[發(fā)明專利]一種圖像傳感器感光結(jié)構(gòu)及其制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710722434.6
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107452762A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白麗莎;張悅強;葉紅波;王勇
• 申請（專利權(quán)）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司;成都微光集電科技有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 上海天辰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)31275
• 代理人: 吳世華,陳慧弘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝領(lǐng)域，具體涉及一種圖像傳感器感光結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)

近年來，先進的工藝制程在減少圖像傳感器像素尺寸和增加像素總數(shù)方面卓有成效，但圖像傳感器的靈敏度隨著像素尺寸的縮小而減小了。片上微型透鏡陣列(on-chip microlens array，OMA)于1983年在IT電荷耦合器件圖像傳感器中首次使用。每一個像素上都有一個微型透鏡，OMA可以將入射光匯聚在感光元件上增加光子收集效率。在現(xiàn)階段的圖像傳感器中，可以通過增加微型透鏡陣列來彌補圖像傳感器的靈敏度減小缺陷。

然而，微型透鏡陣列的精密程度遠遠不如獨立的光學(xué)鏡頭。這將致使偏軸的入射光在微型透鏡陣列表面發(fā)生折射或散射，從而使得入射光進入到相鄰像素對應(yīng)的微型透鏡上，從而造成雜光入射；同時現(xiàn)有技術(shù)中的微型透鏡陣列感光波段較寬?？傊F(xiàn)有技術(shù)中含有微型透鏡陣列的圖像傳感器會存在以下兩方面的問題：

(1)在電荷耦合器件傳感器上，雜光射入鄰近像素會致使在圖像中的高對比度邊緣產(chǎn)生高光溢出(Blooming)；

(2)半導(dǎo)體圖像傳感器的感光波段比人眼要寬，大多數(shù)圖像傳感器可以在可見光范圍外感光，這些不可見光主要為紅外光(IR)和紫外光(UV)，他們折射率差異較大，容易在圖像邊緣產(chǎn)生色散。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種圖像傳感器感光結(jié)構(gòu)及其制作方法，該感光結(jié)構(gòu)可以增加微型透鏡的透射率、減少表面反射和散射、截止部分波段，提高成像質(zhì)量。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)手段：一種圖像傳感器感光結(jié)構(gòu)，包括鍍膜單元、微型透鏡以及感光元件，所述感光元件位于所述微型透鏡的正下方，用于接收透過微型透鏡的入射光，所述微型透鏡的上方覆蓋鍍膜單元，所述鍍膜單元包括至少一種鍍膜層；其中，入射光依次經(jīng)過鍍膜單元和微型透鏡進入所述感光元件中。

進一步地，還包括彩色濾光片，所述彩色濾光片位于微型透鏡和感光元件之間。

進一步地，所述鍍膜單元為波長截止鍍膜單元或增透鍍膜單元。

進一步地，所述波長截止鍍膜單元為紅外截止鍍膜單元或紫外截止鍍膜單元或可見光波長截止鍍膜單元。

進一步地，所述紅外截止鍍膜單元由高折射率鍍膜層和低折射率鍍膜層交替堆疊而成。

進一步地，所述高折射率鍍膜層的材料選自二氧化鈦、五氧化三鈦、二氧化鋯、五氧化二鉭、五氧化二鈮或H4混合物中的一種或幾種。

進一步地，所述低折射率鍍膜層的材料選自二氧化硅或二氟化鎂中的一種或兩種。

一種圖像傳感器感光結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下步驟：

S01：制作位于感光元件上方的透鏡基片；

S02：在上述透鏡基片上沉積介質(zhì)層，通過圖形化和熱熔得到位于透鏡基片上的微型透鏡；

S03：在上述微型透鏡上沉積鍍膜單元。

進一步地，步驟S02中介質(zhì)層為樹脂材料層，得到位于透鏡基片上的微型透鏡的方法具體為：

S0201：在透鏡基片上旋涂樹脂材料層，

S0202：在樹脂材料層上濺射金屬層；

S0203：在上述金屬層上旋涂光刻膠；

S0204：曝光顯影之后得到預(yù)設(shè)的圖形；

S0205：腐蝕裸露出來的金屬層，并刻蝕掉光刻膠和裸露出來的樹脂材料層；

S0206：腐蝕剩余的金屬層，并熱熔樹脂材料層，得到微型透鏡。

一種圖像傳感器的感光系統(tǒng)，包括鍍膜單元、微型透鏡陣列以及感光元件陣列，所述微型透鏡陣列由微型透鏡排列組成，所述感光元件陣列由感光元件排列組成，并且感光元件與微型透鏡一一對應(yīng)，所述微型透鏡陣列的上方覆蓋鍍膜單元，所述鍍膜單元包括至少一種鍍膜層；其中，入射光依次經(jīng)過鍍膜單元、微型透鏡陣列進入所述感光元件陣列中，每個微型透鏡及其對應(yīng)的感光元件生成一個像素。

本發(fā)明的有益效果為：在微型透鏡上沉積鍍膜單元，可以增加微型透鏡的透射率，增加圖像傳感器的靈敏度；可以減少微型透鏡表面的散射，消除光的散射對相鄰像素的影響；可以不借助彩色濾光片和鏡頭鍍膜，利用微型透鏡陣列表面鍍膜來限制特定入射光波長，增加微型透鏡的功能性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種圖像傳感器感光結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明一種圖像傳感器的感光系統(tǒng)示意圖。

圖3為本發(fā)明一種圖像傳感器感光結(jié)構(gòu)的制作方法示意圖。

圖中：1感光元件，2透鏡基片，3微型透鏡，4鍍膜單元。

具體實施方式