[發明專利]圖像傳感器及其形成方法

有效

• 申請號: 201810117586.8
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108364966B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 呂相南;北村陽介;黃曉櫓
• 申請（專利權）人: 德淮半導體有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 武振華;吳敏

一種圖像傳感器及其形成方法，所述圖像傳感器包括：半導體襯底；像素器件，位于所述半導體襯底內；濾光器矩陣，位于所述半導體襯底的表面，每個所述濾光器矩陣包括多個最小重復單元，所述最小重復單元至少包含第一綠色濾光器以及第二綠色濾光器，所述第一綠色濾光器與所述第二綠色濾光器的厚度不同。本發明方案可以提高圖像傳感器的動態范圍。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種圖像傳感器及其形成方法。

背景技術

圖像傳感器是攝像設備的核心部件，通過將光信號轉換成電信號實現圖像拍攝功能。以CMOS圖像傳感器(CMOS Image Sensors，CIS)器件為例，由于其具有低功耗和高信噪比的優點，因此在各種領域內得到了廣泛應用。

以后照式(Back-side Illumination，簡稱BSI)CIS為例，在現有的制造工藝中，先在半導體襯底內形成邏輯器件、像素器件以及金屬互連結構，然后采用承載晶圓與所述半導體襯底的正面鍵合，進而對半導體襯底的背部進行減薄，進而在半導體襯底的背面形成CIS的后續工藝，例如在所述像素器件的半導體襯底背面形成濾光器(Filter)矩陣等。

其中，濾光器矩陣通常包括多個最小重復單元，以拜耳(Bayer)濾光器陣列為例，所述最小重復單元中包含的綠色濾光器為紅色濾光器或藍色濾光器的兩倍。具體而言，相比于可見光譜中的其他色彩，人類視覺系統對綠波段中的色彩更加敏感，因此傾向于設置更多的綠色濾光器。

進一步地，通過半導體襯底內的像素器件獲取透過濾光器矩陣的入射光，然后通過光電二極管對通過每個濾光器的入射光子進行吸收且形成光電流，進而通過邏輯電路進行運算放大后，分別得到通過每個濾光器的數據，對根據多個濾光器確定的數據進行整合，輸出得到圖像。

然而，在現有技術中，圖像傳感器的動態范圍往往不足，輸出圖像容易發生過曝光或者欠曝光的問題。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種圖像傳感器及其形成方法，可以提高圖像傳感器的動態范圍。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種圖像傳感器，包括：半導體襯底；像素器件，位于所述半導體襯底內；濾光器矩陣，位于所述半導體襯底的表面，每個所述濾光器矩陣包括多個最小重復單元，所述最小重復單元至少包含第一綠色濾光器以及第二綠色濾光器，所述第一綠色濾光器與所述第二綠色濾光器的厚度不同。

可選的，所述最小重復單元還包括紅色濾光器和藍色濾光器。

可選的，所述第一綠色濾光器的厚度大于所述第二綠色濾光器的厚度，所述第二綠色濾光器的厚度與所述紅色濾光器、藍色濾光器的厚度相同。

可選的，所述第一綠色濾光器的厚度為750nm至850nm。

可選的，所述第一綠色濾光器的厚度大于所述紅色濾光器、藍色濾光器的厚度，所述第二綠色濾光器的厚度小于所述紅色濾光器、藍色濾光器的厚度。

可選的，所述第一綠色濾光器的厚度為750nm至850nm，所述第二綠色濾光器的厚度為550nm至650nm。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種圖像傳感器的形成方法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底內具有像素器件；在所述半導體襯底的表面形成濾光器矩陣，每個所述濾光器矩陣包括多個最小重復單元，所述最小重復單元至少包含第一綠色濾光器以及第二綠色濾光器，所述第一綠色濾光器與所述第二綠色濾光器的厚度不同。

可選的，所述最小重復單元還包括紅色濾光器和藍色濾光器。

可選的，所述第一綠色濾光器的厚度大于所述第二綠色濾光器的厚度，所述第二綠色濾光器的厚度與所述紅色濾光器、藍色濾光器的厚度相同。