图像传感器、终端以及图像传感器的制造方法与流程

本公开涉及图像传感器领域，具体地，涉及一种图像传感器、终端以及图像传感器的制造方法。

背景技术：

图像传感器是相机的关键组成单元，功能是把光信号转换为数字图像。图像传感器包含像素阵列，逻辑控制阵列，数字成像处理等模块。其中像素阵列是把光信号转换为模拟电信号。通常像素阵列采用bayer结构，红绿蓝像素周期性的排列，随着像素尺寸越来越小，像素之间的串扰随之增大。

技术实现要素：

本公开提供一种图像传感器、终端以及图像传感器的制造方法，以解决相关技术中像素之间存在串扰的技术问题。

为实现上述目的，本公开实施例的第一方面，提供一种图像传感器，包括：位于中心区域的中心像素结构和围设于所述中心像素结构的边缘像素结构；所述边缘像素结构包括衬底以及倾斜铺设于所述衬底上的第一光电二极管，所述第一光电二极管朝所述中心像素结构倾斜。

可选地，所述边缘像素结构还包括：

第一浅槽隔离，设于所述第一光电二极管两侧；

第一阱隔离，连接于所述第一浅槽隔离。

可选地，所述第一阱隔离倾斜设置于所述第一光电二极管的两侧，且所述第一阱隔离倾斜的方向与所述第一光电二极管倾斜的方向一致。

可选地，所述边缘像素结构还包括：

第一金属互联层，连接于所述第一光电二极管，所述第一金属互联层设置于所述第一浅槽隔离上方，相邻的所述第一金属互联层之间设有第一通孔；

第一彩色滤镜，铺设于所述第一金属互联层上方；

第一微透镜，铺设于所述第一彩色滤镜上且位于所述第一通孔上方。

可选地，所述第一微透镜横跨于相邻的两个所述第一通孔。

可选地，所述中心像素结构包括：

第二光电二极管，竖向铺设于所述衬底上；

第二浅槽隔离，设于所述第二光电二极管两侧；

第二阱隔离，连接于所述第二浅槽隔离且竖向设于所述第二光电二极管两侧；

第二金属互联层，连接于所述第二光电二极管，所述第二金属互联层设置于所述第二浅槽隔离上方，相邻的所述第二金属互联层之间设有第二通孔；

第二彩色滤镜，铺设于所述第二金属互联层上方；

第二微透镜，铺设于所述第二彩色滤镜上且位于所述第二通孔上方。

可选地，所述第一光电二极管的倾斜角度与所述第一光电二极管和所述中心像素结构之间的距离正相关。

本公开实施例的第二方面，提供一种终端，所述终端包括上述第一方面中任一项所述的图像传感器。

本公开实施例的第三方面，提供一种图像传感器的制造方法，包括：

第一步骤：在提供的衬底上形成浅槽隔离后，在所述浅槽隔离上以第一注入能量注入第一剂量的第一类型离子以形成阱隔离；

第二步骤：平移第一预设距离，在形成的所述阱隔离上以第二注入能量注入第二剂量的第一类型离子以继续形成阱隔离；

第三步骤：重复上述第二步骤n次以形成倾斜的阱隔离，且每次重复的步骤中注入的能量和剂量不同，其中，n为大于1的整数；

第四步骤：在相邻的阱隔离之间以预设的注入能量和注入剂量注入与所述第一类型离子不同的第二类型离子以形成倾斜铺设于所述衬底上的光电二极管。

可选地，其特征在于，所述第一步骤为：在所述浅槽隔离上注入p型离子或n型离子，注入能量为60k电子伏至80k电子伏，注入剂量为3e12离子/平方厘米至3.5e12离子/平方厘米；

所述第二步骤为：平移第一预设距离，在形成的所述阱隔离上再次注入p型离子或n型离子，注入能量为110k电子伏至130k电子伏，注入剂量为2e12离子/平方厘米至2.5e12离子/平方厘米；

所述第三步骤为：平移第二预设距离，在形成的所述阱隔离上再次注入p型离子或n型离子，注入能量为150k电子伏至170k电子伏，注入剂量为1e12离子/平方厘米至1.5e12离子/平方厘米；

所述第四步骤为：在相邻的阱隔离之间注入n型离子或p型离子，注入能量为170k电子伏至190k电子伏，注入剂量为0.5e12离子/平方厘米至1e12离子/平方厘米，以形成n型光电二极管或p型光电二极管。

采用上述技术方案，至少能够达到如下技术效果：

本公开通过将边缘像素结构中的第一光电二极管倾斜铺设于衬底上，所述第一光电二极管的倾斜度与入射到所述衬底中的信号光线的入射角匹配，进而，使入射光尽可能的被第一光电二极管吸收而不影响相邻像素中的光电二极管，这样，像素与像素之间的串扰得到减轻，解决了相关技术中像素之间存在串扰的技术问题。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一示例性实施例示出的一种图像传感器中的边缘像素结构的剖视图。

图2是本公开一示例性实施例示出的一种图像传感器中的中心像素结构的剖视图。

图3是本公开一示例性实施例示出的边缘像素结构的抗串扰示意图。

图4是本公开一示例性实施例示出的一种图像传感器的制造方法流程图。

图5至图8是本公开一示例性实施例示出的边缘像素结构的制作示意图。

图9是本公开一示例性实施例示出的光入射到像素阵列上的示意图。

图10是本公开一示例性实施例示出的光入射到像素结构上的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本公开图像传感器包括位于中心区域的中心像素结构和围设于所述中心像素结构的边缘像素结构。先对中心像素结构进行阐释，图2是本公开一示例性实施例示出的一种图像传感器中的中心像素结构的剖视图。如图2所示，所述中心像素结构包括：第二光电二极管22、第二浅槽隔离23、第二阱隔离24、第二金属互联层25、第二彩色滤镜26以及第二微透镜27。其中，第二浅槽隔离23的作用是隔离第二光电二极管22之间的漏电，第二阱隔离24的作用是减小第二光电二极管22之间的光学串扰。第二金属互联层25用于给第二光电二极管22提供电气连接。第二彩色滤镜26的作用是选择性透过不同颜色的光，如蓝色滤镜，选择透过蓝色的光，其他颜色的光不透过。及第二微透镜27用于聚光，以提升像素的量子效率。

继续参照图2，第二光电二极管22竖向铺设于衬底11上，第二浅槽隔离23设于第二光电二极管22两侧；第二阱隔离24连接于第二浅槽隔离23且竖向设于第二光电二极管22两侧；第二金属互联层25连接于所述第二光电二极管22，所述第二金属互联层25设置于所述第二浅槽隔离23上方，相邻的所述第二金属互联层25之间设有第二通孔250；第二彩色滤镜26铺设于所述第二金属互联层25上方；第二微透镜27铺设于所述第二彩色滤镜26上且位于第二通孔250上方。

请参照图2和图9，在图9中，附图标记91为入射光信号，附图标记92为镜头主光轴，附图标记93为镜头，附图标记94为像素阵列，附图标记s90为边缘区域。入射光线91从镜头93入射到像素阵列94上后，在位于中心区域的所述中心像素结构上，入射光线91从第二微透镜27进入第二彩色滤镜26，然后通过第二通孔250进入第二光电二极管22，由于所述中心像素结构所处的位置，入射光线91和镜头主光轴92之间的夹角θ比较小，入射光线基本都能够被第二光电二极管22吸收，因此，在所述中心像素结构发生串扰的可能性较小。

然而，本申请发明人研究发现，如果位于边缘区域s90的像素结构也设置成图2所示的结构组成，越靠近像素阵列94的边缘区域s90，入射光线91和镜头主光轴92之间的夹角θ越大。当入射光线91入射到衬底中，由于入射光线91和镜头主光轴92之间的夹角θ较大，在衬底中入射光线91以一定角度传播，入射到像素中的入射光线91会传播到相邻的光电二极管。入射光线91在相邻的光电二极管中会产生光生电子，光生电子被相邻光电的二极管收集并输出，形成光学串扰。

为了解决上述技术问题，请参照图1，图1是本公开一示例性实施例示出的一种图像传感器中的边缘像素结构的剖视图。如图1所示，所述边缘像素结构包括衬底11以及倾斜铺设于所述衬底11上的第一光电二极管12。

其中，所述第一光电二极管12的倾斜度与入射到所述衬底11中的信号光线的入射角匹配。即，所述第一光电二极管12的倾斜方向与边缘信号光入射到衬底11中的入射方向一致。可选地，所述第一光电二极管12的倾斜度与边缘信号光的入射角一致，即所述第一光电二极管12与入射到所述衬底11中的信号光线平行。进而，使入射光尽可能的被第一光电二极管吸收而不影响相邻像素中的光电二极管，这样，像素与像素之间的串扰得到减轻。

请继续参照图1，所述边缘像素结构还包括：第一浅槽隔离13、第一阱隔离14、第一金属互联层15、第一彩色滤镜16和第一微透镜17。

如图1所示，第一浅槽隔离13设于所述第一光电二极管12两侧，第一阱隔离14连接于所述第一浅槽隔离14。可选地，所述第一阱隔离14倾斜设置于所述第一光电二极管12的两侧，且所述第一阱隔离14倾斜的方向与所述第一光电二极管12倾斜的方向一致。

如图1所示，第一金属互联层15连接于所述第一光电二极管12，第一彩色滤镜16铺设于所述第一金属互联层15上方。所述第一金属互联层15设置于所述第一浅槽隔离13上方，相邻的所述第一金属互联层15之间设有第一通孔150。第一微透镜17铺设于所述第一彩色滤镜16上且位于所述第一通孔150上方。

由于边缘部分镜头入射光有一定角度，为了使更多的光能被第一光电二极管12收集到，所述第一微透镜17横跨于相邻的两个所述第一通孔150。即，使微透镜做相应平移，不再位于所述第一通孔150正上方。

为了阐述本公开能够优化相邻像素之间串扰，请参考图3，图3是本公开一示例性实施例示出的边缘像素结构的抗串扰示意图。如图3所示，当边缘信号光38入射到衬底11中，由于入射的边缘信号光38存在角度，在衬底11中光以一定角度传播，但是当第一光电二极管12的倾斜方向和入射到衬底的边缘信号光38的方向接近时，边缘信号光38大部分被第一光电二极管12吸收。图3中，在相邻区域30处，右侧的边缘信号光38并没有传播到左侧的第一光电二极管12中，这样就可以大大减轻相邻像素之间的光学串扰。

可选地，所述第一光电二极管12的倾斜角度与所述第一光电二极管12和所述中心像素结构之间的距离正相关。图10是本公开一示例性实施例示出的光入射到像素结构上的示意图，如图9和图10所示，由于在最边缘区域，入射光线91和镜头主光轴92之间的夹角θ最大，因此，所述第一光电二极管12的倾斜角度也最大；而逐渐靠近中心像素结构的区域时，入射光线91和镜头主光轴92之间的夹角θ也逐渐减小，所述第一光电二极管12的倾斜角度也逐渐减小。所以，位于最边缘区域s13内的第一光电二极管12的倾斜角度大于位于区域s14内的第一光电二极管12的倾斜角度。而在中心区域，入射光线91和镜头主光轴92平行，所以，所述中心像素结构中的第二光电二极管22不倾斜。

本公开通过将边缘像素结构中的第一光电二极管倾斜铺设于衬底上，所述第一光电二极管的倾斜度与入射到所述衬底中的信号光线的入射角匹配，进而，使入射光尽可能的被第一光电二极管吸收而不影响相邻像素中的光电二极管，这样，像素与像素之间的串扰得到减轻，解决了相关技术中像素之间存在串扰的技术问题。

本公开还提供一种终端，所述终端包括上述的图像传感器。其中，本公开中的终端可能是指纹打卡器、智能手机、智能手表、智能手环、平板电脑等。

关于上述实施例中的终端，其中所包括的图像传感器的各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

图4是本公开一示例性实施例示出的一种图像传感器的制造方法流程图，以解决相关技术中像素之间存在串扰的技术问题。如图4所示，该方法包括以下步骤：

s41，在提供的衬底上形成浅槽隔离后，在所述浅槽隔离上以第一注入能量注入第一剂量的第一类型离子以形成阱隔离。

s42，平移第一预设距离，在形成的所述阱隔离上以第二注入能量注入第二剂量的第一类型离子以继续形成阱隔离。

s43，重复上述步骤s42n次以形成倾斜的阱隔离，且每次重复的步骤中注入的能量和剂量不同，其中，n为大于1的整数。

s44，在相邻的阱隔离之间以预设的注入能量和注入剂量注入与所述第一类型离子不同的第二类型离子以形成倾斜铺设于所述衬底上的光电二极管。

接下来，以n型光电二极管为说明，请参考图5至图8。在提供的衬底11上形成第一浅槽隔离13后，如图5所示，第一步，注入p型离子，如b离子，注入能量为60k电子伏至80k电子伏，比如70k电子伏，注入剂量为3e12离子/平方厘米至3.5e12离子/平方厘米，比如3e12离子/平方厘米，进而形成较浅的第一阱隔离14。如图6所示，第二步，平移一定的距离，再次注入p型离子，注入能量为110k电子伏至130k电子伏，比如120k电子伏，注入剂量为2e12离子/平方厘米至2.5e12离子/平方厘米，比如2.5e12离子/平方厘米；第三步，如图7所示，再次平移一定距离，注入p型离子，注入能量为150k电子伏至170k电子伏，比如160k电子伏，注入剂量为1e12离子/平方厘米至1.5e12离子/平方厘米，比如1.5e12离子/平方厘米，这样就形成了倾斜的第一阱隔离14。第一阱隔离14形成后，如图8所示，注入n型离子，如p离子，注入能量为170k电子伏至190k电子伏，比如180k电子伏，注入剂量为0.5e12离子/平方厘米至1e12离子/平方厘米，比如1e12离子/平方厘米，这样经过如上步骤，就形成了如图8中倾斜的第一光电二极管12。其中，第一阱隔离14可以分为更多次的注入，进而形成更好的倾斜隔离。

接下来，以p型光电二极管为说明，请参考图5至图8。在提供的衬底11上形成第一浅槽隔离13后，如图5所示，第一步，注入n型离子，如p离子，注入能量为60k电子伏至80k电子伏，比如70k电子伏，注入剂量为3e12离子/平方厘米至3.5e12离子/平方厘米，比如3e12离子/平方厘米，进而形成较浅的第一阱隔离14。如图6所示，第二步，平移一定的距离，再次注入n型离子，注入能量为110k电子伏至130k电子伏，比如120k电子伏，注入剂量为为2e12离子/平方厘米至2.5e12离子/平方厘米，比如2.5e12离子/平方厘米；第三步，如图7所示，再次平移一定距离，注入n型离子，注入能量为150k电子伏至170k电子伏，比如160k电子伏，注入剂量为1e12离子/平方厘米至1.5e12离子/平方厘米，比如1.5e12离子/平方厘米，这样就形成了倾斜的第一阱隔离14。第一阱隔离14形成后，如图8所示，注入p型离子，如b离子，注入能量为170k电子伏至190k电子伏，比如180k电子伏，注入剂量为0.5e12离子/平方厘米至1e12离子/平方厘米，比如1e12离子/平方厘米，这样经过如上步骤，就形成了如图8中倾斜的第一光电二极管12。其中，第一阱隔离14可以分为更多次的注入，进而形成更好的倾斜隔离。

值得说明的是，对于图2所示的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本公开所必须的。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。