[發(fā)明專利]一種圖像傳感器及其形成方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810010929.0
• 申請(qǐng)日: 2018-01-04
• 公開（公告）號(hào): CN108281435A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王月;陳世杰;黃曉櫓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德淮半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): H01L27/146
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張振軍;吳敏

一種圖像傳感器及其形成方法，所述圖像傳感器包括：半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)具有光電二極管，所述半導(dǎo)體襯底包括多個(gè)像素區(qū)，每個(gè)像素區(qū)包含至少一個(gè)光電二極管；路徑調(diào)節(jié)層，所述路徑調(diào)節(jié)層位于所述半導(dǎo)體襯底表面，在感應(yīng)不同顏色的像素區(qū)內(nèi)，所述路徑調(diào)節(jié)層具有不同的厚度。通過本發(fā)明提供的方案能夠有效改善圖像傳感器的靈敏度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像傳感器及其形成方法。

背景技術(shù)

圖像傳感器是將光學(xué)圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的半導(dǎo)體器件。在種類繁多的圖像傳感器中，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，簡稱CMOS)圖像傳感器因其體積小、功耗低、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。

現(xiàn)有的CMOS圖像傳感器主要包括前照式(Front-side Illumination，簡稱FSI)CMOS圖像傳感器和后照式(Back-side Illumination，簡稱BSI)CMOS圖像傳感器兩種。其中，后照式CMOS圖像傳感器因其更好的光電轉(zhuǎn)換效果而獲得的更廣泛的應(yīng)用，所述后照式CMOS圖像傳感器也可以稱為背照式CMOS圖像傳感器。

但是，現(xiàn)有的圖像傳感器仍存在缺陷。例如，以背照式CMOS圖像傳感器為例，現(xiàn)有的背照式CMOS圖像傳感器的厚度一般為2-3微米，可以完全吸收波長較短的藍(lán)光。但是，對(duì)于波長較長的紅光，一般需要5-6微米才能被完全吸收，所以，現(xiàn)有的圖像傳感器無法充分吸收紅光，嚴(yán)重影響器件的靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是如何改善圖像傳感器的靈敏度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種圖像傳感器，包括：半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)具有光電二極管，所述半導(dǎo)體襯底包括多個(gè)像素區(qū)，每個(gè)像素區(qū)包含至少一個(gè)光電二極管；路徑調(diào)節(jié)層，所述路徑調(diào)節(jié)層位于所述半導(dǎo)體襯底表面，在感應(yīng)不同顏色的像素區(qū)內(nèi)，所述路徑調(diào)節(jié)層具有不同的厚度。

可選的，所述圖像傳感器還包括：濾色鏡，所述濾色鏡位于所述路徑調(diào)節(jié)層表面，所述濾色鏡的位置與所述像素區(qū)的位置一一對(duì)應(yīng)。

可選的，所述多個(gè)像素區(qū)包括感應(yīng)紅色的紅色像素區(qū)、感應(yīng)綠色的綠色像素區(qū)和感應(yīng)藍(lán)色的藍(lán)色像素區(qū)。

可選的，在紅色像素區(qū)內(nèi)的路徑調(diào)節(jié)層的厚度最大，在藍(lán)色像素區(qū)內(nèi)的路徑調(diào)節(jié)層的厚度最小。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種圖像傳感器的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)具有光電二極管，所述半導(dǎo)體襯底包括多個(gè)像素區(qū)，每個(gè)像素區(qū)包含至少一個(gè)光電二極管；對(duì)所述半導(dǎo)體襯底的表面進(jìn)行處理，以形成路徑調(diào)節(jié)層，在感應(yīng)不同顏色的像素區(qū)內(nèi)，所述路徑調(diào)節(jié)層具有不同的厚度。

可選的，所述形成方法還包括：在所述路徑調(diào)節(jié)層表面設(shè)置濾色鏡，所述濾色鏡的位置與所述像素區(qū)的位置一一對(duì)應(yīng)。

可選的，所述對(duì)所述半導(dǎo)體襯底的表面進(jìn)行處理，以形成路徑調(diào)節(jié)層包括：對(duì)所述半導(dǎo)體襯底的表面進(jìn)行刻蝕，以形成對(duì)應(yīng)于各個(gè)像素區(qū)的凹槽，其中，在感應(yīng)不同顏色的像素區(qū)內(nèi)，所述凹槽具有不同的深度。

可選的，所述對(duì)所述半導(dǎo)體襯底的表面進(jìn)行處理，以形成路徑調(diào)節(jié)層包括：在所述半導(dǎo)體襯底表面形成保護(hù)介質(zhì)層；對(duì)所述保護(hù)介質(zhì)層進(jìn)行離子注入，其中，在感應(yīng)不同顏色的像素區(qū)內(nèi)，對(duì)所述保護(hù)介質(zhì)層的離子注入劑量不同；對(duì)離子注入后的保護(hù)介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕以形成對(duì)應(yīng)于各個(gè)像素區(qū)的凹槽，其中，在感應(yīng)不同顏色的像素區(qū)內(nèi)，所述凹槽具有不同的深度。

可選的，所述多個(gè)像素區(qū)包括感應(yīng)紅色的紅色像素區(qū)、感應(yīng)綠色的綠色像素區(qū)和感應(yīng)藍(lán)色的藍(lán)色像素區(qū)。

可選的，在紅色像素區(qū)內(nèi)，所述凹槽的深度最?。辉谒{(lán)色像素區(qū)內(nèi)，所述凹槽的深度最大。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下有益效果：