[发明专利]图像传感器及其形成方法

说明书

本发明提供了一种图像传感器，至少包括：基底层，基底层包括多个光电二极管；滤色片层，滤色片层形成于基底层的正面上方，滤色片层包括多个滤色片以及位于相邻滤色片之间的介电栅格。本发明提供的图像传感器，采用光吸收率更小的介电栅格作为相邻滤色片之间的隔离结构，可有效解决金属栅格引起的光损耗问题，提高图像传感器的灵敏度；相比于常规的金属栅格，介电栅格还具有较低的折射率，可改善光学串扰问题。本发明还提供一种图像传感器的形成方法，可用于形成上述的图像传感器。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及图像传感器及其形成方法。

背景技术

图像传感器(ImageSensor)是将光学图像转换为电信号的元器件，其主要包括CMOS图像传感器和CCD图像传感器。CMOS图像传感器由于其制造工艺和现有集成电路制造工艺兼容，且相比于CCD图像传感器具有制造成本低、功耗低等优点，而逐渐称为图像传感器的主流。现有的一种CMOS图像传感器的主要结构包括像素阵列，像素阵列中的每一个像素均包括微透镜、滤色片、光电二极管等器件结构。其工作原理为：外部光线经过微透镜聚集并经过滤色片颜色过滤后，被光电二极管收集，光电二极管作为光电转换器件可以将收集的光信号转化为电信号。现有的CMOS图像传感器会在相邻像素的滤色片之间形成金属栅格(MetalGrid)，金属栅格用于阻止相邻像素的滤色片之间的光学串扰。但是随着像素尺寸不断减小，金属栅格的吸光率显著增大，导致光损耗问题。

发明内容

为解决光损耗问题，本发明提供一种像素传感器，至少包括：

基底层，基底层包括多个光电二极管；

滤色片层，滤色片层形成于基底层的正面上方，滤色片层包括多个滤色片以及位于相邻滤色片之间的多个介电栅格。

优选地，介电栅格包括二氧化硅栅格。

优选地，介电栅格对可见光的折射率不超过1.6。

优选地，图像传感器包括背照式图像传感器，背照式图像传感器还包括位于基底层的背面上的互连层。

优选地，图像传感器还包括微透镜层，微透镜层包括多个微透镜，且微透镜层位于滤色片层上。

优选地，图像传感器还包括介电层，介电层位于基底层和滤色片层之间。

优选地，图像传感器还包括抗反射层，抗反射层位于基底层和介电层之间。

为解决同样的问题，本发明还提供一种图像传感器的形成方法，包括以下步骤：

提供基底层，基底层中形成有多个光电二极管；

在基底层上形成介电栅格材料层，并刻蚀介电栅格材料层，以形成多个间隔排列的介电栅格；

在相邻介电栅格的间隙形成滤色片。

优选地，介电栅格包括二氧化硅栅格。

优选地，介电栅格对可见光的折射率不超过1.6。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的图像传感器，采用光吸收率更小的介电栅格作为相邻滤色片之间的隔离结构，可有效解决金属栅格引起的光损耗问题，提高图像传感器的灵敏度；同时，相比于现有金属栅格，本发明的介电栅格具有更低的折射率，可改善较高的折射率的金属栅格引起的光学串扰问题，提高图像传感器的信噪比。

本发明还提供一种图像传感器的形成方法，其同样可有效解决光损耗问题、改善光学串扰问题，提高图像传感器的灵敏度和信噪比；另外，由于该方法无需形成金属栅格的金属化步骤(例如金属电镀步骤)，因此步骤流程更简单，降低了图像传感器的制备成本。

附图说明

图1所示为现有的一种图像传感器的结构示意图；