一種cmos影像傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種CMOS影像傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的CMOS影像傳感器是通過(guò)感光元件上的彩色濾光片來(lái)獲取及區(qū)分色彩。彩色濾光片主要有拜耳陣列和條紋陣列兩種形式。但，由于彩色濾光片波長(zhǎng)范圍窄，易導(dǎo)致CMOS影像傳感器分辨率差；且由于彩色濾光片具有一定的厚度，及僅允許部分波長(zhǎng)光線通過(guò)，降低了進(jìn)入探測(cè)器的光強(qiáng)，易導(dǎo)致CMOS影像傳感器色彩還原性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是提供一種CMOS影像傳感器，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:
[0005]—種CMOS影像傳感器，包括襯底層和位于所述襯底層上方的微透鏡層和光過(guò)濾層；
[0006]所述微透鏡層包括若干個(gè)陣列分布的聚光透鏡；
[0007]所述光過(guò)濾層包括若干個(gè)陣列分布的三棱鏡和用于支撐所述三棱鏡的透光介質(zhì)；
[0008]所述襯底層包括若干個(gè)陣列分布的光電二極管組，所述光電二極管組包括依次排列的紅色光電二極管、綠色光電二極管和藍(lán)色光電二極管；每個(gè)所述三棱鏡的出射面的下方均設(shè)置有一列所述光電二極管組，且所述光電二極管組的紅色光電二極管對(duì)應(yīng)于所述三棱鏡的頂部一端，所述光電二極管組的藍(lán)色光電二極管對(duì)應(yīng)于所述三棱鏡的基底一端。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:利用三棱鏡色散原理，使用三基色紅、綠、藍(lán)三色光電二極管分別接收來(lái)自三棱鏡分解的紅、綠、藍(lán)三色光；用三棱鏡取代現(xiàn)有的彩色濾光片，波長(zhǎng)范圍寬，且不存在光過(guò)濾損失，增加進(jìn)入光電二極管的光強(qiáng)；提高CMOS影像傳感器分辨率和色彩還原性，擴(kuò)大其環(huán)境使用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0011]進(jìn)一步，所述光電二極管的口徑均小于2um。
[0012]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，提高CMOS影像傳感器分辨率，且有效減小CMOS影像傳感器的尺寸。
[0013]進(jìn)一步，所述襯底層為硅襯底，所述襯底層還包括深溝道隔離，所述深溝道隔離的截面形狀呈上寬下窄的梯形。
[0014]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，襯底層包括深溝道隔離，且深溝道隔離的截面形狀呈上寬下窄的梯形，提高CMOS影像傳感器的靈敏度和抗干擾性。
[0015]進(jìn)一步，所述微透鏡層位于所述光過(guò)濾層和襯底層之間，且每個(gè)光電二極管上方均設(shè)置有一個(gè)所述聚光透鏡，所述聚光透鏡的口徑為2um。
[0016]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，聚光透鏡將三棱鏡分解的紅、綠、藍(lán)三色光高效耦合入對(duì)應(yīng)的紅、綠、藍(lán)三色光電二極管，增加進(jìn)入光電二極管的光強(qiáng)。
[0017]進(jìn)一步，還包括金屬柵格，所述金屬柵格設(shè)置于相鄰兩個(gè)三棱鏡之間，且所述金屬柵格的下表面與襯底層相抵。
[0018]進(jìn)一步，所述深溝道隔離設(shè)置于相鄰兩個(gè)光電二極管之間。
[0019]采用上述進(jìn)兩步方案的有益效果是，提高CMOS影像傳感器的靈敏度和抗干擾性。
[0020]進(jìn)一步，所述光過(guò)濾層位于所述微透鏡層和襯底層之間，且每個(gè)三棱鏡的入射面的上方均設(shè)置有一列所述聚光透鏡，所述聚光透鏡的口徑為6um。
[0021]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，聚光透鏡將白光高效耦合入三棱鏡，增加進(jìn)入光電二極管的光強(qiáng)。
[0022]進(jìn)一步，還包括金屬柵格，所述金屬柵格設(shè)置于相鄰兩個(gè)三棱鏡之間，且所述金屬柵格的上表面與所述微透鏡層相抵，所述金屬柵格的下表面與所述襯底層相抵。
[0023]進(jìn)一步，所述深溝道隔離設(shè)置于相鄰兩個(gè)光電二極管組之間。
[0024]采用上述進(jìn)兩步方案的有益效果是，提高CMOS影像傳感器的靈敏度和抗干擾性。
[0025]進(jìn)一步，相鄰兩個(gè)光電二極管組中相同顏色的光電二極管相鄰設(shè)置。
[0026]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，提高CMOS影像傳感器色彩還原性。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本發(fā)明一種CMOS影像傳感器的第一實(shí)施例不意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明一種CMOS影像傳感器的第二實(shí)施例示意圖。
[0029]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0030]1、襯底層，11、光電二極管組，111、紅色光電二極管，112、綠色光電二極管，113、藍(lán)色光電二極管，12、深溝道隔離，2、微透鏡層，21、聚光透鏡，3、光過(guò)濾層，31、三棱鏡，32、透光介質(zhì)，4、金屬柵格。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0032]如圖1和圖2所示，一種CMOS影像傳感器，包括襯底層I和位于所述襯底層I上方的微透鏡層2和光過(guò)濾層3 ;
[0033]所述微透鏡層2包括若干個(gè)陣列分布的聚光透鏡21 ;
[0034]所述光過(guò)濾層3包括若干個(gè)陣列分布的三棱鏡31和用于支撐所述三棱鏡31的透光介質(zhì)32 ;
[0035]所述襯底層I包括若干個(gè)陣列分布的光電二極管組11，所述光電二極管組11包括依次排列的紅色光電二極管111、綠色光電二極管112和藍(lán)色光電二極管113 ;每個(gè)所述三棱鏡31的出射面的下方均設(shè)置有一列所述光電二極管組11，且所述光電二極管組11的紅色光電二極管111對(duì)應(yīng)于所述三棱鏡31的頂部一端，所述光電二極管組11的藍(lán)色光電二極管113對(duì)應(yīng)于所述三棱鏡31的基底一端。
[0036]優(yōu)選，所述光電二極管111、112、113的口徑均小于2um。
[0037]優(yōu)選，所述襯底層I為硅襯底，所述襯底層I還包括深溝道隔離12，所述深溝道隔離12的截面形狀呈上寬下窄的梯形。
[0038]第一實(shí)施例如圖1所示，優(yōu)選，所述微透鏡層2位于所述光過(guò)濾層3和襯底層I之間，且每個(gè)光電二極管111、112、113上方均設(shè)置有一個(gè)所述聚光透鏡21，所述聚光透鏡21的口徑為2um。
[0039]優(yōu)選，還包括金屬柵格4，所述金屬柵格4設(shè)置于相鄰兩個(gè)三棱鏡31之間，且所述金屬柵格4的下表面與襯底層I相抵。
[0040]優(yōu)選，所述深溝道隔離12設(shè)置于相鄰兩個(gè)光電二極管111、112、113之間。
[0041]第二實(shí)施例如圖2所示，優(yōu)選，所述光過(guò)濾層3位于所述微透鏡層2和襯底層I之間，且每個(gè)三棱鏡31的入射面的上方均設(shè)置有一列所述聚光透鏡21，所述聚光透鏡21的口徑為6um。
[0042]優(yōu)選，還包括金屬柵格4，所述金屬柵格4設(shè)置于相鄰兩個(gè)三棱鏡31之間，且所述金屬柵格4的上表面與所述微透鏡層2相抵，所述金屬柵格的下表面與所述襯底層I相抵。
[0043]優(yōu)選，所述深溝道隔離12設(shè)置于相鄰兩個(gè)光電二極管組11之間。
[0044]優(yōu)選，相鄰兩個(gè)光電二極管組11中相同顏色的光電二極管111、112、113相鄰設(shè)置。
[0045]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種CMOS影像傳感器，其特征在于，包括襯底層(1)和位于所述襯底層(1)上方的微透鏡層(2)和光過(guò)濾層(3); 所述微透鏡層(2)包括若干個(gè)陣列分布的聚光透鏡(21); 所述光過(guò)濾層(3)包括若干個(gè)陣列分布的三棱鏡(31)和用于支撐所述三棱鏡(31)的透光介質(zhì)(32)； 所述襯底層(1)包括若干個(gè)陣列分布的光電二極管組(11)，所述光電二極管組(11)包括依次排列的紅色光電二極管(111)、綠色光電二極管(112)和藍(lán)色光電二極管(113);每個(gè)所述三棱鏡(31)的出射面的下方均設(shè)置有一列所述光電二極管組(11)，且所述光電二極管組(11)的紅色光電二極管(111)對(duì)應(yīng)于所述三棱鏡(31)的頂部一端，所述光電二極管組(11)的藍(lán)色光電二極管(113)對(duì)應(yīng)于所述三棱鏡(31)的基底一端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種CMOS影像傳感器，其特征在于，所述光電二極管(111、112、113)的口徑均小于2um。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種CMOS影像傳感器，其特征在于，所述襯底層(1)為硅襯底，所述襯底層(1)還包括深溝道隔離(12)，所述深溝道隔離(12)的截面形狀呈上寬下窄的梯形。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種CMOS影像傳感器，其特征在于，所述微透鏡層(2)位于所述光過(guò)濾層(3)和襯底層(1)之間，且每個(gè)光電二極管(111、112、113)上方均設(shè)置有一個(gè)所述聚光透鏡(21)，所述聚光透鏡(21)的口徑為2um。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種CMOS影像傳感器，其特征在于，還包括金屬柵格(4)，所述金屬柵格(4)設(shè)置于相鄰兩個(gè)三棱鏡(31)之間，且所述金屬柵格(4)的下表面與襯底層(1)相抵。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種CMOS影像傳感器，其特征在于，所述深溝道隔離(12)設(shè)置于相鄰兩個(gè)光電二極管(111、112、113)之間。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種CMOS影像傳感器，其特征在于，所述光過(guò)濾層(3)位于所述微透鏡層(2)和襯底層(1)之間，且每個(gè)三棱鏡(31)的入射面的上方均設(shè)置有一列所述聚光透鏡(21)，所述聚光透鏡(21)的口徑為6um。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種CMOS影像傳感器，其特征在于，還包括金屬柵格(4)，所述金屬柵格(4)設(shè)置于相鄰兩個(gè)三棱鏡(31)之間，且所述金屬柵格(4)的上表面與所述微透鏡層(2)相抵，所述金屬柵格的下表面與所述襯底層(1)相抵。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種CMOS影像傳感器，其特征在于，所述深溝道隔離(12)設(shè)置于相鄰兩個(gè)光電二極管組(11)之間。10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一所述一種CMOS影像傳感器，其特征在于，相鄰兩個(gè)光電二極管組(11)中相同顏色的光電二極管(111、112、113)相鄰設(shè)置。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種CMOS影像傳感器，包括襯底層和位于襯底層上方的微透鏡層和光過(guò)濾層；微透鏡層包括若干個(gè)陣列分布的聚光透鏡；光過(guò)濾層包括若干個(gè)陣列分布的三棱鏡和用于支撐三棱鏡的透光介質(zhì)；襯底層包括若干個(gè)陣列分布的光電二極管組，光電二極管組包括依次排列的紅色光電二極管、綠色光電二極管和藍(lán)色光電二極管；每個(gè)三棱鏡的出射面的下方均設(shè)置有一列光電二極管組，且光電二極管組的紅色光電二極管對(duì)應(yīng)于三棱鏡的頂部一端，藍(lán)色光電二極管對(duì)應(yīng)于三棱鏡的基底一端。本發(fā)明用三棱鏡取代現(xiàn)有的彩色濾光片，波長(zhǎng)范圍寬，且不存在光過(guò)濾損失，增加進(jìn)入光電二極管的光強(qiáng)；提高CMOS影像傳感器分辨率和色彩還原性，擴(kuò)大其環(huán)境使用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域。
【IPC分類】H01L27/146
【公開(kāi)號(hào)】CN105304668
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510765448
【發(fā)明人】何曉鋒, 黃建冬
【申請(qǐng)人】武漢新芯集成電路制造有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月11日