CN108493204A - 图像传感器及其形成方法、成像系统 - Google Patents

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Abstract

一种图像传感器及其形成方法、成像系统,所述图像传感器包括:半导体衬底,所述半导体衬底包括并列的可见光传感区域、红外传感区域以及伪传感区域,其中,所述伪传感区域位于所述可见光传感区域以及所述红外传感区域之间;介质层,所述介质层位于所述半导体衬底表面;可见光区金属互联结构以及红外区金属互联结构,所述可见光区金属互联结构位于所述可见光传感区域的介质层内,所述红外区金属互联结构位于所述红外传感区域的介质层内;光隔离结构,位于所述伪传感区域的介质层内。本发明方案可以在同一半导体衬底内集成可见光图像传感器以及红外线图像传感器,且减少面积,降低成本。

Description

图像传感器及其形成方法、成像系统
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、成像系统。
背景技术
图像传感器(Image Sensors)是摄像设备的核心部件,通过将光信号转换成电信号实现图像拍摄功能。由于CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor,CIS)具有低功耗和高信噪比的优点,因此在各种领域内得到了广泛应用,例如用于手机、数码相机、车载导航、监控设备、手术探头设备、红外成像设备等。
图像传感器可以包括可见光图像传感器以及红外线(Infrared Rays,IR)图像传感器,分别用于在光强较大或不足时输出图像。具体地,可以在白天,采用可见光图像传感器输出精细度较高的图像,还可以在夜晚或光强不足时,采用红外线图像传感器输出夜视性能较高的图像。
在现有技术中,需要在摄像设备上分别设置可见光图像传感器以及红外线图像传感器,由于需要在可见光图像传感器以及红外线图像传感器内分别形成逻辑器件、存储器件,以提供供电、存储等功能,导致芯片总面积占用过大,成本较高。
发明内容
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、成像系统,可以在同一半导体衬底内集成可见光图像传感器以及红外线图像传感器,且减少面积,降低成本。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种图像传感器,包括:半导体衬底,所述半导体衬底包括并列的可见光传感区域、红外传感区域以及伪传感区域,其中,所述伪传感区域位于所述可见光传感区域以及所述红外传感区域之间,所述可见光传感区域和红外传感区域的半导体衬底内形成有光电二极管;介质层,所述介质层位于所述半导体衬底表面;可见光区金属互联结构以及红外区金属互联结构,所述可见光区金属互联结构位于所述可见光传感区域的介质层内,所述红外区金属互联结构位于所述红外传感区域的介质层内;光隔离结构,位于所述伪传感区域的介质层内。
可选的,所述伪传感区域具有预设宽度;其中,所述光隔离结构包括:靠近所述可见光区金属互联结构的第一光隔离结构,以及靠近所述红外区金属互联结构的第二光隔离结构。
可选的,所述预设宽度为所述光电二极管的宽度的2倍至16倍。
可选的,所述图像传感器还包括:光反射结构,位于所述红外传感区域的介质层内,以及所述红外区金属互联结构与所述半导体衬底的表面之间。
可选的,所述光反射结构的位置与所述红外传感区域的光电二极管的位置对应,以使得穿过所述光电二极管的光线被所述光反射结构反射回所述光电二极管。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种成像系统,包括:上述的图像传感器;第一透镜模组,入射光经由所述第一透镜模组传播至所述可见光传感区域;第二透镜模组,入射光经由所述第二透镜模组传播至所述红外传感区域。
可选的,所述成像系统还包括:遮挡模块;驱动模块,适于驱动所述遮挡模块遮挡或非遮挡所述第一透镜模组,以及驱动所述遮挡模块遮挡或非遮挡所述第二透镜模组。
可选的,所述成像系统还包括:第一反光镜组,与所述第一透镜模组适配;第二反光镜组,与所述第二透镜模组适配;反光镜组角度控制模块,与所述第一反光镜组和第二反光镜组耦接,用于调节所述第一反光镜组和第二反光镜组的角度,以控制所述第一反光镜组的出射光是否入射至所述可见光传感区域,以及控制所述第二反光镜组的出射光是否入射至所述红外传感区域。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种图像传感器的形成方法,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底包括并列的可见光传感区域、红外传感区域以及伪传感区域,其中,所述伪传感区域位于所述可见光传感区域以及所述红外传感区域之间,所述可见光传感区域和红外传感区域的半导体衬底内形成有光电二极管;在所述半导体衬底表面形成介质层;在所述可见光传感区域的介质层内形成可见光区金属互联结构,以及在所述红外传感区域的介质层内形成红外区金属互联结构;在所述伪传感区域的介质层内形成光隔离结构。
可选的,在所述可见光传感区域的介质层内形成可见光区金属互联结构,以及在所述红外传感区域的介质层内形成红外区金属互联结构之前,所述图像传感器的形成方法还包括:在所述红外传感区域的介质层内形成光反射结构,所述光反射结构位于所述红外区金属互联结构与所述半导体衬底的表面之间。
与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:
在本发明实施例中,所述图像传感器包括:半导体衬底,所述半导体衬底包括并列的可见光传感区域、红外传感区域以及伪传感区域,其中,所述伪传感区域位于所述可见光传感区域以及所述红外传感区域之间,所述可见光传感区域和红外传感区域的半导体衬底内形成有光电二极管;介质层,所述介质层位于所述半导体衬底表面;可见光区金属互联结构以及红外区金属互联结构,所述可见光区金属互联结构位于所述可见光传感区域的介质层内,所述红外区金属互联结构位于所述红外传感区域的介质层内;光隔离结构,位于所述伪传感区域的介质层内。采用上述方案,通过形成并列的可见光传感区域、红外传感区域以及伪传感区域,可以在同一半导体衬底内集成可见光图像传感器以及红外线图像传感器,有助于共享逻辑器件、存储器件等,并且通过在伪传感区域的介质层内形成光隔离结构,可以隔离可见光传感区域以及红外传感区域之间的光线串扰,也即防止红外传感区域的光子传播至可见光传感区域,以及防止可见光传感区域的光子传播至红外传感区域,有助于减少伪传感区域的占用面积,进而有效地减少图像传感器的占用面积,降低芯片成本。
进一步,所述图像传感器还可以包括光反射结构,所述光反射结构位于所述红外传感区域的介质层内,以及所述红外区金属互联结构与所述半导体衬底的表面之间,有助于使穿过光电二极管的光线反射回光电二极管,提高光信号的利用率。
进一步,设置第一透镜模组以及第二透镜模组,并采用驱动模块驱动遮挡模块遮挡或非遮挡所述第一透镜模组,以及驱动所述遮挡模块遮挡或非遮挡所述第二透镜模组,相比于由操作人员根据光强情况人工选择适当的图像传感器输出图像,在选择不当时容易导致输出图像质量下降,采用本发明实施例的方案,有助于选择适当的入射光传播区域,提高输出图像的质量。
进一步,设置第一透镜模组、第二透镜模组,第一反光镜组、第二反光镜组以及反光镜组角度控制模块,采用反光镜组角度控制模块调节所述第一反光镜组和第二反光镜组的角度,以控制所述第一反光镜组的出射光是否入射至所述可见光传感区域,以及控制所述第二反光镜组的出射光是否入射至所述红外传感区域,相比于由操作人员根据光强情况人工选择适当的图像传感器输出图像,在选择不当时容易导致输出图像质量下降,采用本发明实施例的方案,有助于选择适当的入射光传播区域,提高输出图像的质量。
附图说明
图1是本发明实施例的一种图像传感器的顶视图;
图2是图1沿切割线L1-L2的剖面图;
图3是本发明实施例的一种成像系统的结构示意图;
图4是本发明实施例的另一种成像系统的结构示意图;
图5是本发明实施例的一种图像传感器的形成方法的流程图。
具体实施方式
在现有技术中,为了满足在不同的光强下均能输出质量较高的图像,需要在摄像设备上分别设置可见光图像传感器以及红外线图像传感器,由于需要在可见光图像传感器以及红外线图像传感器内分别形成逻辑器件、存储器件,以提供供电、存储等功能,导致芯片总面积占用过大,成本较高。
本发明的发明人经过研究发现,在现有技术中,如果直接将可见光图像传感器以及红外线图像传感器置于同一芯片中,则在可见光图像传感器与红外线图像传感器的交界区域,容易发生可见光传感区域以及红外传感区域之间的光线串扰问题,例如红外光子传播至可见光传感区域,以及可见光入射光子传播至红外传感区域。如果为了减少两个区域之间的光线串扰,而大幅度地增加可见光图像传感器以及红外线图像传感器之间的距离,则对芯片面积的改进有限,难以满足需求。
在本发明实施例中,所述图像传感器包括:半导体衬底,所述半导体衬底包括并列的可见光传感区域、红外传感区域以及伪传感区域,其中,所述伪传感区域位于所述可见光传感区域以及所述红外传感区域之间,所述可见光传感区域和红外传感区域的半导体衬底内形成有光电二极管;介质层,所述介质层位于所述半导体衬底表面;可见光区金属互联结构以及红外区金属互联结构,所述可见光区金属互联结构位于所述可见光传感区域的介质层内,所述红外区金属互联结构位于所述红外传感区域的介质层内;光隔离结构,位于所述伪传感区域的介质层内。采用上述方案,通过形成并列的可见光传感区域、红外传感区域以及伪传感区域,可以在同一半导体衬底内集成可见光图像传感器以及红外线图像传感器,有助于共享逻辑器件、存储器件等,并且通过在伪传感区域的介质层内形成光隔离结构,可以隔离可见光传感区域以及红外传感区域之间的光线串扰,也即防止红外传感区域的光子传播至可见光传感区域,以及防止可见光传感区域的光子传播至红外传感区域,有助于减少伪传感区域的占用面积,进而有效地减少图像传感器的占用面积,降低芯片成本。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
结合参照图1至图2,图1是本发明实施例的一种图像传感器的顶视图,图2是图1沿切割线L1-L2的剖面图。
所述图像传感器可以包括半导体衬底100、介质层120、可见光区金属互联结构130、红外区金属互联结构132以及光隔离结构133,进一步地,还可以包括光反射结构134。
具体地,所述半导体衬底100可以为硅衬底,或者所述半导体衬底100的材料还可以为锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或镓化铟,所述半导体衬底100还可以为绝缘体表面的硅衬底或者绝缘体表面的锗衬底,或者是生长有外延层(Epitaxy layer,Epi layer)的衬底。优选地,所述半导体衬底100为轻掺杂的半导体衬底,且掺杂类型与后续工艺中在所述半导体衬底100内形成的光电二极管102相反。
所述半导体衬底100可以包括并列的可见光传感区域A、红外传感区域B以及伪传感区域C,其中,所述伪传感区域C位于所述可见光传感区域A以及所述红外传感区域B之间,所述可见光传感区域A和红外传感区域B的半导体衬底100内形成有光电二极管102。
进一步地,在所述半导体衬底100内,还可以形成浅槽隔离(Shallow TrenchIsolation,STI)103,或者其他隔离结构,以隔离光电二极管102。
需要指出的是,在所述伪传感区域C的半导体衬底100内,可以形成有光电二极管102,还可以不形成光电二极管102。具体而言,在所述伪传感区域C,并不需要感应入射光形成电信号,因此不限制是否形成光电二极管102,即使形成有光电二极管102,也可以将感应的电信号抛弃或忽略。
所述介质层120可以位于所述半导体衬底100的表面。
所述可见光区金属互联结构131可以位于所述可见光传感区域A的介质层120内,所述红外区金属互联结构132位于所述红外传感区域B的介质层120内。
需要指出的是,在所述伪传感区域C的半导体衬底100内,可以形成有金属互联结构,还可以不形成金属互联结构,具体而言,在所述伪传感区域C,并不需要感应入射光以形成电信号,因此不限制是否形成金属互联结构。
光隔离结构133位于所述伪传感区域C的介质层120内,用于隔离可见光传感区域A以及红外传感区域B之间的光线串扰。
具体而言,图像传感器可以通过透镜(Micro-lens)150捕捉到入射光,采用滤镜(Colour filter)142或IR滤镜143对入射光进行过滤以去除非相关光,然后使可见光入射光子或红外光子到达光电二极管102被其吸收,形成光电子。在可见光传感区域A,采用滤镜142对入射光进行过滤以形成可见光入射光子,该可见光入射光子可能会传播至红外传感区域B;在红外传感区域B,采用滤镜143对入射光进行过滤以形成红外入射光子,该红外入射光子可能会传播至可见光传感区域A,从而导致两个区域之间的光线串扰。由于光隔离结构133可以有效地隔离入射光,也就有助于降低两个区域分别接收到的入射光的光线串扰。
需要指出的是,在所述伪传感区域C的半导体衬底100内,可以选择形成或不形成透镜150,还可以选择形成或不形成滤镜142或IR滤镜143,具体而言,在所述伪传感区域C,并不需要感应入射光以形成电信号。
优选地,所述光隔离结构133的材料可以与格栅141的材料一致,以提高半导体器件的适配性,还可以为其他用于隔离入射光的金属材料,例如可以选自:铝(Al)、钨(W)以及铜(Cu)等。
在本发明实施例中,通过形成并列的可见光传感区域A、红外传感区域B以及伪传感区域C,可以在同一半导体衬底100内集成可见光图像传感器以及红外线图像传感器,有助于共享逻辑器件、存储器件等,并且通过在伪传感区域C的介质层120内形成光隔离结构133,可以隔离可见光传感区域A以及红外传感区域B之间的光线串扰,也即防止红外传感区域的光子传播至可见光传感区域,以及防止可见光传感区域的光子传播至红外传感区域,有助于减少伪传感区域C的占用面积,进而有效地减少图像传感器的占用面积,降低芯片成本。
进一步地,所述伪传感区域C可以具有预设宽度,所述光隔离结构133可以包括第一光隔离结构136以及第二光隔离结构137。
其中,可以设置所述第一光隔离结构136靠近所述可见光区金属互联结构131,所述第二光隔离结构137靠近所述红外区金属互联结构132,有助于在光线穿过伪传感区域C时,尽早对入射光进行隔离,最大限度的减少可见光传感区域A以及红外传感区域B之间的光线串扰。
需要指出的是,在本发明实施例中,可以不对所述第一光隔离结构136与可见光区金属互联结构131之间的距离进行限定,所述第一光隔离结构136靠近所述可见光区金属互联结构131,意味着所述第一光隔离结构136远离所述红外区金属互联结构132;还可以不对所述第二光隔离结构137与红外区金属互联结构132之间的距离进行限定,所述第二光隔离结构137靠近所述红外区金属互联结构132,意味着所述第二光隔离结构137远离所述可见光区金属互联结构131。
可以理解的是,所述伪传感区域C的预设宽度不应当过宽,否则图像传感器的占用面积减少有限,成本难以得到降低;所述伪传感区域C的预设宽度不应当过窄,否则对可见光传感区域A以及红外传感区域B之间的光线串扰的隔离效果过差。
作为一个非限制性的例子,可以设置所述预设宽度为所述光电二极管102的宽度的2倍至16倍。其中,所述预设宽度的方向平行于器件的载流子的流动方向。
或者,所述预设宽度也可以为接近零,只要足以容纳光隔离结构133即可。例如,当所述光隔离结构133为金属薄膜时,所述预设宽度可以等于该金属薄膜的厚度。
可以理解的是,所述光隔离结构133的宽度不应当过宽,否则图像传感器的占用面积减少有限,且导致成本增加;所述光隔离结构133宽度不应当过窄,否则对可见光传感区域A以及红外传感区域B之间的光线串扰的隔离效果过差。
作为一个非限制性的例子,所述第一光隔离结构136以及第二光隔离结构137的宽度可以设置为20nm至30nm。其中,所述宽度的方向可以是平行于器件的载流子的流动方向。
进一步地,所述光反射结构134可以位于所述红外传感区域B的介质层120内,以及所述红外区金属互联结构132与所述半导体衬底100的表面之间。
优选地,所述光反射结构134的材料可以与格栅141的材料一致,以提高半导体器件的适配性,还可以为其他用于反射入射光的金属材料,例如可以选自:铝(Al)、钨(W)以及铜(Cu)等。
具体地,由于红外线在半导体衬底100中有很强的穿透力,为了提高红外线的吸收率,在现有的红外线图像传感器中,往往需要设置半导体衬底100的厚度为10μm左右。然而,对于包含有并列的可见光传感区域A以及红外传感区域B的图像传感器,如果采用较厚的半导体衬底100,则会影响可见光传感区域A的器件性能,如果采用较薄的半导体衬底100,例如采用和可见光图像传感器相同的厚度(例如2μm至3μm),则半导体衬底100仅能吸收少部分的红外线,而绝大部分的红外线都会穿透半导体衬底100,导致光信号的损失浪费。
在本发明实施例中,通过设置光反射结构134,有助于使穿过光电二极管102的光线反射回光电二极管102再次进行吸收,从而可以提高光信号的利用率。
可以理解的是,所述光反射结构134的厚度不应当过厚,否则影响图像传感器中常规器件的尺寸,且导致成本增加;所述光反射结构134的厚度不应当过薄,否则对穿过光电二极管102的光线难以进行有效地反射。
作为一个非限制性的例子,所述光反射结构134的厚度可以设置为大于等于10nm,还可以设置为小于红外区金属互联结构132至半导体衬底100的表面的距离。其中,所述厚度的方向可以是垂直于所述半导体衬底100的表面的方向。
更进一步地,所述光反射结构134的位置与所述红外传感区域B的光电二极管102的位置可以对应,以使得穿过所述光电二极管102的光线被所述光反射结构134反射回所述光电二极管102。
在具体实施中,可以设置所述光反射结构134的位置与所述红外传感区域B的光电二极管102的位置对应,例如为图2示出的一一对应方式或者其他对应方式,从而有助于最大限度地使得穿过所述光电二极管102的光线被所述光反射结构134反射回所述光电二极管102,从而可以进一步提高光信号的利用率。
在本发明实施例中,通过形成并列的可见光传感区域A、红外传感区域B以及伪传感区域C,可以在同一半导体衬底100内集成可见光图像传感器以及红外线图像传感器,有助于根据光强选择使用适当的图像传感器成像,提高成像质量。具体地,可以通过外接透镜模组等装置,实现对入射光的选择性传播。
进一步地,在所述伪传感区域C,还可以设置相位检测自动对焦(Phase DetectionAuto Focus,PDAF)标记,有助于实现自动对焦功能,且有效地提高伪传感区域C的功能性。具体地,可以设置外加的PDAF标记至透镜150的表面,还可以采用格栅(Grid)141作为PDAF标记。
参照图3,图3是本发明实施例的一种成像系统的结构示意图。所述成像系统可以包括图1至图2示出的图像传感器,还可以包括第一透镜模组201以及第二透镜模组202。其中,入射光可以经由所述第一透镜模组201传播至所述可见光传感区域A,入射光可以经由所述第二透镜模组202传播至所述红外传感区域B。
进一步地,所述第一透镜模组201以及第二透镜模组202之间可以具有金属挡板205,有助于避免穿过两组透镜模组的入射光发生光线串扰。
所述成像系统还可以包括遮挡模块210以及驱动模块212。其中,所述驱动模块212适于驱动所述遮挡模块210遮挡或非遮挡所述第一透镜模组201,以及驱动所述遮挡模块210遮挡或非遮挡所述第二透镜模组202。具体而言,可以通过设计时序电路,或者通过其他常规方法,使得所述驱动模块212驱动所述遮挡模块210。
具体地,所述遮挡模块210可以为分离结构,可以同时对第一透镜模组201以及第二透镜模组202分别进行遮挡或非遮挡,还可以为一体化结构,同时仅能对第一透镜模组201以及第二透镜模组202的其中之一进行遮挡,在本发明实施中对此不做限制。
在本发明实施例中,通过设置第一透镜模组201以及第二透镜模组202,并采用驱动模块212驱动所述遮挡模块210遮挡或非遮挡所述第一透镜模组201,以及驱动所述遮挡模块210遮挡或非遮挡所述第二透镜模组202,相比于由操作人员根据光强情况人工选择适当的图像传感器输出图像,在选择不当时容易导致输出图像质量下降,采用本发明实施例的方案,有助于选择适当的入射光传播区域,提高输出图像的质量。
参照图4,图4是本发明实施例的另一种成像系统的结构示意图。所述另一种成像系统可以包括图1至图2示出的图像传感器,还可以包括第一透镜模组201以及第二透镜模组202。其中,入射光可以经由所述第一透镜模组201传播至所述可见光传感区域A,入射光可以经由所述第二透镜模组202传播至所述红外传感区域B。
进一步地,所述第一透镜模组201以及第二透镜模组202之间可以具有金属挡板205,有助于避免穿过两组透镜模组的入射光发生光线串扰。
所述成像系统还可以包括第一反光镜组221、第二反光镜组222以及反光镜组角度控制模块230。
其中,所述第一反光镜组221可以与所述第一透镜模组201适配;所述第二反光镜组222可以与所述第二透镜模组202适配;所述反光镜组角度控制模块230可以与所述第一反光镜组221和第二反光镜组222耦接,用于调节所述第一反光镜组221和第二反光镜组222的角度,以控制所述第一反光镜组221的出射光是否入射至所述可见光传感区域A,以及控制所述第二反光镜组222的出射光是否入射至所述红外传感区域B。
具体地,所述第一反光镜组221以及第二反光镜组222均可以包括多个反光镜,所述反光镜组角度控制模块230可以为分离结构,还可以为一体化结构,在本发明实施中对此不做限制。
进一步地,所述第一反光镜组221以及第二反光镜组222之间可以具有金属挡板206,有助于进一步地避免第一反光镜组221以及第二反光镜组222的出射光在传播中发生光线串扰。
在本发明实施例中,通过设置第一透镜模组201、第二透镜模组202,第一反光镜组221、第二反光镜组222以及反光镜组角度控制模块230,采用反光镜组角度控制模块230调节所述第一反光镜组221和第二反光镜组222的角度,以控制所述第一反光镜组221的出射光是否入射至所述可见光传感区域A,以及控制所述第二反光镜组222的出射光是否入射至所述红外传感区域B,相比于由操作人员根据光强情况人工选择适当的图像传感器输出图像,在选择不当时容易导致输出图像质量下降,采用本发明实施例的方案,有助于选择适当的入射光传播区域,提高输出图像的质量。
在具体实施中,可以根据具体情况,设置同时采用可见光传感区域A以及红外传感区域B成像,还可以设置采用两者之一成像,在本发明实施例中对此不作限制。
图5是本发明实施例的一种图像传感器的形成方法的流程图。所述形成方法可以包括步骤S11至步骤S14,以下结合图2对所述形成方法进行描述。
在步骤S11中,提供半导体衬底100,所述半导体衬底100包括并列的可见光传感区域A、红外传感区域B以及伪传感区域C,其中,所述伪传感区域C位于所述可见光传感区域A以及所述红外传感区域B之间,所述可见光传感区域A和红外传感区域B的半导体衬底100内形成有光电二极管102。
在步骤S12中,在所述半导体衬底100表面形成介质层120。
在步骤S13中,在所述可见光传感区域A的介质层120内形成可见光区金属互联结构131,以及在所述红外传感区域B的介质层120内形成红外区金属互联结构132。
在步骤S14中,在所述伪传感区域C的介质层120内形成光隔离结构133。
进一步地,在所述可见光传感区域A的介质层120内形成可见光区金属互联结构131,以及在所述红外传感区域B的介质层120内形成红外区金属互联结构132之前,所述图像传感器的形成方法还可以包括:在所述红外传感区域A的介质层120内形成光反射结构134,所述光反射结构134可以位于所述红外区金属互联结构132与所述半导体衬底100的表面之间。
更进一步地,所述光反射结构134的位置与所述红外传感区域B的光电二极管102的位置可以对应,以使得穿过所述光电二极管102的光线被所述光反射结构134反射回所述光电二极管102。
关于该图像传感器的形成方法的原理、具体实现和有益效果请参照前文及图1至图2示出的关于图像传感器的相关描述,此处不再赘述。
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 (10)

1.一种图像传感器,其特征在于,包括:
半导体衬底,所述半导体衬底包括并列的可见光传感区域、红外传感区域以及伪传感区域,其中,所述伪传感区域位于所述可见光传感区域以及所述红外传感区域之间,所述可见光传感区域和红外传感区域的半导体衬底内形成有光电二极管;
介质层,所述介质层位于所述半导体衬底表面;
可见光区金属互联结构以及红外区金属互联结构,所述可见光区金属互联结构位于所述可见光传感区域的介质层内,所述红外区金属互联结构位于所述红外传感区域的介质层内;
光隔离结构,位于所述伪传感区域的介质层内。
2.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述伪传感区域具有预设宽度;
其中,所述光隔离结构包括:靠近所述可见光区金属互联结构的第一光隔离结构,以及靠近所述红外区金属互联结构的第二光隔离结构。
3.根据权利要求2所述的图像传感器,其特征在于,所述预设宽度为所述光电二极管的宽度的2倍至16倍。
4.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,还包括:
光反射结构,位于所述红外传感区域的介质层内,以及所述红外区金属互联结构与所述半导体衬底的表面之间。
5.根据权利要求4所述的图像传感器,其特征在于,所述光反射结构的位置与所述红外传感区域的光电二极管的位置对应,以使得穿过所述光电二极管的光线被所述光反射结构反射回所述光电二极管。
6.一种成像系统,其特征在于,包括:
权利要求1至5任一项所述的图像传感器;
第一透镜模组,入射光经由所述第一透镜模组传播至所述可见光传感区域;
第二透镜模组,入射光经由所述第二透镜模组传播至所述红外传感区域。
7.根据权利要求6所述的成像系统,其特征在于,还包括:
遮挡模块;
驱动模块,适于驱动所述遮挡模块遮挡或非遮挡所述第一透镜模组,以及驱动所述遮挡模块遮挡或非遮挡所述第二透镜模组。
8.根据权利要求6所述的成像系统,其特征在于,还包括:
第一反光镜组,与所述第一透镜模组适配;
第二反光镜组,与所述第二透镜模组适配;
反光镜组角度控制模块,与所述第一反光镜组和第二反光镜组耦接,用于调节所述第一反光镜组和第二反光镜组的角度,以控制所述第一反光镜组的出射光是否入射至所述可见光传感区域,以及控制所述第二反光镜组的出射光是否入射至所述红外传感区域。
9.一种图像传感器的形成方法,其特征在于,包括:
提供半导体衬底,所述半导体衬底包括并列的可见光传感区域、红外传感区域以及伪传感区域,其中,所述伪传感区域位于所述可见光传感区域以及所述红外传感区域之间,所述可见光传感区域和红外传感区域的半导体衬底内形成有光电二极管;
在所述半导体衬底表面形成介质层;
在所述可见光传感区域的介质层内形成可见光区金属互联结构,以及在所述红外传感区域的介质层内形成红外区金属互联结构;
在所述伪传感区域的介质层内形成光隔离结构。
10.根据权利要求9所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,在所述可见光传感区域的介质层内形成可见光区金属互联结构,以及在所述红外传感区域的介质层内形成红外区金属互联结构之前,还包括:
在所述红外传感区域的介质层内形成光反射结构,所述光反射结构位于所述红外区金属互联结构与所述半导体衬底的表面之间。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109346494A (zh) * 2018-11-20 2019-02-15 德淮半导体有限公司 相位对焦图像传感器及其形成方法
CN109449174A (zh) * 2018-11-08 2019-03-08 德淮半导体有限公司 相位对焦图像传感器及其形成方法
CN109950266A (zh) * 2019-03-26 2019-06-28 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
CN113823652A (zh) * 2021-09-17 2021-12-21 联合微电子中心有限责任公司 带有pdaf功能的cmos图像传感器
WO2022205128A1 (zh) * 2021-03-31 2022-10-06 华为技术有限公司 一种图像传感器及其制造方法、电子设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101223648A (zh) * 2005-06-07 2008-07-16 美光科技公司 采用光子晶体的成像器方法和设备
CN102136485A (zh) * 2009-12-18 2011-07-27 株式会社东芝 固体摄像装置
CN105489623A (zh) * 2014-10-03 2016-04-13 全视科技有限公司 图像传感器、成像系统及图像传感器制作的方法
CN106796943A (zh) * 2014-10-20 2017-05-31 索尼半导体解决方案公司 固态摄像元件和电子设备
CN107112332A (zh) * 2015-01-21 2017-08-29 Jsr株式会社 固体摄像装置、红外线吸收性组合物及平坦化膜形成用硬化性组合物
US20170338265A1 (en) * 2015-01-13 2017-11-23 Sony Corporation Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101223648A (zh) * 2005-06-07 2008-07-16 美光科技公司 采用光子晶体的成像器方法和设备
CN102136485A (zh) * 2009-12-18 2011-07-27 株式会社东芝 固体摄像装置
CN105489623A (zh) * 2014-10-03 2016-04-13 全视科技有限公司 图像传感器、成像系统及图像传感器制作的方法
CN106796943A (zh) * 2014-10-20 2017-05-31 索尼半导体解决方案公司 固态摄像元件和电子设备
US20170338265A1 (en) * 2015-01-13 2017-11-23 Sony Corporation Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus
CN107112332A (zh) * 2015-01-21 2017-08-29 Jsr株式会社 固体摄像装置、红外线吸收性组合物及平坦化膜形成用硬化性组合物

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109449174A (zh) * 2018-11-08 2019-03-08 德淮半导体有限公司 相位对焦图像传感器及其形成方法
CN109346494A (zh) * 2018-11-20 2019-02-15 德淮半导体有限公司 相位对焦图像传感器及其形成方法
CN109950266A (zh) * 2019-03-26 2019-06-28 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
WO2022205128A1 (zh) * 2021-03-31 2022-10-06 华为技术有限公司 一种图像传感器及其制造方法、电子设备
CN113823652A (zh) * 2021-09-17 2021-12-21 联合微电子中心有限责任公司 带有pdaf功能的cmos图像传感器
CN113823652B (zh) * 2021-09-17 2023-09-01 联合微电子中心有限责任公司 带有pdaf功能的cmos图像传感器

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