图像传感器及其形成方法与流程

文档序号:16371351发布日期:2018-12-22 08:44阅读:145来源:国知局
图像传感器及其形成方法与流程

本发明涉及半导体制造领域,尤其涉及一种图像传感器及其形成方法。

背景技术

图像传感器是一种将光信号转化为电信号的半导体器件。图像传感器分为互补金属氧化物(cmos)图像传感器和电荷耦合器件(ccd)图像传感器。cmos图像传感器具有工艺简单、易于其它器件集成、体积小、重量轻、功耗小和成本低等优点。因此,随着图像传感技术的发展,cmos图像传感器越来越多地取代ccd图像传感器应用于各类电子产品中。目前,cmos图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、数码摄像机、医疗用摄像装置和车用摄像装置等。

cmos图像传感器包括前照式(fsi)图像传感器和背照式(bsi)图像传感器。在背照式图像传感器中,光从图像传感器的背面入射到图像传感器中的感光二极管上,从而将光能转化为电能。

然而,随着器件集成度的提高,图像传感器中像素单元密度随之增大,相邻像素单元之间的串扰不断增大,影响了图像传感器的性能。



技术实现要素:

本发明解决的技术问题是提供一种图像传感器及其形成方法,以抑制相邻像素单元之间的串扰,以提高图像传感器的性能。

为解决上述技术问题,本发明提供一种图像传感器,包括:衬底,所述衬底包括第一像素区和第二像素区;位于第一像素区衬底表面的第一滤光层,所述第一滤光层用于通过单色光,所述第一滤光层具有第一面和第二面,所述第一面朝向衬底;位于第二像素区衬底表面的第二滤光层,所述第二滤光层用于透过自然光,所述第二滤光层具有第三面和第四面,所述第三面朝向衬底;位于第一像素区表面的第一抗反射结构,所述第一抗反射结构包括第一抗反射涂层和第二抗反射涂层中的一者或两者,所述第一抗反射涂层位于第一滤光层第一面与衬底之间,所述第二抗反射涂层位于第一滤光层第二面上;位于第二像素区表面的第二抗反射结构,所述第二抗反射结构的厚度小于第一抗反射涂结构,所述第二抗反射结构包括第三抗反射涂层和第四抗反射涂层中的一者或两者,所述第三抗反射涂层位于第二滤光层第三面与衬底之间,所述第四抗反射涂层位于第二滤光层第四面上。

可选的,所述第二抗反射结构的厚度大于等于零。

可选的,所述图像传感器还包括:位于第一滤光层表面的第一微透镜层,所述第一微透镜层包括第五面和第六面,所述第五面朝向第一滤光层;位于第二滤光层表面的第二微透镜层,所述第二微透镜层包括第七面和第八面,所述第七面朝向第二滤光层。

可选的,所述第四抗反射涂层包括第一涂层和第二涂层,所述第一涂层位于第二微透镜层第七面与第二滤光层第四面之间,所述第二涂层位于第二微透镜层第八面表面,所述第二抗反射结构包括第三抗反射涂层、第一涂层或第二涂层中的一者或多者。

可选的,所述第二抗反射涂层包括第三涂层和第四涂层,所述第三涂层位于第一微透镜层第五面与第一滤光层第二面之间,所述第四涂层位于第一微透镜层第六面表面,所述第一抗反射结构包括第一抗反射涂层、第三涂层或第四涂层中的一者或多者。

可选的,所述第一抗反射结构包括第三涂层和第四涂层;且所述第二抗反射结构包括第二涂层。

可选的,所述第一抗反射结构包括第一抗反射涂层和第四涂层;且所述第二抗反射结构包括第二涂层。

可选的,所述第一抗反射结构包括第三涂层和第四涂层;且所述第二抗反射结构包括第一涂层。

本发明还提供一种图像传感器的形成方法,包括:提供衬底,所述衬底包括第一像素区和第二像素区;在第一像素区衬底表面形成第一滤光层,所述第一滤光层用于通过单色光,所述第一滤光层具有第一面和第二面,所述第一面朝向衬底;在第二像素区衬底表面形成第二滤光层,所述第二滤光层用于透过自然光,所述第二滤光层具有第三面和第四面,所述第三面朝向衬底;在第一像素区表面形成第一抗反射结构,所述第一抗反射结构包括第一抗反射涂层和第二抗反射涂层中的一者或多者,所述第一抗反射涂层位于第一滤光层第一面与衬底之间,所述第二抗反射涂层位于第一滤光层第二面上;在第二像素区表面形成第二抗反射结构,所述第二抗反射结构的厚度小于第一抗反射涂结构,所述第二抗反射结构包括第三抗反射涂层和第四抗反射涂层中的一者或两者,所述第三抗反射涂层位于第二滤光层第三面与衬底之间,所述第四抗反射涂层位于第二滤光层第四面上。

可选的,所述第二抗反射结构的厚度大于等于零。

可选的,所述图像传感器还包括:在第一滤光层表面形成第一微透镜层,所述第一微透镜层包括第五面和第六面,所述第五面朝向第一滤光层;在第二滤光层表面形成第二微透镜层,所述第二微透镜层包括第七面和第八面,所述第七面朝向第二滤光层。

可选的,所述第四抗反射涂层包括第一涂层和第二涂层,所述第一涂层位于第二微透镜层第七面与第二滤光层第四面之间,所述第二涂层位于第二微透镜层第八面表面,所述第二抗反射结构包括第三抗反射涂层、第一涂层或第二涂层中的一者或多者。

可选的,所述第二抗反射涂层包括第三涂层和第四涂层,所述第三涂层位于第一微透镜层第五面与第一滤光层第二面之间,所述第四涂层位于第一微透镜层第六面表面,所述第一抗反射结构包括第一抗反射涂层、第三涂层或第四涂层中的一者或多者。

可选的,所述第一抗反射结构包括第三涂层和第四涂层;且所述第二抗反射结构包括第二涂层。

可选的,所述第一抗反射结构和第二抗反射结构的形成方法包括:所述第一抗反射结构和第二抗反射结构的形成方法包括:形成第一滤光层和第二滤光层后,在衬底表面形成初始第一层,所述初始第一层覆盖第一滤光层和第二滤光层表面;去除第二滤光层表面的初始第一层,在第一滤光层表面形成第三涂层;形成第三涂层后,在第三涂层表面形成第一微透镜层;在第二滤光层第四面表面形成第二微透镜层;在第一微透镜层和第二微透镜层表面形成初始第二层,位于第一微透镜层表面的初始第二层为第四涂层,位于第二微透镜层表面的初始第二层为第二涂层。

可选的,所述第一抗反射结构包括第一抗反射涂层和第四涂层;且所述第二抗反射结构包括第二涂层。

可选的,所述第一抗反射结构和第二抗反射结构的形成方法包括:在衬底表面形成初始第三层;去除第二像素区的衬底表面的初始第三层,在第一像素区的衬底表面形成第一抗反射涂层;在第一像素区的第三抗反射涂层和第二像素区的衬底表面形成第一滤光层和第二滤光层;在第一滤光层第二面表面形成第一微透镜层;在第二滤光层第四面表面形成第二微透镜层;在第一微透镜层和第二微透镜层表面形成初始第四层,位于第一微透镜层表面的初始第四层为第四涂层,位于第二微透镜层表面的初始第四层为第二涂层。

可选的,所述第一抗反射结构包括第三涂层和第四涂层;且所述第二抗反射结构包括第一涂层。

可选的,所述第一抗反射结构和第二抗反射结构的形成方法包括:形成第一滤光层和第二滤光层后,在衬底上形成初始第五层,所述初始第五层覆盖第一滤光层和第二滤光层表面,位于第一滤光层表面的初始第五层为第三涂层,位于第二滤光层表面的初始第五层为第一涂层;分别在第一像素区和第二像素区的初始第五层表面形成第一微透镜层和第二微透镜层;在第一微透镜层第六面和第二微透镜层第八面形成初始第六层;去除第二微透镜层表面的初始第六层,在第一微透镜层第六面表面形成第四涂层。

与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下有益效果:

本发明技术方案提供的图像传感器的结构中,所述第一滤光层过滤白光产生有色光,所述第二滤光层透过自然光;则所述第一像素区为有色像素区,所述第二像素区为白光像素区。抗反射涂层,能减小光的反射,使得吸光量增加,抗反射涂层厚度越厚,吸收光越多,进光量越大。位于第一像素区的第一抗反射层厚度大于位于第二像素区的第二抗反射层厚度,则第二像素区的吸收光相对较少,导致第二像素区的进光量较小,从而降低白光像素区的光电转换效率,减少光生载流子的产生,进而减少电子溢出,减少对相邻像素单元感光结构的影响,使得图像传感器的性能得到提升。

附图说明

图1是一种图像传感器的结构示意图;

图2至图6是本发明一实施例中图像传感器形成过程的结构示意图;

图7至图10是本发明另一实施例中图像传感器形成过程的结构示意图;

图11至图14是本发明又一实施例中图像传感器形成过程的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述,现有技术的图像传感器的性能较差。

参考图1,图1是一种图像传感器的结构示意图,所述图像传感器包括多个像素单元,所述像素单元包括:衬底120、感光结构130、互联结构140和受光结构,所述衬底120具有相对的第一表面和第二表面,所述感光结构130位于所述衬底120内,所述衬底120第一表面暴露出感光结构130,所述互连结构140与衬底120第一表面相接触,所述受光结构位于衬底120第二表面上,所述受光结构包括透镜层190、滤光层和栅格层170,透镜层190位于滤光层表面,栅格层170位于相邻滤光层之间;所述图像传感器还包括隔离层130,所述隔离层150位于相邻的像素单元的衬底120之间,位于滤光层和栅格层170表面和透镜层190之间的第一抗反射涂层101,位于透镜层190表面的第二抗反射涂层102。

图1中示出了所述图像传感器相邻的四个像素单元,包括第一像素单元111、第二像素单元112、第三像素单元113和第四像素单元114,所述第一像素单元111为r(red)像素单元,所述第二像素单元112为g(green)像素单元,所述第三像素单元113为白光(w)像素单元,所述第四像素单元114为b(blue)像素单元;位于第一像素单元111内的滤光层为r滤色层181;位于第二像素单元112内的滤光层为g滤色层182;位于第三像素单元113内的滤光层为白光(w)滤色层183;位于第四像素单元114内的滤光层为b滤色层184。

为了在暗场条件下获得明亮画面、提高传感器灵敏度,除了r/g/b像素单元之外,还设计了白色(w)像素单元,提高图像传感器的亮度。上述实施例中,第一像素单元111仅允许红光通过,第二像素单元112仅允许绿光通过,第四像素单元114仅允许蓝光通过,第三像素单元113允许白光通过,自然光为白光,经过第一像素单元111、第二像素单元112和第四像素单元114后只有特定的光线能够被对应的像素单元内的感光结构吸收,转换成电信号。

为提高光电转换效率,常在受光结构上形成第一抗反射涂层101和第二抗反射涂层102用于减少光线的反射,从而提高进入到感光结构的光量,提高光电转换效率,同时减少光学串扰。

然而,第三像素单元113为白光(w)像素单元,自然光可以自由通过,则第三像素单元内的感光结构接收到光量较大,第三像素单元内的感光结构所产生的光载流子较多,相较于其他像素单元内的感光结构而言更容易达到饱和,第三像素单元内的光载流子达到饱和后,会有部分电子溢出,进入到邻近的感光结构中,总而使得图像传感器性能下降。

本发明提供一种图像传感器,第一像素区为有色像素区,第二像素区为白光像素区;在第一像素区形成第一抗反射涂层;在第二像素区形成第二抗反射涂层,第二抗反射涂层厚度小于第一抗反射涂层,从而使得第二像素区的反射光量增加,进入到第二像素区的光量减小,降低白光像素区的光电转换效率,减少光生载流子的产生,进而减少电子溢出,从而减少对相邻像素单元感光结构的影响,使得图像传感器的性能得到提升所述图像传感器的性能得到提升。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图2至图6是本发明一实施例中图像传感器形成过程的结构示意图。

请参考图2,提供衬底。

所述衬底包括第一像素区211和第二像素区212,所述衬底包括半导体衬底220,所述第一像素区211和第二像素区212的半导体衬底220内分别具有感光结构230,所述半导体衬底220具有相对的第一表面201和第二表面202,所述半导体衬底第一表面201暴露出感光结构230。

本实施例中,所述衬底还包括第三像素区213,所述第二像素区212位于第一像素区211和第三像素区213之间。

本实施例中,所述第一像素区211和第三像素区213为有色光像素区,第二像素区212为白光像素区。

相邻像素区的半导体衬底220内具有深沟槽隔离结构250,所述半导体衬底220第二表面202暴露出深沟槽隔离结构250。

所述深沟槽隔离结构250用于防止相邻像素单元之间的光串扰。

所述像素区用于采集光线,并对所采集的光线进行光电转换。本实施例中,所述多个像素区构成像素阵列。

所述半导体衬底220用于为所述感光结构230的形成提供工艺基础。

本实施例中,所述半导体衬底220的材料为单晶硅。所述半导体衬底220还可以是多晶硅或非晶硅。所述半导体衬底220的材料还可以为锗、锗化硅、砷化镓等半导体材料。所述半导体衬底220的还可以为绝缘体上的硅衬底、绝缘体上的锗衬底或玻璃衬底等其他类型的衬底。

所述感光结构230用于吸收光线并进行光电转换。

本实施例中,所述感光结构230为感光二极管。其他实施例中,所述感光结构还可以是感光mos管等其他实现光电转换功能的元器件。

本实施例中,所述图像传感器为背照式图像传感器,所述衬底还包括位于半导体衬底220第一表面201表面的互连结构240。

所述互联结构240用于将感光结构230的信息进行处理和传输。

所述互连结构240包括插塞和多层金属导线层,所述金属导线层的材料为铜。

本实施例中,还包括:在半导体衬底220第二表面202表面形成介电增透层260。所述介电增透层260用于增加光线的透过率。

其他实施例中,不形成介电增透层。

本实施例中,形成介电增透层260后,还包括在深沟槽隔离结构250上的介电增透层260上形成栅格层270,相邻栅格层270之间的像素区内具有凹槽,位于第一像素区211上的凹槽为第一凹槽203,位于第二像素区212上的凹槽为第二凹槽204,位于第三像素区213上的凹槽为第三凹槽205。

所述凹槽后续用于形成滤光层。

在第一像素区半导体衬底表面形成第一滤光层,所述第一滤光层用于通过单色光,所述第一滤光层具有第一面和第二面,所述第一面朝向半导体衬底;在第二像素区半导体衬底表面形成第二滤光层,所述第二滤光层用于透过自然光,所述第二滤光层具有第三面和第四面,所述第三面朝向半导体衬底;在第一像素区表面形成第一抗反射结构,所述第一抗反射结构包括第一抗反射涂层和第二抗反射涂层中的一者或两者,所述第一抗反射涂层位于第一滤光层第一面与半导体衬底之间,所述第二抗反射涂层位于第一滤光层第二面上;在第二像素区表面形成第二抗反射结构,所述第二抗反射结构的厚度小于第一抗反射涂结构,所述第二抗反射结构包括第三抗反射涂层和第四抗反射涂层中的一者或两者,所述第三抗反射涂层位于第二滤光层第三面与半导体衬底之间,所述第四抗反射涂层位于第二滤光层第四面上。

所述图像传感器的形成方法还包括:在第一滤光层表面形成第一微透镜层,所述第一微透镜层包括第五面和第六面,所述第五面朝向第一滤光层;在第二滤光层表面形成第二微透镜层,所述第二微透镜层包括第七面和第八面,所述第七面朝向第二滤光层。

所述第四抗反射涂层包括第一涂层和第二涂层,所述第一涂层位于第二微透镜层第七面与第二滤光层第四面之间,所述第二涂层位于第二微透镜层第八面表面,所述第二抗反射结构包括第三抗反射涂层、第一涂层或第二涂层中的一者或多者。

所述第二抗反射涂层包括第三涂层和第四涂层,所述第三涂层位于第一微透镜层第五面与第一滤光层第二面之间,所述第四涂层位于第一微透镜层第六面表面,所述第一抗反射结构包括第一抗反射涂层、第三涂层或第四涂层中的一者或多者。

所述第一抗反射结构包括第一抗反射涂层、第三涂层和第四涂层中的一者或多者。

所述第二抗反射结构包括第三抗反射涂层、第一涂层和第二涂层中的一者或多者。

所述第二抗反射结构的厚度大于等于零。

在一实施例中,所述第二抗反射结构的厚度为零。

本实施例中,所述第一抗反射结构包括第三涂层和第四涂层;且所述第二抗反射结构包括第二涂层。形成第四涂层过程中形成所述第二涂层。所述第一抗反射结构和第二抗反射结构的形成方法请参考图3至图6。

参考图3,在第一像素区211半导体衬底220表面形成第一滤光层281,所述第一滤光层281用于通过单色光,所述第一滤光层281具有第一面和第二面,所述第一面朝向半导体衬底220;在第二像素区212半导体衬底220表面形成第二滤光层282,所述第二滤光层282用于透过自然光,所述第二滤光层具有第三面和第四面,所述第三面朝向半导体衬底220。

本实施例中,还包括第三滤光层283,所述第三滤光层283位于第三像素区213半导体衬底220表面,所述第三滤光层283用于通过单色光,所述第三滤光层所通过的单色光与第一滤光层所通过的单色光波长可以相同,也可以不同。

所述第一滤光层281的材料包括掺杂有色素的有机材料。所述掺杂有色素的有机材料,可以根据掺杂色素的不同,选择可以通过的有色光。

自然光为多个颜色光的集合而成的白光,自然光经过第一滤光层281后,仅部分特定波长的有色光可以通过,从而产生特定的有色光。

所述第二滤光层282的材料为无色的有机材料。

自然光为多个颜色光的集合而成的白光,自然光经过所述第二滤光层282后,仍为白光。

所述第一滤光层281用于过滤白光产生有色光,所述第二滤光层282用于通过透明光;则所述第一像素区211为有色像素区,所述第二像素区212为白光像素区。

参考图4,形成第一滤光层281和第二滤光层282后,在第一滤光层281第二面表面形成第三涂层206。

所述第三涂层206的形成方法包括:在第一滤光层281和第二滤光层282上形成初始第一层(未图示),所述初始第一层覆盖第一滤光层281、第二滤光层282和栅格层270顶部表面;去除第二滤光层282表面的初始第一层,在第一滤光层281表面形成所述第三涂层206。

本实施例中,还在第三滤光层283表面形成第三涂层206。

所述第三涂层206的材料包括:有机硅氧烷、碳涂层、teos或mgf等

所述第三涂层206用于减少第一滤光层281顶部表面的光线的反射。

参考图5,形成第三涂层206后,在第三涂层206表面形成第一微透镜层291;在第二滤光层282表面形成第二微透镜层292。

所述第一微透镜层291包括第五面和第六面,所述第五面朝向第一滤光层281;所述第二微透镜层292包括第七面和第八面,所述第七面朝向第二滤光层292。

所述第一微透镜层291第六面和第二微透镜层292第八面表面为弧面,用于聚集光线,分别增加进入到第一滤光层281和第二滤光层282内的光线。

本实施例中,还包括在第三滤光层283上的第三涂层206上形成第三微透镜层293,用于增加进入到第三滤光层283内的光线。

所述第一微透镜层291和第二微透镜层292的材料包括:有机材料或玻璃。

参考图6,在第一微透镜层291第六面和第二微透镜层292第八面表面形成初始第二层207。

位于第一微透镜层291第六面的初始第二层207为第四涂层,位于第二微透镜层292第八面的初始第二层207为第二涂层。

在一实施例中,去除第二微透镜层292第八面上的初始第二抗反射涂层207。

本实施例中,还在第三微透镜层293上形成初始第二层207。

所述第一像素区211上的第一抗反射结构包括:位于第一滤光层281第二面与第一微透镜层291之间的第三涂层206,和位于第一微透镜层291第六面表面的初始第二层207。

所述第二像素区212上的第二抗反射结构为位于第二像素区212的第二微透镜层292第八面表面的初始第二层207。

所述第一抗反射结构厚度大于第二抗反射结构的厚度,第二像素区212的反射光量增加,导致第二像素区212的进光量较小,第二像素区212为白光像素区,从而降低白光像素区的光电转换效率,减少光生载流子的产生,进而减少电子溢出,从而减少对相邻像素单元感光结构的影响,使得图像传感器的性能得到提升。

本实施例还提供一种采用上述方法形成的图像传感器,请参考图6,衬底,所述衬底包括第一像素区211和第二像素区212;位于第一像素区211衬底表面的第一滤光层281,所述第一滤光层281用于通过单色光,所述第一滤光层281具有第一面和第二面,所述第一面朝向衬底;位于第二像素区212衬底表面的第二滤光层282,所述第二滤光层282用于透过自然光,所述第二滤光层282具有第三面和第四面,所述第三面朝向衬底;位于第一像素区211表面的第一抗反射结构,所述第一抗反射结构包括第一抗反射涂层和第二抗反射涂层中的一者或两者,所述第一抗反射涂层位于第一滤光层281第一面与衬底之间,所述第二抗反射涂层位于第一滤光层281第二面上;位于第二像素区212表面的第二抗反射结构,所述第二抗反射结构的厚度小于第一抗反射涂结构,所述第二抗反射结构包括第三抗反射涂层和第四抗反射涂层中的一者或两者,所述第三抗反射涂层位于第二滤光层282第三面与衬底之间,所述第四抗反射涂层位于第二滤光层282第四面上。

所述衬底参照前述实施例的内容,不再详述。

所述第一滤光层281和第二滤光层282的结构和位置参考前述实施例的内容,不再详述。

所述第二抗反射结构的厚度大于等于零。

所述图像传感器还包括:位于第一滤光层281表面的第一微透镜层291,所述第一微透镜层291包括第五面和第六面,所述第五面朝向第一滤光层281;位于第二滤光层282表面的第二微透镜层292,所述第二微透镜层292包括第七面和第八面,所述第七面朝向第二滤光层。

所述第四抗反射涂层包括第一涂层和第二涂层,所述第一涂层位于第二微透镜层第七面与第二滤光层第四面之间,所述第二涂层位于第二微透镜层第八面表面,所述第二抗反射结构包括第三抗反射涂层、第一涂层或第二涂层中的一者或多者。

所述第二抗反射涂层包括第三涂层和第四涂层,所述第三涂层位于第一微透镜层第五面与第一滤光层第二面之间,所述第四涂层位于第一微透镜层第六面表面,所述第一抗反射结构包括第一抗反射涂层、第三涂层或第四涂层中的一者或多者。

本实施例中,所述第一抗反射结构包括第三涂层和第四涂层;且所述第二抗反射结构包括第二涂层。

本发明技术方案还提供另一实施例,图7至图10是所述实施例的图像传感器形成过程的结构示意图。本实施例和前一实施例的区别在于,所述第一抗反射结构包括第一抗反射涂层和第四涂层。形成第四涂层过程中形成所述第一涂层。

参考图2,提供衬底。

本实施例中,所述第一抗反射结构包括第一抗反射涂层和第四涂层;且所述第二抗反射结构包括第二涂层。

所述第一抗反射涂层位于第一滤光层第一面与半导体衬底之间;所述第四涂层位于第一微透镜层第六面表面;所述第二涂层位于第二微透镜层第八面表面。

形成第四涂层过程中形成第二涂层。

参考图7,在第一像素区211的半导体衬底220第二表面202上形成第一抗反射涂层306。

本实施例中,所述第一抗反射涂层306还位于第三像素区213的半导体衬底220第二表面202上。

本实施例中,在第一像素区211内的第一凹槽203暴露出的介电增透层260表面形成第一抗反射涂层306,所述介电增透层260位于半导体衬底220第二表面202表面。

本实施例中,还包括:在第三像素区213内的第三凹槽205暴露出的介电增透层260表面形成第一抗反射涂层306。

所述第一抗反射涂层306的形成方法包括:在第一凹槽203、第二凹槽204和第三凹槽205所暴露出的介电增透层260表面形成初始第三层(未图示),所述初始第三层还覆盖栅格层270表面;去除第二凹槽204内的初始第三层,在第一凹槽203和第三凹槽205内形成所述第一抗反射涂层306。

所述第一抗反射涂层306的材料包括:有机硅氧烷、碳涂层、teos或mgf等

所述第一抗反射涂层306用于减少介电增透层260顶部表面的光线的反射。

参考图8,形成第一抗反射涂层306后,在第一像素区211的第一抗反射涂层306表面形成第一滤光层381;在第二像素区212的半导体衬底220第二表面上形成第二滤光层382。

本实施例中,在所述第一凹槽203内的形成第一滤光层381,所述第一滤光层381覆盖第一凹槽203内的第一抗反射涂层306表面;在所述第二凹槽204内的形成第二滤光层382,所述第二滤光层382覆盖第二凹槽204内介电增透层260表面。

所述第一滤光层381用于通过单色光,所述第二滤光层382用于透过自然光。

本实施例中,还包括:在第三凹槽205内的形成第三滤光层383,所述第三滤光层383覆盖第三凹槽205内的第三抗反射涂层306表面,所述第三滤光层383用于通过单色光,所述第三滤光层383所通过的单色光与第一滤光层381所通过的单色光波长可以相同,也可以不同。

所述第一滤光层381、第二滤光层382和第三滤光层383的材料,形状和作用如前述实施例所述,在此不做赘述。

所述第一滤光层381和第三滤光层383用于过滤白光产生有色光,所述第二滤光层382用于通过透明光;则所述第一像素区211和第三像素区213为有色像素区,所述第二像素区212为白光像素区。

参考图9,形成第一滤光层381和第二滤光层382后,在第一滤光层381表面形成第一微透镜层391;在第二滤光层382表面形成第二微透镜层392。

所述第一微透镜层391包括第五面和第六面,所述第五面朝向第一滤光层381;所述第二微透镜层392包括第七面和第八面,所述第七面朝向第二滤光层392。

所述第一微透镜层391第六面和第二微透镜层392第八面表面为弧面,用于聚集光线,分别增加进入到第一滤光层381和第二滤光层382内的光线。

本实施例中,还包括在第三滤光层383上形成第三微透镜层393,用于增加进入到第三滤光层383内的光线。

所述第一微透镜层391和第二微透镜层392的材料包括:有机材料或玻璃。

参考图10,在第一微透镜层391第六面和第二微透镜层392第八面上形成初始第四层307。

位于第一微透镜层391第六面表面的初始第四层307为第四涂层,位于第二微透镜层392表面的初始第四层307为第二涂层。

本实施例中,所述初始第四层307还位于第三微透镜层393表面。

所述第一像素区211上的第一抗反射结构包括:位于第一滤光层381第一面与半导体衬底220之间的第一抗反射涂层306,和位于第一微透镜层391第六面表面的初始第四层307。

所述第二像素区212上的第二抗反射结构为位于第二像素区212的第二微透镜层392第八面表面的初始第四层307。

在一实施例中,去除第二微透镜层392上的初始第四层307。

所述第一抗反射结构厚度大于第二抗反射结构的厚度,第二像素区212的反射光量增加,导致第二像素区212的进光量较小,第二像素区212为白光像素区,从而降低白光像素区的光电转换效率,减少光生载流子的产生,进而减少电子溢出,从而减少对相邻像素单元感光结构的影响,使得图像传感器的性能得到提升。

本实施例还提供一种采用上述方法形成的图像传感器,请参考图10,包括:衬底,所述衬底包括第一像素区211和第二像素区212;位于第一像素区211衬底表面的第一滤光层381,所述第一滤光层381用于通过单色光,所述第一滤光层381具有第一面和第二面,所述第一面朝向衬底;位于第二像素区212衬底表面的第二滤光层382,所述第二滤光层382用于透过自然光,所述第二滤光层382具有第三面和第四面,所述第三面朝向衬底;位于第一像素区211表面的第一抗反射结构,所述第一抗反射结构包括第一抗反射涂层和第二抗反射涂层中的一者或两者,所述第一抗反射涂层位于第一滤光层381第一面与衬底之间,所述第二抗反射涂层位于第一滤光层381第二面上;位于第二像素区212表面的第二抗反射结构,所述第二抗反射结构的厚度小于第一抗反射涂结构,所述第二抗反射结构包括第三抗反射涂层和第四抗反射涂层中的一者或两者,所述第三抗反射涂层位于第二滤光层382第三面与衬底之间,所述第四抗反射涂层位于第二滤光层382第四面上。

所述衬底参照前述实施例的内容,不再详述。

所述第一滤光层381和第二滤光层382的结构和位置参考前述实施例的内容,不再详述。

所述第二抗反射结构的厚度大于等于零。

所述图像传感器还包括:位于第一滤光层381表面的第一微透镜层391,所述第一微透镜层391包括第五面和第六面,所述第五面朝向第一滤光层381;位于第二滤光层382表面的第二微透镜层392,所述第二微透镜层392包括第七面和第八面,所述第七面朝向第二滤光层。

所述第四抗反射涂层包括第一涂层和第二涂层,所述第一涂层位于第二微透镜层第七面与第二滤光层第四面之间,所述第二涂层位于第二微透镜层第八面表面,所述第二抗反射结构包括第三抗反射涂层、第一涂层或第二涂层中的一者或多者。

所述第二抗反射涂层包括第三涂层和第四涂层,所述第三涂层位于第一微透镜层第五面与第一滤光层第二面之间,所述第四涂层位于第一微透镜层第六面表面,所述第一抗反射结构包括第一抗反射涂层、第三涂层或第四涂层中的一者或多者。

本实施例中,所述第一抗反射结构包括第一抗反射涂层和第四涂层;且所述第二抗反射结构包括第二涂层。

本发明技术方案还提供又一实施例,图11至图14是所述实施例的图像传感器形成过程的结构示意图。本实施例和前述实施例的区别在于,所述第一抗反射结构包括第三涂层和第四涂层;且所述第二抗反射结构包括第一涂层。形成第三涂层过程中形成所述第一涂层。

参考图2,提供衬底。

本实施例中,所述第一抗反射结构包括第三涂层和第四涂层;且所述第二抗反射结构包括第一涂层。

所述第三涂层位于第一微透镜层第五面与第一滤光层第二面之间;所述第四涂层位于第一微透镜层第六面表面;所述第一涂层位于第二微透镜层第七面与第二滤光层第四面之间。

形成第三涂层过程中形成第一涂层。

参考图11,在第一像素区211半导体衬底220表面形成第一滤光层481,所述第一滤光层481用于通过单色光,所述第一滤光层481具有第一面和第二面,所述第一面朝向半导体衬底220;在第二像素区212半导体衬底220表面形成第二滤光层482,所述第二滤光层482用于透过自然光,所述第二滤光层具有第三面和第四面,所述第三面朝向半导体衬底220。

本实施例中,在第一凹槽203内的形成第一滤光层481,所述第一滤光层481覆盖第一凹槽203内的介电增透层260表面;在第二凹槽204内的形成第二滤光层482,所述第二滤光层482覆盖第二凹槽204内的介电增透层260表面。

本实施例中,还包括:在第三凹槽205内的形成第三滤光层483,所述第三滤光层483覆盖第三凹槽205内的介电增透层260表面,所述第三滤光层283用于通过单色光,所述第三滤光层所通过的单色光与第一滤光层所通过的单色光波长可以相同,也可以不同。

所述第一滤光层481的材料包括掺杂有色素的有机材料。所述掺杂有色素的有机材料,可以根据掺杂色素的不同,选择可以通过的有色光。

所述第二滤光层482的材料为无色的有机材料。

参考图12,形成第一滤光层481和第二滤光层482后,在第一滤光层481和第二滤光层482表面形成初始第五层406。

位于第一滤光层481第二面表面的初始第五层406为第三涂层,位于第二第滤光层482第四面表面的初始第五层406为第一涂层。

所述初始第五层406还位于第三滤光层483表面。

在一实施例中,去除第二滤光层482第四面表面的初始第五层406。

参考图13,形成初始第五层406后,分别在第一像素区211和第二像素区212的初始第五层406表面形成第一微透镜层491和第二微透镜层492。

所述第一微透镜层491包括第五面和第六面,所述第五面朝向第一滤光层481;所述第二微透镜层492包括第七面和第八面,所述第七面朝向第二滤光层492。

所述第一微透镜层491位于第一滤光层481上方;所述第二微透镜层492位于第二滤光层482上方。

本实施例中,还包括在第三像素区213上的初始第五层406表面形成第三微透镜层493,所述第三微透镜层493位于第三滤光层483上方,用于增加进入到第三滤光层483内的光线。

所述第一微透镜层491和第二微透镜层492的材料包括:有机材料或玻璃。

参考图14,在第一微透镜层491第六面和第二微透镜层492第八面上形成初始第六层407;去除第二微透镜层492第八面表面的初始第六层407,在第一微透镜层481第六面表面形成第四涂层。

本实施例中,所述初始第六层407还位于第三微透镜层493表面。

所述第一像素区211上的第一抗反射结构包括:位于第一滤光层81第二面与第一微透镜层491之间的第三涂层406,和位于第一微透镜层491第六面表面的初始第四层407。

所述第二像素区212上的第二抗反射结构为位于第二像素区212的第二滤光层482第四面和第二微透镜层492之间的初始第六层407。

所述第一抗反射结构厚度大于第二抗反射结构的厚度,第二像素区212的反射光量增加,导致第二像素区212的进光量较小,第二像素区212为白光像素区,从而降低白光像素区的光电转换效率,减少光生载流子的产生,进而减少电子溢出,从而减少对相邻像素单元感光结构的影响,使得图像传感器的性能得到提升。

本实施例还提供一种采用上述方法形成的图像传感器,请参考图14,包括:衬底,所述衬底包括第一像素区211和第二像素区212;位于第一像素区211衬底表面的第一滤光层481,所述第一滤光层481用于通过单色光,所述第一滤光层481具有第一面和第二面,所述第一面朝向衬底;位于第二像素区212衬底表面的第二滤光层482,所述第二滤光层482用于透过自然光,所述第二滤光层482具有第三面和第四面,所述第三面朝向衬底;位于第一像素区211表面的第一抗反射结构,所述第一抗反射结构包括第一抗反射涂层和第二抗反射涂层中的一者或两者,所述第一抗反射涂层位于第一滤光层481第一面与衬底之间,所述第二抗反射涂层位于第一滤光层481第二面上;位于第二像素区212表面的第二抗反射结构,所述第二抗反射结构的厚度小于第一抗反射涂结构,所述第二抗反射结构包括第三抗反射涂层和第四抗反射涂层中的一者或两者,所述第三抗反射涂层位于第二滤光层482第三面与衬底之间,所述第四抗反射涂层位于第二滤光层482第四面上。

所述衬底参照前述实施例的内容,不再详述。

所述第一滤光层481和第二滤光层482的结构和位置参考前述实施例的内容,不再详述。

所述第二抗反射结构的厚度大于等于零。

所述图像传感器还包括:位于第一滤光层481表面的第一微透镜层491,所述第一微透镜层491包括第五面和第六面,所述第五面朝向第一滤光层481;位于第二滤光层482表面的第二微透镜层492,所述第二微透镜层492包括第七面和第八面,所述第七面朝向第二滤光层。

所述第四抗反射涂层包括第一涂层和第二涂层,所述第一涂层位于第二微透镜层第七面与第二滤光层第四面之间,所述第二涂层位于第二微透镜层第八面表面,所述第二抗反射结构包括第三抗反射涂层、第一涂层或第二涂层中的一者或多者。

所述第二抗反射涂层包括第三涂层和第四涂层,所述第三涂层位于第一微透镜层第五面与第一滤光层第二面之间,所述第四涂层位于第一微透镜层第六面表面,所述第一抗反射结构包括第一抗反射涂层、第三涂层或第四涂层中的一者或多者。

本实施例中,所述第一抗反射结构包括第三涂层和第四涂层;且所述第二抗反射结构包括第一涂层。

虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

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