CN110034145B - 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，图像传感器包括：基底，所述基底包括中间区和包围所述中间区的外围区，所述中间区包括若干相互分立的第一像素区、以及位于相邻第一像素区之间的第一隔离区，所述外围区包括若干相互分立的第二像素区、以及位于相邻第二像素区之间的第二隔离区，若干所述第一像素区沿第一方向排列，且若干所述第二像素区沿第一方向排列；位于所述基底第一隔离区内的第一隔离结构，在所述第一方向上，所述第一隔离结构具有第一尺寸；位于所述基底第二隔离区内的第二隔离结构，在所述第一方向上，所述第二隔离结构具有第二尺寸，且所述第二尺寸小于所述第一尺寸。所述图像传感器的成像质量较好。

Description

图像传感器及其形成方法
技术领域
本发明涉及半导体制造和光电成像技术领域，特别涉及一种图像传感器及其形成方法。
背景技术
随着半导体技术的不断提高，图像传感器(Image Sensor)作为目前信息获取的一种基础器件在现代社会中得到越来越广泛的应用。互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，简称CMOS)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，相较于传统的电荷耦合(Charge-coupled Device，简称CCD)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，且相邻光电二极管之间具有隔离结构。此外，在形成有光电二极管的硅衬底表面还形成有滤镜层，所述滤镜层通过对入射光进行过滤，以通过特定波长的光；而相邻透镜层之间通常还具有用于屏蔽光学串扰的栅格结构。
然而，由于所述栅格结构的影响，容易导致进入外围区的通光量和中间区的通光量之间存在差异，导致图像传感器的成像均匀性较差。
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，以提高图像传感器的成像质量。
为解决上述技术问题，本发明提供一种图像传感器，包括：基底，所述基底包括中间区和包围所述中间区的外围区，所述中间区包括若干相互分立的第一像素区、以及位于相邻第一像素区之间的第一隔离区，所述外围区包括若干相互分立的第二像素区、以及位于相邻第二像素区之间的第二隔离区，若干所述第一像素区沿第一方向排列，且若干所述第二像素区沿第一方向排列；位于所述基底第一隔离区内的第一隔离结构，在所述第一方向上，所述第一隔离结构具有第一尺寸；位于所述基底第二隔离区内的第二隔离结构，在所述第一方向上，所述第二隔离结构具有第二尺寸，且所述第二尺寸小于所述第一尺寸。
可选的，在所述第一方向上，所述第一尺寸为：0.2微米～0.4微米时，所述第二尺寸为：0.05微米～0.2微米。
可选的，还包括：所述基底包括相对的第一面和第二面，位于所述基底第一隔离区第一面表面的第一栅格结构，在所述第一方向上，所述第一栅格结构具有第三尺寸；位于所述基底第二隔离区第一面表面的第二栅格结构，在所述第一方向上，所述第二栅格结构具有第四尺寸，且所述第四尺寸小于所述第三尺寸。
可选的，在所述第一方向上，所述第三尺寸为：0.1微米～0.3微米时，所述第四尺寸为：0.05微米～0.15微米。
可选的，还包括：位于第一像素区第一面表面的第一滤镜层；位于第二像素区第一面表面的第二滤镜层；位于所述第一滤镜层表面和第二滤镜层表面的微透镜。
相应的，本发明还提供上述任一项图像传感器的形成方法，包括：提供基底，基底，所述基底包括中间区和包围所述中间区的外围区，所述中间区包括若干相互分立的第一像素区、以及位于相邻第一像素区之间的第一隔离区，所述外围区包括若干相互分立的第二像素区、以及位于相邻第二像素区之间的第二隔离区，且若干所述第一像素区沿第一方向排列，且若干所述第二像素区沿第一方向排列；在所述基底第一隔离区内形成第一隔离结构，在所述第一方向上，所述第一隔离结构具有第一尺寸；在所述基底第二隔离区内形成第二隔离结构，在所述第一方向上，所述第二隔离结构具有第二尺寸，且所述第二尺寸小于所述第一尺寸。
本发明还提供一种图像传感器，包括：基底，所述基底包括相对的第一面和第二面，所述基底包括中间区和包围所述中间区的外围区，所述中间区包括若干相互分立的第一像素区、以及位于相邻第一像素区之间的第一隔离区，所述外围区包括若干相互分立的第二像素区、以及位于相邻第二像素区之间的第二隔离区，若干所述第一像素区沿第一方向排列，且若干所述第二像素区沿第一方向排列；位于所述基底第一隔离区第一面表面的第一栅格结构，在所述第一方向上，所述第一栅格结构具有第一尺寸；位于所述基底第二隔离区第一面表面的第二栅格结构，在所述第一方向上，所述第二栅格结构具有第二尺寸，且所述第二尺寸小于所述第一尺寸。
可选的，在所述第一方向上，所述第一尺寸为：0.1微米～0.3微米时，所述第二尺寸为：0.05微米～0.15微米。
可选的，还包括：位于所述基底第一隔离区内的第一隔离结构，在所述第一方向上，所述第一隔离结构具有第三尺寸；位于所述基底第二隔离区内的第二隔离结构，在所述第一方向，所述第二隔离结构具有第四尺寸，且所述第四尺寸小于第三尺寸。
可选的，在所述第一方向上，所述第三尺寸为：0.2微米～0.4微米时，所述第四尺寸为：0.05微米～0.2微米。
可选的，还包括：位于第一像素区第一面表面的第一滤镜层；位于第二像素区第一面表面的第二滤镜层；位于所述第一滤镜层表面和第二滤镜层表面的微透镜。
相应的，本发明还提供形成上述任一项图像传感器的形成方法，包括：提供基底，所述基底包括相对的第一面和第二面，所述基底包括中间区和包围所述中间区的外围区，所述中间区包括若干相互分立的第一像素区、以及位于相邻第一像素区之间的第一隔离区，所述外围区包括若干相互分立的第二像素区、以及位于相邻第二像素区之间的第二隔离区，且所述若干第一像素区沿第一方向排列；在所述基底第一隔离区第一面表面形成第一栅格结构，在所述第一方向上，所述第一栅格结构具有第一尺寸；在所述基底第二隔离区第一面表面形成第二栅格结构，在所述第一方向上，所述第二栅格结构具有第二尺寸，且所述第二尺寸小于所述第一尺寸。
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：
本发明技术方案提供的图像传感器中，沿所述第一方向上，位于所述基底第二隔离区内的第二隔离结构具有第二尺寸，位于所述基底第一隔离区内的第一隔离结构具有第一尺寸，且所述第二尺寸小于第一尺寸，即，外围区内的第二隔离区的面积小于中间区内第一隔离区的面积。由于中间区包括若干相互分立的第一像素区、以及位于相邻第一像素区之间的第一隔离区；外围区包括若干相互分立的第二像素区、以及位于相邻第二像素区之间的第二隔离区。当所述第二隔离区的面积小于第一隔离区的面积时，由于各个第一隔离区和第一像素区的面积之和与各个第二隔离区和第二像素区的面积之和相同，则所述第二像素区的面积大于所述第一像素区的面积，使得第二像素区的光电转换效率大于第一像素区的光电转换效率，从而能够补偿进入外围区的光能小于进入中间区的光能的问题。进而，使得所述中间区的成像亮度和外围区的成像亮度趋近一致，进而提高图像传感器的成像质量。
进一步，沿所述第一方向上，位于基底第一隔离区第一面表面的第二栅格结构具有第四尺寸，位于基底第二隔离区第一面表面的第一栅格结构具有第三尺寸，且所述第四尺寸小于第三尺寸，即，位于外围区的第二栅格结构的面积小于中间区的第一栅格结构的面积。由于第一滤镜层和第二滤镜层用于过滤特定波长的光，当所述第二栅格结构的面积小于第一栅格结构的面积时，由于各个第一滤镜层和第一栅格结构的面积之和与各个第二滤镜层和第二栅格结构的面积之和相同，则第二滤镜层的面积大于第一滤镜层的面积，使得进入第二滤镜层的通光量大于进入第一滤镜层的通光量，进而能够补偿进入外围区的光能小于进入中间区的光能的问题。进而，使得所述中间区的成像亮度和外围区的成像亮度趋近一致，进而提高图像传感器的成像质量。
本发明技术方案提供的图像传感器中，沿所述第一方向上，位于基底第一隔离区第一面表面的第二栅格结构具有第二尺寸，位于基底第二隔离区第一面表面的第一栅格结构具有第一尺寸，且所述第二尺寸小于第一尺寸，即，位于外围区的第二栅格结构的面积小于中间区的第一栅格结构的面积。由于第一滤镜层和第二滤镜层用于过滤特定波长的光，当所述第二栅格结构的面积小于第一栅格结构的面积时，由于各个第一滤镜层和第一栅格结构的面积之和与各个第二滤镜层和第二栅格结构的面积之和相同，则第二滤镜层的面积大于第一滤镜层的面积，使得进入第二滤镜层的通光量大于进入第一滤镜层的通光量，进而能够补偿进入外围区的光能小于进入中间区的光能的问题。进而，使得所述中间区的成像亮度和外围区的成像亮度趋近一致，进而提高图像传感器的成像质量。
进一步，沿所述第一方向上，位于所述基底第二隔离区内的第二隔离结构具有第四尺寸，位于所述基底第一隔离区内的第一隔离结构具有第三尺寸，且所述第四尺寸小于第三尺寸，即，外围区内的第二隔离区的面积小于中间区内第一隔离区的面积。由于中间区包括若干相互分立的第一像素区、以及位于相邻第一像素区之间的第一隔离区；外围区包括若干相互分立的第二像素区、以及位于相邻第二像素区之间的第二隔离区。当所述第二隔离区的面积小于第一隔离区的面积时，由于各个第一隔离区和第一像素区的面积之和与各个第二隔离区和第二像素区的面积之和相同，则所述第二像素区的面积大于所述第一像素区的面积，使得第二像素区的光电转换效率大于第一像素区的光电转换效率，从而能够补偿进入外围区的光能小于进入中间区的光能的问题。进而，使得所述中间区的成像亮度和外围区的成像亮度趋近一致，进而提高图像传感器的成像质量。
附图说明
图1至图2是一种图像传感器实施例的结构示意图；
图3至图11是本发明一实施例的图像传感器的形成方法各步骤的结构示意图；
图12至图20是本发明另一实施例的图像传感器的形成方法各步骤的结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述，图像传感器的成像质量较差，现结合具体实施例进行详细说明。
图1至图3是一种图像传感器实施例的结构示意图。
请参考图1至图3，图1是图2沿Z-Z1切线方向上的截面图，图2是图1沿X-X1切线方向上的截面图，基底100，所述基底100包括中间区A和包围所述中间区A的外围区B，所述中间区A包括若干相互分立的第一像素区I、以及位于相邻第一像素区I之间的第一隔离区(图中未示出)，所述外围区B包括若干相互分立的第二像素区II、以及位于相邻第二像素区II之间的第二隔离区(图中未示出)，且所述若干第一像素区I沿方向W排列；位于所述基底100第一隔离区内的第一隔离结构111、以及位于所述基底100第二隔离区内的第二隔离结构112；位于所述基底100第一隔离区表面的第一栅格结构121、以及位于所述基底200第二隔离区表面的第二栅格结构122，且相邻第一栅格结构121之间、相邻第二栅格结构122之间、以及相邻第一栅格结构121和第二栅格结构122之间具有滤镜层130。
上述图像传感器中，所述滤镜层130用于过滤光，以通过特定波长的光；所述第一像素区I和第二像素区II用于形成光电二极管，从而将从滤镜层透过的入射光经光子转换为电子形成电信号。
然而，通常中间区A内第一隔离结构111和外围区B内的第二隔离结构112沿方向W上的尺寸相同，且中间区A的第一栅格结构121和外围区B的第二栅格结构122沿方向W上的尺寸相同，由于进入中间区A的光线与垂直于基底100表面的法线之间具有第一角度a1，进入外围区B的光线与垂直于基底100表面的法线之间具有第二角度a2，且第二角度a2小于第一角度a1，导致进入外围区B的滤镜层130的光线少于中间区A的滤镜层130的光线，即，中间区A的通光量大于外围区B的通光量。经过光电二极管的光电转换成电信号，最终形成的图像的中间亮度正常，四周亮度偏暗，形成的图像质量较差。
为解决所述技术问题，本发明提供了一种图像传感器，包括：基底，所述基底包括中间区和包围所述中间区的外围区，所述中间区包括若干相互分立的第一像素区、以及位于相邻第一像素区之间的第一隔离区，所述外围区包括若干相互分立的第二像素区、以及位于相邻第二像素区之间的第二隔离区，若干所述第一像素区沿第一方向排列，且若干所述第二像素区沿第一方向排列；位于所述基底第一隔离区内的第一隔离结构，在所述第一方向上，所述第一隔离结构具有第一尺寸；位于所述基底第二隔离区内的第二隔离结构，在所述第一方向上，所述第二隔离结构具有第二尺寸，且所述第二尺寸小于所述第一尺寸所述图像传感器的成像质量较好。
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。需要说明的是，在本发明的实施例中，“表面”用于表示结构间的相对位置关系，并不用于限定结构之间必须直接接触。
图3至图11是本发明一实施例的图像传感器的形成方法的各步骤的结构示意图。
请参考图3，提供基底200，所述基底200包括中间区A和包围所述中间区A的外围区B，所述中间区A包括若干相互分立的第一像素区I、以及位于相邻第一像素区I之间的第一隔离区(图中未示出)，所述外围区B包括若干相互分立的第二像素区II、以及位于相邻第二像素区II之间的第二隔离区(图中未示出)，若干所述第一像素区I沿第一方向W1排列，且若干所述第二像素区II沿第一方向W1排列。
在本实施例中，所述基底200的材料为硅。在其他实施例中，所述基底的材料包括：硅锗、单晶锗、碳化硅、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上锗或者Ⅲ-Ⅴ族化合物。
在本实施例中，待形成的图像传感器为背照式CMOS图像传感器。在其他实施例中，图像传感器为正照式CMOS图像传感器。
所述基底200内具有阱区210，所述阱区210内具有第一掺杂离子。在本实施例中，所述第一掺杂离子为P型离子。在其他实施例中，所述第一掺杂离子为N型离子。P型离子包括硼离子，所述N型离子包括磷离子或者砷离子。
在本实施例中，所述第一像素区I和第二像素区II内具有光电掺杂区211，所述光电掺杂区211内具有第二掺杂离子，所述第二掺杂离子的导电类型与第一掺杂离子的导电类型相反。
在本实施例中，所述第二掺杂离子为N型离子，如：磷离子或者砷离子。在其他实施例中，所述第二掺杂离子为P型离子，如：硼离子。
在本实施例中，所述光电掺杂区211的形成工艺包括：离子注入工艺。
由于光电掺杂区211内的第二掺杂离子与阱区210内的第一掺杂离子的导电类型相反，因此，构成光电二极管。所述光电二极管用于将入射光中的光子转化为电子。
在本实施例中，若干所述第一像素区I沿第一方向W1和第二方向呈阵列排列，所述第二方向垂直于第一方向。
请参考图4至5，图4是图5沿Z2-Z3切向方向上的截面图，图5是图4沿X2-X3切向方向上的截面图，在所述基底200第一隔离区内形成第一隔离结构221，在所述第一方向W1上，所述第一隔离结构221具有第一尺寸d1；在所述基底200第二隔离区内形成第二隔离结构222，在所述第一方向W1上，所述第二隔离结构222具有第二尺寸d2，且所述第二尺寸d2小于第一尺寸d1。
在所述第一方向W1上，所述第一尺寸d1为：0.2微米～0.4微米时，所述第二尺寸d2为：0.05微米～0.2微米。
所述第二隔离结构222选择所述范围尺寸的意义在于：若所述第二尺寸d2大于0.2微米，则所述第二隔离结构222和第一隔离结构221的尺寸差别较小，从而第二像素区II和第一像素区I的面积差别较小，无法有效缩小中间区A和外围区B内光电二极管的光电转换效率差别，进而无法有效补偿中间区A和外围区B的通光量差异，形成的图像质量仍较差；若所述第二尺寸d2小于0.05微米，则所述第二隔离结构222尺寸过小，不能对相邻光电掺杂区211进行有效隔离，从而容易产生光干扰或者光串扰，形成的图像质量仍较差。
所述第一隔离结构221和第二隔离结构222用于实现不同光电掺杂区211之间的电隔离。
所述第一隔离结构221和第二隔离结构222的形成工艺包括：离子注入工艺。
在本实施例中，通过离子注入工艺，对部分基底200注入第三掺杂离子，且注入的第三掺杂离子的导电类型和光电掺杂区211内的第二掺杂离子的导电类型相反，为：N型离子。在其他实施例中，所述第三掺杂离子为：P型离子。由于所述第三掺杂离子的导电类型和第二掺杂离子的导电类型相反，因此通过注入与光电掺杂区211导电类型相反的离子形成的所述第一隔离结构221和第二隔离结构222能够对光电掺杂区211起到隔离作用。
所述第一隔离结构221和第二隔离结构222的形成方法包括：在所述基底200表面形成第一掩膜层(图中未示出)，所述第一掩膜层内具有第一开口(图中未示出)，所述第一开口底部暴露出基底200的第一隔离区和第二隔离区表面；以所述第一掩膜层为掩膜，对所述基底200进行离子注入工艺，在所述基底200第一隔离区内形成第一隔离结构221，在基底第二隔离区内形成第二隔离结构222。
沿第一方向W1上，位于所述基底200第二隔离区内的第二隔离结构222具有第二尺寸d2，位于基底200第一隔离区内的第一隔离结构221具有第一尺寸d1，且所述第二尺寸d2小于第一尺寸d1，即，外围区B内的第二隔离区的面积小于中间区A内第一隔离区的面积。由于中间区A包括若干相互分立的第一像素区I、以及位于相邻第一像素区I之间的第一隔离区，外围区B包括若干相互分立的第二像素区II、以及位于相邻第二像素区之间的第二隔离区。当所述第二隔离区的面积小于第一隔离区的面积时，由于各个第一隔离区和第一像素区I的面积之和与各个第二隔离区和第二像素区II的面积之和相同，则所述第二像素区II的面积大于第一像素区I的面积，使得第二像素区II的光电转换效率大于第一像素区I的光电转换效率，从而能够补偿进入外围区B的光能小于进入中间区A的光能的问题。进而，使得所述中间区A的成像亮度和外围区B的成像亮度趋近一致，进而提高图像传感器的成像质量。
在本实施例中，所述基底200包括：相对的第一面201和第二面202。形成所述隔离结构220之后，后续形成第一栅格结构和第二栅格结构之前，还包括：在所述基底200第二面202表面形成互联结构230。
在本实施例中，所述互联结构230包括：位于基底200第二面200表面的第一介质层(图中未示出)和位于第一介质层231内的互联层(图中未示出)。
所述互联结构230用于将经光电二极管光电转换的电信号传输到外围电路(图中未示出)进行处理，所述外围电路包括：存储器件和逻辑电路。
请参考图6，在所述基底200第一面201表面形成缓冲层240。
所述缓冲层240的材料包括：氧化硅，所述缓冲层240的形成工艺包括化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或者原子层沉积工艺。
所述缓冲层240用于保护基底200表面不受到后续刻蚀工艺的影响。
在本实施例中，在基底200第一隔离区表面形成第一栅格结构，在基底200第二隔离区表面形成第二栅格结构，请结合图8至图11，对所述第一栅格结构和第二栅格结构的形成过程进行详细说明。
请参考图7，在所述缓冲层240表面形成第二介质层250，所述第二介质层250内具有第二开口251，所述第二开口251底部暴露出第一隔离区和第二隔离区的缓冲层240顶部表面。
所述第二开口251用于定义后续第一栅格结构和第二栅格结构的位置和尺寸。
请参考图8，在所述第二开口251(图7中所示)内、以及第二介质层250顶部表面形成栅格材料膜260。
所述栅格材料膜260的材料包括：钨、钛或者铝等。
所述栅格材料膜260的形成工艺包括化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或者原子层沉积工艺。
所述栅格材料膜260用于后续在第二开口251内形成第一栅格结构和第二栅格结构。
请参考图9至10，图9是图10沿Z4-Z5切线方向上的截面图，图10是图9沿X4-X5切线方向上的截面图，去除所述第二介质层250表面的栅格材料膜260，在第一隔离区的第二开口251(图7中所示)内形成第一栅格结构261，在所述第一方向W1上，所述第一栅格结构261具有第三尺寸d3，在第二隔离区内的第二开口251内形成第二栅格结构262，在所述第一方向W1上，所述第二栅格结构262具有第四尺寸d4；形成所述第一栅格结构261和第二栅格结构262之后，去除所述第二介质层250。
在本实施例中，在所述第一方向W1上，所述第四尺寸d4小于第三尺寸d3。
在所述第一方向W1上，所述第三尺寸d3为：0.1微米～0.3微米时，所述第四尺寸d4为：0.05微米～0.15微米。
在其他实施例中，所述第一栅格结构的尺寸与第二栅格结构的尺寸相同。
所述第一栅格结构261和第二栅格结构262用于防止后续形成的相邻滤镜层之间发生光学串扰。
去除所述第二介质层250表面的栅格材料膜260的工艺包括化学机械研磨工艺。
去除所述第二介质层250的工艺包括：干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种。
请参考图11，在第一像素区I第一面201表面成第一滤镜层271；在第二像素区II第一面201表面形成第二滤镜层272；在所述第一滤镜层271和第二滤镜层272表面形成微透镜280。
具体地，在第一像素区I第一面201表面的缓冲层240表面形成所述第一滤镜层271；在第二像素区II第一面201表面的缓冲层240表面形成所述第二滤镜层272。
所述第一滤镜层271的颜色包括红色、绿色和蓝色中的一种，且相邻第一隔离结构之间仅形成一种颜色的滤镜层271，则从第一滤镜层271透过照射到光电掺杂区211表面的入射光为单色光。
同样，所述第二滤镜层272的颜色包括红色、绿色和蓝色中的一种，且相邻第二隔离结构之间仅形成一种颜色的第二滤镜层272，则从第二滤镜层272透过照射到光电掺杂区211表面的入射光为单色光。
所述微透镜280用于聚焦光线，使经过第一滤镜层271和第二滤镜层272的入射光能够照射到光电掺杂区211。
形成所述第一栅格结构261和第二栅格结构262之后，形成第一滤镜层271和第二滤镜层272之前，还包括：在所述第一栅格结构261、第二栅格结构262、以及缓冲层240表面形成保护层263。
所述保护层263的材料包括氧化硅、氮化硅、四乙基原硅酸盐或三氧化二铝。在本实施例中，所述保护层262的材料为氮化硅。
所述保护层263的形成工艺包括化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或者原子层沉积工艺。
所述保护层263用于防止滤镜层270被第一栅格结构261和第二栅格结构262污染。
相应的，本发明还提供一种采用上述方法形成的图像传感器，请参考图11，包括：基底200，所述基底200包括中间区A和包围所述中间区A的外围区B，所述中间区A包括若干相互分立的第一像素区I、以及位于相邻第一像素区I之间的第一隔离区(图中未示出)，所述外围区B包括若干相互分立的第二像素区II、以及位于相邻第二像素区II之间的第二隔离区(图中未示出)，若干所述第一像素区I沿第一方向W1排列，且若干所述第二像素区II沿第一方向W1排列；位于所述基底200第一隔离区内的第一隔离结构221，在所述第一方向W1上，所述第一隔离结构221具有第一尺寸d1；位于所述基底200第二隔离区内的第二隔离结构222，在所述第一方向W1上，所述第二隔离结构222具有第二尺寸d2，且所述第二尺寸d2小于所述第一尺寸d1。
沿第一方向W1上，位于所述基底200第二隔离区内的第二隔离结构222具有第二尺寸d2，位于基底200第一隔离区内的第一隔离结构221具有第一尺寸d1，且所述第二尺寸d2小于第一尺寸d1，即，外围区B内的第二隔离区的面积小于中间区A内第一隔离区的面积。由于中间区A包括若干相互分立的第一像素区I、以及位于相邻第一像素区I之间的第一隔离区，外围区B包括若干相互分立的第二像素区II、以及位于相邻第二像素区之间的第二隔离区。当所述第二隔离区的面积小于第一隔离区的面积时，由于各个第一隔离区和第一像素区I的面积之和与各个第二隔离区和第二像素区II的面积之和相同，则所述第二像素区II的面积大于第一像素区I的面积，使得第二像素区II的光电转换效率大于第一像素区I的光电转换效率，从而能够补偿进入外围区B的光能小于进入中间区A的光能的问题。进而，使得所述中间区A的成像亮度和外围区B的成像亮度趋近一致，进而提高图像传感器的成像质量。
以下进行详细说明：
在所述第一方向W1上，所述第一尺寸d1为：0.2微米～0.4微米时，所述第二尺寸d2为：0.05微米～0.2微米。
所述图像传感器还包括：位于所述基底200第一隔离区表面的第一栅格结构261，在所述第一方向W1上，所述第一栅格结构261具有第三尺寸d3；位于所述基底200第二隔离区表面的第二栅格结构262，在所述第一方向W1上，所述第二栅格结构262具有第四尺寸d4，且所述第四尺寸d4小于第三尺寸d3。
当所述第一栅格结构261的尺寸为：0.1微米～0.3微米时，所述第二栅格结构262的尺寸为：0.05微米～0.15微米。
所述图像传感器还包括：位于第一像素区I第一面201表面的第一滤镜层271；位于第二像素区II第一面201表面的第二滤镜层272；位于所述第一滤镜层271表面和第二滤镜层272表面的微透镜280。
沿所述第一方向W1上，位于基底200第一隔离区第一面201表面的第二栅格结构262具有第四尺寸d4，位于基底200第二隔离区第一面201表面的第一栅格结构261具有第三尺寸d3，且所述第四尺寸d4小于第三尺寸d3，即，位于外围区B的第二栅格结构262的面积小于中间区A的第一栅格结构261的面积。由于第一滤镜层271和第二滤镜层272用于过滤特定波长的光，当所述外围区B的第二栅格结构262的面积小于中间区A的第一栅格结构261的面积时，由于各个第一滤镜层271和第一栅格结构261的面积之和与各个第二滤镜层272和第二栅格结构262的面积之和相同，则第二滤镜层272的面积大于第一滤镜层271的面积，使得进入第二滤镜层272的通光量大于进入第一滤镜层271的通光量，进而能够补偿进入外围区B的光能小于进入中间区A的光能的问题。进而，使得所述中间区A的成像亮度和外围区B的成像亮度趋近一致，进而提高图像传感器的成像质量。
图12至图20是本发明另一实施例的图像传感器的形成方法的各步骤的结构示意图。
请参考图12，提供基底300，所述基底300包括相对的第一面301和第二面302，所述基底300包括中间区A和包围所述中间区A的外围区B，所述中间区A包括若干相互分立的第一像素区I、以及位于相邻第一像素区I之间的第一隔离区(图中未示出)，所述外围区B包括若干相互分立的第二像素区II、以及位于相邻第二像素区II之间的第二隔离区(图中未示出)，若干所述第一像素区I沿第一方向W1排列，且若干所述第二像素区II沿第一方向W1排列。
在本实施例中，所述第一像素区I和第二像素区II内具有光电掺杂区311，所述光电掺杂区311内具有第二掺杂离子，所述第二掺杂离子的导电类型与第一掺杂离子的导电类型相反。
由于光电掺杂区311内的第二掺杂离子与阱区310内的第一掺杂离子的导电类型相反，因此，构成光电二极管。所述光电二极管用于将入射光中的光子转化为电子。
请参考图13至14，图13是图14沿Z6-Z7切向方向上的截面图，图14是图13沿X6-X7切向方向上的截面图，在所述基底300第一隔离区内形成第一隔离结构321，所述第一隔离结构321具有第三尺寸D3；在所述基底300第二隔离区内形成第二隔离结构322，所述第二隔离结构具有第四尺寸D4。
在本实施例中，所述第四尺寸D4小于第一尺寸D1。在其他实施例中，所述第二隔离区隔离结构的尺寸与第一隔离区隔离结构的尺寸相同。
在所述第一方向上，所述第三尺寸D3为：0.2微米～0.4微米时，所述第四尺寸D4为：0.05微米～0.2微米。
所述第二隔离结构322选择所述范围尺寸的意义和上述实施例中第二隔离结构222相同，在此不再赘述。
所述第一隔离结构321和所述第二隔离结构322用于实现不同光电掺杂区311之间的电隔离。
所述第一隔离结构321和所述第二隔离结构322与上述实施例中第一隔离结构221和所述第二隔离结构222的形成过程相同，在此不再赘述。
形成所述第一隔离结构321和第二隔离结构322之后，后续形成第一栅格结构和第二栅格结构之前，还包括：在所述基底300第二面302表面形成互联结构330。
所述互联结构330和上述实施例中的互联结构230相同，在此不再赘述。
请参考图15，在所述基底300第一面301表面形成缓冲层340。
所述缓冲层340和上述实施例中缓冲层240的形成过程相同，在此不再赘述。
在本实施例中，在基底第一隔离区第一面表面形成第一栅格结构，在所述第一方向上，所述第一栅格结构具有第一尺寸；在基底第二隔离区第一面表面形成第二栅格结构，在所述第一方向上，所述第二栅格结构具有第二尺寸，且所述第二尺寸小于第一尺寸，请结合图16至图19，对所述第一栅格结构和第二栅格结构的形成过程进行详细说明。
请参考图16，在所述缓冲层340表面形成第二介质层350，所述第二介质层350内具有第二开口351，所述第二开口351底部暴露出第一隔离区和第二隔离区的缓冲层240顶部表面。
所述第二开口351用于定义后续第一栅格结构和第二栅格结构的位置和尺寸。
请参考图17，在所述第二开口351(图17中所示)内、以及第二介质层350顶部表面形成栅格材料膜360。
所述栅格材料膜360和上述实施例中栅格材料膜260相同，在此不再赘述。
所述栅格材料膜360用于后续在第二开口351内形成第一栅格结构和第二栅格结构。
请参考图18至19，图18是图19沿Z8-Z9切线方向上的截面图，图19是图18沿X8-X9切线方向上的截面图，去除所述第二介质层350表面的栅格材料膜360，在第一隔离区的第二开口351(图17中所示)内形成第一栅格结构361，在所述第一方向W1上，所述第一栅格结构361具有第一尺寸D1；在第二隔离区内的第二开口351内形成第二栅格结构362，在所述第一方向W1上，所述第二栅格结构362具有第二尺寸D2，且所述第二尺寸D2小于所述第一尺寸D1；形成所述第一栅格结构361和第二栅格结构362之后，去除所述第二介质层350。
在本实施例中，在所述第一方向W1上，所述第一尺寸D1为：0.1微米～0.3微米时，所述第二尺寸D2为：0.05微米～0.15微米。
沿所述第一方向W1上，位于基底300第一隔离区第一面301表面的第二栅格结构362具有第二尺寸D2，位于基底300第二隔离区第一面301表面的第一栅格结构361具有第一尺寸D1，且所述第二尺寸D2小于第一尺寸D1，即，位于外围区B的第二栅格结构362的面积小于中间区A的第一栅格结构361的面积。由于第一滤镜层371和第二滤镜层372用于过滤特定波长的光，当所述第二栅格结构362的面积小于第一栅格结构361的面积时，由于各个第一滤镜层371和第一栅格结构361的面积之和与各个第二滤镜层372和第二栅格结构362的面积之和相同，则第二滤镜层372的面积大于第一滤镜层371的面积，使得进入第二滤镜层372的通光量大于进入第一滤镜层371的通光量，进而能够补偿进入外围区B的光能小于进入中间区A的光能的问题。进而，使得所述中间区A的成像亮度和外围区B的成像亮度趋近一致，进而提高图像传感器的成像质量。
所述第一栅格结构261和第二栅格结构262用于防止后续形成的相邻滤镜层之间发生光学串扰。
去除所述第二介质层350表面的栅格材料膜360的工艺包括化学机械研磨工艺。
去除所述第二介质层260的工艺包括：干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种。
请参考图20，在第一像素区I第一面301表面成第一滤镜层371；在第二像素区II第一面301表面形成第二滤镜层372；在所述第一滤镜层371和第二滤镜层372表面形成微透镜380。
具体地，在第一像素区I第一面301表面的缓冲层340表面形成所述第一滤镜层371；在第二像素区II第一面301表面的缓冲层340表面形成所述第二滤镜层372。
所述第一滤镜层371和第二滤镜层372和上述实施例中第一滤镜层271和第二滤镜层272相同，在此不再赘述。
所述微透镜380和上述实施例中滤镜层280相同，在此不再赘述。
形成所述第一栅格结构361和第二栅格结构362之后，形成第一滤镜层371和第二滤镜层372之前，还包括：在所述第一栅格结构361、第二栅格结构362、以及缓冲层340表面形成保护层363。
所述保护层363和上述实施例中保护层263相同，在此不再赘述。
相应的，本发明还提供一种采用上述方法形成的图像传感器，请参考图18，包括：基底300，所述基底300包括第一面301和第二面302，所述基底300包括中间区A和包围所述中间区A的外围区B，所述中间区A包括若干相互分立的第一像素区I、以及位于相邻第一像素区I之间的第一隔离区(图中未示出)，所述外围区B包括若干相互分立的第二像素区II、以及位于相邻第二像素区II之间的第二隔离区(图中未示出)，若干所述第一像素区I沿第一方向排列，且若干所述第二像素区II沿第一方向W1排列；位于所述基底300第一隔离区第一面301表面的第一栅格结构361，在所述第一方向W1上，所述第一栅格结构361具有第一尺寸D1；位于所述基底300第二隔离区第一面301表面的第二栅格结构362，在所述第一方向W2上，所述第二栅格结构362具有第二尺寸D2，且所述第二尺寸D2小于所述第一尺寸D1。
沿所述第一方向W1上，位于基底300第一隔离区第一面301表面的第二栅格结构362具有第二尺寸D2，位于基底300第二隔离区第一面301表面的第一栅格结构361具有第一尺寸D1，且所述第二尺寸D2小于第一尺寸D1，即，位于外围区B的第二栅格结构362的面积小于中间区A的第一栅格结构361的面积。由于第一滤镜层371和第二滤镜层372用于过滤特定波长的光，当所述第二栅格结构362的面积小于第一栅格结构361的面积时，由于各个第一滤镜层371和第一栅格结构361的面积之和与各个第二滤镜层372和第二栅格结构362的面积之和相同，则第二滤镜层372的面积大于第一滤镜层371的面积，使得进入第二滤镜层372的通光量大于进入第一滤镜层371的通光量，进而能够补偿进入外围区B的光能小于进入中间区A的光能的问题。进而，使得所述中间区A的成像亮度和外围区B的成像亮度趋近一致，进而提高图像传感器的成像质量。
以下进行详细说明：
在所述第一方向上，所述第一尺寸为：0.1微米～0.3微米时，所述第二尺寸为：0.05微米～0.15微米。
位于所述基底第一隔离区内的第一隔离结构，在所述第一方向上，所述第一隔离结构具有第三尺寸；位于所述基底第二隔离区内的第二隔离结构，在所述第一方向，所述第二隔离结构具有第四尺寸，且所述第四尺寸小于第三尺寸。
所述图像传感器还包括：位于所述基底300第一隔离区内的第一隔离结构321、以及位于所述基底300第二隔离区内的第二隔离结构322；沿第一方向W1上所述第二隔离结构322的尺寸小于所述第一隔离结构321的尺寸。
在本实施例中，在所述第一方向上，所述第三尺寸为：0.2微米～0.4微米时，所述第四尺寸为：0.05微米～0.2微米。
所述图像传感器还包括：位于第一像素区第一面表面的第一滤镜层；位于第二像素区第一面表面的第二滤镜层；位于所述第一滤镜层表面和第二滤镜层表面的微透镜。
在所述第一方向W1上，位于所述基底300第二隔离区内的第二隔离结构322具有第四尺寸D4，位于所述基底300第一隔离区内的第一隔离结构321具有第三尺寸D3，且所述第四尺寸D4小于第三尺寸D3，即，外围区B内的第二隔离区的面积小于中间区A内第一隔离区的面积。由于中间区A包括若干相互分立的第一像素区I、以及位于相邻第一像素区I之间的第一隔离区；外围区B包括若干相互分立的第二像素区II、以及位于相邻第二像素区II之间的第二隔离区。当所述第二隔离区的面积小于第一隔离区的面积时，由于各个第一隔离区和第一像素区I的面积之和与各个第二隔离区和第二像素区II的面积之和相同，则所述第二像素区II的面积大于所述第一像素区I的面积，使得第二像素区II的光电转换效率大于第一像素区I的光电转换效率，从而能够补偿进入外围区B的光能小于进入中间区A的光能的问题。进而，使得所述中间区A的成像亮度和外围区B的成像亮度趋近一致，进而提高图像传感器的成像质量。
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 (11)

1.一种图像传感器，其特征在于，包括：
基底，所述基底包括中间区和包围所述中间区的外围区，所述中间区包括若干相互分立的第一像素区、以及位于相邻第一像素区之间的第一隔离区，所述外围区包括若干相互分立的第二像素区、以及位于相邻第二像素区之间的第二隔离区，若干所述第一像素区沿第一方向排列，且若干所述第二像素区沿第一方向排列；
位于所述基底第一隔离区内的第一隔离结构，在所述第一方向上，所述第一隔离结构具有第一尺寸；
位于所述基底第二隔离区内的第二隔离结构，在所述第一方向上，所述第二隔离结构具有第二尺寸，且所述第二尺寸小于所述第一尺寸。
2.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，在所述第一方向上，所述第一尺寸为：0.2微米～0.4微米时，所述第二尺寸为：0.05微米～0.2微米。
3.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，还包括：所述基底包括相对的第一面和第二面；位于所述基底第一隔离区第一面表面的第一栅格结构，在所述第一方向上，所述第一栅格结构具有第三尺寸；位于所述基底第二隔离区第一面表面的第二栅格结构，在所述第一方向上，所述第二栅格结构具有第四尺寸，且所述第四尺寸小于所述第三尺寸。
4.如权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，在所述第一方向上，所述第三尺寸为：0.1微米～0.3微米时，所述第四尺寸为：0.05微米～0.15微米。
5.如权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，还包括：位于第一像素区第一面表面的第一滤镜层；位于第二像素区第一面表面的第二滤镜层；位于所述第一滤镜层表面和第二滤镜层表面的微透镜。
6.一种如权利要求1至5任一项所述图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：
提供基底，基底，所述基底包括中间区和包围所述中间区的外围区，所述中间区包括若干相互分立的第一像素区、以及位于相邻第一像素区之间的第一隔离区，所述外围区包括若干相互分立的第二像素区、以及位于相邻第二像素区之间的第二隔离区，且若干所述第一像素区沿第一方向排列，且若干所述第二像素区沿第一方向排列；
在所述基底第一隔离区内形成第一隔离结构，在所述第一方向上，所述第一隔离结构具有第一尺寸；
在所述基底第二隔离区内形成第二隔离结构，在所述第一方向上，所述第二隔离结构具有第二尺寸，且所述第二尺寸小于所述第一尺寸。
7.一种图像传感器，其特征在于，包括：
基底，所述基底包括相对的第一面和第二面，所述基底包括中间区和包围所述中间区的外围区，所述中间区包括若干相互分立的第一像素区、以及位于相邻第一像素区之间的第一隔离区，所述外围区包括若干相互分立的第二像素区、以及位于相邻第二像素区之间的第二隔离区，若干所述第一像素区沿第一方向排列，且若干所述第二像素区沿第一方向排列；
位于所述基底第一隔离区第一面表面的第一栅格结构，在所述第一方向上，所述第一栅格结构具有第一尺寸；
位于所述基底第二隔离区第一面表面的第二栅格结构，在所述第一方向上，所述第二栅格结构具有第二尺寸，且所述第二尺寸小于所述第一尺寸；
其中，还包括：位于所述基底第一隔离区内的第一隔离结构，在所述第一方向上，所述第一隔离结构具有第三尺寸；位于所述基底第二隔离区内的第二隔离结构，在所述第一方向，所述第二隔离结构具有第四尺寸，且所述第四尺寸小于第三尺寸。
8.如权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，在所述第一方向上，所述第一尺寸为：0.1微米～0.3微米时，所述第二尺寸为：0.05微米～0.15微米。
9.如权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，在所述第一方向上，所述第三尺寸为：0.2微米～0.4微米时，所述第四尺寸为：0.05微米～0.2微米。
10.如权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，还包括：位于第一像素区第一面表面的第一滤镜层；位于第二像素区第一面表面的第二滤镜层；位于所述第一滤镜层表面和第二滤镜层表面的微透镜。
11.一种如权利要求7至10任一项所述图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：
提供基底，所述基底包括相对的第一面和第二面，所述基底包括中间区和包围所述中间区的外围区，所述中间区包括若干相互分立的第一像素区、以及位于相邻第一像素区之间的第一隔离区，所述外围区包括若干相互分立的第二像素区、以及位于相邻第二像素区之间的第二隔离区，且所述若干第一像素区沿第一方向排列；
在所述基底第一隔离区第一面表面形成第一栅格结构，在所述第一方向上，所述第一栅格结构具有第一尺寸；
在所述基底第二隔离区第一面表面形成第二栅格结构，在所述第一方向上，所述第二栅格结构具有第二尺寸，且所述第二尺寸小于所述第一尺寸。
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