图像传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种图像传感器，包括基底，形成在所述基底上的金属栅格，以及，形成在所述金属栅格上的间隔阻障层。本发明专利技术通过采用能够反射光线的间隔阻障层反射光线，以实现降低图像传感器中临近像素单元之间的光串扰的问题，从而提高了图像传感器的成像质量。

image sensor

The invention provides an image sensor including a substrate, a metal grid formed on the substrate, and an interval barrier layer formed on the metal grid. The invention realizes the problem of reducing the light crosstalk between adjacent pixel units in the image sensor by adopting an interval barrier layer which can reflect light, thereby improving the imaging quality of the image sensor.

【技术实现步骤摘要】
图像传感器
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种图像传感器。
技术介绍
图像传感器是能够将图像信息转化为电信号的半导体传感器，多应用于数码相机等影像设备中，通常而言，图像传感器可分为电荷耦合器件(Charge-coupledDevice，CCD)传感器以及CMOS图像传感器(CMOSImagingSensor，CIS)。目前的CMOS图像传感器中，为了防止各个像素之间出现光串扰，采用了金属栅格结构以隔离不同的像素中的光线。然而，随着图像传感器的像素密度的提升，像素单元的尺寸也在不断缩小，仅采用金属栅格结构以防止相邻像素之间的光串扰，也愈发不能满足需求了。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种图像传感器以解决现有技术中像素单元之间光串扰的问题。本专利技术提供的一种图像传感器，包括：一基底，所述基底中形成有光电二极管；多个金属栅格，形成在所述基底上，并且相邻所述金属栅格相互间隔，以形成有开口，所述开口界定出光学通道；多个间隔阻障层，一个所述间隔阻障层对应形成在一个所述金属栅格上，所述间隔阻障层用于反射照射在其上的光线。优选的，所述间隔阻障层的折射率大于等于2。优选的，所述间隔阻障层的材料包括氮化硅。优选的，所述金属栅格包括自下而上依次形成的粘合层、金属层和抗反射层。优选的，所述金属层的材质包括铝或钨。优选的，所述粘合层和抗反射层的材料为氮化钛。优选的，所述图像传感器还包括多个栅格填充层，所述栅格填充层形成在所述基底上，并填充所述开口。优选的，所述图像传感器还包括滤光片，所述滤光片形成在所述间隔阻障层和所述栅格填充层上。优选的，所述图像传感器还包括微型透镜，所述微型透镜形成在所述滤光片上。优选的，所述间隔阻障层的厚度为1000埃～2000埃。本专利技术提供的一种图像传感器，在金属栅格上形成了间隔阻障层，所述间隔阻障层能够反射光线，进而，可以用于反射临近的像素单元引入的光线，从而降低了临近像素单元之间的光串扰的问题，提高了图像传感器的成像质量；并且，在提升传感器芯片性能的同时也不会增加成本，具有更强的竞争力。附图说明图1是本专利技术一实施例中图像传感器的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种图像传感器作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。图1是本专利技术一实施例中图像传感器的结构示意图，以下参考图1所示，本专利技术提供的一种图像传感器，包括：一基底1，所述基底中形成有光电二极管；多个金属栅格2，形成在所述基底1上，并且相邻所述金属栅格2相互间隔，以形成有开口，所述开口界定出光学通道；间隔阻障层3，一个所述间隔阻障层3形成在一个所述金属栅格2上，所述间隔阻障层3用于反射照在其上的光线。在优选的方案中，所述图像传感器还包括：多个栅格填充层4，所述栅格填充层4形成在所述基底1上，并填充所述开口；滤光片5，形成在所述间隔阻障层3和所述栅格填充层4上；以及，微型透镜6，形成在所述滤光片5上。应当说明的是，通常所述图像传感器的基底1中例如包含光电二极管，而每个光电二极管分别与一个所述栅格填充层4相对应，并与其上的滤光片5和微型透镜6共同构成一个像素单元。在所述图像传感器工作过程中，所述微型透镜6接收来自外界的光线并进入到所述滤光片5；接着，所述光线在预设的所述滤光片5的作用下，仅指定符合滤光波长的光线(例如可以为三原色光，红光、绿光、蓝光中的一种)可以通过所述滤光片5；接着，经过滤光后的光线进入所述栅格填充层4，其中，所述栅格填充层4也即为所述光学通道，故所述栅格填充层4通常采用透明的介电材料(例如氧化硅及其它材料)；接着，所述滤光后的光线通过所述栅格填充层4射入所述光电二极管。在上述过程中，若不采用金属栅格2，则经过滤光片5的光线可能会射入相邻的像素单元，而发生光线相串扰的情况，导致相邻的像素单元之间接收到了本不应该接收到的光线(例如本该接收红光的单元却接收到了绿光的情况)，进而导致像素单元接收到的光噪声增大，使最终转换得到的电信号与实际图像信息产生了较大的偏差，即相应的，使得所述电信号经过转化后得到的图像，不能准确反映原有的实际图像信息，也即导致了图像传感器采集到的图像的清晰度降低。由此可见，所述金属栅格2可用于界定出每个像素单元的入射光的路径，并隔离相邻像素单元的入射光路径，从而防止发生相邻像素单元的光串扰的问题。本实施例中，所述间隔阻障层3采用的是折射率大于等于2的材料，以降低特定像素单元中的光线通过所述间隔阻障层3进入到相邻像素单元中的风险，从而实现相邻像素单元之间的光线分隔；同时，利用所述间隔阻障层3还可进一步对光线进行反射，进而使特定像素单元中照射在间隔阻障层3上的光线能够被进一步反射进入到其光学通道中。作为优选的方案，所述间隔阻障层3的材料例如为氮化硅。相比起现有技术中所采用的例如氧化硅等材料，本实施例中所采用的折射率大于等于2的材料，有利于反射串扰光。应当说明的是，图像传感器接收的光线例如为可见光，其波长范围大约在380nm～780nm的范围内。本领域技术人员可知，同一材料对于不同波长的光线的折射率也会存在一定差异，而上述的折射率实际全称为绝对折射率，实际上是针对的钠黄光(波长为589nm)而言的，即对于其他不同波长的光而言，所述的折射率会有一定的变化。但是，对于相同波长的光，本实施例中的高折射率的材料相比氧化硅等材料依旧具有更高的折射率。继续参考图1所示，光线在射入本实施例中氮化硅材料的间隔阻障层3时，由于所述氮化硅的折射率通常为2.1(而与之相比，氧化硅材料的折射率仅为1.5)，因此光线照射在所述氮化硅上时，会有更大一部分光发生反射。具体而言，在所述间隔阻障层3的入射面和所述间隔阻障层3的出射面的两个表面上均会有一部分光线发生反射，进而，在经过两次反射后，可以显著减少射入临近像素的光线强度，其总体的反射率更是能够达到40％以上，进而有效地降低了光串扰的情况。需说明的是，所述间隔阻障层3的形成方法还可以与金属栅格2的形成方法相关联。例如，在形成所述金属栅格2时，可利用所述间隔阻障层3作为掩膜层，以实现金属栅格2的图形定义并形成所述金属栅格2。具体的，利用所述间隔阻障层3形成所述金属栅格2的方法包括：首先，在基底上形成一金属栅格材料层；接着，形成一图形化的硬质掩膜层在所述金属栅格材料层上，所述图形化的硬质掩膜层定义出需形成的金属栅格的图形，其中，所述图形化的硬质掩膜层可利用光刻胶并结合光刻工艺形成；接着，以所述硬质掩膜层为掩膜执行刻蚀工艺，以形成所述金属栅格2。此后，可保留所述硬质掩膜层，并用于构成所述间隔阻障层3。由此，即能够形成金属栅格2以及与所述金属栅格2位置对应的间隔阻障层3。此外，随着器件尺寸的缩小，对光刻及刻蚀技术的要求不断增加，本实施例中利用硬质掩膜(hardmask)工艺能够实现更好的对准效果，提高了所形成的金属栅格2的图形精度。因此，在本实施例中，继续参考图1所示，保留了所述硬质掩膜层。进而，以保留的部分所述硬质掩膜层作为本实施例中的间隔阻障层。或者也可以理解为，本实施例中的间隔阻障层的形成方法，可以与硬质掩膜工艺相结合，从而，在保障了金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：一基底，所述基底中形成有光电二极管；多个金属栅格，形成在所述基底上，并且相邻所述金属栅格相互间隔，以形成有开口，所述开口界定出光学通道；多个间隔阻障层，一个所述间隔阻障层对应形成在一个所述金属栅格上，所述间隔阻障层用于反射照射在其上的光线。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：一基底，所述基底中形成有光电二极管；多个金属栅格，形成在所述基底上，并且相邻所述金属栅格相互间隔，以形成有开口，所述开口界定出光学通道；多个间隔阻障层，一个所述间隔阻障层对应形成在一个所述金属栅格上，所述间隔阻障层用于反射照射在其上的光线。2.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述间隔阻障层的折射率大于等于2。3.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述间隔阻障层的材料包括氮化硅。4.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述金属栅格包括自下而上依次形成的粘合层、金属层和抗反射层...

【专利技术属性】
技术研发人员：程亚杰，王三坡，占琼，张玉静，黄攀，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42