图像传感器制造技术

一种图像传感器，包括：滤色器；覆盖所述滤色器侧壁表面的金属栅格；位于所述滤色器顶部表面的微透镜；覆盖所述微透镜顶部表面的光折射层，且所述光折射层的折射率小于所述微透镜的折射率。本实用新型专利技术可增加斜入射所述微透镜顶部的光线与滤色器顶部平面间的夹角，有助于使经微透镜顶部折射的光线射向滤色器底部，从而避免经所述微透镜折射的光线被所述金属栅格阻挡或吸收，有利于提高所述滤色器的输入光量，进而能够提高光电二极管的输入光量，并能够改善不同位置的光电二极管的光输入的一致性，从而可改善图像传感器的光学性能。

image sensor

An image sensor includes a color filter, a metal grid covering the side wall surface of the color filter, a microlens located on the top surface of the color filter, an optical refraction layer covering the top surface of the microlens, and the refractive index of the light refraction layer is less than the refractive index of the microlens. The utility model can increase the angle between the light of the top of the microlens and the top plane of the filter, and help to make the light refracted through the top of the microlens to the bottom of the filter, so that the light refracted by the microlens is blocked or absorbed by the metal grid, and it is beneficial to improve the input light of the color filter. As a result, the input light amount of the photodiode can be improved, and the uniformity of the light input of the photodiode in different locations can be improved, thus the optical performance of the image sensor can be improved.

【技术实现步骤摘要】
图像传感器
本技术涉及电子电路领域，尤其涉及一种图像传感器。
技术介绍
图像传感器是一种将光学图像转换成电子信号的设备，它被广泛的应用在如数码相机等电子光学设备中。根据数字数据传送方式的不同，图像传感器可分为电荷耦合元件(CCD，ChargeCoupledDevice)和金属氧化物半导体元件(CMOS，ComplementaryMetal-OxideSemiconductor)两大类。其中，CMOS传感器由于具有集成度高、功耗小、速度快、成本低等特点，在近几年发展迅速。填充因子是衡量图像传感器的像素灵敏度的一个重要参数，具体的，填充因子指的是感光面积占整个像素面积的比例。当今CMOS传感器的一个重要开发目标是提高填充因子大小。随着当前像素尺寸的逐渐缩小，提高填充因子越来越困难。目前流行的技术是将CMOS传感器由传统的前感光式(FSI，FrontSideIllumination)转变为背部感光式(BSI，BackSideIllumination)，在背部感光式CMOS传感器中，放大器等晶体管以及互联电路置于CMOS传感器背部，CMOS传感器前部全部留给光电二极管，从而可实现100％的填充因子。然而，背部感光式图像传感器的光学性能仍有待改善。
技术实现思路
本技术解决的问题是提供一种图像传感器，可增加斜入射所述微透镜顶部的光线与滤色器顶部平面间的夹角，有助于使经微透镜顶部折射的光线射向滤色器底部，从而避免经所述微透镜折射的光线被所述金属栅格阻挡或吸收，有利于提高所述滤色器的输入光量，进而能够提高光电二极管的输入光量，并能够改善不同位置的光电二极管的光输入的一致性，从而可改善图像传感器的光学性能。为解决上述问题，本技术提供一种图像传感器，包括：滤色器；覆盖所述滤色器侧壁表面的金属栅格；位于所述滤色器顶部表面的微透镜；覆盖所述微透镜顶部表面的光折射层，且所述光折射层的折射率小于所述微透镜的折射率。可选的，所述光折射层各区域的折射率相等。可选的，所述光折射层的折射率为1.1～3.5。可选的，所述光折射层的层数为单层；在垂直所述滤色器顶部方向上，沿所述光折射层顶部至底部，所述光折射层的折射率连续递增。可选的，所述光折射层的层数为多层，在单一层内各区域的折射率相等；在垂直所述滤色器顶部方向上，沿所述光折射层顶部至底部，不同层的光折射层的折射率递增。可选的，相邻层光折射层的折射率的比值为1.1～3.5。可选的，所述滤色器的数量为多个，相邻所述滤色器共用金属栅格；所述微透镜的数量与所述滤色器的数量相等。可选的，沿所述微透镜排列方向，所述光折射层的折射率连续递增或递减。可选的，位于单一微透镜顶部的所述光折射层的各区域的折射率相等；沿所述微透镜排列方向，位于不同微透镜顶部的所述光折射层的折射率递增或递减。可选的，沿所述微透镜排列方向，位于不同微透镜顶部的所述光折射层的折射率递减，且位于相邻微透镜顶部的所述光折射层的折射率的比值为1.1～3.5。与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下优点：本技术提供的图像传感器的技术方案中，微透镜顶部表面覆盖有光折射层，光线由空气斜射入所述光折射层时，折射角小于入射角，因而相较于光线直接斜射入所述微透镜顶部，所述微透镜顶部的入射光线与滤色器顶部平面间的夹角较大。又由于所述光折射层的折射率小于所述微透镜的折射率，因而入射至微透镜顶部的光线的折射角小于入射角，使所述微透镜顶部的入射光线与滤色器顶部平面间的夹角大，有助于保证经微透镜顶部折射的光线射向滤色器底部，从而可避免经微透镜折射的光线被所述金属栅格阻挡或吸收，有助于提高所述滤色器的输入光量，进而能够提高光电二极管的输入光量，并能够改善不同位置的光电二极管的光输入的一致性，从而可改善图像传感器的光学性能。可选方案中，所述光折射层的折射率为1.1～3.5，所述光折射层的折射率适当，一方面，使得光线经所述光折射层顶部折射的折射角小，从而提高微透镜顶部的入射光线与滤色器顶部平面间的夹角，有助于保证经微透镜折射的光线射向滤色器底部。另一方面，使得所述光折射层与所述微透镜的折射率的比值适当，避免光线经所述微透镜折射后朝滤色器两侧侧壁方向发散。前述两方面均有利于防止光线被所述金属栅格阻挡或吸收，有助于提高所述滤色器的输入光量，进而能够提高光电二极管的输入光量，并能够改善不同位置的光电二极管的光输入的一致性。附图说明图1是一种图像传感器的结构示意图；图2是本技术一实施例的图像传感器的结构示意图；图3是本技术另一实施例的图像传感器的结构示意图；图4是本技术又一实施例的图像传感器的结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，现有图像传感器的光学性能仍有待提高。现结合一种图像传感器进行分析，参考图1，所述图像传感器包括：滤色器10；覆盖所述滤色器侧壁表面的金属栅格20；位于所述滤色器10顶部表面的微透镜30。其中，所述滤色器10的数量为多个，所述微透镜30的数量与所述滤色器10的数量相等。所述图像传感器还包括：半导体衬底50，所述半导体衬底50内具有光电二极管60。其中，所述光电二极管60的数量与所述滤色器10的数量相等，且所述光电二极管60的位置与所述滤色器10的位置相对应。所述滤色器10过滤的光最终被传输至对应的光电二极管60。上述图像传感器的光学性能差，分析其原因在于：由于多个所述微透镜30排列位置不同，因而不同微透镜30与光源的距离具有差异，且同一微透镜30不同区域与光源的距离也具有差异。对于靠近光源的微透镜30，所述微透镜30顶部的入射光线与所述滤色器10顶部平面间的夹角大，甚至所述微透镜30顶部的入射光线垂直于所述滤色器10顶部平面。对于远离光源的微透镜30，光线斜射入所述微透镜30顶部，且所述微透镜30距光源越远，所述微透镜30顶部的入射光线与所述滤色器10顶部平面的夹角越小。当所述微透镜30距光源较远时，参考图1，光线90斜入射所述微透镜30顶部，经所述微透镜30折射后，光线90朝所述滤色器10侧壁方向会聚，容易被所述金属栅格20阻挡或吸收，导致所述滤色器10的输入光量低，进而造成与所述滤色器10对应的光电二极管60的输入光量低。因此不同位置的光电二极管60的光输入的一致性差，靠近光源的微透镜30对应的光电二极管60的输入光量高，远离光源的微透镜30对应的光电二极管60的输入光量低，造成图像传感器成像质量低，影响图像传感器的光学性能。为此，本技术提供一种图像传感器，包括：滤色器；覆盖所述滤色器侧壁表面的金属栅格；位于所述滤色器顶部表面的微透镜；覆盖所述微透镜顶部表面的光折射层，且所述光折射层的折射率小于所述微透镜的折射率。光线由空气斜射入所述光折射层时，折射角小于入射角，因而所述光折射层可增大微透镜表面的入射光线与滤色器顶部平面间的夹角。又由于所述光折射层的折射率小于所述微透镜的折射率，因而入射至微透镜顶部的光线的折射角小于入射角，使所述微透镜顶部的入射光线与滤色器顶部平面间的夹角大，能够保证经微透镜顶部折射的光线射向滤色器底部，有助于避免光线被所述金属栅格阻挡或吸收，从而有利于提高所述滤色器的输入光量，进而能够提高光电二极管的输入光量，并能够改善不同位置的光电二极管的光输入的一致性，有利于提高图像传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：滤色器；覆盖所述滤色器侧壁表面的金属栅格；位于所述滤色器顶部表面的微透镜；覆盖所述微透镜顶部表面的光折射层，且所述光折射层的折射率小于所述微透镜的折射率。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：滤色器；覆盖所述滤色器侧壁表面的金属栅格；位于所述滤色器顶部表面的微透镜；覆盖所述微透镜顶部表面的光折射层，且所述光折射层的折射率小于所述微透镜的折射率。2.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述光折射层各区域的折射率相等。3.如权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述光折射层的折射率为1.1～3.5。4.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述光折射层的层数为单层；在垂直所述滤色器顶部方向上，沿所述光折射层顶部至底部，所述光折射层的折射率连续递增。5.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述光折射层的层数为多层，在单一层内各区域的折射率相等；在垂直所述滤色器顶部方向上，沿所述光折射层顶部至底部，不同层的光折射层的折射率递...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱鹏，张藏文，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32