CN108258002B - 半导体装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种半导体装置及其制造方法。该半导体装置包括：衬底；形成在衬底上的多个滤色元件，每个滤色元件用于允许特定波长的光通过；以及形成在相邻两个滤色元件之间的隔离结构，用于防止光在滤色元件之间串扰；其中，隔离结构包括光吸收结构。
Description
技术领域
本公开涉及半导体领域，具体来说，涉及半导体装置及其制造方法。
背景技术
图像传感器可用于对辐射(例如，光辐射，包括但不限于可见光、红外线、紫外线等)进行感测，从而生成对应的电信号(成像)。图像传感器当前被广泛地应用在数码相机、安保设施或其他成像设备中。
对于图像传感器而言，成像质量是重要的性能指标。当不期望的辐射进入感测区域时，会影响成像质量。特别地，如果不期望的辐射强度较大，例如形成耀斑(flare)，则可能对图像质量产生较严重的不利影响。
发明内容
本公开的一个目的是提供一种新颖的半导体装置及其制造方法，特别地，涉及改善图像传感器的成像质量。
根据本公开的第一方面，提供了一种半导体装置，该半导体装置包括：衬底；形成在衬底上的多个滤色元件，每个滤色元件用于允许特定波长的光通过；以及形成在相邻两个滤色元件之间的隔离结构，用于防止光在滤色元件之间串扰；其中，隔离结构包括光吸收结构。
根据本公开的第二方面，提供了一种制造半导体装置的方法，该方法包括：提供衬底；在衬底之上形成隔离结构；在衬底之上形成多个滤色元件，每个滤色元件用于允许特定波长的光通过；其中隔离结构布置在相邻两个滤色元件之间，用于防止光在滤色元件之间串扰，以及隔离结构包括光吸收结构。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
图1A是示出采用根据现有技术的图像传感器的成像模块的示意性截面图。
图1B是示出采用根据现有技术的图像传感器的成像模块的示意性截面图。
图2是示出根据本公开一个实施例的半导体装置的示意性截面图。
图3是示出根据本公开另一个实施例的半导体装置的示意性截面图
图4是示出根据本公开一个实施例的半导体装置的制造方法的流程图。
图5A至图5E是示出与图4所示的方法的部分步骤对应的半导体装置的示意性截面图。
图6A至图6C是示出与图4所示的方法的部分步骤对应的半导体装置的示意性截面图。
注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的发明并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。
具体实施方式
本申请的发明人认识到，传统的图像传感器在成像质量方面面临较大挑战。
图1A、图1B例示了采用根据现有技术的图像传感器101的成像模块100的示意性截面图。
图像传感器101，例如典型的背照式(BSI)图像传感器101，通常在各个辐射感测区域(未例示)之上设置滤色元件126，以选择性的允许特定波长的辐射进入相对应的辐射感测区域。照此，各个辐射感测区域可以仅对特定波长的辐射进行感测。此外，可以在各个相邻滤色元件126之间设置诸如金属栅格的辐射反射结构124作为隔离结构，以减少可能的辐射串扰。因此，入射到图像传感器101上的辐射不仅可以照射到滤色元件126上，从而进入辐射感测区域，也可以照射到辐射反射结构124上。此外，在采用图像传感器101的成像模块100中，还通常可以包括设置在辐射入射方向的其它部件，例如，红外截止滤光片103。
本领域技术人员容易理解，在成像模块100中的各个界面处，入射辐射的反射现象是广泛存在的。但值得注意的是，通过反射进入滤色元件126的辐射可能是不期望的辐射。例如，如图1A所示，当光以一定角度入射时，被某个辐射反射结构124反射到红外截止滤光片103，再被红外截止滤光片103反射到某个滤色元件126的辐射不是该滤色元件126所期望的。一般来说，不期望的辐射会劣化成像质量，尤其是当其强度较大甚至形成耀斑时。
此外，当一般呈现阵列式分布的辐射反射结构124的节距与辐射的波长相当时，可以被近似视为反射式光栅结构。因此，入射到辐射反射结构124上的辐射可能产生衍射效应。例如，如图1B所示，即使光沿法线方向入射时，入射到辐射反射结构124上的辐射发生反射式光栅衍射，衍射出来的辐射具有衍射角θ。作为结果，可能会有较强的辐射(例如，形成耀斑)落在红外截止滤光片103上，再被反射进入滤色元件126，从而对图像传感器101的成像质量产生较大的不利影响。
因此，减少图像传感器中反射的不利影响，尤其是消除由于反射式衍射效应产生的耀斑，对于图像传感器的成像质量有着重要意义。
本申请的发明人提出了一种半导体装置及其制造方法。在该半导体装置(例如，图像传感器)中，对滤色元件的隔离结构进行设计。有利地，使用本公开的技术能够改进半导体装置的成像质量。
另外，本领域技术人员均能理解，虽然本文描述的例子是针对图像传感器进行处理，但本发明也可以适用于对辐射进行感测的其他半导体装置。
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
图2示意性地例示了根据本公开一个实施例的半导体装置200的截面图。
如图2所示，半导体装置200包括衬底202。
此外，半导体装置200还包括形成在衬底202上的多个滤色元件226。每个滤色元件226用于允许特定波长的光通过。
而且，如图2所示，半导体装置200还包括形成在相邻两个滤色元件226之间的隔离结构220，用于防止光在滤色元件226之间串扰。
在各个实施例中，隔离结构220包括光吸收结构222。
对于衬底202而言，在一些实施例中，衬底202的材料的示例可以包括但不限于一元半导体材料(诸如，硅或锗等)、化合物半导体材料(诸如碳化硅、硅锗、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟和/或锑化铟)或其组合。在另一些实施方式中，衬底也可以为绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上锗硅等各种复合衬底。本领域的技术人员应当理解，对于衬底202没有特别的限制，而是可以根据实际应用进行选择。
一般地，滤色元件226允许特定波长的光通过。例如，在一些实施例中，绿色滤色元件仅允许绿色的光通过，红色滤色元件仅允许红色的光通过，以及蓝色滤色元件仅允许蓝色的光通过。在一些实施例中，滤色元件226可以包括用于过滤出特定频带的光的染料基的聚合物。或者，在一些实施例中，滤色元件226可以包括树脂或具有彩色颜料的其他有机基质材料。
在各个实施例中，光吸收结构222可以对入射在其上的光进行吸收
一方面，光吸收结构222可以用于隔离各个滤色元件226，从而防止光在滤色元件226之间串扰。由于入射到光吸收结构222上的光被至少部分地吸收，光不能够直接通过光吸收结构222从一个滤色元件226进入另一个滤色元件226，而是会经历一定程度的衰减。其中，衰减的程度与光吸收结构222的吸收能力相关。通过合理的设计光吸收结构222，例如选择合适的吸收材料，入射到光吸收结构222的光可以被大部分吸收，从而被阻止通过。
在一些实施例中，光吸收结构222可以由窄带隙半导体材料形成。
对于禁带宽度小于光子能量的半导体材料，入射的光子可以通过激发价带电子向导带转移而被吸收。例如，可见光的波长范围是400nm～700nm，对应的光子能量分别为3.1eV～1.8eV。对于禁带宽度小于1.8eV的半导体材料，几乎所有可见光都可通过激发价带电子向导带转移而被吸收。
典型地，在一些实施例中，形成光吸收结构222的窄带隙半导体材料的示例可以包括但不限于下列中的一种或多种：锗、锗硅或砷化镓。
在一些实施例中，光吸收结构222可以由碳涂层(Spin-On-Carbon,SOC)形成。
典型地，在一些实施例中，形成光吸收结构222的碳涂层的主要成分是高碳含量的聚合物。
另外，在一些实施例中，光吸收结构222可以由针对不同波长的光的滤色元件组合得到。
滤色元件一般仅允许一定波长的光通过。将针对不同波长的光的滤色元件组合起来，若其中各个滤色元件所允许通过的光的波长范围的交集很少或者几乎没有交集，则组合得到的光吸收结构222将可以阻挡几乎所有光通过。
在一些实施例中，组合方式可以包括上下堆叠等。
例如，在一些实施例中，光吸收结构222可以由针对红色的滤色元件与针对蓝色的滤色元件堆叠得到。针对红色的滤色元件主要允许长波长的红色光通过，而针对蓝色的滤色元件主要允许短波长的蓝色光通过，因此，几乎所有可见光都无法通过这样堆叠得到的光吸收结构222。
另一方面，光吸收结构222可以用于抑制由隔离结构220的反射引起的不期望的光辐射。由于光吸收结构222可以吸收光，所以只要入射到隔离结构220的光可以至少部分落在光吸收结构222上，则隔离结构220的反射可以被减小，甚至消除。通过合理的设计隔离结构220，例如设计隔离结构220中光吸收结构222的布置方式，由隔离结构220的反射引起的不期望的光辐射可以被显著减少，甚至完全消除。
在本申请的一些实施例中，如图2所示，隔离结构220仅包括光吸收结构222。
在这种布置方式下，入射到隔离结构220上的光全部落在光吸收结构222上。有利地，该布置方式能够有效地避免由隔离结构220引起的反射，进而抑制不期望的光辐射。此外，该布置方式的工艺步骤相对简单，能够有效地降低制作成本。
例如，在一些实施例中，光吸收结构222可以通过在衬底202上沉积(例如，物理气相沉积、化学气相沉积或任何其他的合适的处理)并然后图案化(例如，干法蚀刻)来形成。然而，本领域的技术人员应当理解，光吸收结构222可以通过任何合适的工艺形成。
本领域技术人员应当理解，隔离结构220中光吸收结构222的布置方式不限于此，而是可以根据需要进行设计。为了便于理解，将随后在根据本申请的另一个实施例中详细例示关于光吸收结构222的布置方式的另一个示例。
如上所述，有利地，包含光吸收结构222的隔离结构220不仅可以对滤色元件226进行隔离从而防止光的串扰，还可以抑制由自身反射引起的不期望的光辐射。因此，包含光吸收结构222的隔离结构220有助于提高成像质量。
可选地，在一些实施例中，衬底202中/上还可以已经形成有其它构件或层。
例如，在一些实施例中，衬底202中可以包括用于感测光的光电转换单元206。
如图2所示，在一些实施例中，可以在衬底202中设置多个光电转换单元206，以分别感测入射光的强度(亮度)。在一些实施例中，光电转换单元206可以是由n型和/或p型掺杂物在衬底202中形成的掺杂区域。例如，在一些实施例中，光电转换单元206是n型掺杂区域。
在一些实施例中，例如，当半导体装置200是背照式图像传感器时，光电转换单元206可以被形成为临近衬底202的背面。
此外，在一些实施例中，还可以在相邻的光电转换单元206之间设置感光隔离结构(未例示)。
可选地，在一些实施例中，衬底202(背面)上可以形成有固定电荷层208，如图2所示。
在一些实施例中，固定电荷层208可以用于蓄积电荷。所蓄积的电荷通常是负电荷，但在某些情况下也可以是正电荷。当固定电荷层208具有蓄积的负(正)电荷时，这些电荷将衬底202背面中的正(负)电荷吸引到界面附近形成电偶极子，从而改善暗电流。例如，在一些实施例中，固定电荷层208可以由次氟酸(HfO)或氧化铝以及氧化钽(AlO+TaO)形成。
尽管未例示，但衬底202上/中还可以已经形成有其它构件或层，例如，接触孔、下层金属连线和通孔等在早期处理步骤中形成的其它构件和/或层间电介质层等。
在一些实施例中，形成在衬底202(固定电荷层208)上的滤色元件226与光电转换单元206对应。这里，“对应”指滤色元件226与光电转换单元206被布置成在俯视图中至少部分地重叠。例如，如图2所示，滤色元件226与光电转换单元206对准。但是，本领域的技术人员应当理解，滤色元件226与光电转换单元206的布置方式不限于以上示例。
可选地，在一些实施例中，半导体装置200还可以包括微透镜228。
在一些实施例中，如图2所示，微透镜228可以对应地形成在滤色元件226上。微透镜228可以用于将入射的光辐射聚集在各个光电转换单元206中。本领域的技术人员应当理解，微透镜228可以由任何合适的材料、通过任何合适的工艺形成。
在一些实施例中，可选地，半导体装置200还可以包括抗反射层(未例示)。
例如，抗反射层可以形成在滤色元件226之上。在一些实施例中，抗反射层可以由介电材料，诸如氮化硅或氢氧化硅构成。抗反射层可以用于防止滤色元件226或滤色元件226上的微透镜228(如果有的话)对入射光的反射效应，从而进一步减小不期望的光辐射。
图3示出了根据本公开另一个实施例的半导体装置300的示意性截面图。为了简化描述，以下在描述根据本发明的各实施例中，仅针对各实施例之间的不同之处进行详细描述，而省略对相同或相似的部分的重复说明。图3主要用于例示关于光吸收结构222在隔离结构220中的布置方式的另一个示例。出于简化目的，以下仅针对隔离结构220展开详细描述。
在本申请的一些实施例中，如图3所示，隔离结构220不仅包括光吸收结构222，还包括光反射结构224。其中，光吸收结构222形成在光反射结构224之上。
依据这种布置方式，从外部入射到隔离结构220上的光可以全部落在光吸收结构222上。因此，该布置方式同样能够有效地避免由隔离结构220的反射引起的不期望的光辐射。而且，由于反射引起的能量损耗可以相对较低，设置光反射结构224能够低损耗地抑制光在滤色元件226之间的串扰，从而提高该半导体装置200对入射光的敏感度。
因此，该布置方式能够有效地避免由隔离结构220引起的反射，进而抑制不期望的光辐射，这对于在光照充足的情况下提高图像质量尤其有利。此外，该布置方式还能够提高半导体装置200对入射光的敏感度，这对于光照不足的环境尤其有利。因此，该布置方式还可以提高半导体装置的动态范围。
在一些实施例中，光反射结构224可以包括下列中的一种或多种：钨、铝、二氧化硅或氮化硅。
图4是示出根据本公开一个实施例的半导体装置的制造方法的流程图。图5A至5E与图6A至6C分别是示出与图4所示的方法的部分步骤对应的半导体装置的示意性截面图。下面将结合图4、图5A至5E与图6A至6C进行说明。上面结合图2、图3所描述的内容也可以适用于对应的特征。
在步骤402，提供衬底202。
在步骤404，在衬底202(固定电荷层208)之上形成隔离结构220。其中，隔离结构220包括光吸收结构222。
在步骤406，在衬底202上形成滤色元件226。每个滤色元件226用于允许特定波长的光通过。
如图5E所示，隔离结构220布置在相邻两个滤色元件226之间，用于防止光在滤色元件226之间串扰。
在一些实施例中，如图5A所示，在提供的衬底202中已经形成有光电转换单元206。
在一些实施例中，光电转换单元206可以是由n型和/或p型掺杂物在衬底202中形成的掺杂区域。
例如，在一些实施例中，可以通过诸如扩散和/或离子注入掺杂剂的方式形成光电转换单元206。然而，本领域技术人员容易理解，本发明不限于此，也可以采用其它的掺杂方法来形成掺杂区域。
在一些实施例中，可以在相邻的光电转换单元206之间设置感光隔离结构(未例示)。例如，可以利用深沟槽隔离(DTI)技术实现。然而，本领域技术人员容易理解，本发明不限于此，也可以采用其它方法来形成感光隔离结构。
可选地，在一些实施例中，在提供的衬底202上(背面)形成固定电荷层208，如图5B所示。
如上所述，固定电荷层208可以用于蓄积电荷，从而改善暗电流。
在一些实施例中，固定电荷层208可以通过原子层沉积技术形成。
一般来说，固定电荷层208的材料的示例可以包括但不限于：次氟酸(HfO)或氧化铝以及氧化钽(AlO+TaO)。
本领域技术人员容易理解，衬底202上还可以已经形成有其它层或构件。
在各种实施例中，隔离结构220可以通过在衬底202上沉积(例如，物理气相沉积、化学气相沉积或任何其他的合适的处理)并然后图案化(例如，蚀刻)来形成。然而，本领域的技术人员应当理解，隔离结构220可以通过任何合适的工艺形成。例如，在一些实施例中，隔离结构220中的光吸收结构222可以通过将针对不同波长的光的滤色元件组合而得到。例如，可以将针对红色的滤色元件与针对蓝色的滤色元件堆叠起来。
优选地，隔离结构220的形成方式根据其中光吸收结构222的布置方式来设计和确定。
在本申请的一些实施例中，如图2所示，隔离结构220仅包括光吸收结构222。
在一些实施例中，仅包括光吸收结构222的隔离结构220可以通过以下若干个子步骤形成。对应地，图5C至5D是示出与这些子步骤对应的半导体装置的示意性截面图
首先，如图5C所示，在固定电荷层208上形成吸收隔离层212。
在一些实施例中，吸收隔离层212可以通过沉积处理形成。例如，可以通过使用物理气相沉积、化学气相沉积或任何其他的合适的处理来形成吸收隔离层212。
在一些实施例中，吸收隔离层212可以由窄带隙半导体材料形成。
典型地，在一些实施例中，窄带隙半导体材料的示例可以包括但不限于下列中的一种或多种：锗、锗硅或砷化镓。
本领域技术人员应当理解，吸收隔离层212也可以由任何其他合适的材料通过任何其他合适的方式形成。
例如，在一些实施例中，吸收隔离层212也可以由含碳聚合物通过旋涂的方式形成。即，吸收隔离层212可以包括碳涂层。
随后，如图5D所示，可以对吸收隔离层212图案化来形成光吸收结构222。可以采用本领域已知的任何合适的蚀刻方法来完成图案化处理，包括但不限于利用图案化的掩模(例如，光致抗蚀剂或者硬掩模)。在这里可使用任何已知的适合的蚀刻工艺，诸如湿法蚀刻、干法蚀刻(如等离子体蚀刻等)。
本领域技术人员容易理解，仅包括光吸收结构222的隔离结构220的形成不限于上述的方式。
在本申请的一些实施例中，如图3所示，隔离结构220还包括光反射结构224，其中光吸收结构222形成在光反射结构224之上。
在一些实施例中，还包括光反射结构224的隔离结构220可以通过以下若干个子步骤形成。对应地，图6A至6C是示出与这些子步骤对应的半导体装置的示意性截面图。
首先，如图6A所示，在固定电荷层208上形成反射隔离层214。
随后，如图6B所示，在反射隔离层214上形成吸收隔离层212。
在一些实施例中，反射隔离层214和/或吸收隔离层212可以通过沉积处理形成。例如，可以通过使用物理气相沉积、化学气相沉积或任何其他的合适的处理来形成。
在一些实施例中，反射隔离层214的材料的示例可以包括但不限于：钨、铝、二氧化硅、氮化硅或其组合中的一种或多种。
在一些实施例中，吸收隔离层212可以由窄带隙半导体材料形成。
典型地，在一些实施例中，窄带隙半导体材料的示例可以包括但不限于下列中的一种或多种：锗、锗硅或砷化镓。
本领域技术人员应当理解，反射隔离层214和/或吸收隔离层212也可以通过任何其他合适的方式形成。
例如，在一些实施例中，吸收隔离层212也可以由含碳聚合物通过旋涂的方式形成。
随后，如图6C所示，可以进行图案化处理来形成隔离结构220。可以采用本领域已知的任何合适的蚀刻方法来完成图案化处理，包括但不限于利用图案化的掩模(例如，光致抗蚀剂或者硬掩模)。在这里可使用任何已知的适合的蚀刻工艺，诸如湿法蚀刻、干法蚀刻(如等离子体蚀刻等)。
在一些实施例中，可以在单个步骤中完成对反射隔离层214和吸收隔离层212的图案化。或者，在一些实施例中，可以在单独的步骤中分别完成对反射隔离层214和吸收隔离层212的图案化。
本领域技术人员容易理解，还包括光反射结构224的隔离结构220的形成不限于上述的方式。
在一些实施例中，滤色元件226与光电转换单元206对应地形成。
滤色元件226的材料的示例可以包括但不限于：染料基的聚合物、树脂或具有彩色颜料的其他有机基质材料。
本领域技术人员应当理解，滤色元件226可以通过任何合适的方式形成。
在一些实施例中，可选地，在滤色元件226上对应地形成微透镜228。本领域的技术人员应当理解，微透镜228可以由任何合适的材料、通过任何合适的工艺形成。此外，微透镜228可以根据形成材料的折射率等参数来确定形状和大小。
在一些实施例中，可选地，在滤色元件226之上形成抗反射层(未例示)。抗反射层可以由介电材料，诸如氮化硅或氢氧化硅构成。抗反射层可以用于防止滤色元件226或滤色元件226上的微透镜228(如果有的话)对入射光的反射效应，从而进一步减小不期望的光辐射。
值得注意的是，在以上制作半导体装置的各个步骤之间的边界仅仅是说明性的。在实际操作中，各个步骤之间可以任意组合，甚至合成单个步骤。此外，各个步骤的执行顺序不受描述顺序的限制，并且部分步骤可以省略。
根据本公开的一个方面，提供了一种半导体装置，该半导体装置包括：衬底；形成在衬底上的多个滤色元件，每个滤色元件用于允许特定波长的光通过；以及形成在相邻两个滤色元件之间的隔离结构，用于防止光在滤色元件之间串扰；其中，隔离结构包括光吸收结构。
根据一个实施例，隔离结构还包括光反射结构，其中光吸收结构形成在光反射结构之上。
根据一个实施例，隔离结构仅包括光吸收结构。
根据一个实施例，光吸收结构由窄带隙半导体材料形成。
根据一个实施例，形成光吸收结构的窄带隙半导体材料包括下列中的一种或多种：锗、锗硅或砷化镓。
根据一个实施例，光吸收结构由碳涂层形成。
根据一个实施例，光吸收结构由针对不同波长的光的滤色元件组合得到。
根据一个实施例，光吸收结构由针对红色的滤色元件与针对蓝色的滤色元件堆叠得到。
根据一个实施例，光反射结构包括下列中的一种或多种：钨、铝、二氧化硅或氮化硅。
根据一个实施例，衬底包括用于感测光的光电转换单元，滤色元件与光电转换单元对应。
根据一个实施例，光电转换单元被形成为临近衬底的背面，滤色元件和隔离结构位于衬底的背面上。
根据一个实施例，半导体装置还包括形成在衬底之上的固定电荷层，固定电荷层位于滤色元件和隔离结构之下。
根据一个实施例，半导体装置还包括抗反射层，抗反射层形成在滤色元件之上。
根据本公开的一个方面，提供了一种制造半导体装置的方法，该方法包括：提供衬底；在衬底之上形成隔离结构；在衬底之上形成多个滤色元件，每个滤色元件用于允许特定波长的光通过；其中隔离结构布置在相邻两个滤色元件之间，用于防止光在滤色元件之间串扰，以及隔离结构包括光吸收结构。
根据一个实施例，隔离结构还包括光反射结构，其中光吸收结构形成在光反射结构之上。
根据一个实施例，隔离结构仅包括光吸收结构。
根据一个实施例，光吸收结构由窄带隙半导体材料形成。
根据一个实施例，形成光吸收结构的窄带隙半导体材料包括下列中的一种或多种：锗、锗硅或砷化镓。
根据一个实施例，光吸收结构由碳涂层形成。
根据一个实施例，光吸收结构由针对不同波长的光的滤色元件组合得到。
根据一个实施例，光吸收结构由针对红色的滤色元件与针对蓝色的滤色元件堆叠得到。
根据一个实施例，光反射结构包括下列中的一种或多种：钨、铝、二氧化硅或氮化硅。
根据一个实施例，衬底包括用于感测光的光电转换单元，滤色元件与光电转换单元对应。
根据一个实施例，方法还包括在衬底之上形成固定电荷层，固定电荷层位于滤色元件和隔离结构之下。
根据一个实施例，方法还包括在滤色元件形成抗反射层。
在说明书及权利要求中的词语“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”等，如果存在的话，用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解，这样使用的词语在适当的情况下是可互换的，使得在此所描述的本公开的实施例，例如，能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其他取向上操作。
如在此所使用的，词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”，而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本公开不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。
如在此所使用的，词语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。词语“基本上”还允许由寄生效应、噪音以及可能存在于实际的实现方式中的其它实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。
上述描述可以指示被“连接”或“耦合”在一起的元件或节点或特征。如在此所使用的，除非另外明确说明，“连接”意指一个元件/节点/特征与另一种元件/节点/特征在电学上、机械上、逻辑上或以其它方式直接地连接(或者直接通信)。类似地，除非另外明确说明，“耦合”意指一个元件/节点/特征可以与另一元件/节点/特征以直接的或间接的方式在机械上、电学上、逻辑上或以其它方式连结以允许相互作用，即使这两个特征可能并没有直接连接也是如此。也就是说，“耦合”意图包含元件或其它特征的直接连结和间接连结，包括利用一个或多个中间元件的连接。
另外，仅仅为了参考的目的，还可以在下面描述中使用某种术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。
还应理解，“包括/包含”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。
在本公开中，术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式，因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。
本领域技术人员应当意识到，在上述操作之间的边界仅仅是说明性的。多个操作可以结合成单个操作，单个操作可以分布于附加的操作中，并且操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且，另选的实施例可以包括特定操作的多个实例，并且在其他各种实施例中可以改变操作顺序。但是，其它的修改、变化和替换同样是可能的。因此，本说明书和附图应当被看作是说明性的，而非限制性的。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。在此公开的各实施例可以任意组合，而不脱离本公开的精神和范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本公开的范围和精神。本公开的范围由所附权利要求来限定。
Claims (21)
1.一种半导体装置，其特征在于，包括：
衬底；
形成在所述衬底上的多个滤色元件，每个滤色元件用于允许特定波长的光通过；以及
形成在所有相邻的两个滤色元件之间的隔离结构，用于防止光在滤色元件之间串扰；
其中，所述隔离结构包括光吸收结构，并且
所述隔离结构还包括光反射结构，其中所述光吸收结构形成在所述光反射结构之上。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：
所述光吸收结构由窄带隙半导体材料形成。
3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于：
形成所述光吸收结构的窄带隙半导体材料包括下列中的一种或多种：锗、锗硅或砷化镓。
4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：
所述光吸收结构由碳涂层形成。
5.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：
所述光吸收结构由针对不同波长的光的滤色元件组合得到。
6.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于：
所述光吸收结构由针对红色的滤色元件与针对蓝色的滤色元件堆叠得到。
7.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：
所述光反射结构包括下列中的一种或多种：钨、铝、二氧化硅或氮化硅。
8.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：
所述衬底包括用于感测光的光电转换单元，所述滤色元件与所述光电转换单元对应。
9.根据权利要求8所述的半导体装置，其特征在于：
所述光电转换单元被形成为临近所述衬底的背面，所述滤色元件和所述隔离结构位于所述衬底的背面上。
10.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：
半导体装置还包括形成在所述衬底之上的固定电荷层，所述固定电荷层位于所述滤色元件和所述隔离结构之下。
11.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：
半导体装置还包括抗反射层，所述抗反射层形成在所述滤色元件之上。
12.一种制造半导体装置的方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
在所述衬底之上形成隔离结构；
在所述衬底之上形成多个滤色元件，每个滤色元件用于允许特定波长的光通过；其中
所述隔离结构布置在所有相邻的两个滤色元件之间，用于防止光在滤色元件之间串扰，
所述隔离结构包括光吸收结构，以及
所述隔离结构还包括光反射结构，其中所述光吸收结构形成在所述光反射结构之上。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：
所述光吸收结构由窄带隙半导体材料形成。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：
形成所述光吸收结构的窄带隙半导体材料包括下列中的一种或多种：锗、锗硅或砷化镓。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：
所述光吸收结构由碳涂层形成。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：
所述光吸收结构由针对不同波长的光的滤色元件组合得到。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：
所述光吸收结构由针对红色的滤色元件与针对蓝色的滤色元件堆叠得到。
18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：
所述光反射结构包括下列中的一种或多种：钨、铝、二氧化硅或氮化硅。
19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：
所述衬底包括用于感测光的光电转换单元，所述滤色元件与所述光电转换单元对应。
20.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：
所述方法还包括在所述衬底之上形成固定电荷层，所述固定电荷层位于所述滤色元件和所述隔离结构之下。
21.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：
所述方法还包括在所述滤色元件之上形成抗反射层。
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