一种图像传感器及其形成方法技术

一种图像传感器及其形成方法，所述图像传感器包括：半导体衬底，所述半导体衬底内具有光电二极管，所述半导体衬底包括多个像素区，每个像素区包含至少一个光电二极管；路径调节层，所述路径调节层位于所述半导体衬底表面，在感应不同颜色的像素区内，所述路径调节层具有不同的厚度。通过本发明专利技术提供的方案能够有效改善图像传感器的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种图像传感器及其形成方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种图像传感器及其形成方法。
技术介绍
图像传感器是将光学图像信号转换为电信号的半导体器件。在种类繁多的图像传感器中，互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，简称CMOS)图像传感器因其体积小、功耗低、价格低廉的优点而得到广泛应用。现有的CMOS图像传感器主要包括前照式(Front-sideIllumination，简称FSI)CMOS图像传感器和后照式(Back-sideIllumination，简称BSI)CMOS图像传感器两种。其中，后照式CMOS图像传感器因其更好的光电转换效果而获得的更广泛的应用，所述后照式CMOS图像传感器也可以称为背照式CMOS图像传感器。但是，现有的图像传感器仍存在缺陷。例如，以背照式CMOS图像传感器为例，现有的背照式CMOS图像传感器的厚度一般为2-3微米，可以完全吸收波长较短的蓝光。但是，对于波长较长的红光，一般需要5-6微米才能被完全吸收，所以，现有的图像传感器无法充分吸收红光，严重影响器件的灵敏度。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是如何改善图像传感器的灵敏度。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种图像传感器，包括：半导体衬底，所述半导体衬底内具有光电二极管，所述半导体衬底包括多个像素区，每个像素区包含至少一个光电二极管；路径调节层，所述路径调节层位于所述半导体衬底表面，在感应不同颜色的像素区内，所述路径调节层具有不同的厚度。可选的，所述图像传感器还包括：滤色镜，所述滤色镜位于所述路径调节层表面，所述滤色镜的位置与所述像素区的位置一一对应。可选的，所述多个像素区包括感应红色的红色像素区、感应绿色的绿色像素区和感应蓝色的蓝色像素区。可选的，在红色像素区内的路径调节层的厚度最大，在蓝色像素区内的路径调节层的厚度最小。本专利技术实施例还提供一种图像传感器的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底内具有光电二极管，所述半导体衬底包括多个像素区，每个像素区包含至少一个光电二极管；对所述半导体衬底的表面进行处理，以形成路径调节层，在感应不同颜色的像素区内，所述路径调节层具有不同的厚度。可选的，所述形成方法还包括：在所述路径调节层表面设置滤色镜，所述滤色镜的位置与所述像素区的位置一一对应。可选的，所述对所述半导体衬底的表面进行处理，以形成路径调节层包括：对所述半导体衬底的表面进行刻蚀，以形成对应于各个像素区的凹槽，其中，在感应不同颜色的像素区内，所述凹槽具有不同的深度。可选的，所述对所述半导体衬底的表面进行处理，以形成路径调节层包括：在所述半导体衬底表面形成保护介质层；对所述保护介质层进行离子注入，其中，在感应不同颜色的像素区内，对所述保护介质层的离子注入剂量不同；对离子注入后的保护介质层进行刻蚀以形成对应于各个像素区的凹槽，其中，在感应不同颜色的像素区内，所述凹槽具有不同的深度。可选的，所述多个像素区包括感应红色的红色像素区、感应绿色的绿色像素区和感应蓝色的蓝色像素区。可选的，在红色像素区内，所述凹槽的深度最小；在蓝色像素区内，所述凹槽的深度最大。与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：本专利技术实施例提供一种图像传感器，包括：半导体衬底，所述半导体衬底内具有光电二极管，所述半导体衬底包括多个像素区，每个像素区包含至少一个光电二极管；路径调节层，所述路径调节层位于所述半导体衬底表面，在感应不同颜色的像素区内，所述路径调节层具有不同的厚度。较之现有的图像传感器，本专利技术实施例所述图像传感器能够通过所述路径调节层调节不同颜色的入射光达到对应像素区的路径长度，以确保各种颜色的入射光(尤其波长较长的入射光，如红光)均能被对应像素区内的光电二极管充分吸收，从而有效改善图像传感器的灵敏度。进一步，在红色像素区内的路径调节层的厚度最大，在蓝色像素区内的路径调节层的厚度最小，以使波长较长的红光在红色像素区内的通过路径最长，绿光其次，蓝光最短，从而使得蓝光、绿光和红光的吸收量都很好，有利于改善图像传感器的整体性能。进一步，本专利技术实施例还提供一种图像传感器的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底内具有光电二极管，所述半导体衬底包括多个像素区，每个像素区包含至少一个光电二极管；对所述半导体衬底的表面进行处理，以形成路径调节层，在感应不同颜色的像素区内，所述路径调节层具有不同的厚度。本领域技术人员理解，较之现有图像传感器的形成工艺，采用本实施例所述形成方法制备的图像传感器具有所述路径调节层，以调节不同颜色的入射光达到对应像素区的路径长度，以确保各种颜色的入射光(尤其波长较长的入射光，如红光)均能被对应像素区内的光电二极管充分吸收，从而有效改善图像传感器的灵敏度。进一步，对所述半导体衬底的表面进行刻蚀，以形成对应于各个像素区的凹槽，其中，在感应不同颜色的像素区内，所述凹槽具有不同的深度。例如，可以通过调节蚀刻速率的方式，使得刻蚀获得的感应不同颜色的像素区内的凹槽的深度不同，以使形成的路径调节层在感应不同颜色的像素区内的厚度不同。进一步，在所述半导体衬底表面形成保护介质层；对所述保护介质层进行离子注入，其中，在感应不同颜色的像素区内，对所述保护介质层的离子注入剂量不同；对离子注入后的保护介质层进行刻蚀以形成对应于各个像素区的凹槽，其中，在感应不同颜色的像素区内，所述凹槽具有不同的深度。本领域技术人员理解，通过调节离子注入剂量的方式，可以在不同注入剂量的区域获得不同的刻蚀速度，从而使得感应不同颜色的像素区的凹槽的深度不同，以使形成的路径调节层在感应不同颜色的像素区内的厚度不同。进一步地，在红色像素区内，所述凹槽的深度最小；在蓝色像素区内，所述凹槽的深度最大，以使波长较长的红光在红色像素区内达到对应光电二极管的路程最远，绿光其次，蓝光最近，从而使得蓝光、绿光和红光的吸收量都很好，有利于改善图像传感器的整体性能。附图说明图1示出现有图像传感器的剖面结构示意图；图2示出本专利技术实施例的一种图像传感器的剖面结构示意图；图3示出本专利技术实施例的一种图像传感器的形成方法的流程图图4和图5示出本专利技术实施例所述图像传感器的一种形成方法中各个步骤对应的器件剖面结构示意图；图6至图8示出本专利技术实施例所述图像传感器的另一种形成方法中各个步骤对应的器件剖面结构示意图。具体实施方式本领域技术人员理解，如
技术介绍
所言，由于无法充分吸收波长较长的入射光(如红光)，严重影响现有图像传感器的灵敏度。本申请专利技术人经过分析发现，上述问题是由于基于现有的图像传感器，入射光在对应的像素区内的传输路程(即从该像素区内的半导体衬底表面到对应光电二极管的垂直距离)均具有相同长度。例如，图1示出现有的图像传感器100包括的两个像素区(像素区101和像素区102)，像素区101为感应红色的红色像素区，所述像素区101内的半导体衬底103表面设置有红色滤色镜104；所述像素区102为感应蓝色的蓝色像素区，所述像素区102内的半导体衬底103表面设置有蓝色滤色镜105，所述红色滤色镜104表面和蓝色滤色镜105表面分别设置透镜106。继续参考图1，由于入射光在像素区101和像素区102内的传输路程等长，即经本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：半导体衬底，所述半导体衬底内具有光电二极管，所述半导体衬底包括多个像素区，每个像素区包含至少一个光电二极管；路径调节层，所述路径调节层位于所述半导体衬底表面，在感应不同颜色的像素区内，所述路径调节层具有不同的厚度。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：半导体衬底，所述半导体衬底内具有光电二极管，所述半导体衬底包括多个像素区，每个像素区包含至少一个光电二极管；路径调节层，所述路径调节层位于所述半导体衬底表面，在感应不同颜色的像素区内，所述路径调节层具有不同的厚度。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，还包括：滤色镜，所述滤色镜位于所述路径调节层表面，所述滤色镜的位置与所述像素区的位置一一对应。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述多个像素区包括感应红色的红色像素区、感应绿色的绿色像素区和感应蓝色的蓝色像素区。4.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，在红色像素区内的路径调节层的厚度最大，在蓝色像素区内的路径调节层的厚度最小。5.一种图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底内具有光电二极管，所述半导体衬底包括多个像素区，每个像素区包含至少一个光电二极管；对所述半导体衬底的表面进行处理，以形成路径调节层，在感应不同颜色的像素区内，所述路径调节层具有不同的厚度。6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王月，陈世杰，黄晓橹，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32