CN104425519A - 图像传感器及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
一种图像传感器及其形成方法,其中,所述图像传感器包括衬底;位于所述衬底表面的传感器层,所述传感器层具有若干像素区,相邻像素区之间具有边界区;位于所述传感器层表面的隔离层;位于像素区的隔离层表面的滤色镜;位于边界区的隔离层表面的屏蔽结构,使相邻滤色镜之间具有屏蔽结构,所述屏蔽结构用于阻挡入射光通过,避免入射光自一滤色镜进入与该滤色镜相邻的滤色镜中而发生串扰;位于所述滤色镜表面的透镜结构。所述图像传感器能够避免发生串扰,使稳定性和精确度提高。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种图像传感器及其形成方法。
背景技术
图像传感器是将光学图像信号转换为电信号的半导体器件。CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器是一种快速发展的固态图像传感器,由于CMOS图像传感器中的图像传感器部分和控制电路部分集成于同一芯片中,因此CMOS图像传感器的体积小、功耗低、价格低廉,相较于传统的CCD(电荷耦合)图像传感器更具优势,也更易普及。
现有的CMOS图像传感器中包括用于将光信号转换为电信号的光电传感器,所述光电传感器为形成于硅衬底中的光电二极管。此外,在形成有光电二极管的硅衬底表面还形成有介质层,所述介质层内形成有金属互联层,所述金属互联层用于使光电二极管与外围电路电连接。对于上述CMOS图像传感器来说,所述硅衬底具有介质层和金属互联层的一面为CMOS图像传感器的正面,与正面相对的一面为CMOS图像传感器的背面,根据光线照射方向的差异,所述CMOS图像传感器能够分为前照式(Front-side Illumination,FSI)CMOS图像传感器和后照式(Back-side Illumination)CMOS图像传感器。
对于前照式CMOS图像传感器,光线照射到CMOS图像传感器的正面,然而,由于所述光线需要穿过介质层和金属互联层之后才能够照射到光电二极管,由于光线路径中的介质层和金属互联层较多,会限制光电二极管所吸收的光量,造成量子效率降低。对于背照式CMOS图像传感器,光线自CMOS图像传感器的背面入射到光电二极管,从而消除了光线的损耗,光子到电子的转换效率提高。
然而,现有的背照式CMOS图像传感器的串扰问题严重,造成光电转换的精确度和稳定性不良。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种图像传感器及其形成方法,避免图像传感器发生串扰,提高器件的稳定性和精确度。
为解决上述问题,本发明提供一种图像传感器,包括:衬底;位于所述衬底表面的传感器层,所述传感器层具有若干像素区,相邻像素区之间具有边界区;位于所述传感器层表面的隔离层;位于像素区的隔离层表面的滤色镜;位于边界区的隔离层表面的屏蔽结构,使相邻滤色镜之间具有屏蔽结构,所述屏蔽结构用于阻挡入射光通过,避免入射光自一滤色镜进入与该滤色镜相邻的滤色镜中而发生串扰;位于所述滤色镜表面的透镜结构。
可选的,所述屏蔽结构的材料为金属。
可选的,所述金属材料为铝、或铝和铜的组合。
可选的,所述传感器层包括若干光电二极管,且一个像素区的传感器层内具有一个光电二极管。
可选的,一个像素区的隔离层表面具有一个滤色镜,且位于一个像素区的隔离层表面的滤色镜为红色滤色镜、绿色滤色镜或蓝色滤色镜。
可选的,所述若干像素区呈阵列排布。
可选的,所述衬底包括:支撑基底;位于支撑基底表面的介质层,所述介质层内具有电互连结构。
相应的,本发明还提供一种图像传感器的形成方法,包括:提供衬底,所述衬底表面具有传感器层,所述传感器层具有若干像素区,相邻像素区之间具有边界区,所述传感器层表面具有隔离层;在边界区的隔离层表面形成屏蔽结构;在形成屏蔽结构之后,在像素区的隔离层表面形成滤色镜,相邻滤色镜之间具有屏蔽结构,所述屏蔽结构用于阻挡入射光通过,避免入射光自一滤色镜进入与该滤色镜相邻的滤色镜中而发生串扰;在所述滤色镜表面形成透镜结构。
可选的,所述屏蔽结构的形成方法包括:在所述隔离层表面形成屏蔽层;在所述屏蔽层表面形成图形化层,所述图形化层暴露出像素区的屏蔽层表面;以所述图形化层为掩膜,刻蚀所述屏蔽层直至暴露出隔离层为止,形成屏蔽结构。
可选的,所述屏蔽结构的材料为金属,所述屏蔽层的形成工艺为物理溅射工艺。
可选的,所述传感器层包括若干光电二极管,且一个像素区的传感器层内形成有一个光电二极管。
可选的,在一个像素区的隔离层表面形成一个滤色镜,且形成于一个像素区的隔离层表面的滤色镜为红色滤色镜、绿色滤色镜或蓝色滤色镜。
可选的,所述若干像素区呈阵列排布。
可选的,所述衬底包括:支撑基底,位于支撑基底表面的介质层,以及位于所述介质层内的电互连结构。
可选的,所述衬底和传感器层的形成方法包括:提供半导体衬底;在所述半导体衬底内形成传感器层;在形成传感器层之后,在半导体衬底的第一表面形成介质层,所述介质层内具有电互连结构;在所述介质层表面形成支撑基底;在形成所述支撑基底之后,自所述半导体衬底的第二表面对所述半导体衬底进行减薄,直至暴露出传感器层为止,所述第二表面与第一表面相对,所述隔离层形成于所述半导体衬底减薄后的第二表面。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:
在所述图像传感器结构中,滤色镜位于像素区的隔离层表面,而相邻像素区之间的边界区的隔离层表面具有屏蔽结构,所述屏蔽结构能够阻挡光线通过,因此对于经过透镜结构进入单个像素区内的滤色镜中的入射光来说,即使所述入射光的角度较大,所述入射光也不会通过位于边界区的屏蔽结构进入相邻像素区的滤色镜内,使进入单个像素区滤色镜内的入射光能够完全照射到该像素区所对应的传感器层上,从而避免了串扰效应,因此所述图像传感器精确且性能稳定。
进一步,所述屏蔽结构的材料为金属,所述金属材料能够反射入射光,进入单个像素区的滤色镜中的入射光在接触到所述屏蔽结构之后会发生反射,并最终照射到该像素区所对应的传感器层上,因此进入该像素区的滤色镜中的入射光能够完全照射到所对应的传感器层上,入射光的能量不会受到损失,光电转换效率提高。
在所述图像传感器的形成方法中,由于在像素区的隔离层表面形成滤色镜,而在相邻像素区之间的边界区隔离层表面形成屏蔽结构,且所述屏蔽结构能够阻挡光线通过,因此入射光也不会通过位于边界区的屏蔽结构进入相邻像素区的滤色镜内,避免了串扰效应的产生,所形成的图像传感器精确且性能稳定。
附图说明
图1是一种背照式CMOS图像传感器的剖面结构示意图;
图2至图8是本发明实施例的图像传感器的形成过程的结构示意图。
具体实施方式
如背景技术所述,现有的背照式CMOS图像传感器的串扰问题严重,造成光电转换的精确度和稳定性不良。
经过研究发现,当光线照射背照式CMOS图像传感器时,当光线的入射角度过大会造成串扰问题。
具体请参考图1,图1是一种背照式CMOS图像传感器的剖面结构示意图,包括:衬底100,所述衬底100具有相邻的若干像素区101;位于所述衬底100表面的若干光电二极管102,每一光电二极管102对应一个像素区101;位于所述光电二极管102表面的隔离层103;位于隔离层103表面的若干滤色镜104,且每一滤色镜104对应一个像素区101;位于所述滤色镜104表面的透镜105。
其中,滤色镜104a为红色滤色镜,滤色镜104b为绿色滤色镜,滤色镜104c为蓝色滤色镜。光线经过透镜105的聚焦,进入滤色镜104中形成入射光,所述入射光通过滤色镜104之后成为单色光,所述单色光分别进入滤色镜104所对应的光电二极管102中。以滤色镜104b为例,以不同角度进入滤色镜104b的光线分别形成入射光A和入射光B;其中,入射光A具有入射角度a,且所述入射角度a较小;入射光B具有入射角度b,且所述入射角度b较大。由于所述入射光A的入射角度a较小,因此入射光A通过滤色镜之后能够进入所对应的光电二极管102的范围内。然而,由于所述入射光B的入射角度b较大,则所述入射光B会在还未到达所对应的光电二极管102之前,就进入了相邻的滤色镜104a内,因此所述入射光B并未被滤色镜104b完全滤色。所述未被完全滤色的入射光B自滤色镜104b进入滤色镜104a之后,继续被滤色镜104a滤色,并最终照射到所述滤镜104a对应的光电二极管102上,从而造成背照式CMOS图像传感器的串扰效应(cross talk)。
为了解决上述问题,本发明提出一种图像传感器,包括:具有若干像素区的传感器层,相邻像素区之间具有边界区;位于所述传感器层表面的隔离层;位于边界区的隔离层表面的屏蔽结构,所述屏蔽结构用于阻挡光线通过;位于像素区的隔离层表面的滤色镜;位于所述滤色镜表面的透镜结构。由于边界区的隔离层表面具有屏蔽结构,且所述屏蔽结构能够阻挡光线通过,因此对于经过透镜结构进入单个像素区内的滤色镜中的入射光来说,即使所述入射光的角度较大,所述入射光也不会通过位于边界区的屏蔽结构进入相邻像素区的滤色镜内,使进入单个像素区滤色镜内的入射光能够完全照射到该像素区所对应的传感器层上,从而避免了串扰效应,因此所述图像传感器层精确且性能稳定。
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8是本发明实施例的图像传感器的形成过程的结构示意图。
请参考图2和图3,图3是图2沿AA’方向的剖面结构示意图,提供衬底200,所述衬底200表面具有传感器层203,所述传感器层203具有若干像素区201,相邻像素区201之间具有边界区202。
本实施例中,所形成的图像传感器为背照式CMOS图像传感器,因此所述传感器层203由半导体衬底形成。
所述衬底200包括:支撑基底(未示出),位于支撑基底表面的介质层(未示出),以及位于所述介质层内的电互连结构(未示出)。所述电互连结构能够实现所需形成的图像传感器与外部电路之间的电连接。
所述传感器层203包括若干光电二极管(未示出),且一个像素区201的传感器层203内形成有一个光电二极管。
所述衬底200和传感器层203的形成方法包括:提供半导体衬底(未示出);在所述半导体衬底内形成传感器层203;在形成传感器层203之后,在半导体衬底的第一表面形成介质层,所述介质层内具有电互连结构;在所述介质层表面形成支撑基底;在形成所述支撑基底之后,自所述半导体衬底的第二表面对所述半导体衬底进行减薄,直至暴露出传感器层203为止,所述第二表面与第一表面相对。
所述半导体衬底包括硅衬底、锗衬底、碳化硅衬底、锗硅衬底、绝缘体上硅衬底、绝缘体上锗衬底,所述半导体衬底内掺杂有P型或N型离子。
在本实施例中,所述半导体衬底为硅衬底,且所述硅衬底内掺杂有P型离子;对所述半导体衬底的第一表面进行N型离子注入,在所述半导体衬底的第一表面内形成若干N型掺杂区;在形成N性掺杂区之后,在半导体衬底的第一表面形成介质层以及介质层内的电互连结构;在所述介质层表面形成支撑基底,所述支撑基底为半导体材料,形成工艺为选择性外延沉积工艺,所述支撑基底、介质层和电互连结构成衬底200;在形成衬底200之后,对所述半导体衬底的第二表面进行化学机械抛光工艺,以使所述半导体衬底的第二表面减薄部分厚度。减薄后的P型硅衬底与N型掺杂区构成传感器层203,其中,若干N型掺杂区与P型硅衬底之间形成若干光电二极管,且每一N型掺杂区位于传感器层203的一个像素区201内。
此外,所述硅衬底还能够为本征态,自所述硅衬底的第一表面离子注入P型离子,以在硅衬底的第一表面内形成P型阱区;对所述硅衬底的第一表面进行N型离子注入,在所述P型阱区内形成若干N型掺杂区;在形成N型掺杂区之后,对所述半导体衬底的第二表面进行化学机械抛光工艺直至暴露出P型阱区为止,所述P型阱区和N型掺杂区即所形成的传感器层203,其中,P型阱区和N型掺杂区之间形成若干光电二极管。
在另一实施例中,所述半导体衬底为绝缘体上硅衬底,所述绝缘体上硅衬底包括体衬底、位于体衬底表面的绝缘层、以及位于绝缘层表面的硅层;在所述层内形成P型阱区;在所述P型阱区内形成若干N型掺杂区;在形成N型掺杂区之后,在硅层表面形成介质层、电互连结构和支撑基底,之后去除体衬底,后续在所述绝缘层表面形成滤色镜和透镜结构。
所述若干像素区201呈阵列排布,图2示出了2×2阵列排布的4个像素区201,每一传感器层203的像素区201内具有一个光电二极管,而相邻光电二极管之间的区域为边界区202。每一像素区201表面在后续工艺中形成一个滤色镜,而相邻像素区201之间的边界区202表面后续形成屏蔽结构,用于阻挡并反射大角度入射角自一个滤色镜进入相邻滤色镜中,从而能够避免串扰。
请参考图4,在所述传感器层203表面形成隔离层204;在所述隔离层204表面形成屏蔽层205。
由于所述传感器层203由半导体衬底形成,而衬底200由形成于半导体衬底第一表面的介质层、电互连结构而后支撑基底形成,即所述隔离层204形成于与半导体衬底的第一表面相对的第二表面,后续形成的屏蔽结构、滤色镜和透镜结构位于所述半导体衬底的第二表面,所形成的图形传感器为背照式CMOS图像传感器。
在本实施例中,所述半导体衬底为硅衬底,则在对所述半导体衬底的第二表面进行化学机械抛光工艺之后,在所述半导体衬底的第二表面形成隔离层204,即在传感器层203表面形成隔离层204。所述隔离层204的材料为介质材料,例如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅,形成工艺为化学气相沉积工艺,所述隔离层204用于隔离传感器层与后续形成的滤色镜。
在另一实施例中,所述半导体衬底为绝缘体上硅衬底,则在去除体衬底之后,暴露出的绝缘层即所述隔离层204,即无需额外形成所述隔离层204。
所述屏蔽层205用于形成后续的屏蔽结构,所述屏蔽层205的厚度即后续形成的屏蔽结构的厚度,所述屏蔽层205的厚度需要大于或等于后续形成的滤色镜的厚度,使相邻滤色镜之间能够完全由屏蔽结构屏蔽。
所述屏蔽层205的材料为金属,所述金属为铝、或铝和铜的组合,所述屏蔽层205的形成工艺为化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺。本实施例中,所述屏蔽层205的材料为铝,所述屏蔽层的形成工艺为物理溅射工艺;在其他实施例中,所述屏蔽层205的材料为铝,且所述铝中掺杂有少量铜。
本实施例中,所述屏蔽层的材料为金属,能够实现入射光的反射,使后续形成的屏蔽结构除了用于阻挡入射光自一个滤色镜进入相邻滤色镜中之外,还能够用于反射所述入射光,使所述入射光能够回到所在的滤色镜对应的光电二极管上,在避免串扰的同时,能够避免量子损耗,以提高光电转换效率。
请参考图5,在所述屏蔽层205表面形成图形化层206,所述图形化层206暴露出像素区201(如图2所示)的屏蔽层205表面。
所述图形化层定义了后续形成的屏蔽结构的图形和位置。本实施例中,所述图形化层206为经过曝光图形化的光刻胶层。所述图形化层206位于边界区202所对应的屏蔽层205表面,即后续形成的屏蔽结构位于边界区202的对应位置,则所形成的屏蔽结构利用了像素区201之间的空间区域,不会使所形成的图像传感器的尺寸扩大。
此外,在形成光刻胶层之前,还能够在屏蔽层205表面形成掩膜薄膜,所述掩膜薄膜的材料为氮化硅、氮氧化硅或无定形碳,在所述掩膜薄膜表面形成图形化的光刻胶层,并以所述光刻胶层刻蚀所述掩膜薄膜至暴露出屏蔽层,形成掩膜层,后续以所述光刻胶层和掩膜层为掩膜刻蚀所述屏蔽层205,有利于保持后续形成的屏蔽结构的图形稳定性。
请参考图6和图7,图7是图6沿BB’方向的剖面结构示意图,以所述图形化层206(如图5所示)为掩膜,刻蚀所述屏蔽层205(如图5所示)直至暴露出隔离层204为止,在边界区202的隔离层204表面形成屏蔽结构205a,所述屏蔽结构205a用于阻挡入射光通过。
所述刻蚀屏蔽层205的工艺为各向异性的干法刻蚀工艺。本实施例中,由于所述屏蔽层205的材料为铝,各向异性的干法刻蚀工艺的参数包括:刻蚀气体包括氯气、氯化硼、氩气、氮气、三氟甲烷和甲烷,功率为200瓦~400瓦,压强为30毫托~200毫托,刻蚀温度为40摄氏度~60摄氏度。
所形成的屏蔽结构205a位于相邻像素区201之间的边界区202,则所形成的屏蔽结构205a利用了图像传感器中的冗余空间,不会造成所形成的图像传感器的尺寸扩大。所述屏蔽结构205a的材料为不透光材料,能够防止进入一滤色镜的大角度入射光进入相邻滤色镜中,从而避免了发生串扰。而且,由于所述屏蔽结构205a的材料为金属,所述金属能够反射入射光,当进入一滤色镜中的入射光接触到所述屏蔽结构之后会发生反射,并最终落到该滤色镜所对应的光电二极管上,由于入射光不会发生损失,因此光电转换效率较高。
请参考图8,在形成屏蔽结构205a之后,在像素区201的隔离层204表面形成滤色镜207,相邻滤色镜207之间具有屏蔽结构205a,所述屏蔽结构205a用于阻挡入射光通过,避免入射光自一滤色镜207进入与该滤色镜207相邻的滤色镜207中而发生串扰;在所述滤色镜207表面形成透镜结构208。
一个滤色镜207形成于一个像素区201的隔离层204表面,即所述滤色镜207与传感器层203内的光电二极管一一对应。所述滤色镜207包括红色滤色镜、绿色滤色镜或蓝色滤色镜,而且一个像素区201的隔离层204表面形成一种颜色的滤色镜207,进入所述滤色镜207的入射光能够被一种颜色的滤色镜207滤色,使照射到光电二极管上的入射光为单色光。
由于相邻滤色镜207之间的屏蔽结构205a高度高于或等于所述滤色镜207的高度,因此所述屏蔽结构205a能够充分阻挡入射光自一个滤色镜207进入相邻滤色镜207中,以避免发生串扰。
所述透镜结构208用于聚焦光线,使经过一个透镜结构208的入射光能够照射到该透镜结构208所对应的光电二极管上。
如图8所示,光线经过透镜208的折射之后,成为入射光C进入一个滤色镜207内。由于所述入射光C的入射角度较大,所述入射光C容易在还未穿过该滤色镜207照射到所对应光电二极管上时,即落在该滤色镜207的侧壁上。由于所述入射光C未完全穿过该滤色镜207,因此所述入射光C未被完全滤光,所述入射光C仍具有其他颜色的光。如图8中虚线箭头所示,为所述入射光C的原有路径,当相邻滤光镜207之间不具有屏蔽结构205a阻挡时,所述入射光C会自一滤光镜207进入相邻滤光镜207中,并照射到相邻滤光镜207所对应的光电二极管上,从而造成串扰。如图8中实线箭头所示,为本实施例中入射光C的路径,当所述入射光C接触到屏蔽结构205a时,即被所述屏蔽结构205a阻挡,避免了所述入射光C进入相邻滤色镜207中,从而防止了串扰。而且,由于所述屏蔽结构205a的材料为金属,使所述屏蔽结构205a能够反射入射光C,因此当所述入射光C接触到屏蔽结构205a之后,能够被反射回所在的滤光镜207中,直至照射到该滤光镜207所对应的光电二极管上,由于所述入射光C不易受到损失,因此量子损耗较低,光电转换效率较高。因此,所形成的图像传感器的性能精确稳定。
本实施例中,由于在像素区的隔离层表面形成滤色镜,而在相邻像素区之间的边界区隔离层表面形成屏蔽结构,且所述屏蔽结构能够阻挡光线通过,因此对于经过透镜结构进入单个像素区内的滤色镜中的入射光来说,即使所述入射光的角度较大,所述入射光也不会通过形成于边界区的屏蔽结构进入相邻像素区的滤色镜内,使进入单个像素区滤色镜内的入射光能够完全照射到该像素区所对应的传感器层上,从而避免了串扰效应,因此所述图像传感器精确且性能稳定。此外,所述屏蔽结构的材料为金属,所述金属材料能够反射入射光,进入单个像素区的滤色镜中的入射光在接触到所述屏蔽结构之后会发生反射,并最终照射到该像素区所对应的传感器层上,因此进入该像素区的滤色镜中的入射光能够完全照射到所对应的传感器层上,入射光的能量不会受到损失,光电转换效率提高。
相应的,本发明还提供一种图像传感器的结构,请继续参考图8,图6是图5沿AA’方向的剖面结构示意图,包括:衬底200,所述衬底200具有若干像素区201,相邻像素区201之间具有边界区202;位于所述衬底200表面的传感器层203;位于所述传感器层203表面的隔离层204;位于像素区的隔离层表面的滤色镜207;位于边界区202的隔离层204表面的屏蔽结构205a,使相邻滤色镜207之间具有屏蔽结构205a,所述屏蔽结构205a用于阻挡入射光通过,避免入射光自一滤色镜207进入与该滤色镜207相邻的滤色镜207a中而发生串扰;位于所述滤色镜207表面的透镜结构208。
本实施例中,所形成的图像传感器为背照式CMOS图像传感器。
所述衬底200包括:支撑基底(未示出),位于支撑基底表面的介质层(未示出),以及位于所述介质层内的电互连结构(未示出)。所述电互连结构能够实现所需形成的图像传感器与外部电路之间的电连接。所述支撑基底为半导体材料,用于保护介质层,并支撑后续形成于衬底表面的图像传感器。
所述传感器层203包括若干光电二极管(未示出),所述若干像素区201呈阵列排布,如图2示出了2×2阵列排布的4个像素区201,每一个像素区201的传感器层203内具有一个光电二极管,而相邻光电二极管之间的区域为边界区202。
所述隔离层204的材料为介质材料,例如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅,所述隔离层204用于隔离传感器层203与滤色镜207。
所述屏蔽结构205a的材料为金属,所述金属为铝、或铝和铜的组合。本实施例中,所述屏蔽结构205a的材料为铝艺;在其他实施例中,所述屏蔽结构205a的材料为铝,且所述铝中掺杂有少量铜。所述屏蔽结构205a的材料为金属,能够实现入射光的反射,所述屏蔽结构205a除了用于阻挡入射光自一个滤色镜207进入相邻滤色镜207中之外,还能够用于反射所述入射光,使所述入射光能够回到所在的滤色镜207对应的光电二极管上,在避免串扰的同时,能够避免量子损耗,以提高光电转换效率。
而且,所述屏蔽结构205a高度高于或等于所述滤色镜207的高度,因此所述屏蔽结构205a能够充分阻挡入射光自一个滤色镜207进入相邻滤色镜207中,以避免发生串扰。
一个滤色镜207位于一个像素区201的隔离层204表面,即所述滤色镜207与传感器层203内的光电二极管一一对应。所述滤色镜207包括红色滤色镜、绿色滤色镜或蓝色滤色镜,而且一个像素区201的隔离层204表面具有一种颜色的滤色镜207,进入所述滤色镜207的入射光能够被一种颜色的滤色镜207滤色,使照射到光电二极管上的入射光为单色光。
所述透镜结构208用于聚焦光线,使经过一个透镜结构208的入射光能够照射到该透镜结构208所对应的光电二极管上。
本实施例中,在所述图像传感器的形成方法中,滤色镜位于像素区的隔离层表面,而相邻像素区之间的边界区的隔离层表面具有屏蔽结构,所述屏蔽结构能够阻挡光线通过,因此入射光也不会通过位于边界区的屏蔽结构进入相邻像素区的滤色镜内,避免了串扰效应的产生,所形成的图像传感器精确且性能稳定。
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。
Claims (15)
1.一种图像传感器,其特征在于,包括:
衬底;
位于所述衬底表面的传感器层,所述传感器层具有若干像素区,相邻像素区之间具有边界区;
位于所述传感器层表面的隔离层;
位于像素区的隔离层表面的滤色镜;
位于边界区的隔离层表面的屏蔽结构,使相邻滤色镜之间具有屏蔽结构,所述屏蔽结构用于阻挡入射光通过,避免入射光自一滤色镜进入与该滤色镜相邻的滤色镜中而发生串扰;
位于所述滤色镜表面的透镜结构。
2.如权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述屏蔽结构的材料为金属。
3.如权利要求2所述的图像传感器,其特征在于,所述金属材料为铝、或铝和铜的组合。
4.如权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述传感器层包括若干光电二极管,且一个像素区的传感器层内具有一个光电二极管。
5.如权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,一个像素区的隔离层表面具有一个滤色镜,且位于一个像素区的隔离层表面的滤色镜为红色滤色镜、绿色滤色镜或蓝色滤色镜。
6.如权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述若干像素区呈阵列排布。
7.如权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述衬底包括:半导体基底;位于半导体基底表面的介质层,所述介质层内具有电互连结构。
8.一种图像传感器的形成方法,其特征在于,包括:
提供衬底,所述衬底表面具有传感器层,所述传感器层具有若干像素区,相邻像素区之间具有边界区,所述传感器层表面具有隔离层;
在边界区的隔离层表面形成屏蔽结构;
在形成屏蔽结构之后,在像素区的隔离层表面形成滤色镜,相邻滤色镜之间具有屏蔽结构,所述屏蔽结构用于阻挡入射光通过,避免入射光自一滤色镜进入与该滤色镜相邻的滤色镜中而发生串扰;
在所述滤色镜表面形成透镜结构。
9.如权利要求8所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,所述屏蔽结构的形成方法包括:在所述隔离层表面形成屏蔽层;在所述屏蔽层表面形成图形化层,所述图形化层暴露出像素区的屏蔽层表面;以所述图形化层为掩膜,刻蚀所述屏蔽层直至暴露出隔离层为止,形成屏蔽结构。
10.如权利要求9所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,所述屏蔽结构的材料为金属,所述屏蔽层的形成工艺为物理溅射工艺。
11.如权利要求8所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,所述传感器层包括若干光电二极管,且一个像素区的传感器层内形成有一个光电二极管。
12.如权利要求8所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,在一个像素区的隔离层表面形成一个滤色镜,且形成于一个像素区的隔离层表面的滤色镜为红色滤色镜、绿色滤色镜或蓝色滤色镜。
13.如权利要求8所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,所述若干像素区呈阵列排布。
14.如权利要求8所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,所述衬底包括:支撑基底,位于支撑基底表面的介质层,以及位于所述介质层内的电互连结构。
15.如权利要求14所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,所述衬底和传感器层的形成方法包括:提供半导体衬底;在所述半导体衬底内形成传感器层;在形成传感器层之后,在半导体衬底的第一表面形成介质层,所述介质层内具有电互连结构;在所述介质层表面形成支撑基底;在形成所述支撑基底之后,自所述半导体衬底的第二表面对所述半导体衬底进行减薄,直至暴露出传感器层为止,所述第二表面与第一表面相对,所述隔离层形成于所述半导体衬底减薄后的第二表面。
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