CN108538873A - 彩色滤光片及背照式图像传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种彩色滤光片及背照式图像传感器。所述彩色滤光片，包括相互叠置的第一滤光片层和第二滤光片层，入射光依次穿过所述第一滤光片层、所述第二滤光片层；所述第一滤光片层包括间隔设置的多个第一子滤光片，多个第一子滤光片包括至少两种颜色的滤光片；所述第二滤光片层用于减少预设波长光的透射率，以避免光学串扰。本发明提供的彩色滤光片及背照式图像传感器，避免了背照式图像传感器中光谱串扰的问题，提高了背照式图像传感器的响应性能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种彩色滤光片及背照式图像传感器。
背景技术
所谓图像传感器，是指将光信号转换为电信号的装置。按照其依据的原理不同，可以区分为CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合元件)图像传感器以及CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体元件)图像传感器。由于CMOS图像传感器是采用传统的CMOS电路工艺制作，因此可将图像传感器以及其所需要的外围电路加以整合，从而使得CMOS图像传感器具有更广的应用前景。
按照接收光线的位置的不同，CMOS图像传感器可以分为前照式图像传感器和背照式图像传感器。其中，与前照式图像传感器相比，背照式图像传感器最大的优化之处就是将元件内部的结构改变了，即将感光层的元件入射光路调转方向，让光线能从背面直射进去，避免了在前照式图像传感器中，光线会受到微透镜和光电二极管之间的结构和厚度的影响，提高了光线接收的效能。
彩色滤光片是背照式图像传感器的重要组成部分，其作用是允许特定波长的光通过，而将其他波长的光吸收或者反射。现有技术中常见的彩色滤光片是由红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片组成的。附图1是不同颜色光的量子效应曲线。由图1可以看出，由于蓝光B(Blue)与绿光G(Green)存在波长范围为475μm～500μm的交叠区域、即青色光区域11，且绿光与红光R(Red)存在波长范围为575μm～600μm的交叠区域、即橙色光区域12。这就导致了进入光电二极管的可见光中，出现蓝光与绿光的串扰、红光与绿光的串扰，即所谓的光谱串扰。这对背照式图像传感器的性能会产生较大的影响，不利于背照式图像传感器灵敏度的提高。
因此，如何避免背照式图像传感器中的光谱串扰，提高背照式图像传感器的响应性能，是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种彩色滤光片及背照式图像传感器，用以解决现有的背照式图像传感器中易出现光谱串扰的问题，提高背照式图像传感器的响应性能。
为了解决上述问题，本发明提供了一种彩色滤光片，包括相互叠置的第一滤光片层和第二滤光片层，入射光依次穿过所述第一滤光片层、所述第二滤光片层；所述第一滤光片层包括间隔设置的多个第一子滤光片，多个第一子滤光片包括至少两种颜色的滤光片；所述第二滤光片层用于减少预设波长光的透射率，以避免光学串扰。
优选的，所述第一子滤光片包括蓝色滤光片、绿色滤光片和红色滤光片。
优选的，所述第二滤光片层用于减少波长范围为475μm～500μm光的透射率。
优选的，所述第二滤光片层用于减少波长范围为575μm～600μm光的透射率。
优选的，所述第二滤光片层用于同时减少波长范围为475μm～500μm和575μm～600μm光的透射率。
优选的，所述第二滤光片层包括多个第二子滤光片，且第二子滤光片与第一子滤光片一一对应设置。
优选的，所述第一滤光片层包括第一金属隔离栅，所述第一金属隔离栅用于隔离相邻的第一子滤光片；所述第二滤光片层包括第二金属隔离栅，所述第二金属隔离栅用于隔离相邻的第二子滤光片。
优选的，还包括呈网格状设置的第三金属隔离栅，所述第三金属隔离栅的开口中依次填充有所述第二子滤光片、所述第一子滤光片，使得射向所述开口的入射光依次穿过所述第一子滤光片、所述第二子滤光片。
为了解决上述问题，本发明还提供了一种背照式图像传感器，包括上述任一项所述的彩色滤光片，所述彩色滤光片置于微透镜阵列与感光器件之间。
本发明提供的彩色滤光片及背照式图像传感器，通过设置相互叠置的第一滤光片层和第二滤光片层，入射光线依次穿过第一滤光片层、第二滤光片层，所述第二滤光片层能够将由第一滤光片层产生的串扰光线过滤掉，避免了串扰光线进入感光器件，避免了背照式图像传感器中光谱串扰的问题，提高了背照式图像传感器的响应性能。
附图说明
附图1是不同颜色光的量子效应曲线；
附图2是本发明具体实施方式中彩色滤光片的结构示意图；
附图3是本发明具体实施方式中不同颜色光的量子效应曲线；
附图4是本发明具体实施方式中背照式图像传感器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的彩色滤光片及背照式图像传感器的具体实施方式做详细说明。
本具体实施方式提供了一种彩色滤光片，附图2是本发明具体实施方式中彩色滤光片的结构示意图。如图2所示，本具体实施方式提供的彩色滤光片，包括相互叠置的第一滤光片层11和第二滤光片层12，入射光依次穿过所述第一滤光片层11、所述第二滤光片层12；所述第一滤光片层11包括呈阵列排布的多个第一子滤光片，多个第一子滤光片包括至少两种颜色的滤光片；所述第二滤光片层12用于减少预设波长光的透射率，以避免光学串扰。所述第一滤光片层11中的第一子滤光片允许特定波长的光穿过，而其他的光被反射或者吸收。本具体实施方式中的所述第一滤光片层11中包括至少两种不同颜色滤光片，从光源发出的光线穿过所述第一滤光片层11后可能出现串扰，例如穿过蓝色滤光片和绿色滤光片的光线会出现青色光的串扰、穿过红色滤光片和绿色滤光片的光线会出现橙色光的串扰等，本具体实施方式之所以设置所述第二滤光片层12，其目的就是为了减少串扰光线的穿过，避免串扰光线进入感光器件，从而提高彩色滤光片的滤光性能以及背照式图像传感器的光响应性能。其中，所述预设波长的具体范围，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，例如根据所述第一滤光片层11中第一子滤光片的颜色设置，本具体实施方式对此不作限定。
为了简化制造工艺，且进一步提高防止光线串扰的效果，优选的，所述第二滤光片层12包括多个第二子滤光片，且第二子滤光片与第一子滤光片一一对应设置。
所述第一滤光片层11中第一子滤光片的颜色数量以及具体的颜色类型，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。优选的，所述第一子滤光片包括蓝色滤光片131、绿色滤光片132和红色滤光片133。其中，所述第一滤光片层11中多个第一子滤光片的排列方式，本领域技术人员也可以根据实际需要进行选择，例如拜耳图案、EXR图案、X转换图案等，本具体实施方式对此不作限定。
优选的，所述第二滤光片层12用于减少波长范围为475μm～500μm光的透射率，即所述第二滤光片层12用于减少青色光的透射率。或者，优选的，所述第二滤光片层12用于减少波长范围为575μm～600μm光的透射率，即所述第二滤光片层12用于减少橙色光的透射率。或者，优选的，所述第二滤光片层12用于同时减少波长范围为475μm～500μm和575μm～600μm光的透射率，即所述第二滤光片层12用于同时减少青色光和橙色光的透射率。附图3是本发明具体实施方式中不同颜色光的量子效应曲线。如图3所示，当所述第二滤光片层12用于同时减少波长范围为475μm～500μm和575μm～600μm光的透射率时，蓝光B、绿光G和红光R之间的光谱串扰消失，有效提高了彩色滤光片的滤光性能。
为了避免同层滤光片层中的光线串扰，优选的，所述第一滤光片层11包括第一金属隔离栅，所述第一金属隔离栅用于隔离相邻的第一子滤光片；所述第二滤光片层12包括第二金属隔离栅，所述第二金属隔离栅用于隔离相邻的第二子滤光片。或者，优选的，所述彩色滤光片还包括呈网格状设置的第三金属隔离栅14，所述第三金属隔离栅14的开口中依次填充有所述第二子滤光片、所述第一子滤光片，使得射向所述开口的入射光依次穿过所述第一子滤光片、所述第二子滤光片。
不仅如此，本具体实施方式还提供了一种背照式图像传感器，附图4是本发明具体实施方式中背照式图像传感器的结构示意图。如图4所示，本具体实施方式提供的背照式图像传感器，包括上述任一项所述的彩色滤光片，所述彩色滤光片置于微透镜阵列46与感光器件43之间。具体来说，如图4所示，光源发出的光线依次经过所述微透镜阵列46、所述第一滤光片层11、所述第二滤光片层12后进入所述感光器件43。为了防止电荷击穿，在所述第二滤光片层12与所述感光器件43之间还依次设置有电介质层41与高介电常数的电弧层42。为了避免光线在进入感光器件43时出现串扰，在相邻感光器件43之间还设置有深沟槽隔离结构(Deep Trench Isolation，DTI)44、以及与所述深沟槽隔离结构44对应的浅沟槽隔离结构(Shallow Trench Isolation，STI)45。
本具体实施方式提供的彩色滤光片及背照式图像传感器，通过设置相互叠置的第一滤光片层和第二滤光片层，入射光线依次穿过第一滤光片层、第二滤光片层，所述第二滤光片层能够将由第一滤光片层产生的串扰光线过滤掉，避免了串扰光线进入感光器件，避免了背照式图像传感器中光谱串扰的问题，提高了背照式图像传感器的响应性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种彩色滤光片，其特征在于，包括相互叠置的第一滤光片层和第二滤光片层，入射光依次穿过所述第一滤光片层、所述第二滤光片层；所述第一滤光片层包括呈阵列排布的多个第一子滤光片，多个第一子滤光片包括至少两种颜色的滤光片；所述第二滤光片层用于减少预设波长光的透射率，以避免光学串扰。
2.根据权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，所述第一子滤光片包括蓝色滤光片、绿色滤光片和红色滤光片。
3.根据权利要求2所述的彩色滤光片，其特征在于，所述第二滤光片层用于减少波长范围为475μm～500μm光的透射率。
4.根据权利要求2所述的彩色滤光片，其特征在于，所述第二滤光片层用于减少波长范围为575μm～600μm光的透射率。
5.根据权利要求2所述的彩色滤光片，其特征在于，所述第二滤光片层用于同时减少波长范围为475μm～500μm和575μm～600μm光的透射率。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的彩色滤光片，其特征在于，所述第二滤光片层包括多个第二子滤光片，且第二子滤光片与第一子滤光片一一对应设置。
7.根据权利要求6所述的彩色滤光片，其特征在于，所述第一滤光片层包括第一金属隔离栅，所述第一金属隔离栅用于隔离相邻的第一子滤光片；所述第二滤光片层包括第二金属隔离栅，所述第二金属隔离栅用于隔离相邻的第二子滤光片。
8.根据权利要求6所述的彩色滤光片，其特征在于，还包括呈网格状设置的第三金属隔离栅，所述第三金属隔离栅的开口中依次填充有所述第二子滤光片、所述第一子滤光片，使得射向所述开口的入射光依次穿过所述第一子滤光片、所述第二子滤光片。
9.一种背照式图像传感器，包括如权利要求1-8中任一项所述的彩色滤光片，其特征在于，所述彩色滤光片置于微透镜阵列与感光器件之间。
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| WO2020238576A1 (zh) * | 2019-05-31 | 2020-12-03 | Oppo广东移动通信有限公司 | 互补金属氧化物图像传感器、图像处理方法及存储介质 |
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2018
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