背照式CMOS影像传感器及其制造方法技术

本发明专利技术揭示了一种背照式CMOS影像传感器及其制造方法。所述背照式CMOS影像传感器包括二极管阵列，其中，所述二极管阵列包括成阵列状排布的无机光电二极管及围绕所述无机光电二极管的有机光电二极管。本发明专利技术中，在无机光电二极管的上方周围形成了有机光电二极管，通过有机光电二极管和无机二极管的混合，充分的利用像素阵列的面积，提高了量子转换效率。

【技术实现步骤摘要】
背照式CMOS影像传感器及其制造方法
本专利技术涉及影像传感器
，特别涉及一种背照式CMOS影像传感器及其制 造方法。
技术介绍
影像传感器是在光电技术基础上发展起来的，所谓影像传感器，就是能够感受光 学图像信息并将其转换成可用输出信号的传感器。影像传感器可以提高人眼的视觉范围， 使人们看到肉眼无法看到的微观世界和宏观世界，看到人们暂时无法到达处发生的事情， 看到超出肉眼视觉范围的各种物理、化学变化过程，生命、生理、病变的发生发展过程，等 等。可见影像传感器在人们的文化、体育、生产、生活和科学研究中起到非常重要的作用。可 以说，现代人类活动已经无法离开影像传感器了。 影像传感器可依据其采用的原理而区分为电荷耦合装置（Charge-Coup 1 ed Device)影像传感器（亦即俗称CCD影像传感器）以及CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)影像传感器，其中CMOS影像传感器即基于互补型金属氧化物半导体 (CMOS)技术而制造。由于CMOS影像传感器是采用传统的CMOS电路工艺制作，因此可将影 像传感器以及其所需要的外围电路加以整合，从而使得CMOS影像传感器具有更广的应用 前景。 如图la所示，其为现有技术的背照式CMOS影像传感器的剖面示意图。包括：半导 体基底101，所述半导体基底101中形成有无机光电二极管（LED，未图示），形成于所述半 导体基底101 -表面的金属连线层102,形成于所述半导体基底101另一表面的滤光片103 及微透镜104。通过入射光顺次经过微透镜104、滤光片103到达无机光电二极管。 如图lb所示，其为现有技术的背照式CMOS影像传感器的一个像素的俯视图，在一 个像素（pixel)中，包括四个无机光电二极管201，而无机光电二极管201的周围区域202 则不被用做使用区域。随着小型化需求的愈发强烈，可吸收光的面积所占比例下降，这制约 着器件的量子转换效率（Quantum Efficiency, QE)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种背照式CMOS影像传感器及其制造方法，以提高背照 式CMOS影像传感器的使用面积，提高量子转换效率。 为解决上述技术问题，本专利技术提供一种背照式CMOS影像传感器，包括二极管阵 列，其中，所述二极管阵列包括成阵列状排布的无机光电二极管及围绕所述无机光电二极 管的有机光电二极管。 可选的，对于所述的背照式CMOS影像传感器，所述无机光电二极管和有机光电二 极管分别占所述二极管阵列的比例为大于等于65%和小于等于35%。 可选的，对于所述的背照式CMOS影像传感器，所述有机光电二极管为红色、绿色 或蓝色中的一种，所述无机光电二极管为红色、绿色或蓝色中不同于有机光电二极管的另 外两种颜色。 相应的，本专利技术提供一种背照式CMOS影像传感器的制造方法，包括： 提供前端结构，所述前端结构形成有无机光电二极管； 在所述前端结构中形成信号线； 在所述前端结构上形成下电极、有机光电转换层及上电极；所述下电极和上电极 分别与一个信号线接通，所述有机光电转换层位于所述下电极和上电极之间。 可选的，对于所述的背照式CMOS影像传感器的制造方法，所述前端结构包括： 半导体基底，所述半导体基底具有正面与背面，所述无机光电二极管形成于所述 半导体基底中； 所述半导体基底的正面形成有金属连线层。 可选的，对于所述的背照式CMOS影像传感器的制造方法，所述半导体基底的背面 经过减薄处理，达到2. 3μηι?3. Ομπι的预定厚度。 可选的，对于所述的背照式CMOS影像传感器的制造方法，在所述前端结构中形成 信号线包括： 刻蚀所述半导体基底形成通孔； 在所述通孔中填充金属导体以形成所述信号线。 可选的，对于所述的背照式CMOS影像传感器的制造方法，所述金属导体为铝或 钨。 可选的，对于所述的背照式CMOS影像传感器的制造方法，在刻蚀所述半导体基底 形成通孔之前，还包括：在所述半导体基底背面沉积一层氧化层；在形成通孔时，所述氧化 层被贯穿。 可选的，对于所述的背照式CMOS影像传感器的制造方法，在所述前端结构上形成 下电极、有机光电转换层及上电极的步骤包括： 在所述氧化层上沉积第一电极层，所述第一电极层与所述信号线相连接； 刻蚀所述第一电极层，使得所述第一电极层在两个信号线之间断开，形成第一部 分及下电极； 在所述下电极上、两个信号线之间形成有机光电转换层； 沉积第二电极层，所述第二电极层覆盖所述有机光电转换层，所述第二电极层的 一端连接所述第一部分，形成上电极。 可选的，对于所述的背照式CMOS影像传感器的制造方法，在形成第一部分及下电 极之后，在所述下电极上、两个信号线之间形成有机光电转换层之前，还包括： 在断开处及下电极上分别形成隔离氧化物层。 可选的，对于所述的背照式CMOS影像传感器的制造方法，所述有机光电转换层位 于所述隔离氧化物层之间，并覆盖于所述隔离氧化物层上。 可选的，对于所述的背照式CMOS影像传感器的制造方法，所述第一电极层和第二 电极层的材料为TiN或ΙΤ0。 可选的，对于所述的背照式CMOS影像传感器的制造方法，所述有机光电转换层的 材料为基于部花青或若丹红的颜料，基于酞菁的颜料及基于香豆素的颜料中的一种。 可选的，对于所述的背照式CMOS影像传感器的制造方法，在形成上电极之后，还 包括： 形成覆盖层，及 在所述覆盖层上形成微透镜。 与现有技术相比，本专利技术提供的背照式CMOS影像传感器及其制造方法中，在无机 光电二极管的上方周围形成了有机光电二极管，通过有机光电二极管和无机二极管的混 合，充分的利用像素阵列的面积，明显的提高了量子转换效率。 【附图说明】 图la为现有技术中背照式CMOS影像传感器的剖面示意图； 图lb为现有技术的背照式CMOS影像传感器的一个像素的俯视图； 图2为本专利技术中背照式CMOS影像传感器的一个像素的俯视图； 图3为为本专利技术一实施例中的背照式CMOS影像传感器的制造方法的流程图； 图4?图13为本专利技术一实施例中的背照式CMOS影像传感器制造过程中的剖面示 意图。 【具体实施方式】 下面将结合示意图对本专利技术的背照式CMOS影像传感器及其制造方法进行更详细 的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的 本专利技术，而仍然实现本专利技术的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员 的广泛知道，而并不作为对本专利技术的限制。 为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能 和结构，因为它们会使本专利技术由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开 发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的 限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费 时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。 在下列段落中参照附图以举例方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种背照式CMOS影像传感器，包括二极管阵列，其中，所述二极管阵列包括成阵列状排布的无机光电二极管及围绕所述无机光电二极管的有机光电二极管。

【技术特征摘要】
1. 一种背照式CMOS影像传感器，包括二极管阵列，其中，所述二极管阵列包括成阵列 状排布的无机光电二极管及围绕所述无机光电二极管的有机光电二极管。2. 如权利要求1所述的背照式CMOS影像传感器，其特征在于，所述无机光电二极管和 有机光电二极管分别占所述二极管阵列的比例为大于等于65%和小于等于35%。3. 如权利要求1所述的背照式CMOS影像传感器，其特征在于，所述有机光电二极管为 红色、绿色或蓝色中的一种，所述无机光电二极管为红色、绿色或蓝色中不同于有机光电二 极管的另外两种颜色。4. 一种背照式CMOS影像传感器的制造方法，包括： 提供前端结构，所述前端结构形成有无机光电二极管； 在所述前端结构中形成信号线； 在所述前端结构上形成下电极、有机光电转换层及上电极；所述下电极和上电极分别 与一个信号线接通，所述有机光电转换层位于所述下电极和上电极之间。5. 如权利要求4所述的背照式CMOS影像传感器的制造方法，其特征在于，所述前端结 构包括： 半导体基底，所述半导体基底具有正面与背面，所述无机光电二极管形成于所述半导 体基底中； 所述半导体基底的正面形成有金属连线层。6. 如权利要求5所述的背照式CMOS影像传感器的制造方法，其特征在于，所述半导体 基底的背面经过减薄处理，达到2. 3μηι?3. Ομπι的预定厚度。7. 如权利要求5所述的背照式CMOS影像传感器的制造方法，其特征在于，在所述前端 结构中形成信号线包括： 刻蚀所述半导体基底形成通孔； 在所述通孔中填充金属导体以形成所述信号线。8. 如权利要求7所述的背照式CMOS影像传感器的制造方法，其特征在于，所述金属导 体为错或鹤。9. 如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶果，林峰，
申请(专利权)人：豪威科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31