Umwandlungseinheiten 102. Die Komponenten des AR-Stapels können zusammen die Schicht 230 bilden, die auch das Substrat 106 und die Elektroden 104 ganzflächig bedeckt, um die Elemente vor chemischer Verunreinigung und Feuchtigkeit zu schützen. Die zweite AR-Schicht 234 kann z. B. eine Kontakt-Ätzstopp-Nitridschicht sein, wie sie bei der Herstellung von CMOS-Wafern häufig zum Stoppen der Oxidätzung von Kontaktlöchern verwendet wird, um die Überätzung von Polysiliziumkontakten zu vermeiden, deren Kontaktlöcher typischerweise 2 000 Angström flacher als Source-/Drainkontakte sind. Bei der dritten AR-Schicht 232 kann es sich um Siliziumoxid handeln. Diese Siliziumoxidschicht kann eine Gate-Isolationsschicht unter der Gate-Elektrode 114 sein oder die Spacer-Liner-Oxidschicht, die in gängigen Deep-Submicron-CMOS-Verfahren an der Seite der Gateelektrode 11 zwischen Gate und Spacer (nicht abgebildet) herabläuft, eine Silizide blockierende Oxidschicht, die vor der Silizidierung der Kontakte zur Blockierung der Kontaktsilizidierung aufgebracht wird, oder eine Kombination davon, oder eine Oxiddeckschicht, die nach der Salicide-Block-Oxidätzung aufgebracht wird, die sämtliche Oxide in denjenigen Bereichen wegätzt, die mit der Unterseite von Lichtleitern 116 zusammenfallen. Die Verwendung einer vorhandenen Siliziumnitrid-Kontakt-Ätzstoppschicht als Komponente des AR-Stapels ermöglicht Kosteneinsparungen. Dieselbe Kontakt-Ätzstoppschicht dient auch dem Stoppen der Ätzung der Vertiefung im Isolator 110 zur Herstellung des Lichtleiters. Abschließend wird die obere AR-Schicht 236 in der Vertiefung des Isolators 110 ausgebildet, bevor die Vertiefung mit dem Lichtleitermaterial gefüllt wird.
  • Die obere AR-Schicht 236 weist eine niedrigere Brechzahl auf als der Lichtleiter 116. Die zweite AR-Schicht 234 weist eine höhere Brechzahl auf als die obere AR-Schicht 236. Die dritte AR-Schicht 232 weist eine niedrigere Brechzahl auf als die zweite AR-Schicht 234.
  • Die obere AR-Schicht 236 kann aus Siliziumoxid oder Siliziumoxinitrid bestehen mit einer Brechzahl von etwa 1,46 und einer Dicke von 750 bis 2000 Angström, bevorzugt 800 Angström. Die zweite AR-Schicht 234 kann aus Siliziumnitrid (Si3N4) bestehen mit einer Brechzahl von etwa 2,0 und einer Dicke von 300 bis 900 Angström, bevorzugt 500 Angström. Die dritte AR-Schicht 232 kann aus Siliziumoxid oder Siliziumoxinitrid (SiOxNy, wobei 0 < x < 2 und 0 < y < 4/3) bestehen mit einer Brechzahl von etwa 1,46 und einer Dicke von 25 bis 170 Angström, bevorzugt 75 Angström. Die dritte AR-Schicht 232 kann das Gateoxid unter dem Gate 104 und über dem Substrat 106 in umfassen, wie in von US-Anmeldung 61/009,454 gezeigt. Die dritte AR-Schicht 232 kann weiterhin Gate-Liner-Oxid umfassen, wie in desselben Dokuments gezeigt. Alternativ kann die dritte AR-Schicht 232 durch eine ganzflächige Überdeckung des Wafers mit Siliziumoxid gebildet werden, nachdem das in von US-Anmeldung 61/009,454 gezeigte Salicide-Block-Oxid 64, Gate-Liner-Oxid 55 und Gateoxid 54 durch eine Salicide-Block-Ätzung entfernt wurden, wobei eine Salicide-Block-Ätzmaske zum Einsatz kommt, die über eine Maskenöffnung verfügt, die mit der Unterseite des Lichtleiters 116 zusammenfällt.
  • Die in gezeigte Antireflexionsstruktur kann hergestellt werden, indem zunächst die dritte AR-Schicht 232 und die zweite AR-Schicht 234 über dem Substrat ausgebildet werden. Danach wird der Isolator 110 auf der zweiten AR-Schicht 234 gebildet. Die Siliziumnitridschicht wird mittels PECVD derart auf dem ersten Isolator 110 abgeschieden, dass sie den Isolator und die darunterliegenden Schichten bedeckt und versiegelt, um eine Schutzschicht 410 mit einer Dicke von 10 000 bis 4 000 Angström, bevorzugt 7 000 Angström zu bilden. Die Trägerschicht 134 wird z. B. durch HDP-Siliziumoxidabscheidung auf der Schutzschicht 410 gebildet.
  • Die Schutzschicht 134 wird maskiert und ein erstes Ätzmittel aufgetragen, um Vertiefungen in die Trägerschicht 134 zu ätzen. Es wird ein erstes Ätzmittel gewählt, das eine hohe Selektivität für das Material der Schutzschicht aufweist. Wenn die Trägerschicht 134 beispielsweise aus HDP-Siliziumoxid und die Schutzschicht 410 aus Siliziumnitrid besteht, kann es sich beim ersten Ätzmittel am CHF3 handeln, das HDP-Siliziumoxid 5 mal so schnell ätzt wie Siliziumnitrid. Anschließend wird ein zweites Ätzmittel aufgetragen, um durch die Siliziumnitrid-Schutzschicht 410 zu ätzen. Beim zweiten Ätzmittel kann es sich um CH3F/O2 handeln. Das erste Ätzmittel wird dann abermals aufgetragen, um den ersten Isolator 110 zu ätzen und bei der Kontakt-Ätzschutzschicht 234 zu stoppen, die aus Siliziumnitrid besteht. Die Kontakt-Ätzschutzschicht 234 dient auch als Ätzmittelstopp zur Begrenzung der Unterseite der Vertiefung. Die obere AR-Schicht 236 wird dann durch anisotrope Abscheidungsmethoden in der Vertiefung ausgebildet, z. B. durch PECVD- oder HDP-Siliziumoxidabscheidung, bei denen die Abscheidung hauptsächlich auf der Unterseite und weniger an den Seitenwänden der Vertiefung erfolgt. Ein Ätzmittel kann aufgetragen werden, um das restliche Material der oberen AR-Schicht zu entfernen, das sich über die Seitenwände der Vertiefung erstreckt, z. B. durch Trockenätzung mit dem ersten Ätzmittel, indem das Wafersubstrat geneigt und um die zum auftreffenden Ionenstrahl parallele Achse gedreht gehalten wird. Anschließend wird das Lichtleitermaterial in den Vertiefungen gebildet, z. B. durch Siliziumnitrid-PECVD. Farbfilter können über dem Lichtleiter gebildet werden, und ein Teil der Trägerschicht zwischen benachbarten Farbfiltern und ein weiterer Teil zwischen benachbarten Lichtleitern kann weggeätzt werden, so dass sich die in gezeigte Struktur ergibt.
  • Die –E zeigen ein Verfahren zur Herstellung einer weiteren Ausführungsform des Antireflexionsstapels zwischen dem Lichtleiter 116 und dem Substrat 202. In ist zu erkennen, dass sich in dieser Ausführungsform eine Ätzstoppschicht 238 zwischen dem Lichtleiter 116 und dem Antireflexionsstapel (AR-Stapel) befindet, der aus der oberen AR-Schicht 236, der zweiten AR-Schicht 234 und der dritten AR-Schicht 232 besteht. Die Ätzstoppschicht 238 des Lichtleiters kann aus demselben Material wie der Lichtleiter 116 hergestellt werden, bei dem es sich um Siliziumnitrid mit einer Dicke von 100 bis 300 Angström, bevorzugt 150 Angström handeln kann. Die Herstellung des AR-Stapels dieser Ausführungsform hat den Vorteil einer präziseren Kontrolle der Dicke der zweiten AR-Schicht. Demgegenüber stehen ein oder mehrere zusätzliche Abscheidungsschritte und die etwas höhere Komplexität des Ätzens durch einen Oxid-Nitrid-Oxid-Nitrid-Oxid-Stapel im Vergleich zu einem Oxid-Nitrid-Oxid-Stapel für die Kontaktlöcher (nicht abgebildet). Bei der vorherigen Ausführungsform wird die zweite AR-Schicht 234 als Lichtleiter-Ätzstopp verwendet, und während des abschließenden Schritts der Überätzung der Isolatorgrubenätzung geht etwas Dicke verloren.
  • Wie in –B gezeigt, werden zunächst die dritten 232 und zweiten 234 AR-Schichten auf das Substrat 106 und dann eine obere AR-Schicht 236 auf die zweite AR-Schicht 234 aufgebracht. Darauf folgt eine Lichtleiter-Ätzstoppschicht 238 aus Siliziumnitrid. Wie in gezeigt, werden die Isolationsschicht 110 und die Verdrahtungselektroden 108 oberhalb der AR-Schichten 232, 234 und 236 und der Lichtleiter-Ätzstoppschicht 238 gebildet. zeigt eine in den Isolator 110 geätzte Vertiefung, die bis zur Oberseite der Lichtleiter-Ätzstoppschicht 238 reicht. zeigt die mit dem Lichtleitermaterial gefüllte Vertiefung.
  • ist ein Diagramm, das die Beziehung von Durchlässigkeitsfaktor und Lichtwellenlänge für den Antireflexionsstapel von und bei einer nominalen Dicke der oberen AR-Schicht 236 (Oxid) von 800 Angström und Abweichungen von +/–10% darstellt, wobei die zweite AR-Schicht 234 (Nitrid) 500 Angström und die dritte AR-Schicht 232 (Oxid) 75 Angström dick ist. Die Durchlässigkeitskurven zeigen einen steilen Abfall im violetten Bereich (400 nm bis 450 nm). Die nominale Dicke der AR-Schichten 232, 234 und 236, aus denen der AR-Stapel besteht, wird so gewählt, dass das Maximum der Durchlässigkeitskurve in den blauen Bereich (450 nm bis 490 nm) anstatt in den grünen Bereich (490 nm bis 560 nm) fällt, so dass mögliche Abweichungen der Dicke aufgrund der Herstellungstoleranz zu keinem viel stärkeren Abfall des Durchlässigkeitsfaktors im violetten als im roten Bereich (630 tun bis 700 nm) führen.
  • ist ein Diagramm, das die Beziehung von Durchlässigkeitsfaktor und Lichtwellenlänge für den Antireflexionsstapel von und bei einer nominalen Dicke der zweiten AR-Schicht (Nitrid) von 500 Angström und Abweichungen von +/–10% darstellt.
  • ist ein Diagramm, das die Beziehung von Durchlässigkeitsfaktor und Lichtwellenlänge für den Antireflexionsstapel von und bei einer nominalen Dicke der dritten AR-Schicht 232 (Nitrid) von 75 Angström und Abweichungen von +/–10% darstellt.
  • Die –E zeigen ein Verfahren zur Herstellung einer weiteren Ausführungsform des Antireflexionsstapels zwischen den Lichtleitern 116 und dem Substrat 202, wobei zwei verschiedene Pixel zwei verschiedene AR-Stapel erhalten, die jeweils für einen bestimmten Farbbereich optimiert sind. Die dritte und zweite AR-Schicht 232 und 234 befinden sich über der photoelektrischen Umwandlungseinheit 201 in , ähnlich der in gezeigten Ausführungsform. In wird die obere AR-Schicht 236 mit der Dicke der in dicker dargestellten oberen AR-Schicht 236b aufgetragen. Anschließend wird eine Lithographiemaske (nicht abgebildet) verwendet, um eine Maskenöffnung über denjenigen Pixeln zu erzeugen, die die dünnere obere AR-Schicht 236a erhalten. In einem Ätzschnitt wird die obere AR-Schicht unter der Maskenöffnung auf die geringere Dicke der oberen AR-Schicht 236a in zurückgeätzt. Die weiteren in den bis gezeigten Schritte sind ähnlich wie in –E. Die Pixel mit der dünneren oberen AR-Schicht 236a erhalten grüne Farbfilter 114G, die Pixel mit der dickeren oberen AR-Schicht 236b dagegen blaue und rote Farbfilter.
  • ist ein Diagramm, das die Beziehung von Durchlässigkeitsfaktor und Lichtwellenlänge für den Antireflexionsstapel von bei einer nominalen Dicke der dünneren oberen AR-Schicht 236a von 0,12 μm, einer nominalen Dicke der zweiten AR-Schicht 234 von 500 Angström und einer nominalen Dicke der dritten AR-Schicht 232 von 75 Angström darstellt. Der Peak dieses Diagramms liegt im grünen Bereich bei etwa 99% und fällt sanft bis auf etwa 93% in der Mitte des roten Bereichs ab. Dieses Diagramm zeigt, dass die obere AR-Schicht 236a bei roten Pixeln ebenso wie bei grünen Pixeln verwendet werden kann.
  • ist ein Diagramm, das die Beziehung von Durchlässigkeitsfaktor und Lichtwellenlänge für den Antireflexionsstapel von bei einer nominalen Dicke der oberen AR-Schicht 236b von 0,20 μm, einer nominalen Dicke der zweiten AR-Schicht 234 von 500 Angström und einer nominalen Dicke der dritten AR-Schicht 232 von 75 Angström darstellt. Dieses Diagramm verfügt über Peaks in zwei verschiedenen Farbbereichen, nämlich im violetten und roten Bereich. Dieses Diagramm zeigt, dass die obere AR-Schicht 236b bei blauen Pixeln und roten Pixeln verwendet werden kann.
  • Eine Pixelmatrix kann die dünnere, obere AR-Schicht 236a nur für grüne Pixel verwenden, für sowohl blaue als auch rote Pixel dagegen die dickere AR-Schicht 236b. Alternativ kann die Pixelmatrix die dünnere, obere AR-Schicht 236a für sowohl grüne als auch rote Pixel verwenden, die dickere obere AR-Schicht 236b dagegen nur für blaue Pixel.
  • Eine andere Ausführungsform mit zwei verschiedenen AR-Stapeln, die jeweils für einen anderen Farbbereich optimiert sind, kann hergestellt werden, indem eine zweite AR-Schicht mit unterschiedlicher Dicke verwendet wird, während die Dicke der oberen AR-Schicht gleichbleibend ist. Es werden zwei verschiedene Dicken festgelegt, eine für jeden Farbbereich. Die zweite AR-Schicht wird zunächst mit der größeren Dicke aufgetragen. Anschließend wird eine Lithographiemaske verwendet, um eine Maskenöffnung über denjenigen Pixeln zu erzeugen, die die dünnere zweite AR-Schicht erhalten. In einem Ätzschritt wird die zweite AR-Schicht unter der Maskenöffnung auf die geringere Dicke zurückgeätzt. Die weiteren Schritte sind zu –E identisch.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass zwar bestimmte, beispielhafte Ausführungsformen beschrieben und in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt wurden, diese aber lediglich illustrativen Zwecken dienen und die Interpretation der Erfindung nicht einschränken, und dass diese Erfindung nicht auf die speziellen Konstruktionsweisen und Anordnungen beschränkt ist, die beschrieben und dargestellt wurden, da ein Fachmann verschiedene Modifikationen ableiten kann.
  • Eine weitere Beschreibung der relevanten Technik findet sich im beiliegenden Anhang.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Bildsensorpixel, das eine photoelektrische Umwandlungseinheit enthält, die von einem Substrat getragen wird, sowie einen an das Substrat anschließenden Isolator. Das Pixel umfasst einen kaskadierten Lichtleiter, der sich innerhalb einer Vertiefung im Isolator befindet und sich oberhalb des Isolators fortsetzt, so dass ein Teil des kaskadierten Lichtleiters über eine Grenzfläche zur Luft verfügt. Die Luftgrenzfläche bewirkt eine bessere interne Reflexion des kaskadierten Lichtleiters. Der kaskadierte Lichtleiter kann einen selbstausrichtenden Farbfilter umfassen, wobei sich zwischen nebeneinanderliegenden Farbfiltern jeweils ein Luftspalt befindet. Diese Merkmale des Lichtleiters machen eine Mikrolinse unnötig. Darüber hinaus befindet sich zwischen dem Substrat und dem Lichtleiter ein Antireflexionsstapel, der die Rückwärtsreflexionen vom Bildsensor reduziert. Bei zwei Pixeln mit verschiedenen Farbfiltern kann die Dicke einer Antireflexionsschicht im Antireflexionsstapel unterschiedlich sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 7119319 [0005]

Claims (42)

  1. Bildsensorpixel, umfassend: ein Substrat; eine photoelektrische Umwandlungseinheit, die von dem Substrat getragen wird; eine Schutzschicht, die sich ganzflächig über das Substrat erstreckt; und einen kaskadierten Lichtleiter, wobei sich ein Teil des kaskadierten Lichtleiters zwischen der Schutzschicht und dem Substrat und ein zweiter Teil oberhalb der Schutzschicht befindet.
  2. Pixel nach Anspruch 1, wobei jeder kaskadierte Lichtleiter einen transparenten Teil und einen Farbfilter umfasst, der an den transparenten Teil anschließt und sich oberhalb des Isolators befindet.
  3. Pixel nach Anspruch 1, wobei der zweite Teil einen Farbfilter umfasst.
  4. Pixel nach Anspruch 3, wobei die Farbfilter von kaskadierten Lichtleitern benachbarter Pixel durch einen ersten Luftspalt voneinander getrennt sind, der über eine Breite von nicht mehr als 0,45 μm verfügt.
  5. Pixel nach Anspruch 4, wobei der erste Luftspalt über eine Tiefe von wenigstens einer Lichtwellenlänge verfügt.
  6. Pixel nach Anspruch 5, wobei die Wellenlänge des Lichts 450 nm beträgt.
  7. Pixel nach Anspruch 3, wobei sich der Farbfilter innerhalb des kaskadierten Lichtleiters selbst ausrichtet.
  8. Pixel nach Anspruch 3, wobei die Oberseite des Farbfilters eine Grenzfläche zur Luft bildet.
  9. (Absichtlich leer gelassen).
  10. Pixel nach Anspruch 1, wobei alle optischen Grenzflächen entlang der vertikalen Achse des kaskadierten Lichtleiters und oberhalb der Schutzschicht eben und parallel sind.
  11. (Absichtlich leer gelassen).
  12. Pixel nach Anspruch 1, wobei wenigstens zwei kaskadierte Lichtleiter von zwei verschiedenen Pixeln über unterschiedliche Querschnittsprofile verfügen.
  13. Pixel nach Anspruch 1, wobei die vertikale Mittellinie des ersten Teils relativ zur vertikalen Mittellinie des zweiten Teils versetzt ist.
  14. Pixel nach Anspruch 13, wobei der kaskadierte Lichtleiter so gestaltet ist, dass Licht den kaskadierten Lichtleiter verlässt und wieder in ihn eintritt.
  15. Methode zur Herstellung eines Bildsensorpixels, umfassend: Ausbildung einer Trägerschicht mit einer Vertiefung über einem Substrat, das eine photoelektrische Umwandlungseinheit trägt; und Bildung eines Farbfilters in der Vertiefung der Trägerschicht.
  16. Methode nach Anspruch 15, weiterhin umfassend die Bildung einer Schutzschicht zwischen dem Farbfilter und dem Substrat.
  17. Methode nach Anspruch 15, weiterhin umfassend die Entfernung wenigstens eines Teils der Trägerschicht zwischen zwei benachbarten Farbfiltern.
  18. Methode nach Anspruch 15, weiterhin umfassend die Bildung eines transparenten Lichtleiters in der Vertiefung der Trägerschicht.
  19. Methode nach Anspruch 18, weiterhin umfassend die Entfernung eines Teils der an den transparenten Lichtleiter angrenzenden Trägerschicht.
  20. Methode nach Anspruch 18, weiterhin umfassend die Bildung eines unteren transparenten Lichtleiters zwischen dem transparenten Lichtleiter und dem Substrat.
  21. Methode nach Anspruch 20, wobei die vertikale Mittellinie des unteren transparenten Lichtleiters relativ zur vertikalen Mittellinie der Vertiefung der Trägerschicht versetzt ist.
  22. Methode nach Anspruch 18, wobei bei der Bildung des Farbfilters auf dessen Oberseite eine ebene Grenzfläche zur Luft entsteht.
  23. Methode zur Herstellung einer Bildsensorpixelmatrix, umfassend: Bildung eines Isolators über einem Substrat, das eine photoelektrische Umwandlungseinheit trägt; Bildung einer Vielzahl von an den Isolator angrenzenden Wänden; Bildung einer Vielzahl von Lichtleitern zwischen den Wänden; Bildung einer Vielzahl von an die Lichtleiter angrenzenden Farbfitlern; und Entfernung wenigstens eines Teils der Wände, so dass sich zwischen benachbarten Farbfiltern ein Luftspalt befindet.
  24. Methode nach Anspruch 23, wobei die Wände durch Bildung einer Trägerschicht und Herstellung von Vertiefungen in der Trägerschicht gebildet werden.
  25. Methode nach Anspruch 23, weiterhin umfassend die Bildung einer Schutzschicht über dem Isolator.
  26. Methode nach Anspruch 23, wobei ein Teil der Trägerschicht entfernt wird, so dass ein Teil jedes Lichtleiters über eine Grenzfläche zur Luft verfügt.
  27. Bildsensorpixel, umfassend: ein Substrat; eine photoelektrische Umwandlungseinheit, die von dem Substrat getragen wird; einen Lichtleiter, der an die photoelektrische Umwandlungseinheit gekoppelt ist; Antireflexionsmittel zur Reduzierung von Reflektionen zwischen dem Lichtleiter und der photoelektrischen Umwandlungseinheit.
  28. Pixel nach Anspruch 27, wobei die Antireflexionsmittel eine erste Antireflexionsschicht und eine zweite Antireflexionsschicht umfassen, die erste Antireflexionsschicht eine niedrigere Brechzahl als die zweite Antireflexionsschicht und der Lichtleiter aufweist und sich die erste Antireflexionsschicht zwischen der zweiten Antireflexionsschicht und dem Lichtleiter befindet.
  29. Pixel nach Anspruch 28, wobei die Antireflexionsmittel eine dritte Antireflexionsschicht umfassen, deren Brechzahl niedriger ist als die der zweiten Antireflexionsschicht, und sich die zweite Antireflexionsschicht zwischen der ersten und dritten Antireflexionsschicht befindet.
  30. Pixel nach Anspruch 28, wobei die Antireflexionsschicht eines ersten Pixels dünner ist als die entsprechende Antireflexionsschicht eines zweiten Pixels, das einen Farbfilter anderer Farbe besitzt.
  31. (Absichtlich leer gelassen).
  32. (Absichtlich leer gelassen).
  33. Pixel nach Anspruch 28, wobei die zweite Antireflexionsschicht ein Kontakt-Ätzstopp ist.
  34. Pixel nach Anspruch 28, wobei die zweite Antireflexionsschicht Siliziumnitrid enthält.
  35. Pixel nach Anspruch 27, weiterhin umfassend eine Lichtleiter-Ätzstoppschicht zwischen dem Lichtleiter und den Antireflexionsmitteln.
  36. Methode zur Herstellung eines Bildsensorpixels, umfassend: Bildung eines Antireflexionsstapels auf einer photoelektrischen Umwandlungseinheit, die von einem Substrat getragen wird; und Bildung eines an die photoelektrische Umwandlungseinheit angrenzenden Lichtleiters.
  37. (Absichtlich leer gelassen).
  38. (Absichtlich leer gelassen).
  39. Methode zur Bildung eines Teils eines Bildsensorspixels, umfassend: Bildung einer ersten Antireflexionsschicht über einem Substrat, das eine photoelektrische Umwandlungseinheit trägt; Bildung eines Isolators über der ersten Antireflexionsschicht; Ätzung einer Vertiefung in den Isolator mit Hilfe eines Ätzmittels, das den Isolator schneller ätzt als die erste Antireflexionsschicht; Bildung einer zweiten Antireflexionsschicht innerhalb der Vertiefung; und Bildung von Lichtleitermaterial innerhalb der Vertiefung.
  40. Methode nach Anspruch 39, weiterhin umfassend die Ätzung eines vertikalen Seitenwandbereichs der zweiten Antireflexionsschicht.
  41. (Absichtlich leer gelassen).
  42. Methode zur Herstellung eines Farbfilters für ein Bildsensorspixel, umfassend: Bildung wenigstens einer Wand; Bildung eines Farbfilters innerhalb der Wand; Entfernung wenigstens eines Teils der Wand.
DE112008003468T 2007-12-28 2008-12-22 Lichtleiteranordnung für einen Bildsensor Withdrawn DE112008003468T5 (de)

Applications Claiming Priority (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US945407P 2007-12-28 2007-12-28
US61/009,454 2007-12-28
US6277308P 2008-01-28 2008-01-28
US61/062,773 2008-01-28
US6330108P 2008-02-01 2008-02-01
US61/063,301 2008-02-01
US6934408P 2008-03-14 2008-03-14
US61/069,344 2008-03-14
US12/218,749 US7816641B2 (en) 2007-12-28 2008-07-16 Light guide array for an image sensor
US12/218,749 2008-07-16
PCT/US2008/088077 WO2009091484A1 (en) 2007-12-28 2008-12-22 Light guide array for an image sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112008003468T5 true DE112008003468T5 (de) 2011-01-20

Family

ID=40796956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112008003468T Withdrawn DE112008003468T5 (de) 2007-12-28 2008-12-22 Lichtleiteranordnung für einen Bildsensor

Country Status (12)

Country Link
US (6) US7816641B2 (de)
JP (1) JP6079978B2 (de)
CN (1) CN101971339B (de)
BR (1) BRPI0822173A8 (de)
DE (1) DE112008003468T5 (de)
ES (2) ES2422869B1 (de)
GB (9) GB2485715B (de)
HK (4) HK1171566A1 (de)
MX (1) MX2010007203A (de)
SG (1) SG187382A1 (de)
TW (3) TWI580017B (de)
WO (1) WO2009091484A1 (de)

Families Citing this family (69)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4224789B2 (ja) * 2004-03-01 2009-02-18 ソニー株式会社 撮像装置
WO2008093830A1 (ja) * 2007-02-02 2008-08-07 Panasonic Corporation 撮像装置、その製造方法および携帯端末装置
US7816641B2 (en) * 2007-12-28 2010-10-19 Candela Microsystems (S) Pte. Ltd. Light guide array for an image sensor
JP2009252983A (ja) * 2008-04-04 2009-10-29 Canon Inc 撮像センサー、及び撮像センサーの製造方法
JP5314914B2 (ja) * 2008-04-04 2013-10-16 キヤノン株式会社 光電変換装置、撮像システム、設計方法、及び光電変換装置の製造方法
US9386655B2 (en) * 2008-05-27 2016-07-05 Nxp B.V. Light sensor device and manufacturing method
JP2010283145A (ja) * 2009-06-04 2010-12-16 Sony Corp 固体撮像素子及びその製造方法、電子機器
MX2010007359A (es) * 2009-07-02 2011-06-02 Tay Hioknam Matriz de guia de luz para un sensor de imagen.
US20110068426A1 (en) * 2009-09-22 2011-03-24 Intersil Americas Inc. Photodiodes and methods for fabricating photodiodes
AU2010316634A1 (en) * 2009-11-05 2012-05-31 Hiok Nam Tay Optimized light guide array for an image sensor
JP2011108759A (ja) * 2009-11-13 2011-06-02 Canon Inc 固体撮像装置
US8258456B2 (en) * 2009-11-27 2012-09-04 Himax Imaging, Inc. Image sensor
JP5566093B2 (ja) 2009-12-18 2014-08-06 キヤノン株式会社 固体撮像装置
US8729581B2 (en) * 2010-01-13 2014-05-20 Apple Inc. Light guide for LED source
CN102130137A (zh) * 2010-01-18 2011-07-20 英属开曼群岛商恒景科技股份有限公司 图像传感器
EP2550522B1 (de) * 2010-03-23 2016-11-02 California Institute of Technology Hochauflösende optofluidische mikroskope für 2d- und 3d-bildgebung
US8981510B2 (en) * 2010-06-04 2015-03-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Ridge structure for back side illuminated image sensor
TWI407559B (zh) * 2010-06-29 2013-09-01 Himax Imagimg Inc 影像感測器及其相關製造方法
US8860835B2 (en) * 2010-08-11 2014-10-14 Inview Technology Corporation Decreasing image acquisition time for compressive imaging devices
US10720350B2 (en) * 2010-09-28 2020-07-21 Kla-Tencore Corporation Etch-resistant coating on sensor wafers for in-situ measurement
US9643184B2 (en) 2010-10-26 2017-05-09 California Institute Of Technology e-Petri dishes, devices, and systems having a light detector for sampling a sequence of sub-pixel shifted projection images
US9569664B2 (en) 2010-10-26 2017-02-14 California Institute Of Technology Methods for rapid distinction between debris and growing cells
JP2013542468A (ja) 2010-10-26 2013-11-21 カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー 走査型投影レンズレス顕微鏡システム
JP5631176B2 (ja) 2010-11-29 2014-11-26 キヤノン株式会社 固体撮像素子及びカメラ
JP2012182426A (ja) * 2011-02-09 2012-09-20 Canon Inc 固体撮像装置、固体撮像装置を用いた撮像システム及び固体撮像装置の製造方法
EP2487717B1 (de) * 2011-02-09 2014-09-17 Canon Kabushiki Kaisha Fotoelektrisches Umwandlungselement, Photoelektrische Umwandlungsvorrichtung und Bildabtastsystem
CN103534627A (zh) * 2011-03-03 2014-01-22 加州理工学院 光导像素
CN102231384B (zh) * 2011-06-22 2013-05-01 格科微电子（上海）有限公司 图像传感器及其形成方法
CN102332459B (zh) * 2011-07-28 2016-02-03 上海华虹宏力半导体制造有限公司 Cmos图像传感器及其形成方法
WO2013035858A1 (ja) * 2011-09-07 2013-03-14 株式会社ニコン 立体像の撮像装置及び立体像撮像装置用の撮像素子
JP2013207053A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Sony Corp 固体撮像素子、電子機器
CN102709345B (zh) * 2012-05-19 2014-07-02 渤海大学 超薄晶硅电池结构
JP6021439B2 (ja) * 2012-05-25 2016-11-09 キヤノン株式会社 固体撮像装置
US8801947B2 (en) * 2012-05-30 2014-08-12 Mattson Technology, Inc. Methods for forming microlenses
JP6057728B2 (ja) * 2013-01-16 2017-01-11 キヤノン株式会社 固体撮像装置の製造方法
JP2014143376A (ja) * 2013-01-25 2014-08-07 Sony Corp 半導体装置及び半導体装置の製造方法
US9215430B2 (en) * 2013-03-15 2015-12-15 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor with pixels having increased optical crosstalk
US20140367816A1 (en) * 2013-06-12 2014-12-18 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte.Ltd. Photodetector device having light-collecting optical microstructure
US8957490B2 (en) * 2013-06-28 2015-02-17 Infineon Technologies Dresden Gmbh Silicon light trap devices
CN103346162B (zh) * 2013-07-03 2015-10-28 豪威科技(上海)有限公司 背照式cmos影像传感器及其制造方法
JP2017050298A (ja) * 2014-01-21 2017-03-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体撮像装置及びその製造方法
JP6444066B2 (ja) 2014-06-02 2018-12-26 キヤノン株式会社 光電変換装置および撮像システム
JP6173259B2 (ja) * 2014-06-02 2017-08-02 キヤノン株式会社 光電変換装置および撮像システム
KR20150139337A (ko) * 2014-06-03 2015-12-11 삼성전자주식회사 화상형성장치의 애플리케이션 실행을 조작하는 화면을 제공하는 방법 및 이를 이용하는 화상형성장치
US10170516B2 (en) * 2014-07-23 2019-01-01 Visera Technologies Company Limited Image sensing device and method for fabricating the same
EP3210058A1 (de) 2014-10-23 2017-08-30 Corning Incorporated Lichtstreuungskomponente und verfahren zur herstellung einer lichtstreuungskomponente
JP2017022293A (ja) 2015-07-13 2017-01-26 キヤノン株式会社 固体撮像装置の製造方法
US10488639B2 (en) 2015-10-08 2019-11-26 Visera Technologies Company Limited Detection device for specimens
US9778191B2 (en) * 2016-02-05 2017-10-03 Personal Genomics, Inc. Optical sensing module
JP6744748B2 (ja) 2016-04-06 2020-08-19 キヤノン株式会社 固体撮像装置及びその製造方法
JP6465839B2 (ja) * 2016-07-06 2019-02-06 キヤノン株式会社 光電変換装置、撮像システム、移動体、および、光電変換装置の製造方法
TWI598859B (zh) * 2016-10-26 2017-09-11 友達光電股份有限公司 電子裝置與其製造方法
US10283540B2 (en) * 2016-12-30 2019-05-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor and method for fabricating the same
TWI622165B (zh) * 2017-03-06 2018-04-21 Powerchip Technology Corporation 影像感測器及其製作方法
EP3460848A1 (de) 2017-09-26 2019-03-27 Thomson Licensing Bildsensor mit pixeln zur verhinderung oder verringerung des nebensprecheffekts
KR102506837B1 (ko) * 2017-11-20 2023-03-06 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조 방법
CN108257999A (zh) * 2018-01-24 2018-07-06 德淮半导体有限公司 图像传感器及形成图像传感器的方法
CN108470748B (zh) * 2018-03-03 2021-10-22 昆山国显光电有限公司 显示屏幕、显示装置及终端设备
US10609361B2 (en) * 2018-06-29 2020-03-31 Semiconductor Components Industries, Llc Imaging systems with depth detection
US10950674B2 (en) * 2018-12-25 2021-03-16 Wuhan China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Display panel
CN109920810B (zh) * 2019-03-22 2021-07-20 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
US11749762B2 (en) * 2019-10-31 2023-09-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device comprising a photodetector with reduced dark current
CN111463226A (zh) * 2020-05-11 2020-07-28 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 光电集成器件及其制造方法
US20220013560A1 (en) * 2020-07-07 2022-01-13 Visera Technologies Company Limited Image sensor
JP2022028207A (ja) * 2020-08-03 2022-02-16 キヤノン株式会社 光電変換装置及びその製造方法と、撮像システム
US11923393B2 (en) * 2021-01-07 2024-03-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor image sensor having reflection component and method of making
US20230012344A1 (en) * 2021-07-08 2023-01-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Image sensor and method of making
CN115690858A (zh) * 2021-07-30 2023-02-03 群创光电股份有限公司 感测装置、感测装置的制作方法以及电子装置
WO2023026913A1 (ja) * 2021-08-23 2023-03-02 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置、及び電子機器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7119319B2 (en) 2004-04-08 2006-10-10 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state image sensing element and its design support method, and image sensing device

Family Cites Families (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2863422B2 (ja) * 1992-10-06 1999-03-03 松下電子工業株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
JP3303377B2 (ja) 1992-11-27 2002-07-22 ソニー株式会社 固体撮像装置
JP2869280B2 (ja) 1993-01-27 1999-03-10 シャープ株式会社 固体撮像素子及びその製造方法
JPH0964325A (ja) * 1995-08-23 1997-03-07 Sony Corp 固体撮像素子とその製造方法
US5952645A (en) * 1996-08-27 1999-09-14 California Institute Of Technology Light-sensing array with wedge-like reflective optical concentrators
JPH10125887A (ja) * 1996-10-21 1998-05-15 Toshiba Corp 固体撮像素子
JP3402429B2 (ja) 1996-11-22 2003-05-06 ソニー株式会社 固体撮像素子及びその製造方法
JP3620237B2 (ja) * 1997-09-29 2005-02-16 ソニー株式会社 固体撮像素子
WO1999046618A1 (en) 1998-03-09 1999-09-16 Corning Incorporated Optical waveguide structure including cascaded arrays of tapered waveguides
JP3103064B2 (ja) 1998-04-23 2000-10-23 松下電子工業株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
US6577342B1 (en) * 1998-09-25 2003-06-10 Intel Corporation Image sensor with microlens material structure
US6995800B2 (en) * 2000-01-27 2006-02-07 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus utilizing a plurality of converging lenses
JP2001237405A (ja) 2000-02-24 2001-08-31 Victor Co Of Japan Ltd 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法
CN1199070C (zh) * 2000-07-31 2005-04-27 皇家菲利浦电子有限公司 图像检测显示装置
JP2002083949A (ja) 2000-09-07 2002-03-22 Nec Corp Ｃｍｏｓイメージセンサ及びその製造方法
US6566151B2 (en) * 2001-06-21 2003-05-20 United Microelectronics Corp. Method of forming a color filter
US6566160B2 (en) * 2001-06-21 2003-05-20 United Microelectronics Corp. Method of forming a color filter
FR2829876B1 (fr) * 2001-09-18 2004-07-02 St Microelectronics Sa Cellule photosensible incorporant un guide de lumiere et matrice composee de telles cellules
US6975580B2 (en) * 2001-12-18 2005-12-13 Interntional Business Machines Corporation Optical aperture for data recording having transmission enhanced by waveguide mode resonance
JP2003229562A (ja) 2002-02-05 2003-08-15 Sony Corp 半導体装置、その製造方法及び半導体製造装置
JP2004095895A (ja) 2002-08-30 2004-03-25 Sony Corp 固体撮像素子の製造方法
JP3840214B2 (ja) 2003-01-06 2006-11-01 キヤノン株式会社 光電変換装置及び光電変換装置の製造方法及び同光電変換装置を用いたカメラ
US6861686B2 (en) 2003-01-16 2005-03-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Structure of a CMOS image sensor and method for fabricating the same
US7001795B2 (en) * 2003-02-27 2006-02-21 Micron Technology, Inc. Total internal reflection (TIR) CMOS imager
US7502058B2 (en) * 2003-06-09 2009-03-10 Micron Technology, Inc. Imager with tuned color filter
JP4548702B2 (ja) * 2003-10-02 2010-09-22 キヤノン株式会社 撮像装置および撮像システム
US6969899B2 (en) * 2003-12-08 2005-11-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Image sensor with light guides
US7060961B2 (en) * 2003-12-12 2006-06-13 Canon Kabushiki Kaisha Image sensing element and optical instrument having improved incident light use efficiency
EP1557886A3 (de) * 2004-01-26 2006-06-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Festkörperbildaufnahmevorrichtung und Kamera
KR100689885B1 (ko) * 2004-05-17 2007-03-09 삼성전자주식회사 광감도 및 주변광량비 개선을 위한 ｃｍｏｓ 이미지 센서및 그 제조방법
US20050274871A1 (en) * 2004-06-10 2005-12-15 Jin Li Method and apparatus for collecting photons in a solid state imaging sensor
KR100688497B1 (ko) * 2004-06-28 2007-03-02 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조방법
US7335963B2 (en) 2004-08-25 2008-02-26 Micron Technology, Inc. Light block for pixel arrays
US7453109B2 (en) * 2004-09-03 2008-11-18 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state image sensor and imaging system
US7768088B2 (en) * 2004-09-24 2010-08-03 Fujifilm Corporation Solid-state imaging device that efficiently guides light to a light-receiving part
US7078779B2 (en) * 2004-10-15 2006-07-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Enhanced color image sensor device and method of making the same
JP2006128433A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Sony Corp 光フィルタ付き光学装置及びその製造方法
US7193289B2 (en) * 2004-11-30 2007-03-20 International Business Machines Corporation Damascene copper wiring image sensor
JP2006191000A (ja) * 2004-12-08 2006-07-20 Canon Inc 光電変換装置
KR100672660B1 (ko) * 2004-12-24 2007-01-24 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법
JP4598680B2 (ja) * 2005-01-18 2010-12-15 パナソニック株式会社 固体撮像装置及びカメラ
US8139131B2 (en) * 2005-01-18 2012-03-20 Panasonic Corporation Solid state imaging device and fabrication method thereof, and camera incorporating the solid state imaging device
JP2006237362A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像素子の製造方法
JP2006261229A (ja) * 2005-03-15 2006-09-28 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像素子およびその製造方法
JP2006310825A (ja) * 2005-03-30 2006-11-09 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像素子およびその製造方法
KR100672687B1 (ko) * 2005-06-03 2007-01-22 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법
JP2006351775A (ja) * 2005-06-15 2006-12-28 Fujifilm Holdings Corp カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子の製造方法およびこれを用いた固体撮像素子
KR100718877B1 (ko) * 2005-06-20 2007-05-17 (주)실리콘화일 이미지센서의 칼라필터 형성방법 및 이를 이용하여 제조된이미지 센서
KR100698091B1 (ko) * 2005-06-27 2007-03-23 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법
US7265328B2 (en) * 2005-08-22 2007-09-04 Micron Technology, Inc. Method and apparatus providing an optical guide for an imager pixel having a ring of air-filled spaced slots around a photosensor
US20070052035A1 (en) * 2005-08-23 2007-03-08 Omnivision Technologies, Inc. Method and apparatus for reducing optical crosstalk in CMOS image sensors
CN101273297A (zh) * 2005-10-06 2008-09-24 日本板硝子株式会社 图像成像光学系统、使用了图像成像光学系统的图像读取装置以及图像写入装置
JP2007150087A (ja) 2005-11-29 2007-06-14 Fujifilm Corp 固体撮像素子およびその製造方法
FR2894072A1 (fr) 2005-11-30 2007-06-01 St Microelectronics Sa Circuit integre muni d'au moins une cellule photosensible comprenant un guide de lumiere a plusieurs niveaux et procede de fabrication correspondant
KR20070069833A (ko) * 2005-12-28 2007-07-03 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법
KR100731131B1 (ko) * 2005-12-29 2007-06-22 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법
US7675080B2 (en) * 2006-01-10 2010-03-09 Aptina Imaging Corp. Uniform color filter arrays in a moat
JP4759410B2 (ja) * 2006-03-06 2011-08-31 富士フイルム株式会社 固体撮像素子
US8610806B2 (en) * 2006-08-28 2013-12-17 Micron Technology, Inc. Color filter array, imagers and systems having same, and methods of fabrication and use thereof
JP2008192771A (ja) * 2007-02-02 2008-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像素子およびその製造方法
JP5364989B2 (ja) 2007-10-02 2013-12-11 ソニー株式会社 固体撮像装置およびカメラ
JP5164509B2 (ja) * 2007-10-03 2013-03-21 キヤノン株式会社 光電変換装置、可視光用光電変換装置及びそれらを用いた撮像システム
JP2009111225A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Fujifilm Corp 固体撮像素子及びその製造方法
US7816641B2 (en) * 2007-12-28 2010-10-19 Candela Microsystems (S) Pte. Ltd. Light guide array for an image sensor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7119319B2 (en) 2004-04-08 2006-10-10 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state image sensing element and its design support method, and image sensing device

Also Published As

Publication number Publication date
ES2545429B1 (es) 2016-10-07
GB201205371D0 (en) 2012-05-09
GB201012706D0 (en) 2010-09-15
CN101971339B (zh) 2012-09-05
GB2487010B (en) 2012-08-15
GB2487014B (en) 2012-08-15
GB201209401D0 (en) 2012-07-11
US20100155870A1 (en) 2010-06-24
GB2488470B (en) 2012-12-26
WO2009091484A1 (en) 2009-07-23
US8049153B2 (en) 2011-11-01
GB201203373D0 (en) 2012-04-11
GB2485715B (en) 2012-08-15
BRPI0822173A8 (pt) 2019-01-22
GB2488468B (en) 2013-04-24
HK1171566A1 (en) 2013-03-28
GB201205198D0 (en) 2012-05-09
US20130034927A1 (en) 2013-02-07
GB2488468A (en) 2012-08-29
US20140117208A1 (en) 2014-05-01
HK1171568A1 (en) 2013-03-28
GB201205195D0 (en) 2012-05-09
BRPI0822173A2 (pt) 2015-06-16
HK1175303A1 (en) 2013-06-28
ES2422869B1 (es) 2015-08-07
TWI414059B (zh) 2013-11-01
ES2545429A2 (es) 2015-09-10
GB2488470A (en) 2012-08-29
TW200947684A (en) 2009-11-16
GB2487013A (en) 2012-07-04
GB2487014A (en) 2012-07-04
GB2485715A (en) 2012-05-23
GB2487013B (en) 2012-09-12
GB201203358D0 (en) 2012-04-11
US20110027936A1 (en) 2011-02-03
HK1175304A1 (en) 2013-06-28
TWI497705B (zh) 2015-08-21
GB2487010A (en) 2012-07-04
US7816641B2 (en) 2010-10-19
ES2545429R1 (es) 2015-10-07
TW201543661A (zh) 2015-11-16
US20100283112A1 (en) 2010-11-11
GB2469247B (en) 2012-10-03
GB201205474D0 (en) 2012-05-09
JP2011508457A (ja) 2011-03-10
GB2469247A (en) 2010-10-06
US8299511B2 (en) 2012-10-30
MX2010007203A (es) 2011-02-22
SG187382A1 (en) 2013-02-28
GB201209391D0 (en) 2012-07-11
TW201415616A (zh) 2014-04-16
TWI580017B (zh) 2017-04-21
CN101971339A (zh) 2011-02-09
JP6079978B2 (ja) 2017-09-20
ES2422869A1 (es) 2013-09-16
US20090166518A1 (en) 2009-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112008003468T5 (de) Lichtleiteranordnung für einen Bildsensor
DE102017123338B4 (de) Verfahren zur qualitätssteigerung durch doppeiseitige multiabsorptionsstruktur
DE102018122789B4 (de) Rissbeständige tiefe Grabenisolationsstrukturen
DE102018118613B4 (de) Halbleiter-Bildsensor
DE10230134B4 (de) Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102014113618B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer CMOS-Bildsensor-Struktur
DE60223330T2 (de) Fotoelektrische Halbleiter-Wandlervorrichtung
DE19815899C2 (de) Festkörper-Farb-Abbildungsvorrichtung
DE102016119029A1 (de) Bildsensorvorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE4415140A1 (de) Festkörper-Bildsensorelement und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102006061029A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines CMOS-Bildsensors
DE112018001963T5 (de) Festkörperbildgebungsvorrichtung
DE102010030903A1 (de) Light guide array for an image sensor
DE102019117664A1 (de) Verfahren zum Herstellen von selbstjustierten Gittern in einem BSI-Bildsensor
WO2010073226A2 (de) Herstellung von hohen justiermarken und solche justiermarken auf einem halbleiterwafer
DE102007051752B4 (de) Licht blockierende Schichtenfolge und Verfahren zu deren Herstellung
DE102018124442A1 (de) Polarisatoren für Bildsensorvorrichtungen
DE102008022299A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors
DE102007058384A1 (de) Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102005063111B4 (de) CMOS-Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102004063038A1 (de) Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102007060260A1 (de) Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung
US8455291B2 (en) Method of manufacturing solid state imaging device, solid state imaging device, and camera using solid state imaging device
DE102020107096A1 (de) Linsenstruktur, die zum erhöhen der quantenausbeute eines bildsensors konfiguriert ist
DE102012216695A1 (de) Mikrolinsenarray und verfahren zum herstellen eines mikrolinsenarrays

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: CANDELA MICROSYSTEMS (S) PTE. LTD., SINGAPORE, SG

Owner name: TAY, HIOK NAM, SINGAPORE, SG

8181 Inventor (new situation)

Inventor name: DO, THANH-TRUNG, SINGAPORE, SG

Inventor name: TAY, HIOK-NAM, SINGAPORE, SG

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: CANDELA MICROSYSTEMS (S) PTE. LTD., SG

Free format text: FORMER OWNER: THANH-TRUNG DO,HIOK-NAM TAY, , SG

Effective date: 20110404

Owner name: TAY, HIOK NAM, SG

Free format text: FORMER OWNER: THANH-TRUNG DO,HIOK-NAM TAY, , SG

Effective date: 20110404

Owner name: TAY, HIOK NAM, SG

Free format text: FORMER OWNERS: DO, THANH-TRUNG, SINGAPORE, SG; TAY, HIOK-NAM, SINGAPORE, SG

Effective date: 20110404

Owner name: CANDELA MICROSYSTEMS (S) PTE. LTD., SG

Free format text: FORMER OWNERS: DO, THANH-TRUNG, SINGAPORE, SG; TAY, HIOK-NAM, SINGAPORE, SG

Effective date: 20110404

R082 Change of representative

Representative=s name: GRAF GLUECK KRITZENBERGER, DE

Representative=s name: GLUECK - KRITZENBERGER PATENTANWAELTE PARTGMBB, DE

R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee