CN111430394A - 一种图像传感器结构及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种图像传感器结构，包括：位于衬底上的像素区域和位于所述像素区域周围的电路区域，所述像素区域的表面上设有第一色彩滤光层，所述电路区域的表面上设有第二色彩滤光层或黑胶层；其中，所述第一色彩滤光层为单层滤光层，所述第二色彩滤光层为多层滤光层，所述第二色彩滤光层或黑胶层用于阻挡由所述电路区域发出的光，从而能够有效改善图像传感器存在的发光问题。本发明还公开了一种图像传感器结构制作方法。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路制造技术领域，特别是涉及一种能够防止光线干扰的图像传感器结构及制作方法。
背景技术
CMOS图像传感器芯片(CIS)上包括位于像素区域的像素单元和位于非像素区域的电路。当光线照射到图像传感器芯片上时，非像素区域的电路也会像像素区域的像素单元一样受到光线的照射。尤其是在与像素单元同层设置的电荷泵电路(Charge Pump)、模拟/数字转换电路(ADC)等电路边缘，在受到光线的照射时，会产生发光现象，并会使离这些电路最近的几十个像素单元也感应到光。从而使得这些像素单元在暗光情况下，也会有光响应，导致图像在边缘位置出现发亮、色偏等现象。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种图像传感器结构及制作方法，以有效改善图像传感器存在的发光问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种图像传感器结构，包括：位于衬底上的像素区域和位于所述像素区域周围的电路区域，所述像素区域的表面上设有第一色彩滤光层，所述电路区域的表面上设有第二色彩滤光层；其中，所述第一色彩滤光层为单层滤光层，所述第二色彩滤光层为多层滤光层，所述第二色彩滤光层用于阻挡由所述电路区域发出的光。
进一步地，所述单层滤光层包含按颜色规则布置的红色滤光层、绿色滤光层和蓝色滤光层。
进一步地，所述多层滤光层由不同颜色的滤光层叠加而成。
进一步地，所述多层滤光层包含蓝色滤光层和与所述蓝色滤光层相叠设的红色滤光层。
一种图像传感器结构制作方法，包括以下步骤：
提供一形成有像素区域和位于所述像素区域周围的电路区域的衬底；
在所述像素区域上形成包含绿色滤光层、蓝色滤光层和红色滤光层的单层第一色彩滤光层；其中，在形成蓝色滤光层和红色滤光层时，还使其覆盖在所述电路区域上，形成由蓝色滤光层和红色滤光层叠加而成的多层第二色彩滤光层，用于阻挡由所述电路区域发出的光。
进一步地，还包括：在所述像素区域上先依次形成钝化层和第一平坦层，再在所述第一平坦层上形成所述第一色彩滤光层和第二色彩滤光层；在所述第一色彩滤光层和第二色彩滤光层上形成第二平坦层，以及在所述像素区域的所述第二平坦层上形成微透镜。
一种图像传感器结构，包括：位于衬底上的像素区域和位于所述像素区域周围的电路区域，所述像素区域的表面上设有色彩滤光层，所述电路区域的表面上设有黑胶层，用于阻挡由所述电路区域发出的光。
进一步地，所述色彩滤光层包含按颜色规则布置的红色滤光层、绿色滤光层和蓝色滤光层。
一种图像传感器结构制作方法，包括以下步骤：
提供一形成有像素区域和位于所述像素区域周围的电路区域的衬底；
在所述像素区域和电路区域上形成色彩滤光层；
去除所述电路区域上的色彩滤光层部分，然后，在所述电路区域的表面上覆盖一黑胶层，用于阻挡由所述电路区域发出的光。
进一步地，还包括：在所述像素区域上先依次形成钝化层和第一平坦层，再在所述第一平坦层上形成所述色彩滤光层和黑胶层；在所述色彩滤光层和黑胶层上形成第二平坦层，以及在所述像素区域的所述第二平坦层上形成微透镜。
从上述技术方案可以看出，本发明设计有两种挡光方案，一种是通过在电路区域上增加叠设的蓝色滤光层和红色滤光层，挡住电路部分的发光，让其不能从电路上方影响到像素区域。这种方案的优势是，可沿用现有工艺，不用增加额外的光罩和工艺。另一种是在像素区域采用红色、绿色和蓝色色彩滤镜(滤光层)，而在电路上方使用黑胶挡住电路部分的发光。这种方案的优势是，黑胶的挡光效果更好，且可阻挡的光线的波长更宽，但是会增加一张去除电路区域滤光层用的光罩，并增加一道黑胶工艺。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的一种图像传感器结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想在于，本发明公开的一种图像传感器结构中，在像素区域的表面上设有常规色彩滤光层，在电路区域的表面上设有挡光层，用于阻挡由电路区域发出的光。
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时，为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。
实施例一
在以下本发明的具体实施方式中，请参考图1，图1是本发明一较佳实施例的一种图像传感器结构示意图。如图1所示，本发明的一种图像传感器结构，包括：位于衬底(图略)上的像素区域10和位于像素区域10周围的电路区域20。
请参考图1。在像素区域10的表面上设有第一色彩滤光层14，在电路区域20的表面上设有第二色彩滤光层21。第二色彩滤光层21作为挡光层，用于阻挡由电路区域20发出的光。
其中，第一色彩滤光层14为符合颜色规则布置的单层滤光层14。例如，第一色彩滤光层14可为由红色滤光层13、绿色滤光层11和蓝色滤光层12组成的符合RGB格式(R代表红色，G代表绿色，B代表蓝色)的单层滤光层14。
请参考图1。第二色彩滤光层21为多层滤光层21，用于阻挡由电路区域20发出的光。第二色彩滤光层21的多层滤光层21可由不同颜色的滤光层叠加而成。例如，多层滤光层21可为包含蓝色滤光层12和与蓝色滤光层12相叠设的红色滤光层13的双层结构。
实施例二
下面通过具体实施方式并结合附图1，对本发明的一种图像传感器结构制作方法进行详细说明。
本发明的一种图像传感器结构制作方法，可用于制作实施例一中的一种图像传感器结构，并可包括以下步骤：
首先，在一个硅衬底上完成常规像素区域10和位于像素区域10周围的电路区域20的各层次结构制作。
然后，在像素区域10和电路区域20的表面上形成钝化层。可采用例如氮化硅、二氧化硅等材料形成钝化层。
接着，在钝化层上涂布形成第一平坦层(PL)，以增加衬底层和上层色彩滤光层(胶层)14、21之间的粘附力。
然后，再在第一平坦层上形成第一色彩滤光层14和第二色彩滤光层21。
具体可包括：
按常规光刻、刻蚀等工艺，先在像素区域10的第一平坦层上的相应位置制备绿色滤光层11。
绿色滤光层11制备完成后，接着开始在像素区域10的第一平坦层上的相应位置制备蓝色滤光层12，同时，在电路区域20的第一平坦层上全面制备蓝色滤光层12，使形成的蓝色滤光层12覆盖在整个电路区域20上。
蓝色滤光层12制备完成后，接着开始在像素区域10的第一平坦层上的相应位置制备红色滤光层13，同时，在电路区域20的第一平坦层上全面制备红色滤光层13，使形成的红色滤光层13覆盖在整个电路区域20的蓝色滤光层12上。
由此形成位于像素区域10上的第一色彩滤光层14，其包括由绿色滤光层11、蓝色滤光层12和红色滤光层13按RGB格式组成的单层滤镜结构，以及覆盖在电路区域20上的第二色彩滤光层21，其包括由蓝色滤光层12和红色滤光层13叠加而成的多层滤光层21结构，用于阻挡由电路区域20发出的光。
之后，可在第一色彩滤光层14和第二色彩滤光层21上形成第二平坦层(FL)，用于为微透镜层材料做好平坦化、提高粘附力。最后，在位于像素区域10的第二平坦层上形成微透镜层，并可通过高温回流等工艺(reflow)使微透镜层成形，完成微透镜(ML)制作。
实施例三
本实施例三与实施例一之间的区别在于，本实施例中的一种图像传感器结构，仅在像素区域10的表面上设置色彩滤光层(第一色彩滤光层14)14，在电路区域20的表面上不设置色彩滤光层(第二色彩滤光层21)，而是采用在电路区域20的表面上覆盖设置黑胶层22作为挡光层，用于阻挡由电路区域20发出的光。本实施例三的图像传感器的其他结构与实施例一相同，不再赘述。
实施例四
下面通过具体实施方式并结合附图1，对本发明的一种图像传感器结构制作方法进行详细说明。
本发明的一种图像传感器结构制作方法，可用于制作实施例三中的一种图像传感器结构，并可包括以下步骤：
首先，在一个硅衬底上完成常规像素区域10和位于像素区域10周围的电路区域20的各层次结构制作。
然后，在像素区域10和电路区域20的表面上形成钝化层。可采用例如氮化硅、二氧化硅等材料形成钝化层。
接着，在钝化层上涂布形成第一平坦层(PL)。
然后，再在第一平坦层上形成色彩滤光层14和黑胶层22。具体可包括：
按常规工艺，先在像素区域10和电路区域20的第一平坦层上制备完成按RGB格式排列的色彩滤光层14，即色彩滤光层14包含按一定规则排列的绿色滤光层11、蓝色滤光层12和红色滤光层13(RGB滤镜)。
接着，去除电路区域20上的色彩滤光层14部分，保留像素区域10上的色彩滤光层14。
然后，通过一掩模(MASK)涂布黑胶于电路区域20上，从而在电路区域20的表面上覆盖一黑胶层22，用于阻挡由电路区域20发出的光。黑胶层22与色彩滤光层14形成于同层。
之后，可在色彩滤光层14和黑胶层22上形成第二平坦层(FL)，以及在位于像素区域的第二平坦层上形成微透镜层，并可通过高温回流等工艺(reflow)使微透镜层成形，完成微透镜(ML)制作。
本发明可应用于前照式(FSI)和背照式(BSI)图像传感器。
以上的仅为本发明的优选实施例，实施例并非用以限制本发明的保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种图像传感器结构，其特征在于，包括：位于衬底上的像素区域和位于所述像素区域周围的电路区域，所述像素区域的表面上设有第一色彩滤光层，所述电路区域的表面上设有第二色彩滤光层；其中，所述第一色彩滤光层为单层滤光层，所述第二色彩滤光层为多层滤光层，所述第二色彩滤光层用于阻挡由所述电路区域发出的光。
2.根据权利要求1所述的图像传感器结构，其特征在于，所述单层滤光层包含按颜色规则布置的红色滤光层、绿色滤光层和蓝色滤光层。
3.根据权利要求1所述的图像传感器结构，其特征在于，所述多层滤光层由不同颜色的滤光层叠加而成。
4.根据权利要求1所述的图像传感器结构，其特征在于，所述多层滤光层包含蓝色滤光层和与所述蓝色滤光层相叠设的红色滤光层。
5.一种图像传感器结构制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一形成有像素区域和位于所述像素区域周围的电路区域的衬底；
在所述像素区域上形成包含绿色滤光层、蓝色滤光层和红色滤光层的单层第一色彩滤光层；其中，在形成蓝色滤光层和红色滤光层时，还使其覆盖在所述电路区域上，形成由蓝色滤光层和红色滤光层叠加而成的多层第二色彩滤光层，用于阻挡由所述电路区域发出的光。
6.根据权利要求5所述的图像传感器结构制作方法，其特征在于，还包括：在所述像素区域上先依次形成钝化层和第一平坦层，再在所述第一平坦层上形成所述第一色彩滤光层和第二色彩滤光层；在所述第一色彩滤光层和第二色彩滤光层上形成第二平坦层，以及在所述像素区域的所述第二平坦层上形成微透镜。
7.一种图像传感器结构，其特征在于，包括：位于衬底上的像素区域和位于所述像素区域周围的电路区域，所述像素区域的表面上设有色彩滤光层，所述电路区域的表面上设有黑胶层，用于阻挡由所述电路区域发出的光。
8.根据权利要求7所述的图像传感器结构，其特征在于，所述色彩滤光层包含按颜色规则布置的红色滤光层、绿色滤光层和蓝色滤光层。
9.一种图像传感器结构制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一形成有像素区域和位于所述像素区域周围的电路区域的衬底；
在所述像素区域和电路区域上形成色彩滤光层；
去除所述电路区域上的色彩滤光层部分，然后，在所述电路区域的表面上覆盖一黑胶层，用于阻挡由所述电路区域发出的光。
10.根据权利要求9所述的图像传感器结构制作方法，其特征在于，还包括：在所述像素区域上先依次形成钝化层和第一平坦层，再在所述第一平坦层上形成所述色彩滤光层和黑胶层；在所述色彩滤光层和黑胶层上形成第二平坦层，以及在所述像素区域的所述第二平坦层上形成微透镜。
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