[发明专利]一种图像传感器感光结构及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺领域，具体涉及一种图像传感器感光结构及其制作方法。

背景技术

近年来，先进的工艺制程在减少图像传感器像素尺寸和增加像素总数方面卓有成效，但图像传感器的灵敏度随着像素尺寸的缩小而减小了。片上微型透镜阵列(on-chip microlens array，OMA)于1983年在IT电荷耦合器件图像传感器中首次使用。每一个像素上都有一个微型透镜，OMA可以将入射光汇聚在感光元件上增加光子收集效率。在现阶段的图像传感器中，可以通过增加微型透镜阵列来弥补图像传感器的灵敏度减小缺陷。

然而，微型透镜阵列的精密程度远远不如独立的光学镜头。这将致使偏轴的入射光在微型透镜阵列表面发生折射或散射，从而使得入射光进入到相邻像素对应的微型透镜上，从而造成杂光入射；同时现有技术中的微型透镜阵列感光波段较宽。总之，现有技术中含有微型透镜阵列的图像传感器会存在以下两方面的问题：

(1)在电荷耦合器件传感器上，杂光射入邻近像素会致使在图像中的高对比度边缘产生高光溢出(Blooming)；

(2)半导体图像传感器的感光波段比人眼要宽，大多数图像传感器可以在可见光范围外感光，这些不可见光主要为红外光(IR)和紫外光(UV)，他们折射率差异较大，容易在图像边缘产生色散。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种图像传感器感光结构及其制作方法，该感光结构可以增加微型透镜的透射率、减少表面反射和散射、截止部分波段，提高成像质量。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术手段：一种图像传感器感光结构，包括镀膜单元、微型透镜以及感光元件，所述感光元件位于所述微型透镜的正下方，用于接收透过微型透镜的入射光，所述微型透镜的上方覆盖镀膜单元，所述镀膜单元包括至少一种镀膜层；其中，入射光依次经过镀膜单元和微型透镜进入所述感光元件中。

进一步地，还包括彩色滤光片，所述彩色滤光片位于微型透镜和感光元件之间。

进一步地，所述镀膜单元为波长截止镀膜单元或增透镀膜单元。

进一步地，所述波长截止镀膜单元为红外截止镀膜单元或紫外截止镀膜单元或可见光波长截止镀膜单元。

进一步地，所述红外截止镀膜单元由高折射率镀膜层和低折射率镀膜层交替堆叠而成。

进一步地，所述高折射率镀膜层的材料选自二氧化钛、五氧化三钛、二氧化锆、五氧化二钽、五氧化二铌或H4混合物中的一种或几种。

进一步地，所述低折射率镀膜层的材料选自二氧化硅或二氟化镁中的一种或两种。

一种图像传感器感光结构的制作方法，包括以下步骤：

S01：制作位于感光元件上方的透镜基片；

S02：在上述透镜基片上沉积介质层，通过图形化和热熔得到位于透镜基片上的微型透镜；

S03：在上述微型透镜上沉积镀膜单元。

进一步地，步骤S02中介质层为树脂材料层，得到位于透镜基片上的微型透镜的方法具体为：

S0201：在透镜基片上旋涂树脂材料层，

S0202：在树脂材料层上溅射金属层；

S0203：在上述金属层上旋涂光刻胶；

S0204：曝光显影之后得到预设的图形；

S0205：腐蚀裸露出来的金属层，并刻蚀掉光刻胶和裸露出来的树脂材料层；

S0206：腐蚀剩余的金属层，并热熔树脂材料层，得到微型透镜。

一种图像传感器的感光系统，包括镀膜单元、微型透镜阵列以及感光元件阵列，所述微型透镜阵列由微型透镜排列组成，所述感光元件阵列由感光元件排列组成，并且感光元件与微型透镜一一对应，所述微型透镜阵列的上方覆盖镀膜单元，所述镀膜单元包括至少一种镀膜层；其中，入射光依次经过镀膜单元、微型透镜阵列进入所述感光元件阵列中，每个微型透镜及其对应的感光元件生成一个像素。

本发明的有益效果为：在微型透镜上沉积镀膜单元，可以增加微型透镜的透射率，增加图像传感器的灵敏度；可以减少微型透镜表面的散射，消除光的散射对相邻像素的影响；可以不借助彩色滤光片和镜头镀膜，利用微型透镜阵列表面镀膜来限制特定入射光波长，增加微型透镜的功能性。

附图说明

图1为本发明一种图像传感器感光结构示意图。

图2为本发明一种图像传感器的感光系统示意图。

图3为本发明一种图像传感器感光结构的制作方法示意图。

图中：1感光元件，2透镜基片，3微型透镜，4镀膜单元。

具体实施方式