[發明專利]圖像傳感器

在審

• 申請號: 202210108870.5
• 申請日: 2022-01-28
• 公開（公告）號: CN114497100A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 豆正輝;王林;黃金德;胡萬景;王超;黃楚林;張明濤
• 申請（專利權）人: 銳芯微電子股份有限公司
• 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: 吳敏

一種圖像傳感器，包括：襯底；抗反射結構，所述抗反射結構位于所述襯底的一個表面，所述抗反射結構中，靠近所述襯底一側的材料的有效折射率大于背向所述襯底一側的材料的有效折射率；感光元件，所述感光元件接收透射所述抗反射結構的光線以進行成像。抗反射結構有效折射率的變化能夠滿足寬波段需求，不僅能夠實現紫外波段靈敏度的提高，還能夠不犧牲其他波段的靈敏度，能夠有效的拓展圖像傳感器的應用范圍，而且無需額外增加分光元件，能夠有效保證所述圖像傳感器的集成度。

技術領域

本發明涉及成像領域，特別涉及一種基于納米孔洞和抗反射層相結合的紫外增強的圖像傳感器。

背景技術

光學抗反薄膜在光學器件中是一種非常重要的設計。合理的光學薄膜設計可以大大地提高光線在感光元件表面的透光率，能夠有效改善感光元件光電轉換的量子效率。

圖1示出了一種CMOS圖像傳感器的剖面結構。所述圖像傳感器為背照式CMOS圖像傳感器，即BSI CMOS圖像傳感器，因此所述圖像傳感器中，光學薄膜11、介質層12和微透鏡13依次形成于所述感光器件的襯底10的另一側表面。所述微透鏡13將光線匯聚至像素10p中間位置的襯底10內的感光區域。襯底10的材料一般為硅，介質層12的材料一般為氧化硅。硅與氧化硅的折射率差值比較大，容易在兩者的界面處發生反射。所述光學薄膜11作為抗反薄膜，用以抑制反射、提高光線的透過率，從而使得更多的光線能夠進入襯底中，以在襯底中的感光區域被吸收。

但是現有的光學薄膜增透效果有限，特別是在紫外波段，即200nm到300nm波段，增透效果往往難以滿足要求，影響了圖像傳感器的量子效率。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種圖像傳感器，以提高增透效果，改善量子效率。

為解決上述問題，本發明提供一種圖像傳感器，包括：

襯底；抗反射結構，所述抗反射結構位于所述襯底的一個表面，所述抗反射結構中，靠近所述襯底一側的材料的有效折射率大于背向所述襯底一側的材料的有效折射率；感光元件，所述感光元件接收透射所述抗反射結構的光線以進行成像。

可選的，沿所述襯底指向所述抗反射結構的方向，所述抗反射結構的材料的有效折射率逐漸減小。

可選的，所述抗反射結構包括：多個開口，沿所述抗反射結構指向所述襯底的方向，所述開口自所述襯底的一個表面朝向另一個表面延伸，且平行所述襯底的表面的平面內，所述多個開口呈陣列排布；填充材料，所述填充材料位于所述開口內，所述填充材料的折射率小于所述襯底的材料的折射率。

可選的，所述開口的底部的寬度小于所述開口的頂部的寬度。

可選的，沿所述襯底指向所述抗反射結構的方向，所述開口的寬度逐漸增大。

可選的，平行所述襯底的表面的平面內，所述開口的截面呈圓形。

可選的，在所述襯底的表面內，所述開口密排。

可選的，所述開口通過各向異性刻蝕工藝形成。

可選的，所述開口通過反應離子刻蝕工藝形成。

可選的，形成所述開口所采用的工藝氣體包括：FS₆和CHF₃。

可選的，所述開口的深度小于1μm。

可選的，所述填充材料為介質材料。

可選的，所述填充材料為SiO₂。

可選的，所述抗反射結構還包括：增透層，所述增透層位于所述填充材料和所述襯底之間。

可選的，所述增透層的材料的折射率低于所述襯底的材料的折射率，且高于所述抗反射結構靠近所述襯底一側的材料的有效折射率。