图像传感器及其形成方法、成像系统技术方案

一种图像传感器及其形成方法、成像系统，所述图像传感器包括：半导体衬底，所述半导体衬底包括并列的可见光传感区域、红外传感区域以及伪传感区域，其中，所述伪传感区域位于所述可见光传感区域以及所述红外传感区域之间；介质层，所述介质层位于所述半导体衬底表面；可见光区金属互联结构以及红外区金属互联结构，所述可见光区金属互联结构位于所述可见光传感区域的介质层内，所述红外区金属互联结构位于所述红外传感区域的介质层内；光隔离结构，位于所述伪传感区域的介质层内。本发明专利技术方案可以在同一半导体衬底内集成可见光图像传感器以及红外线图像传感器，且减少面积，降低成本。

Image sensor and its forming method and imaging system

An image sensor and its forming method and imaging system comprising a semiconductor substrate comprising a paralleled visible light sensing region, an infrared sensing region and a pseudo sensing region, wherein the pseudo sensing region is located in the visible light sensing region and the infrared sensing region. The visible light region metal interconnection structure is located in the medium layer of the visible light sensing region, and the infrared region metal interconnection structure is located in the medium layer of the visible light sensing region. The optical isolation structure is located in the dielectric layer of the pseudo sensing region. The invention can integrate visible light image sensor and infrared image sensor in the same semiconductor substrate, and reduce the area and cost.

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及其形成方法、成像系统
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、成像系统。
技术介绍
图像传感器(ImageSensors)是摄像设备的核心部件，通过将光信号转换成电信号实现图像拍摄功能。由于CMOS图像传感器(CMOSImageSensor，CIS)具有低功耗和高信噪比的优点，因此在各种领域内得到了广泛应用，例如用于手机、数码相机、车载导航、监控设备、手术探头设备、红外成像设备等。图像传感器可以包括可见光图像传感器以及红外线(InfraredRays，IR)图像传感器，分别用于在光强较大或不足时输出图像。具体地，可以在白天，采用可见光图像传感器输出精细度较高的图像，还可以在夜晚或光强不足时，采用红外线图像传感器输出夜视性能较高的图像。在现有技术中，需要在摄像设备上分别设置可见光图像传感器以及红外线图像传感器，由于需要在可见光图像传感器以及红外线图像传感器内分别形成逻辑器件、存储器件，以提供供电、存储等功能，导致芯片总面积占用过大，成本较高。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种图像传感器及其形成方法、成像系统，可以在同一半导体衬底内集成可见光图像传感器以及红外线图像传感器，且减少面积，降低成本。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，所述半导体衬底包括并列的可见光传感区域、红外传感区域以及伪传感区域，其中，所述伪传感区域位于所述可见光传感区域以及所述红外传感区域之间，所述可见光传感区域和红外传感区域的半导体衬底内形成有光电二极管；介质层，所述介质层位于所述半导体衬底表面；可见光区金属互联结构以及红外区金属互联结构，所述可见光区金属互联结构位于所述可见光传感区域的介质层内，所述红外区金属互联结构位于所述红外传感区域的介质层内；光隔离结构，位于所述伪传感区域的介质层内。可选的，所述伪传感区域具有预设宽度；其中，所述光隔离结构包括：靠近所述可见光区金属互联结构的第一光隔离结构，以及靠近所述红外区金属互联结构的第二光隔离结构。可选的，所述预设宽度为所述光电二极管的宽度的2倍至16倍。可选的，所述图像传感器还包括：光反射结构，位于所述红外传感区域的介质层内，以及所述红外区金属互联结构与所述半导体衬底的表面之间。可选的，所述光反射结构的位置与所述红外传感区域的光电二极管的位置对应，以使得穿过所述光电二极管的光线被所述光反射结构反射回所述光电二极管。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种成像系统，包括：上述的图像传感器；第一透镜模组，入射光经由所述第一透镜模组传播至所述可见光传感区域；第二透镜模组，入射光经由所述第二透镜模组传播至所述红外传感区域。可选的，所述成像系统还包括：遮挡模块；驱动模块，适于驱动所述遮挡模块遮挡或非遮挡所述第一透镜模组，以及驱动所述遮挡模块遮挡或非遮挡所述第二透镜模组。可选的，所述成像系统还包括：第一反光镜组，与所述第一透镜模组适配；第二反光镜组，与所述第二透镜模组适配；反光镜组角度控制模块，与所述第一反光镜组和第二反光镜组耦接，用于调节所述第一反光镜组和第二反光镜组的角度，以控制所述第一反光镜组的出射光是否入射至所述可见光传感区域，以及控制所述第二反光镜组的出射光是否入射至所述红外传感区域。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的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括并列的可见光传感区域、红外传感区域以及伪传感区域，其中，所述伪传感区域位于所述可见光传感区域以及所述红外传感区域之间，所述可见光传感区域和红外传感区域的半导体衬底内形成有光电二极管；在所述半导体衬底表面形成介质层；在所述可见光传感区域的介质层内形成可见光区金属互联结构，以及在所述红外传感区域的介质层内形成红外区金属互联结构；在所述伪传感区域的介质层内形成光隔离结构。可选的，在所述可见光传感区域的介质层内形成可见光区金属互联结构，以及在所述红外传感区域的介质层内形成红外区金属互联结构之前，所述图像传感器的形成方法还包括：在所述红外传感区域的介质层内形成光反射结构，所述光反射结构位于所述红外区金属互联结构与所述半导体衬底的表面之间。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：在本专利技术实施例中，所述图像传感器包括：半导体衬底，所述半导体衬底包括并列的可见光传感区域、红外传感区域以及伪传感区域，其中，所述伪传感区域位于所述可见光传感区域以及所述红外传感区域之间，所述可见光传感区域和红外传感区域的半导体衬底内形成有光电二极管；介质层，所述介质层位于所述半导体衬底表面；可见光区金属互联结构以及红外区金属互联结构，所述可见光区金属互联结构位于所述可见光传感区域的介质层内，所述红外区金属互联结构位于所述红外传感区域的介质层内；光隔离结构，位于所述伪传感区域的介质层内。采用上述方案，通过形成并列的可见光传感区域、红外传感区域以及伪传感区域，可以在同一半导体衬底内集成可见光图像传感器以及红外线图像传感器，有助于共享逻辑器件、存储器件等，并且通过在伪传感区域的介质层内形成光隔离结构，可以隔离可见光传感区域以及红外传感区域之间的光线串扰，也即防止红外传感区域的光子传播至可见光传感区域，以及防止可见光传感区域的光子传播至红外传感区域，有助于减少伪传感区域的占用面积，进而有效地减少图像传感器的占用面积，降低芯片成本。进一步，所述图像传感器还可以包括光反射结构，所述光反射结构位于所述红外传感区域的介质层内，以及所述红外区金属互联结构与所述半导体衬底的表面之间，有助于使穿过光电二极管的光线反射回光电二极管，提高光信号的利用率。进一步，设置第一透镜模组以及第二透镜模组，并采用驱动模块驱动遮挡模块遮挡或非遮挡所述第一透镜模组，以及驱动所述遮挡模块遮挡或非遮挡所述第二透镜模组，相比于由操作人员根据光强情况人工选择适当的图像传感器输出图像，在选择不当时容易导致输出图像质量下降，采用本专利技术实施例的方案，有助于选择适当的入射光传播区域，提高输出图像的质量。进一步，设置第一透镜模组、第二透镜模组，第一反光镜组、第二反光镜组以及反光镜组角度控制模块，采用反光镜组角度控制模块调节所述第一反光镜组和第二反光镜组的角度，以控制所述第一反光镜组的出射光是否入射至所述可见光传感区域，以及控制所述第二反光镜组的出射光是否入射至所述红外传感区域，相比于由操作人员根据光强情况人工选择适当的图像传感器输出图像，在选择不当时容易导致输出图像质量下降，采用本专利技术实施例的方案，有助于选择适当的入射光传播区域，提高输出图像的质量。附图说明图1是本专利技术实施例的一种图像传感器的顶视图；图2是图1沿切割线L1-L2的剖面图；图3是本专利技术实施例的一种成像系统的结构示意图；图4是本专利技术实施例的另一种成像系统的结构示意图；图5是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。具体实施方式在现有技术中，为了满足在不同的光强下均能输出质量较高的图像，需要在摄像设备上分别设置可见光图像传感器以及红外线图像传感器，由于需要在可见光图像传感器以及红外线图像传感器内分别形成逻辑器件、存储器件，以提供供电、存储等功能，导致芯片总面积占用过大，成本较高。本专利技术的专利技术人经过研究发现，在现有技术中，如果直接将本文档来自技高网...

【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，所述半导体衬底包括并列的可见光传感区域、红外传感区域以及伪传感区域，其中，所述伪传感区域位于所述可见光传感区域以及所述红外传感区域之间，所述可见光传感区域和红外传感区域的半导体衬底内形成有光电二极管；介质层，所述介质层位于所述半导体衬底表面；可见光区金属互联结构以及红外区金属互联结构，所述可见光区金属互联结构位于所述可见光传感区域的介质层内，所述红外区金属互联结构位于所述红外传感区域的介质层内；光隔离结构，位于所述伪传感区域的介质层内。

【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，所述半导体衬底包括并列的可见光传感区域、红外传感区域以及伪传感区域，其中，所述伪传感区域位于所述可见光传感区域以及所述红外传感区域之间，所述可见光传感区域和红外传感区域的半导体衬底内形成有光电二极管；介质层，所述介质层位于所述半导体衬底表面；可见光区金属互联结构以及红外区金属互联结构，所述可见光区金属互联结构位于所述可见光传感区域的介质层内，所述红外区金属互联结构位于所述红外传感区域的介质层内；光隔离结构，位于所述伪传感区域的介质层内。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述伪传感区域具有预设宽度；其中，所述光隔离结构包括：靠近所述可见光区金属互联结构的第一光隔离结构，以及靠近所述红外区金属互联结构的第二光隔离结构。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述预设宽度为所述光电二极管的宽度的2倍至16倍。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，还包括：光反射结构，位于所述红外传感区域的介质层内，以及所述红外区金属互联结构与所述半导体衬底的表面之间。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，所述光反射结构的位置与所述红外传感区域的光电二极管的位置对应，以使得穿过所述光电二极管的光线被所述光反射结构反射回所述光电二极管。6.一种成像系统，其特征在于，包括：权利要求1至5任一项所述的图像传感器；第一透镜模组，入射光经由所述第一透镜模组传播至所述可见光传感区域；第二透镜模组，入射光经由所述第二透镜模组传...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆钰平，周艮梅，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