黑白CMOS图像传感器及提高其感光度的制造方法技术

本发明专利技术涉及黑白CMOS图像传感器及提高其感光度的制造方法，黑白CMOS图像传感器包括硅衬底、氧化层、光刻胶层、以及若干氮氧化硅单元。硅衬底上形成有感光有效区，氧化层位于硅衬底一侧，且上形成有与感光有效区对应的凹陷区，以避让感光有效区。光刻胶层覆盖在氧化层上，光刻胶层上形成有与感光有效区位置对应并向下凹陷的阱区，阱区与凹陷区对应连通，避让感光有效区。凹陷区、阱区内设置有氮氧化硅单元，氮氧化硅单元覆盖在感光有效区位置上，向阱区外凸起，且向外凸起的表面为弧面，可以让入射光入射后向下聚焦，在氮氧化硅单元内部向下全反射，在底端光线全部射出到感光有效区，避免入射光线对旁边像素进行串扰和入射光子的损失，提高了量子效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字图像处理
，更具体地说，涉及一种黑白CMOS图像传感器及提高其感光度的制造方法。
技术介绍
正常的图像传感器的结构是，下面是感光单元，感光单元上面是色彩滤光阵列，色彩滤光阵列上面是微凸透镜。在安防领域应用特别是超低照度应用下采用黑白图像，我们可以去除色彩感光阵列，保留微凸透镜，以保持最大的透光率，但与感光单元之间的距离会导致光线入射时会造成入射光子的损失，以及对旁边像素造成窜扰。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种改进的黑白CMOS图像传感器及提高其感光度的制造方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种黑白CMOS图像传感器，包括硅衬底、氧化层、光刻胶层、以及若干氮氧化硅单元；所述硅衬底上形成有感光有效区，所述氧化层位于硅衬底一侧，且所述上形成有与所述感光有效区对应的凹陷区，以避让所述感光有效区；所述光刻胶层覆盖在所述氧化层上，所述光刻胶层上形成有与所述感光有效区位置对应并向下凹陷的阱区，所述阱区与所述凹陷区对应连通，避让所述感光有效区；所述凹陷区、阱区内设置有所述氮氧化硅单元，所述氮氧化硅单元覆盖在所述感光有效区位置上，向所述阱区外凸起，且向外凸起的表面为弧面。优选地，所述氮氧化硅单元为向外凸起的半球状。优选地，所述阱区为蚀刻形成。优选地，所述硅衬底上分布有若干感光有效区，且每一所述感光有效区对应的形成有所述氮氧化硅单元。优选地，所述硅衬底为P型硅衬底。本专利技术还构造一种提高黑白CMOS图像传感器感光度的制造方法，包括以下步骤：S1、在硅衬底上生长一层氧化层，所述硅衬底上形成有感光有效区；S2、在所述氧化层上涂上光刻胶形成光刻胶层，在所述感光有效区对应的区域曝光、显影，在所述光刻胶层上形成与所述感光有效区位置对应向下凹陷的阱区；S3、在与所述阱区对应的氧化层进行蚀刻形成凹陷区，所述凹陷区的底部到所述感光有效区；S4、在所述光刻胶层一侧进行LPCVD(LowPressureChemicalVaporDeposition低压力化学气相沉积法)氮氧化硅的生长，形成氮氧化硅层；S5、对所述氮氧化硅层位于所述感光有效区外的区域曝光，将所述阱区外的高出的部分蚀刻掉，S6、进行高温退火回流，所述氮氧化硅层在每一所述凹陷区、阱区内形成向所述阱区外凸起的氮氧化硅单元，所述氮氧化硅单元向所述阱区外凸起，且向外凸起的表面为弧面。优选地，所述氮氧化硅单元为向外凸起的半球状。优选地，所述阱区为蚀刻形成。优选地，所述硅衬底为P型硅衬底。实施本专利技术的黑白CMOS图像传感器及提高其感光度的制造方法，具有以下有益效果：本专利技术黑白CMOS图像传感器及提高其感光度的制造方法中的氮氧化硅单元向外凸起的弧面可以让入射光入射后向下聚焦，在氮氧化硅单元内部向下全反射，在底端光线全部射出到感光有效区，避免了入射光线对旁边像素进行的串扰和入射光子的损失，提高了量子效率，让CMOS图像传感器在低照度下仍能有好的感光效果。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例中的提高黑白CMOS图像传感器感光度的制造方法的步骤S1、S2中在硅衬底上生长氧化层和光刻胶层后的断面结构示意图；图2是本专利技术实施例中的提高黑白CMOS图像传感器感光度的制造方法的步骤S2中在光刻胶层上形成阱区后的断面结构示意图；图3是本专利技术实施例中的提高黑白CMOS图像传感器感光度的制造方法的步骤S3中在氧化层蚀刻形成凹陷区后的断面结构示意图；图4是本专利技术实施例中的提高黑白CMOS图像传感器感光度的制造方法的步骤S4中形成氮氧化硅层后的断面结构示意图；图5是本专利技术实施例中的提高黑白CMOS图像传感器感光度的制造方法的步骤S5中对氮氧化硅层位于感光有效区外的区域曝光，将阱区外的高出的部分蚀刻掉后的断面结构示意图；图6是本专利技术实施例中的提高黑白CMOS图像传感器感光度的制造方法的步骤S6中形成向阱区外凸起的氮氧化硅单元后的断面结构示意图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。如图6所示，本专利技术一个优选实施例中的黑白CMOS图像传感器包括硅衬底1、氧化层2、光刻胶层3、以及若干氮氧化硅单元41。硅衬底1上形成有感光有效区11，氧化层2位于硅衬底1一侧，且氧化层2上形成有与感光有效区11对应的凹陷区21，以避让感光有效区11。光刻胶层3覆盖在氧化层2上，光刻胶层3上形成有与感光有效区11位置对应并向下凹陷的阱区31，阱区31与凹陷区21对应连通，避让感光有效区11。凹陷区21、阱区31内设置有氮氧化硅单元41，氮氧化硅单元41覆盖在感光有效区11位置上，向阱区31外凸起，且向外凸起的表面为弧面。氮氧化硅单元41向外凸起的弧面可以让入射光入射后向下聚焦，在氮氧化硅单元41内部向下全反射，在底端光线全部射出到感光有效区11，避免了入射光线对旁边像素进行的串扰和入射光子的损失，提高了量子效率，让CMOS图像传感器在低照度下仍能有好的感光效果。优选地，氮氧化硅单元41为向外凸起的半球状，让光线的聚焦效果更好。进一步地，阱区31为蚀刻形成。硅衬底1上分布有若干感光有效区11，且每一感光有效区11对应的形成有氮氧化硅单元41，让黑白CMOS图像传感器能感应接收外界来的光线。优选地，硅衬底1为P型硅衬底。在一些实施例中，本专利技术另外一个实施例中的提高黑白CMOS图像传感器感光度的制造方法，包括以下步骤：S1、如图1所示，硅衬底1上形成有感光有效区11，在硅衬底1的感光有效区11所在侧上生长一层氧化层2，；S2、再结合图1、图2所示，在氧化层2上涂上光刻胶形成光刻胶层3，在感光有效区11对应的区域曝光、显影，在光刻胶层3上形成与感光有效区11位置对应向下凹陷的阱区31；S3、如图3所示，在与阱区31对应的氧化层2进行蚀刻形成凹陷区21，凹陷区21的底部到感光有效区11；S4、如图4所示，在光刻胶层3一侧进行LPCVD(LowPressureChemicalVaporDeposition，低压力化学气相沉积法)氮氧化硅的生长，形成氮氧化硅层4；S5、如图5所示，对氮氧化硅层4位于感光有效区11外的区域曝光，将阱区31外的高出的部分蚀刻掉；S6、如图6所示，进行高温退火回流，氮氧化硅层4在每一凹陷区21、阱区31内形成向阱区31外凸起的氮氧化硅单元41，氮氧化硅单元41向阱区31外凸起，且向外凸起的表面为弧面。氮氧化硅单元41向外凸起的弧面可以让入射光入射后向下聚焦，在氮氧化硅单元41内部向下全反射，在底端光线全部射出到感光有效区11，避免了入射光线对旁边像素进行的串扰和入射光子的损失，提高了量子效率，让CMOS图像传感器在低照度下仍能有好的感光效果。优选地，氮氧化硅单元41为向外凸起的半球状。优选地，阱区31为蚀刻形成。优选地，硅衬底1为P型硅衬底。可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。以上所述仅为本专利技术的实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黑白CMOS图像传感器，其特征在于，包括硅衬底（1）、氧化层（2）、光刻胶层（3）、以及若干氮氧化硅单元（41）；所述硅衬底（1）上形成有感光有效区（11），所述氧化层（2）位于硅衬底（1）一侧，且所述上形成有与所述感光有效区（11）对应的凹陷区（21），以避让所述感光有效区（11）；所述光刻胶层（3）覆盖在所述氧化层（2）上，所述光刻胶层（3）上形成有与所述感光有效区（11）位置对应并向下凹陷的阱区（31），所述阱区（31）与所述凹陷区（21）对应连通，避让所述感光有效区（11）；所述凹陷区（21）、阱区（31）内设置有所述氮氧化硅单元（41），所述氮氧化硅单元（41）覆盖在所述感光有效区（11）位置上，向所述阱区（31）外凸起，且向外凸起的表面为弧面。

【技术特征摘要】
1.一种黑白CMOS图像传感器，其特征在于，包括硅衬底（1）、氧化层（2）、光刻胶层（3）、以及若干氮氧化硅单元（41）；所述硅衬底（1）上形成有感光有效区（11），所述氧化层（2）位于硅衬底（1）一侧，且所述上形成有与所述感光有效区（11）对应的凹陷区（21），以避让所述感光有效区（11）；所述光刻胶层（3）覆盖在所述氧化层（2）上，所述光刻胶层（3）上形成有与所述感光有效区（11）位置对应并向下凹陷的阱区（31），所述阱区（31）与所述凹陷区（21）对应连通，避让所述感光有效区（11）；所述凹陷区（21）、阱区（31）内设置有所述氮氧化硅单元（41），所述氮氧化硅单元（41）覆盖在所述感光有效区（11）位置上，向所述阱区（31）外凸起，且向外凸起的表面为弧面。2.根据权利要求1所述的黑白CMOS图像传感器，其特征在于，所述氮氧化硅单元（41）为向外凸起的半球状。3.根据权利要求1所述的黑白CMOS图像传感器，其特征在于，所述阱区（31）为蚀刻形成。4.根据权利要求1至3任一项所述的黑白CMOS图像传感器，其特征在于，所述硅衬底（1）上分布有若干感光有效区（11），且每一所述感光有效区（11）对应的形成有所述氮氧化硅单元（41）。5.根据权利要求1至3任一项所述的黑白CMOS图像传感器，其特征在于，所述硅衬底（1）为P型硅衬底。6.一种提高黑白CMOS图像传感器感光度的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、硅衬底（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕学刚，
申请(专利权)人：深圳市华海技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44