一種coms圖像傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種COMS圖像傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]周知，COMS圖像傳感器即互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal OxideSemiconductor)，在近些年來得到了快速的發(fā)展。對于典型的CMOS圖像傳感器，其一般包括感光元件(即光電二極管)以及控制元件；其中，感光元件用于收集光能并轉(zhuǎn)換為電荷信號，而控制元件則用于控制所生成的電荷信號的信號處理。這些控制元件需要通過金屬互連結(jié)構(gòu)來互相電連接，并被引出到圖像傳感器外，以實(shí)現(xiàn)圖像傳感器的信號輸出。
[0003]根據(jù)金屬互連結(jié)構(gòu)與感光元件相對位置的不同，CMOS圖像傳感器可以分為正面照射式圖像傳感器與背面照射式(背照式)圖像傳感器；其中，背照式圖像傳感器的金屬互連結(jié)構(gòu)(包括鈍化層以及鈍化層中的金屬互連)與感光元件的感光面位于圖像傳感器芯片的兩側(cè)；在感光時，光線由背照式圖像傳感器的背面，而非金屬互連結(jié)構(gòu)所在的正面，照射到感光元件上；但是這種背照式圖像傳感器卻普遍存在靈敏度低、光學(xué)效果及色彩效果差等問題；同時，其制作時需要減薄硅片，因而產(chǎn)品良率較低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、光學(xué)效果及色彩效果顯著、靈敏度高的COMS圖像傳感器。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種COMS圖像傳感器，它包括襯底層、微透鏡層以及位于襯底層與微透鏡層之間的光過濾層；
[0007]所述微透鏡層包括若干個陣列分布的光接收部和形成于相鄰的兩個光接收部之間的過渡部，所述光接收部的厚度大于過渡部的厚度；
[0008]所述光過濾層包括若干個光過濾器和若干個柵氧化物層，每個所述光接收部的下方均設(shè)置一光過濾器，所述柵氧化物層填充于相鄰的兩個光過濾器之間，所述光過濾器的截面形狀呈上寬下窄的梯形，所述柵氧化物層的截面形狀呈上窄下寬的梯形。
[0009]優(yōu)選地，所述襯底層包括布線層和覆蓋于布線層上的感光元件陣列層，所述光過濾層位于感光元件陣列層與微透鏡層之間。
[0010]優(yōu)選地，所述感光元件陣列層包括若干個陣列分布的光電二極管和/或光電晶體管。
[0011]優(yōu)選地，所述襯底層與光過濾層之間還設(shè)置有保護(hù)層，所述柵氧化物層內(nèi)還包覆有金屬網(wǎng)格，所述金屬網(wǎng)格的截面形狀呈上窄下寬的梯形，所述金屬網(wǎng)格的下表面、柵氧化物層的下表面和光過濾器的下表面均與保護(hù)層相抵。
[0012]優(yōu)選地，所述保護(hù)層的材質(zhì)為氧化硅、氧化鉭或氧化鉿，所述金屬網(wǎng)格的材質(zhì)為鎢或銅。
[0013]優(yōu)選地，所述金屬網(wǎng)格的高度為0.05微米-1微米。
[0014]由于采用了上述方案，本實(shí)用新型利用柵氧化物層與光過濾器的光折射率的不同，并且由于光過濾器采用倒置的梯形結(jié)構(gòu)，使得由光接收部入射的光集中于光過濾器上，并由光過濾器輸送到襯底層，從而有效的防止了入射光的擴(kuò)散；進(jìn)而實(shí)現(xiàn)良好的光學(xué)控制效果，有利于提高色彩效果；其結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高，具有很強(qiáng)的實(shí)用價值和市場推廣價值。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0017]如圖1所不，本實(shí)施例提供的一種COMS圖像傳感器，它包括襯底層a、微透鏡層b以及位于襯底層a與微透鏡層b之間的光過濾層c ;其中，微透鏡層b包括若干個陣列分布的光接收部I和形成于相鄰的兩個光接收部I之間的過渡部2，光接收部I的厚度大于過渡部2的厚度；光過濾層c包括若干個光過濾器3和若干個柵氧化物層4 (本實(shí)施例的柵氧化物層4可采用3102或S1N)，在每個光接收部I的下方均設(shè)置一光過濾器3，而柵氧化物層4則填充于相鄰的兩個光過濾器3之間，光過濾器3的截面形狀呈上寬下窄的梯形，柵氧化物層4的截面形狀呈上窄下寬的梯形?；诖耍緦?shí)施例中，構(gòu)成光過濾層c的若干個光過濾器3采用不同的顏色，如三基色(即紅、黃、藍(lán)三色)，每個光過濾器3與所對應(yīng)的光接收部I均會構(gòu)成一個像素單元，而多個陣列分布的像素單元則會構(gòu)成傳感器的一個像素區(qū)域；利用柵氧化物層4的光折射率小于光過濾器3的光折射率的特點(diǎn)，使得由光接收部I入射的光集中于光過濾器3上，并由光過濾器3輸送到襯底層a，以實(shí)現(xiàn)圖像信號的傳遞；同時，由于光過濾器3采用倒置的梯形結(jié)構(gòu)，使得入射光能夠進(jìn)一步集中，而柵氧化物層4由于采用正置的梯形，則可有效地將入射光分散至光過濾器3內(nèi)，從而有效的防止了入射光的擴(kuò)散，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)良好的光學(xué)控制效果，并有利于提高色彩效果。
[0018]進(jìn)一步，為保證光信號的轉(zhuǎn)換效果并實(shí)現(xiàn)圖像信號的傳遞，本實(shí)施例的襯底層a包括布線層5和覆蓋于布線層5上的感光元件陣列層6，而光過濾層c則位于感光元件陣列層6與微透鏡層b之間；本實(shí)施例的感光元件陣列層6由若干個陣列分布的光電二極管和/或光電晶體管構(gòu)成。
[0019]為進(jìn)一步防止入射光擴(kuò)散，在襯底層a與光過濾層c之間還設(shè)置有由氧化硅、氧化鉭或氧化鉿制成的保護(hù)層7，在柵氧化物層4內(nèi)還包覆有由鎢或銅制成的金屬網(wǎng)格8;其中，本實(shí)施例的金屬網(wǎng)格8的截面形狀呈上窄下寬的梯形，金屬網(wǎng)格8的下表面、柵氧化物層4的下表面和光過濾器3的下表面均與保護(hù)層7相抵；如此，通過增設(shè)的金屬網(wǎng)格8可進(jìn)一步調(diào)整柵氧化物4的折射率，保證光控制效果；而保護(hù)層7則可便于進(jìn)行外圍電路的設(shè)置。
[0020]基于上述結(jié)構(gòu)，可同時保證傳感器的靈敏度和抗干擾性；而為減小傳感器的整體厚度，本實(shí)施例的金屬網(wǎng)格8的設(shè)置高度可為0.05微米-1微米。
[0021]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種COMS圖像傳感器，其特征在于:它包括襯底層、微透鏡層以及位于襯底層與微透鏡層之間的光過濾層； 所述微透鏡層包括若干個陣列分布的光接收部和形成于相鄰的兩個光接收部之間的過渡部，所述光接收部的厚度大于過渡部的厚度； 所述光過濾層包括若干個光過濾器和若干個柵氧化物層，每個所述光接收部的下方均設(shè)置一光過濾器，所述柵氧化物層填充于相鄰的兩個光過濾器之間，所述光過濾器的截面形狀呈上寬下窄的梯形，所述柵氧化物層的截面形狀呈上窄下寬的梯形。
2.如權(quán)利要求1所述的一種COMS圖像傳感器，其特征在于:所述襯底層包括布線層和覆蓋于布線層上的感光元件陣列層，所述光過濾層位于感光元件陣列層與微透鏡層之間。
3.如權(quán)利要求2所述的一種COMS圖像傳感器，其特征在于:所述感光元件陣列層包括若干個陣列分布的光電二極管和/或光電晶體管。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的一種COMS圖像傳感器，其特征在于:所述襯底層與光過濾層之間還設(shè)置有保護(hù)層，所述柵氧化物層內(nèi)還包覆有金屬網(wǎng)格，所述金屬網(wǎng)格的截面形狀呈上窄下寬的梯形，所述金屬網(wǎng)格的下表面、柵氧化物層的下表面和光過濾器的下表面均與保護(hù)層相抵。
5.如權(quán)利要求4所述的一種COMS圖像傳感器，其特征在于:所述保護(hù)層的材質(zhì)為氧化硅、氧化鉭或氧化鉿，所述金屬網(wǎng)格的材質(zhì)為鎢或銅。
6.如權(quán)利要求4所述的一種COMS圖像傳感器，其特征在于:所述金屬網(wǎng)格的高度為0.05微米-1微米。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種COMS圖像傳感器。它包括襯底層、光過濾層和微透鏡層；微透鏡層包括若干個陣列分布的光接收部和形成于相鄰的兩個光接收部之間的過渡部，光接收部的厚度大于過渡部的厚度；光過濾層包括光過濾器和柵氧化物層，每個光接收部的下方均設(shè)置一光過濾器，柵氧化物層填充于相鄰的兩個光過濾器之間，光過濾器的截面形狀呈上寬下窄的梯形，柵氧化物層的截面形狀呈上窄下寬的梯形。本實(shí)用新型利用柵氧化物層與光過濾器的光折射率的不同，并且由于光過濾器采用倒置的梯形結(jié)構(gòu)，使得由光接收部入射的光集中于光過濾器上，并由光過濾器輸送到襯底層，從而有效的防止了入射光的擴(kuò)散；進(jìn)而實(shí)現(xiàn)良好的光學(xué)控制效果，有利于提高色彩效果。
【IPC分類】H01L27-146
【公開號】CN204481029
【申請?zhí)枴緾N201520228381
【發(fā)明人】張修赫
【申請人】張修赫
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月15日