[發明專利]圖像傳感器結構、電子設備及制備方法

在審

• 申請號: 202110689021.9
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN115579368A
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 王婉晴
• 申請（專利權）人: 思特威（上海）電子科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供一種圖像傳感器結構、電子設備及制備方法，制備包括：提供具有感光區的基底，在基底上制備包括凹陷主體部及填充部的光路調制結構，凹陷主體部的折射率大于填充部的折射率，且每一感光區上對應至少一個光路調制結構。本發明采用簡單的工藝制備得到了可以進行光路調制的結構，可以調制射向基底的入射光，增加入射光光程，以提高光的吸收率及圖像傳感器的探測效率；特別是對于波長較長的紅外波段光，極大擴展了對紅外光的應用；本發明制備工藝簡便，兼容性良好；本發明的圖像傳感器設計中，將光路調制結構制備在基底上，可以均適用于前照式和背照式圖像傳感器；另外，本發明還可以基于光路調制結構的不同配置靈活實現圖像傳感器性能改善。

技術領域

本發明屬于圖像傳感器制造技術領域，特別是涉及一種圖像傳感器結構、電子設備及制備方法。

背景技術

圖像傳感器是利用光電器件的光電轉換功能將感光面上的光像轉換為與光像成相應比例關系的電信號。根據元件的不同，可以分為CCD(電荷耦合元件)和CMOS(金屬氧化物半導體元件)兩大類。隨著CMOS圖像傳感器(CIS)設計及制造工藝的不斷發展，CMOS圖像傳感器逐漸取代CCD圖像傳感器已經成為主流。其中，CMOS圖像傳感器可以分為FSI(FrontSide Illumination，前照式)和BSI(Back Side Illumination，背照式)兩類。

然而，對于現有的圖像傳感器(如CIS)器件結構，入射光進入基底后的光程一般較短，從而影響著感光元件對入射光的吸收，光吸收率難以得到有效提升。特別是對于紅外光(主要指近紅外波段780nm-1100nm)部分，由于其波長較長，若不增加其在基底中的光程，則會影響紅外光的吸收率，從而影響整個傳感器對于紅外光的探測效率。例如，對于現有的背照式CMOS圖像傳感器，光線透過傳感器表面的透明介質層進入基底(如，硅基底)中，大部分光線直接照射入硅基底中，并未發生路徑的改變，光進入基底后光程較短，從而影響感光元件對光的吸收，特別會影響紅外光的吸收率，影響整個傳感器對紅外光的探測效率。

因此，如何提供一種圖像傳感器結構、基于所述圖像傳感器的電子設備及制備方法，以解決現有技術中的上述問題實屬必要。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種圖像傳感器結構、基于所述圖像傳感器的電子設備及其制備方法，用于解決現有技術中光吸收率難以有效提升，特別是紅外光吸收率低，從而影響整個圖像傳感器的探測效率等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種圖像傳感器結構的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

提供基底，所述基底中形成有若干個感光區；

在所述基底上制備光路調制結構，所述光路調制結構包括凹陷主體部及填充部，所述凹陷主體部形成于所述基底表面且具有凹陷區，所述填充部填充所述凹陷區；

其中，所述凹陷主體部的折射率大于所述填充部的折射率，且每一所述感光區上對應至少一個所述光路調制結構。

可選地，所述光路調制結構的制備方法包括如下步驟：

在所述基底表面制備輔助介質層并對其進行圖形化，得到圖形化輔助結構層，其中，所述圖形化輔助結構層中形成有顯露所述基底的開口；

在所述開口的內壁及所述圖形化輔助結構層的上沉積第一材料層，所述第一材料層具有第一折射率，所述第一材料層對應所述開口的區域形成所述凹陷主體部，且相鄰所述凹陷主體部之間的所述第一材料層構成橋接部；

在所述第一材料層表面沉積第二材料層，所述第二材料層具有小于所述第一折射率的第二折射率，所述第二材料層至少填充所述凹陷區，以于所述凹陷區內形成所述填充部。

可選地，形成所述第一材料層后且在形成所述第二材料層之前還包括步驟：