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以及成像设备。一种图像传感器包括：衬底，所述衬底中形成有感光元件区域；以及在所述感光元件区域的周围区域形成的第一聚光部，其中，所述第一聚光部被成形为使得要进入所述感光元件的周围区域的光通过所述聚光部向所述感光元件区域折射。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. An image sensor includes a substrate in which a region of a photosensitive element is formed; and a first focusing part formed around the region of the photosensitive element, in which the first focusing part is formed so that light entering the surrounding region of the photosensitive element is refracted to the region of the photosensitive element through the focusing part. 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(CIS)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，所述衬底中形成有感光元件区域；以及在所述感光元件区域的周围区域形成的第一聚光部，其中，所述第一聚光部被成形为使得要进入所述感光元件的周围区域的光通过所述聚光部向所述感光元件区域折射。根据本公开的另一方面，提供了一种形成图像传感器的方法，包括提供衬底，所述衬底中形成有感光元件区域；以及在所述感光元件区域的周围区域形成第一聚光部，其中，所述第一聚光部被成形为使得要进入所述感光元件的周围区域的光通过所述聚光部向所述感光元件区域折射。根据本公开的还另一方面，提供了一种包括文中所述的图像传感器的成像设备。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常见的图像传感器的构造的示意图。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3是以截面图的形式示意性地示出本公开的一个示例性实施例的图像传感器的构造及其中光的传输路径的示意图。图4是示意性示出根据本公开的一个示例性实施例的聚光部的角度设置的示意图。图5a是示意性地示出在图3中的斜面A处光的传输路径的一个示例的示意图。图5b是示意性地示出在图3中的交界面E处光的传输路径的一个示例的示意图。图6是以截面图的形式示意性地示出本公开的一个示例性实施例的聚光部的构造以及光的传输路径的示意图。图7是以截面图的形式示意性地示出本公开的另一个示例性实施例的聚光部的构造以及光的传输路径的示意图。图8是以截面图的形式示意性地示出本公开的还另一个示例性实施例的聚光部的构造的示意图。图9是以截面图的形式示意性地示出本公开的一个示例性实施例的图像传感器的构造的示意图。图10a至10f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方法示例的各个步骤处的图像传感器的截面的示意图。图11是以截面图的形式示意性地示出本公开的另一个示例性实施例的图像传感器的构造的示意图。图12a至12h是分别示出了在根据本公开的另一个示例性实施例来形成图像传感器的方法示例的各个步骤处的图像传感器的截面的示意图。图13是以截面图的形式示意性地示出本公开的还另一个示例性实施例的图像传感器的构造的示意图。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构造。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。在衬底10中感光元件11周围为像素周围区域12，用于在衬底中实现相邻感光元件(像素区)之间的隔离。图像传感器还可以包括在衬底10上形成的滤色层20，微透镜40以及光学隔离部30，下文将对这些部件进行更详细的描述。应指出，现有技术中的图像传感器还可能包括其它的结构，例如电路布线层等等，在这里未示出。本申请的专利技术人经研究发现，在图1所示的常见的图像传感器中，如图2所示，即使已经使用了微透镜40使得入射光向中间汇聚，但仍然可能有部分光会入射到衬底10中感光元件11周围的像素周围区域12，见图2中的虚线L21、L22所示出的光的传输路径。图像传感器的光敏感度与在光照射期间感光元件的入射光量有关。入射光量增大，则图像传感器的光敏感度也会改善。由于像素周围区域12并不能用来感测光，因此希望进一步地减少进入像素周围区域12的光而增加进入感光元件11区域的光，由此进一步提高图像传感器的光敏感度。根据本公开的实施例，提供了一种图像传感器，该图像传感器具有聚光部，该聚光部位于感光元件的周围区域，并且该聚光部被成形为使得要进入所述感光元件的周围区域的光通过所述聚光部向所述感光元件区域折射。应指出，位于感光元件的周围区域意指在感光元件的周围区域中形成，和/或在该周围区域的投影区域(诸如沿垂直于衬底主表面的方向的在衬底表面上的投影区域)中形成，例如不仅可以在衬底中形成，也可以在衬底上在周围区域的投影区域中形成。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，决不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本公开说明书的一部分。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。图3以截面图的形式示意性地示出本公开的一些示例性实施例的图像传感器的构造以及其中的光的传输路径。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，所述衬底中形成有感光元件区域；以及在所述感光元件区域的周围区域形成的第一聚光部，其中，所述第一聚光部被成形为使得要进入所述感光元件的周围区域的光通过所述聚光部向所述感光元件区域折射。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：衬底，所述衬底中形成有感光元件区域；以及在所述感光元件区域的周围区域形成的第一聚光部，其中，所述第一聚光部被成形为使得要进入所述感光元件的周围区域的光通过所述聚光部向所述感光元件区域折射。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一聚光部被形成在所述衬底中，并且所述第一聚光部的折射率小于所述衬底的与其接触的部分的折射率。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一聚光部具有斜面使得要进入所述感光元件区域的周围区域的光通过所述斜面向所述感光元件区域折射。4.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，所述斜面与所述衬底表面的夹角小于感光元件区域的对角线与所述衬底表面的垂直方向的夹角。5.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，所述第一聚光部与所述周围区域在与所述衬底的主表面平行的平面图中重合，并且所述第一聚光部的斜面向下且向外倾斜，所述斜面的底边位于所述周围区域，以及所述斜面的顶边或顶点位于所述感光元件区域的边界、或者位于所述感光元件区域的边界的上方、或者位于所述感光元件区域的上方。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄增智，龙海凤，倪凌云，李天慧，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