图像传感器及其形成方法、成像设备技术

本公开涉及图像传感器及其形成方法、成像设备。其中，一种图像传感器包括衬底，衬底中形成有至少一个感光元件；以及至少一个微透镜，在所述至少一个感光元件上方并且分别与所述至少一个感光元件相对应地形成；其中，在所述至少一个微透镜中的至少一个上形成有增透膜用于增加通过该微透镜而传输到感光元件中的光。本公开涉及的图像传感器及用于形成图像传感器的方法，使得更多的光进入衬底中的感光元件的区域，从而改善图像传感器的光敏感度。

Image sensor and its forming method and imaging equipment

The present disclosure relates to an image sensor, its forming method and an imaging device. Among them, an image sensor includes a substrate in which at least one photosensitive element is formed; and at least one microlens is formed above the at least one photosensitive element and corresponding to the at least one photosensitive element, respectively; in which at least one of the at least one microlens is formed with an antireflective film for increasing transmission to the sensor through the microlens. Light in optical components. The present disclosure relates to an image sensor and a method for forming an image sensor so that more light enters the area of a photosensitive element in a substrate, thereby improving the light sensitivity of the image sensor.

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及其形成方法、成像设备
本公开涉及半导体领域，具体来说，涉及一种图像传感器及其形成方法以及包含该图像传感器的成像设备。
技术介绍
图像传感器是一种用于将聚焦在图像传感器上的光学图像转换成电信号的电子设备。图像传感器可以用于诸如数码相机之类的成像设备，使得成像设备接收到的光被转换为数字图像。目前常见的图像传感器包括互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器和电荷耦合器件(CCD)传感器，它们被广泛用于各种成像应用中，诸如数码相机或手机摄像头应用。无论是CCD还是CMOS，图像传感器都采用感光元件作为影像捕获的基本手段，感光元件的核心可以是光二极管(photodiode)，该感光元件在接受光线照射之后能够吸收入射到所述感光元件的光来产生载流子，从而产生电信号。然后，通过处理器对于从光线所得到的信号进行还原，从而可以得到彩色图像。目前，存在对于新的技术的需求以改善图像传感器的光敏感度。
技术实现思路
本公开的一个目的是改善图像传感器的光敏感度。根据本公开的一个方面，提供了一种图像传感器，包括：衬底，衬底中形成有至少一个感光元件；以及至少一个微透镜，在所述至少一个感光元件上方并且分别与所述至少一个感光元件相对应地形成；其中，在所述至少一个微透镜中的至少一个上形成有增透膜用于增加通过该微透镜而传输到感光元件中的光。根据本公开的另一方面，提供了一种用于形成图像传感器的方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底中形成有至少一个感光元件；在所述至少一个感光元件上方并且分别与所述至少一个感光元件相对应地形成至少一个微透镜；以及在所述至少一个微透镜中的至少一个上形成增透膜用于增加通过该微透镜而传输到感光元件中的光。根据本公开的还另一方面，提供了一种成像设备，包括根据本公开中所述的图像传感器。通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及优点将会变得清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：图1是以截面图的形式示意性地示出图像传感器的结构的示意图。图2是示意性地示出图1中的图像传感器中部分光的传输路径的示意图。图3a至3e是分别示出了在根据本公开一个示例性实施例来形成图像传感器的一个方法示例的各个步骤处的图像传感器的截面的示意图。图4是示意性地示出根据本公开的实施例的图像传感器的示意图。注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的专利技术并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。此外，本领域技术人员可以理解，附图中示出的光的传输路径只是示意性的，不构成对以下各项中的任何一项的限制：光入射的角度和位置、光折射的角度、光传输的方向、光入射的深度、光传输路径的个数、以及光的密度等。具体实施方式图1示出了一种常见的图像传感器的结构。该图像传感器包括衬底10，在衬底10中形成有用于感测光的感光元件11，例如光二极管或者其它类似的器件。作为示例，感光元件11(光二极管区)可以通过硅衬底中进行不同掺杂实现的。在衬底10中感光元件11周围为周围区域12，可以在周围区域中形成用于在相邻感光元件之间进行隔离的构造等。此外，取决于设计思路，一些器件和电路也可在周围区域中形成。图像传感器还可以包括位于感光元件11的上方的透光性好的(例如，对于可见光透明的)微透镜40。微透镜40的上表面为向上凸起的弧形，用于使得入射到其上的光通过微透镜的折射而进行汇聚，从而使得光更加集中地入射到达位于微透镜下方的感光元件11，从而使更多的光进入光二极管11的区域。图像传感器还可以包括位于衬底10上并限定图像传感器的每个感光装置的边界的光学屏蔽部30，该光学屏蔽部30可以在图像传感器的每个感光装置之间形成光学屏蔽，以降低入射光对邻近的感光装置的干扰。应指出，在实际应用中图像传感器还可能存在其他的元件和构造，而为了清楚起见这里并未示出。应指出，虽然图中仅示出了一个感光装置作为示例，但是本公开的一个示例性实施例的图像传感器包括多个感光装置，通常，多个感光装置可以形成阵列。由于图像传感器中的各感光装置可以采用相同的构造，因此为了避免模糊本专利技术，本文中只示出和描述了一个感光装置。本申请的专利技术人经研究发现，在现有技术中的图像传感器中，如图2所示，即使已经使用了微透镜40使得入射光更好地向光二极管聚集，但光在从空气入射到微透镜时，由于两者折射率的不同，除了折射之外还会在它们的界面发生反射现象。根据能量守恒定律，由于发生了反射，透射光的量减小，导致光能损失。本申请的专利技术人经研究还发现，随着光二极管接收到的光量增加，图像传感器的光敏感度也会改善。因此，本申请的专利技术人提出了在微透镜上形成对于可见光透明的膜作为增透膜。根据本公开的实施例，与微透镜或者形成于微透镜上的其他涂层/膜相比，增透膜的折射率更加接近于空气的折射率，从而在光从空气入射到微透镜时会首先入射到具有较小折射率的增透膜上，由此减少了界面处光的反射，增加了进入微透镜的光量。下面将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应指出，附图中所示出的部件仅仅是示例性的，而且附图是为了更清楚地阐述本共公开的设计思路而被示出的简化示图。在实际应用中，除了附图中所示出的部件之外还可能会存在其它部件，为了清楚阐述本公开的实施例的实现而未示出这些其它部件。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，而不应作为对本公开及其应用或使用的任何限制。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。在本公开中，对“一个实施例”的提及意味着结合该实施例描述的特征、结构或特性包含在本公开的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”在本公开的各处的出现未必是指同一个实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以任何合适的组合和/或子组合来组合特征、结构或特性。根据一些实施例，本公开提供了一种图像传感器，其包括衬底，衬底中形成有至少一个感光元件；以及在所述至少一个感光元件上方并且分别与所述至少一个感光元件相对应地形成的至少一个微透镜，其中，在所述至少一个微透镜中的至少一个上形成有增透膜用于增加入射到该微透镜的光的透射。根据本公开的实施例，与微透镜或者形成于微透镜上的其他涂层/膜相比，增透膜的折射率更加接近于空气的折射率，从而在光从空气入射到微透镜时会首先入射到具有较小折射率的增透膜上，由此减少了界面处光的反射，增加了进入微透镜的光量。作为示例，根据本公开的一些实施例的增透膜的折本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：衬底，衬底中形成有至少一个感光元件；以及至少一个微透镜，在所述至少一个感光元件上方并且分别与所述至少一个感光元件相对应地形成；其中，在所述至少一个微透镜中的至少一个上形成有增透膜用于增加通过该微透镜而传输到感光元件中的光。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：衬底，衬底中形成有至少一个感光元件；以及至少一个微透镜，在所述至少一个感光元件上方并且分别与所述至少一个感光元件相对应地形成；其中，在所述至少一个微透镜中的至少一个上形成有增透膜用于增加通过该微透镜而传输到感光元件中的光。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，形成在微透镜上的增透膜的厚度基于通过该微透镜传输到对应的感光元件中的特定颜色的光的波长被确定。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，形成在微透镜上的增透膜的厚度与经通过该微透镜传输到对应的感光元件中的特定颜色的光的波长的1/4成正比。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，形成在微透镜上的增透膜的材料选自包含MgF、CaF、FeF的组。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，在微透镜上形成增透膜是通过涂覆处理而进行的，操作温度小于或等于240℃。6.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，在N...

【专利技术属性】
技术研发人员：何延强，林宗德，黄仁德，
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