[實用新型]背照式圖像傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320429340.7
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN203456461U
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙立新
• 申請（專利權(quán)）人: 格科微電子（上海）有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王剛

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及圖像傳感器領(lǐng)域，特別涉及一種背照式圖像傳感器。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)的圖像傳感器（Image?Sensor）中，在光線的傳輸中，光線首先通過金屬互連層，進一步入射至感光二極管，由于感光二極管位于電路晶體管后方，從而進光量會因金屬互連層中的至少一層的層間金屬層及相關(guān)的柵極結(jié)構(gòu)的遮擋受到影響，為此，隨著圖像傳感器技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了背照式圖像傳感器，所謂背照式圖像傳感器就是相對于傳統(tǒng)的前照式圖像傳感器，將圖像傳感器調(diào)轉(zhuǎn)方向，讓光線首先入射感光二極管，從而增大感光量，顯著提高低光照條件下的成像效果。

背照式（Backside?Illuminated）CMOS（complementary?metal?oxide?semiconductor）圖像傳感器相比傳統(tǒng)的前照式（Frontside?Illuminated）CMOS圖像傳感器，由于其采用從圖像傳感器芯片背面感光，因而不受圖像傳感器芯片正面電路擋光影響，可以通過降低入射光遇到金屬連線和其他介質(zhì)損失的量來提高器件性能，在相同芯片尺寸的條件下，具有感光面積大，圖像亮度高，暗光下圖像清晰的優(yōu)點。但是，如附圖1所示，由于光線”L”可能漫射到鄰近的圖像傳感器芯片或在光線“L”由于通過設(shè)置于圖像傳感器正面外的金屬互連層的折射，光線會形成串擾而產(chǎn)生損耗,像素間的串擾是背照式圖像傳感器的一個相對比較大的問題。

如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的背照式圖像傳感器，主要包括：（1）電子器件層1，該電子器件層內(nèi)主要包括用于感光的光電二極管（PD）101，以及起到信號傳輸與處理的若干晶體管電路102，傳統(tǒng)多采用3T、4T或5T的結(jié)構(gòu)，該電子器件層1有相對接收入射光的背面與出射光的正面；（2）后端電路層2，有多層金屬互連層203與204，電性連接金屬互連層的金屬導電柱205以及介電層201組成，該后端電路層2位于電子器件層的正面，其主要功能為將器件層的電信號通過制作出的金屬互連層的電路導出；（3）入光層3，主要包括依次置于電子器件層1背面的濾光膜層和微透鏡層，該層的主要作用是將入射光匯聚并過濾成單色光，然后將其引入電子器件層感光區(qū)。由于通常電子器件層厚度都比較小（2um左右），對于波長較長的光會有一部分穿透電子器件層，這些透射光在后端電路層又會反射回電子器件層，由于角度的原因，這些反射光有可能會反射到相鄰的感光區(qū)，從而造成相鄰像素單元之間信號的串擾，最終造成圖像銳度下降，質(zhì)量變差。

綜上所述，提供一種有效降低相鄰圖像傳感器芯片像素單元之間的相互串擾的背照式圖像傳感器，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

公開于該實用新型背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本實用新型的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

實用新型內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種利用吸光層吸收從器件層透射過來的光線，由此大大降低透射光線被反射到其它像素的機會，從而降低相鄰像素之間的相互串擾。

為了達到上述目的，本實用新型提供一種背照式圖像傳感器，包括：

硅片層，其包括用于感光產(chǎn)生電信號的光電二極管，所述硅片層具有正表面和背表面；后端層，其設(shè)置于所述硅片層的正表面，所述后端層包括晶體管柵極、柵氧化層、導線層和介電層；入光層，其包括微透鏡層和濾光膜層，所述入光層設(shè)置于所述硅片層背表面；所述后端層還包括：吸光層，其設(shè)置于所述后端層預設(shè)位置，所述吸光層用于吸收從硅片層透射過來的光線。

優(yōu)選地，所述吸光層設(shè)置于所述后端層的介電層內(nèi)部的預設(shè)區(qū)域內(nèi)。

優(yōu)選地，所述吸光層設(shè)置于所述硅片層正表面與所述介電層之間預設(shè)區(qū)域內(nèi)。

優(yōu)選地，所述吸光層與所述介電層為同一結(jié)構(gòu)層，即所述介電層采用吸光材料構(gòu)成。

優(yōu)選地，所述吸光層設(shè)置于所述光電二極管所處位置的硅片層正表面下方，所述吸光層橫截面的面積不小于所述光電二極管橫截面的面積。

優(yōu)選地，所述吸光材料是對所述傳感器的探測波段光吸收率為50%-100%的材料。

優(yōu)選地，所述吸光材料為石墨、碳或者三氧化鉻。

本實用新型的有益效果是：所述吸光層吸收從器件層透射過來的光線，由此能夠大大降低透射光線被反射到其他像素的機會，從而降低相鄰像素之間的相互串擾。

附圖說明

通過說明書附圖以及隨后與說明書附圖一起用于說明本實用新型某些原理的具體實施方式，本實用新型所具有的其它特征和優(yōu)點將變得清楚或得以更為具體地闡明。