CN108962933A - 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,所述图像传感器包括:半导体衬底,所述半导体衬底内具有光电二极管以及浮置扩散区,所述半导体衬底划分为多个像素区;有机光电结构,覆盖所述半导体衬底的一部分像素区,所述有机光电结构包括上极板、下极板以及有机光电材料,其中,所述下极板与所述浮置扩散区电连接,所述有机光电材料堆叠于所述下极板,所述上极板堆叠于所述有机光电材料;滤色器结构,覆盖所述半导体衬底的另一部分像素区。本发明方案可以结合有机光电传感器以及传统CIS的特点,从而更好的满足降低滤色器厚度和/或改善暗角效应的需求。
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。以CMOS图像传感器(CMOS Image Sensors,CIS)器件为例,由于其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。
具体地,CIS可以包括前照式(Front-side Illumination,FSI)CIS和后照式(Back-side Illumination,BSI)CIS,所述后照式CIS也可以称为背照式CIS。在前照式CIS中,光线从半导体衬底的正面照射到光电二极管上产生光生载流子,进而形成电信号。在背照式CIS中,光线从半导体衬底的背面照射到光电二极管上产生光生载流子,进而形成电信号。
在现有技术中,有机光电传感器采用有机光电材料吸收光线后产生光电子,得到了广泛关注。具体地,有机光电传感器包括上极板、有机光电材料、下极板,通过在上极板上加电压,实现在下极板收集光电子。
然而,现有的有机光电传感器的工艺成熟度有待加强,亟需一种图像传感器,可以采用传统CIS的成熟工艺形成有机光电传感器,降低研发难度,并且可以结合有机光电传感器以及传统CIS的特点,更好的满足用户需求。
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,可以结合有机光电传感器以及传统CIS的特点,从而更好的满足降低滤色器厚度和/或改善暗角效应的需求。
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,所述半导体衬底内具有光电二极管以及浮置扩散区,所述半导体衬底划分为多个像素区;有机光电结构,覆盖所述半导体衬底的一部分像素区,所述有机光电结构包括上极板、下极板以及有机光电材料,其中,所述下极板与所述浮置扩散区电连接,所述有机光电材料堆叠于所述下极板,所述上极板堆叠于所述有机光电材料;滤色器结构,覆盖所述半导体衬底的另一部分像素区。
可选的,所述有机光电结构和滤色器结构设置于所述半导体衬底的背面,所述浮置扩散区形成于所述半导体衬底的正面,所述图像传感器还包括:金属线,形成于所述半导体衬底内,所述下极板经由所述金属线与所述浮置扩散区电连接。
可选的,所述图像传感器还包括:防反射薄膜,覆盖所述半导体衬底的背面;延伸部,与所述金属线连接且贯穿所述防反射薄膜;其中,所述有机光电结构的下极板位于所述防反射薄膜的表面,且通过所述延伸部与所述金属线电连接。
可选的,所述半导体衬底具有第一P型掺杂,所述金属线周围预设范围内的半导体衬底具有第二P型掺杂,且所述第二P型掺杂的掺杂浓度大于所述第一P型掺杂的掺杂浓度。
可选的,所述图像传感器还包括:隔离栅格,所述隔离栅格隔离所述多个像素区以及各个像素区上的有机光电结构以及滤色器结构。
可选的,所述隔离栅格的顶部表面被所述上极板覆盖。
可选的,所述隔离栅格的材料为介质材料。
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,所述半导体衬底内具有光电二极管以及浮置扩散区,所述半导体衬底划分为多个像素区;形成有机光电结构,所述有机光电结构覆盖所述半导体衬底的一部分像素区,所述有机光电结构包括上极板、下极板以及有机光电材料,其中,所述下极板与所述浮置扩散区电连接,所述有机光电材料堆叠于所述下极板,所述上极板堆叠于所述有机光电材料;形成滤色器结构,所述滤色器结构覆盖所述半导体衬底的另一部分像素区。
可选的,所述有机光电结构和滤色器结构设置于所述半导体衬底的背面,所述浮置扩散区形成于所述半导体衬底的正面,所述方法还包括:在所述半导体衬底内形成金属线,所述有机光电结构的下极板经由所述金属线与所述浮置扩散区电连接。
可选的,在形成所述有机光电结构和滤色器结构之前,所述图像传感器的形成方法还包括:在所述半导体衬底的背面形成防反射薄膜;形成延伸部,所述延伸部与所述金属线连接且贯穿所述防反射薄膜内;其中,所述有机光电结构的下极板位于所述防反射薄膜的表面,且通过所述延伸部与所述金属线电连接。
可选的,形成延伸部包括:对所述防反射薄膜进行刻蚀,以形成薄膜沟槽,所述薄膜沟槽的底部暴露出所述金属线;在所述薄膜沟槽内填充所述延伸部。
可选的,所述半导体衬底具有第一P型掺杂,所述金属线周围预设范围内的半导体衬底具有第二P型掺杂,且所述第二P型掺杂的掺杂浓度大于所述第一P型掺杂的掺杂浓度。
可选的,所述半导体衬底的正面具有金属互连结构,在所述半导体衬底内形成金属线包括:刻蚀所述半导体衬底以形成金属线沟槽;向所述金属线沟槽内填充金属材料,以形成所述金属线;对所述半导体衬底的背面进行减薄,以暴露出所述金属线的底部;其中,所述金属线与所述浮置扩散区通过所述金属互连结构电连接。
可选的,向所述金属线沟槽内填充金属材料,以形成所述金属线包括:在所述金属线沟槽内形成隔离介质薄膜,所述隔离介质薄膜覆盖所述金属线沟槽的侧壁;向所述金属线沟槽内填充所述金属材料,以形成所述金属线。
可选的,所述形成有机光电结构包括:形成所述下极板,所述下极板覆盖所述半导体衬底的一部分像素区;形成所述有机光电材料,所述有机光电材料堆叠于所述下极板;形成所述上极板,所述上极板堆叠于所述有机光电材料;其中,在形成所述上极板之前,所述图像传感器的形成方法还包括:形成隔离栅格,所述隔离栅格隔离所述多个像素区,以及各个像素区上的有机光电结构以及滤色器结构。
可选的,所述隔离栅格的顶部表面被所述上极板覆盖。
可选的,所述隔离栅格的材料为介质材料。
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,通过采用传统CIS的成熟工艺,根据同一半导体衬底形成有机光电结构和滤色器结构,可以在图像传感器中结合有机光电传感器以及传统CIS的特点,从而针对不同颜色的光线,采用适当的结构吸收光电子,以更好的满足降低滤色器厚度和/或改善暗角效应的需求,并且可以通过复用成熟的CIS制造工艺,降低研发难度。
进一步,通过在所述半导体衬底内形成金属线,所述有机光电结构的下极板经由所述金属线与所述浮置扩散区电连接,相比于现有技术中,有机光电传感器被设计成前照式CIS结构,以使下极板直接连接后段金属连线,导致光线传播路径较远,采用本发明实施例的方案,可以实现在背照式CIS结构中形成有机光电传感器,减少光线传播路径。
进一步,通过设置所述隔离栅格的顶部表面被所述上极板覆盖,可以更好地对有机光电传感器施加外部电压。
进一步,所述隔离栅格的材料为介质材料,可以避免外加电压通过隔离栅格进行导电,有助于确保外加电压仅通过上极板、有机光电材料、下极板、金属线传输至所述浮置扩散区。
附图说明
图1是本发明实施例中一种图像传感器的形成方法的流程图;
图2至图9是本发明实施例中一种图像传感器的形成方法中各步骤对应的器件剖面结构示意图。
具体实施方式
在现有技术中,有机光电传感器采用有机光电材料吸收光线后产生光电子,得到了广泛关注。具体地,有机光电传感器包括上极板、有机光电材料、下极板,通过在上极板上加电压,实现在下极板收集光电子。
然而,现有的有机光电传感器的工艺成熟度有待加强,亟需一种图像传感器,可以采用传统CIS的成熟工艺形成有机光电传感器,降低研发难度,并且可以结合有机光电传感器以及传统CIS的特点,更好的满足用户需求。
本发明的发明人经过研究发现,在现有技术中,CMOS技术的快速发展使得传统CIS的分辨率越来越高,像素数量增加,单一像素的尺寸不断减小。然而传统的CIS采用硅作为光电二极管,硅的吸收系数相对较低,需要足够厚度的光电二极管吸收波长较长的光(例如红光),容易导致低量子效率和高串扰等问题。另一方面,传统CIS容易发生暗角(DarkCorner)效应的问题。
在本发明实施例中,通过采用传统CIS的成熟工艺,根据同一半导体衬底形成有机光电结构和滤色器结构,可以在图像传感器中结合有机光电传感器以及传统CIS的特点,从而针对不同颜色的光线,采用适当的结构吸收光电子,以更好的满足降低滤色器厚度和/或改善暗角效应的需求,并且可以通过复用成熟的CIS制造工艺,降低研发难度。
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。
参照图1,图1是本发明实施例中一种图像传感器的形成方法的流程图。所述图像传感器的形成方法可以包括步骤S11至步骤S13:
步骤S11:提供半导体衬底,所述半导体衬底内具有光电二极管以及浮置扩散区,所述半导体衬底划分为多个像素区;
步骤S12:形成有机光电结构,所述有机光电结构覆盖所述半导体衬底的一部分像素区,所述有机光电结构包括上极板、下极板以及有机光电材料,其中,所述下极板与所述浮置扩散区电连接,所述有机光电材料堆叠于所述下极板,所述上极板堆叠于所述有机光电材料;
步骤S13:形成滤色器结构,所述滤色器结构覆盖所述半导体衬底的另一部分像素区。
下面结合图2至图9对上述各个步骤进行说明。
图2至图9是本发明实施例中一种图像传感器的形成方法中各步骤对应的器件剖面结构示意图。
参照图2,提供半导体衬底100,所述半导体衬底100内具有光电二极管102,在所述半导体衬底100内形成金属线110。
其中,所述半导体衬底100划分为多个像素区,如图2所示,可以包括像素区A以及像素区B。
其中,所述光电二极管(Photo Diode,PD)102用于把光信号转换成电信号。
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、砷化镓或镓化铟等适当的应用于图像传感器的材料,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可以为轻掺杂的半导体衬底,且掺杂类型与漏区相反。具体地,可以通过向所述半导体衬底100进行离子注入,实现深阱掺杂(Deep Well Implant)。
在具体实施中,所述光电二极管102之间可以采用浅槽隔离结构(Shallow TrenchIsolation,STI)或深槽隔离结构(Deep Trench Isolation,DTI)进行隔离。
具体地,在所述半导体衬底100内形成金属线110的步骤可以包括:刻蚀所述半导体衬底以形成金属线沟槽;向所述金属线沟槽内填充金属材料,以形成所述金属线110。
其中,所述金属材料可以选自:钨(W)、铜(Cu)以及铝(Al)。
进一步地,向所述金属线沟槽内填充金属材料,以形成所述金属线110的工艺可以包括:在所述金属线沟槽内形成隔离介质薄膜,所述隔离介质薄膜覆盖所述金属线沟槽的侧壁;向所述金属线沟槽内填充所述金属材料,以形成所述金属线110。
在本发明实施例中,通过在所述金属线沟槽内形成隔离介质薄膜,可以有效地减少金属隔离带来的暗电流噪声,提高图像传感器的品质。
进一步地,所述半导体衬底100具有第一P型掺杂,所述金属线110周围预设范围内的半导体衬底100具有第二P型掺杂,且所述第二P型掺杂的掺杂浓度大于所述第一P型掺杂的掺杂浓度。
具体地,通常所述半导体衬底100为P型衬底,也即具有所述第一P型掺杂,其掺杂浓度根据具体器件及工艺确定,在本发明实施例中不作限制。可以理解的是,所述第一P型掺杂工艺不同于后续的N阱、轻掺杂漏区(Lightly Doped Drain,LDD)等离子注入工艺,且所述第一P型掺杂工艺的掺杂浓度与N阱、LDD等离子注入工艺的掺杂浓度可以不同。
通过设置所述第二P型掺杂的掺杂浓度大于所述第一P型掺杂的掺杂浓度,可以在金属线110周围预设范围内对半导体衬底100进行重掺杂P型离子注入,以减小金属线110带来的暗电流。需要指出的是,所述金属线110周围预设范围不应当设置过宽,否则会对半导体衬底100的掺杂类型产生过高的影响;所述金属线110周围预设范围不应当设置过窄,否则对金属隔离带来的暗电流噪声的改善有限。在本发明实施例中,可以根据具体情况设置所述预设范围,对具体数值不作限制。
参照图3,在所述半导体衬底100的正面形成传输栅极123,在所述半导体衬底100内形成浮置扩散区121,在所述半导体衬底100的正面形成金属互连结构125。
具体地,可以在所述半导体衬底100的表面以及所述半导体衬底100内形成像素电路,所述像素电路可以包括形成选择晶体管、重置晶体管以及源随晶体管等各种适当的晶体管的器件,例如可以包括传输栅极(Transfer Gate,TG)以及浮置扩散区(FloatingDiffusion,FD)。
所述金属互连结构125可以包括多层金属层,所述多层金属层之间可以通过通孔连接且通过层间介质层分离。
在本发明实施例中,可以在形成金属互连结构125时,设置所述金属线110与所述浮置扩散区121通过所述金属互连结构125电连接。
具体地,由于有机光电结构的下极板需要直接连接后段金属连线,在现有技术中,有机光电传感器通常被设计成前照式CIS结构,导致光线传播路径较远。
在本发明实施例中,通过在所述半导体衬底100内形成金属线110,后续形成的有机光电结构的下极板经由所述金属线110与所述浮置扩散区121电连接,相比于现有技术中,有机光电传感器被设计成前照式CIS结构,以使下极板直接连接后段金属连线,导致光线传播路径较远,采用本发明实施例的方案,可以实现在背照式CIS结构中形成有机光电传感器,减少光线传播路径。
参照图4,自半导体衬底100的背面对所述半导体衬底100进行减薄至预设厚度,以暴露出所述金属线110的底部。
具体地,还可以包括将所述半导体衬底100与承载晶圆(Carrier Wafer)进行键合的步骤。
在具体实施中,CIS可以包括前照式(Front-side Illumination,简称FSI)CIS和后照式(Back-side Illumination,简称BSI)CIS,所述后照式CIS也可以称为背照式CIS。在背照式CIS中,入射光从背面照射到光电二极管上产生光生载流子,进而形成电信号。
在本发明实施例中,通过对所述半导体衬底100进行减薄,可以降低半导体衬底100的厚度,不仅可以降低光线传播路径的长度,还可以有助减少金属线的长度,有利于降低成本。
参照图5,在所述半导体衬底100的背面形成防反射薄膜130。
其中,所述防反射薄膜(Anti-Reflection Coating,ARC)130又称为介电增透层,用于提高抗反射能力,增加对光线的吸收能力。
所述防反射薄膜130的材料可以选自以下一项或多项:氮氧化硅、氮化硅、氧化硅、氧化铝、氮化钛以及氧化铪。
参照图6,形成延伸部116。
具体地,可以对所述防反射薄膜130进行刻蚀,以形成薄膜沟槽114,所述薄膜沟槽114的底部暴露出所述金属线110,在所述薄膜沟槽114内填充延伸部116。
其中,所述延伸部116与所述金属线110连接且贯穿所述防反射薄膜130内。
具体地,可以在所述防反射薄膜130的表面形成图形化的掩膜层,以所述掩膜层为掩膜,对所述防反射薄膜130进行刻蚀,以形成薄膜沟槽114。
优选地,可以设置所述延伸部116与所述金属线110的材料相同,例如均采用钨(W),有助于提高导电性能。
参照图7,形成有机光电结构的下极板141,形成有机光电结构的有机光电材料142,然后在所述防反射薄膜130的表面形成隔离栅格150。
需要指出的是,在本发明实施例的一种具体实施方式中,可以先形成所述下极板141,形成所述有机光电材料142,形成隔离栅格150,然后形成有机光电结构的上极板;在本发明实施例的另一种具体实施方式中,还可以先形成所述下极板141,形成所述有机光电材料142,形成有机光电结构的上极板,然后形成隔离栅格150。
具体地,所述下极板141可以覆盖所述半导体衬底100的一部分像素区,例如图7示出的像素区B,
进一步地,所述下极板141可以仅覆盖像素区B的一部分,也即下极板141的面积可以小于有机光电材料142的面积,还可以小于后续形成的上极板的面积。
所述有机光电材料142可以堆叠于所述下极板141。
所述隔离栅格150可以隔离所述多个像素区,以及各个像素区上的有机光电结构以及滤色器结构。
具体地,所述隔离栅格150多为网格状,且围绕所述有机光电结构以及围绕滤色器结构。
进一步地,所述有机光电材料142可以采用旋涂法或者化学气相沉积(ChemicalVapor Deposition,CVD)工艺形成。
在具体实施中,可以设置所述有机光电材料142仅吸收某种颜色的光,例如红色、绿色或者蓝色。
优选地,所述有机光电材料142需要具有热稳定性,例如可以采用聚合物材料PThTPTI或者NN’-QA/perylene,上述材料可以承受150摄氏度至200摄氏度的工艺温度,有助于与现有的CIS工艺进行衔接。
所述隔离栅格150的材料可以选自:金属材料、介质材料以及金属和电介质材料的堆叠材料。
优选地,所述隔离栅格150的材料可以为介质材料。
在本发明实施例中,通过设置所述隔离栅格150的材料为介质材料,可以避免外加电压通过隔离栅格150进行导电,有助于确保外加电压仅通过上极板、有机光电材料142、下极板141、金属线110传输至所述浮置扩散区121。
更进一步地,所述隔离栅格150的截面形状可以为矩形、梯形或其他形状。
在具体实施中,当所述隔离栅格150的材料为金属和介质材料的堆叠材料时,可以设置所述介质材料包裹所述金属材料。
具体地,形成所述隔离栅格150的步骤可以包括:形成第一栅格介质层,所述第一栅格介质层覆盖所述有机光电材料142以及除所述有机光电材料142之外的所述半导体衬底100;形成金属层,所述金属层覆盖所述第一栅格介质层;刻蚀所述金属层以及所述第一栅格介质层,以形成金属栅格;在所述金属栅格的顶部表面以及侧壁表面形成第二栅格介质层;其中,所述金属栅格与所述有机光电结构之间通过所述第一栅格介质层以及所述第二栅格介质层隔开。
在本发明实施例中,可以通过设置介质材料包裹所述金属材料,以避免外加电压通过隔离栅格150进行导电,有助于确保外加电压仅通过上极板、有机光电材料142、下极板141、金属线110传输至所述浮置扩散区121。
参照图8,形成所述上极板143,所述上极板143堆叠于所述有机光电材料142。
进一步地,所述下极板141与上极板143的材料可以为导电玻璃材料,又称为透明电极材料。
具体地,所述导电玻璃材料对可见光有高透过率(例如透过率大于90%),不影响光电转换材料(例如光电二极管102)对光线的吸收。更具体而言,在采用其他结构使入射光为单色光时,可以在有机光电结构对光线进行吸收后,采用光电二极管102对光线进行二次吸收,从而有效地提高对光电子的获取能力。
具体地,所述下极板141与上极板143的材料可以为氧化铟锡(ITO)材料。
更具体地,所述ITO材料的沉积方法可以选自:热蒸发(Thermal Evaporation)工艺、溅射(Sputtering)以及CVD工艺。所述沉积工艺的温度可以为20摄氏度至200摄氏度。
进一步地,所述下极板141与上极板143的厚度可以为10nm至60nm。
进一步地,所述氧化铟锡的刻蚀工艺的工艺参数可以为:
刻蚀工艺可以选自:电感耦合等离子体刻蚀以及电容耦合等离子体刻蚀。
刻蚀气体可以选自:Cl2、HBr、CH4、SiCl4以及CCl4。
需要指出的是,在具体实施中,所述上极板143、下极板141可以和其他的导电层集成在一起,或者,也可以和中间的有机光电材料142集成在一起。
进一步地,所述隔离栅格150的顶部表面可以被所述上极板143覆盖。
在本发明实施例中,通过设置所述隔离栅格的顶部表面被所述上极板覆盖,可以更好地对有机光电传感器施加外部电压。
参照图9,形成滤色器结构160,所述滤色器结构160覆盖所述半导体衬底100的另一部分像素区,例如为像素区A。
具体地,可以采用滤色器(Colour filter)对入射光进行过滤以去除非相关光,从而对入射光进行选择。
在本发明实施例中,通过采用传统CIS的成熟工艺,根据同一半导体衬底100形成有机光电结构和滤色器结构160,可以在图像传感器中结合有机光电传感器以及传统CIS的特点,从而针对不同颜色的光线,采用适当的结构吸收光电子,以更好的满足降低滤色器厚度和/或改善暗角效应的需求,并且可以通过复用成熟的CIS制造工艺,降低研发难度。
具体而言,传统的CIS采用硅作为光电二极管,硅的吸收系数相对较低,需要足够厚度的光电二极管吸收波长较长的光(例如红光),容易导致低量子效率和高串扰等问题,在本发明实施例中,可以在像素区B采用有机光电结构吸收红色入射光,从而降低对光电二极管102的尺寸要求,进而提高量子效率以及降低光学串扰。
传统CIS还容易发生暗角效应的问题,由于绿色滤色器的数量往往大于红色滤色器和蓝色滤色器,因此暗角效应在绿色滤色器对应的区域通常更为严重,在本发明实施例中,可以在像素区B采用有机光电结构吸收绿色入射光,从而降低暗角效应带来的影响。
进一步地,还可以在上极板143以及滤色器结构160的表面,形成微透镜(Micro-lens)结构,所述微透镜结构可以用于获取入射光。
在本发明实施例中,还提供一种图像传感器,如图9所示,所述图像传感器可以包括:
半导体衬底100,所述半导体衬底100内具有光电二极管102以及浮置扩散区121,所述半导体衬底100划分为多个像素区;有机光电结构,覆盖所述半导体衬底100的一部分像素区B,所述有机光电结构包括上极板141、下极板143以及有机光电材料142,其中,所述下极板143与所述浮置扩散区121电连接,所述有机光电材料142堆叠于所述下极板143,所述上极板141堆叠于所述有机光电材料142;滤色器结构160,覆盖所述半导体衬底100的另一部分像素区A。
进一步地,所述有机光电结构和滤色器结构160设置于所述半导体衬底100的背面,所述浮置扩散区121形成于所述半导体衬底100的正面,所述图像传感器还可以包括:金属线110,形成于所述半导体衬底100内,所述下极板141可以经由所述金属线110与所述浮置扩散区121电连接。
进一步地,所述图像传感器还可以包括:防反射薄膜130,覆盖所述半导体衬底100的背面;延伸部116,与所述金属线110连接且贯穿所述防反射薄膜130;其中,所述有机光电结构的下极板141位于所述防反射薄膜130的表面,且通过所述延伸部116与所述金属线110电连接。
所述金属线110周围预设范围内的半导体衬底100可以为P型掺杂。
进一步地,所述图像传感器还可以包括:隔离栅格150,所述隔离栅格150可以隔离所述多个像素区以及各个像素区上的有机光电结构以及滤色器结构160。
所述隔离栅格150的顶部表面可以被所述上极板143覆盖。
所述隔离栅格150的材料可以为介质材料。
关于该图像传感器的原理、具体实现和有益效果请参照前文及图1至图9示出的关于图像传感器的形成方法的相关描述,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 (17)
1.一种图像传感器,其特征在于,包括:
半导体衬底,所述半导体衬底内具有光电二极管以及浮置扩散区,所述半导体衬底划分为多个像素区;
有机光电结构,覆盖所述半导体衬底的一部分像素区,所述有机光电结构包括上极板、下极板以及有机光电材料,其中,所述下极板与所述浮置扩散区电连接,所述有机光电材料堆叠于所述下极板,所述上极板堆叠于所述有机光电材料;
滤色器结构,覆盖所述半导体衬底的另一部分像素区。
2.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述有机光电结构和滤色器结构设置于所述半导体衬底的背面,所述浮置扩散区形成于所述半导体衬底的正面,所述图像传感器还包括:
金属线,形成于所述半导体衬底内,所述下极板经由所述金属线与所述浮置扩散区电连接。
3.根据权利要求2所述的图像传感器,其特征在于,还包括:
防反射薄膜,覆盖所述半导体衬底的背面;
延伸部,与所述金属线连接且贯穿所述防反射薄膜;
其中,所述有机光电结构的下极板位于所述防反射薄膜的表面,且通过所述延伸部与所述金属线电连接。
4.根据权利要求2所述的图像传感器,其特征在于,所述半导体衬底具有第一P型掺杂,所述金属线周围预设范围内的半导体衬底具有第二P型掺杂,且所述第二P型掺杂的掺杂浓度大于所述第一P型掺杂的掺杂浓度。
5.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,还包括:
隔离栅格,所述隔离栅格隔离所述多个像素区以及各个像素区上的有机光电结构以及滤色器结构。
6.根据权利要求5所述的图像传感器,其特征在于,所述隔离栅格的顶部表面被所述上极板覆盖。
7.根据权利要求5所述的图像传感器,其特征在于,所述隔离栅格的材料为介质材料。
8.一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,所述半导体衬底内具有光电二极管以及浮置扩散区,所述半导体衬底划分为多个像素区;
形成有机光电结构,所述有机光电结构覆盖所述半导体衬底的一部分像素区,所述有机光电结构包括上极板、下极板以及有机光电材料,其中,所述下极板与所述浮置扩散区电连接,所述有机光电材料堆叠于所述下极板,所述上极板堆叠于所述有机光电材料;
形成滤色器结构,所述滤色器结构覆盖所述半导体衬底的另一部分像素区。
9.根据权利要求8所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,所述有机光电结构和滤色器结构设置于所述半导体衬底的背面,所述浮置扩散区形成于所述半导体衬底的正面,所述方法还包括:
在所述半导体衬底内形成金属线,所述有机光电结构的下极板经由所述金属线与所述浮置扩散区电连接。
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,在形成所述有机光电结构和滤色器结构之前,还包括:
在所述半导体衬底的背面形成防反射薄膜;
形成延伸部,所述延伸部与所述金属线连接且贯穿所述防反射薄膜内;
其中,所述有机光电结构的下极板位于所述防反射薄膜的表面,且通过所述延伸部与所述金属线电连接。
11.根据权利要求10所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,形成延伸部包括:
对所述防反射薄膜进行刻蚀,以形成薄膜沟槽,所述薄膜沟槽的底部暴露出所述金属线;
在所述薄膜沟槽内填充所述延伸部。
12.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,所述半导体衬底具有第一P型掺杂,所述金属线周围预设范围内的半导体衬底具有第二P型掺杂,且所述第二P型掺杂的掺杂浓度大于所述第一P型掺杂的掺杂浓度。
13.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,所述半导体衬底的正面具有金属互连结构,在所述半导体衬底内形成金属线包括:
刻蚀所述半导体衬底以形成金属线沟槽;
向所述金属线沟槽内填充金属材料,以形成所述金属线;
对所述半导体衬底的背面进行减薄,以暴露出所述金属线的底部;
其中,所述金属线与所述浮置扩散区通过所述金属互连结构电连接。
14.根据权利要求13所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,向所述金属线沟槽内填充金属材料,以形成所述金属线包括:
在所述金属线沟槽内形成隔离介质薄膜,所述隔离介质薄膜覆盖所述金属线沟槽的侧壁;
向所述金属线沟槽内填充所述金属材料,以形成所述金属线。
15.根据权利要求8所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,所述形成有机光电结构包括:
形成所述下极板,所述下极板覆盖所述半导体衬底的一部分像素区;
形成所述有机光电材料,所述有机光电材料堆叠于所述下极板;
形成所述上极板,所述上极板堆叠于所述有机光电材料;
其中,在形成所述上极板之前,还包括:
形成隔离栅格,所述隔离栅格隔离所述多个像素区,以及各个像素区上的有机光电结构以及滤色器结构。
16.根据权利要求15所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,所述隔离栅格的顶部表面被所述上极板覆盖。
17.根据权利要求15所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,所述隔离栅格的材料为介质材料。
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