图像传感器及其形成方法技术

一种图像传感器及其形成方法，图像传感器包括：衬底，所述衬底包括相邻的第一像素区和第二像素区；位于第一像素区衬底表面的第一滤光层；位于第二像素区衬底表面的第二滤光层，所述第二滤光层和第一滤光层顶部齐平；位于第一滤光层表面的第一透镜层；位于第二滤光层表面的第二透镜层，所述第二透镜层高度大于所述第一透镜层高度，所述第二透镜层包括第一底透镜层和位于第一底透镜层表面的第一凸透镜层，所述第一底透镜层侧壁与第一底透镜层底面的夹角为预设角度。所述图像传感器的性能得到提高。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及其形成方法
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及其形成方法。
技术介绍
图像传感器是一种将光信号转化为电信号的半导体器件。CMOS图像传感器具有工艺简单、易于其它器件集成、体积小、重量轻、功耗小和成本低等优点。因此，随着图像传感技术的发展。目前，CMOS图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、数码摄像机、医疗用摄像装置和车用摄像装置等。CMOS图像传感器包括前照式(FSI)图像传感器和背照式(BSI)图像传感器。在背照式图像传感器中，光从图像传感器的背面入射到图像传感器中的感光二极管上，避免了后端电路对光的遮挡，具有比前照式图像传感器更高的灵敏度。然而，随着器件集成度的提高，图像传感器中像素区密度随之增大，相邻像素单元之间的光线容易形成串扰，使得图像传感器性能不佳。
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，提供图像传感器的性能。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种图像传感器，包括：衬底，所述衬底包括相邻的第一像素区和第二像素区；位于第一像素区衬底表面的第一滤光层；位于第二像素区衬底表面的第二滤光层，所述第二滤光层和第一滤光层顶部齐平；位于第一滤光层表面的第一透镜层；位于第二滤光层表面的第二透镜层，所述第二透镜层高度大于所述第一透镜层高度，所述第二透镜层包括第一底透镜层和位于第一底透镜层表面的第一凸透镜层，所述第一底透镜层侧壁与第一底透镜层底面的夹角为预设角度。可选的，所述第一透镜层的高度为第一尺寸，所述第一尺寸的范围为40nm～1000nm。可选的，所述第一底透镜层的高度为第二尺寸，所述第二尺寸大于第一尺寸的三分之一，所述第二尺寸小于第一尺寸的两倍。可选的，所述第二尺寸的范围为20nm～1600nm。可选的，所述第一透镜层和第二透镜层之间距离大于零。可选的，所述预设角度的范围为80度～100度。相应的，本专利技术还提供一种表面述所述的图像传感器的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括相邻的第一像素区和第二像素区；在第一像素区衬底表面形成第一滤光层；在第二像素区衬底表面形成第二滤光层，所述第二滤光层和第一滤光层顶部齐平；在第一滤光层表面形成第一透镜层；在第二滤光层表面形成第二透镜层，所述第二透镜层高度大于所述第一透镜层高度，所述第二透镜层包括第一底透镜层和位于第一底透镜层表面的第一凸透镜层，所述第一底透镜层侧壁与第一底透镜层底面的夹角为预设角度。可选的，所述第一透镜层的形成方法包括：在所述第一滤光层表面形成第一透镜材料层；对所述第一透镜材料层进行加热回流，形成所述第一透镜层，所述第一透镜层顶面为凸起的弧面。可选的，形成第一透镜层后，形成第二透镜层。可选的，所述预设角度为90度，所述第一底透镜层侧壁垂直于衬底表面；所述第二透镜层的形成方法包括：在第一透镜层上形成第一保护层，所述第一保护层侧壁垂直于衬底表面；形成第一保护层后，在第二滤光层上形成第二透镜材料层，所述第二透镜材料层与第一保护层的最小距离为第一距离；对所述第二透镜材料层进行加热回流，熔融态的第二透镜材料层与第一保护层侧壁相接触，形成所述第二透镜层，所述第二透镜层具有第一底透镜层和位于第一底透镜层表面的第一凸透镜层，所述第一底透镜层与第一保护层侧壁相接触。可选的，所述第一保护层的形成方法包括：在所述第一透镜层和所述第二滤光层上形成初始第一保护层；在所述初始第一保护层上形成第一图形层，所述第一图形层暴露出部分初始第一保护层表面；以所述第一图形层为掩膜，刻蚀去除第二滤光层表面的初始第一保护层，在第一透镜层表面形成第一保护层。可选的，形成第二透镜层后，形成第一透镜层。可选的，所述预设角度为90度，所述第一底透镜层侧壁垂直于衬底表面；所述第一透镜层和第二透镜层的形成方法包括：在所述第一滤光层表面形成第二保护层，所述第二保护层侧壁垂直于衬底表面；形成第二保护层后，在第二滤光层表面形成第二透镜材料层，所述第二透镜材料层和第二保护层之间的最小距离为第一距离，对所述第二透镜材料层进行加热回流，熔融态的第二透镜材料层与第一保护层侧壁相接触，形成所述第二透镜层，所述第二透镜层具有第一底透镜层和位于第一底透镜层表面的第一凸透镜层，所述第一底透镜层与第一保护层侧壁相接触。可选的，所述第一距离的范围为10nm～300nm。可选的，所述衬底还具有第三像素区，在所述第三像素区衬底表面形成第三滤光层，所述第三滤光层顶部与第一滤光层或第二滤光层顶部齐平，在第三滤光层表面形成第三透镜层，所述第三透镜层具有第二底透镜层和第二凸透镜层，所述第二底透镜层高度大于第一底透镜层高度。可选的，形成第一微透镜层和第二微透镜层后，形成第三微透镜层；所述预设角度为90度，所述第一底透镜层侧壁垂直于衬底表面；所述第三微透镜层的形成方法包括：在第一透镜层和第二透镜层表面形成第三保护层，所述第三保护层侧壁垂直于衬底表面；形成第三保护层后，在第三滤光层表面形成第三透镜材料层，所述第三透镜材料层与第二保护层的最小距离为第二距离；对所述第三透镜材料层进行加热回流，熔融态的第三透镜材料层与第二保护层侧壁相接触，形成所述第三透镜层，所述第三透镜层具有第二底透镜层和位于第二底透镜层表面的第二凸透镜层，所述第二底透镜层与第三保护层侧壁相接触。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：本专利技术技术方案提供的图像传感器的结构中，第一透镜层位于第一像素区上，第二透镜层位于第二像素区上，所述第二透镜层高度大于所述第一透镜层高度；则自第一像素区上方照射到第一透镜层表面边缘部分的光线，经过第一透镜层表面发生反射，进入到第二透镜层内。部分进入到第二透镜层的第一底透镜层的光线不在第一底透镜层内发生折射，从而减少了进入到第二透镜层内的干扰光线，减少了第二像素区内的干扰载流子的数量，从而提高了图像传感器的性能。进一步，所述预设角度为90度时，所述第二透镜层的第一底透镜层侧壁垂直于衬底表面，当反射光平行于衬底表面，垂直于第一底透镜层的侧壁进入第一底透镜层，并从第一底透镜层射出，垂直于第一底透镜层的侧壁进入的入射光，不会在第一底透镜层内发生折射，从而减少了进入到第二透镜层内的干扰光线，减少了第二像素区内的干扰载流子的数量，从而提高图像传感器的性能。附图说明图1是一种图像传感器的结构示意图；图2至图10是本专利技术一实施例中图像传感器形成过程的结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
所述，现有技术的图像传感器的性能较差。参考图1，图1是一种图像传感器的结构示意图，所述图像传感器包括多个像素区，所述像素区包括：衬底100、感光结构120、互联结构130和受光结构，所述衬底100具有相对的第一表面和第二表面，所述感光结构120位于所述衬底100内，所述衬底100第一表面暴露出感光结构120，所述互连结构130与衬底100第一表面相接触；所述受光结构位于衬底100第二表面上，所述受光结构包括透镜层、滤光层和栅格层140，透镜层位于滤光层表面，栅格层140位于相邻滤光层之间。图1中示出了所述图像传感器相邻的两个像素区，包括第一像素区111和第二像素区112，第一像素区111和第二像素区112相邻；所述第一像素区111具有第一滤光层151和第一透镜层161，所述第一透镜层161位于第一滤光层151表面；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，所述衬底包括相邻的第一像素区和第二像素区；位于第一像素区衬底表面的第一滤光层；位于第二像素区衬底表面的第二滤光层，所述第二滤光层和第一滤光层顶部齐平；位于第一滤光层表面的第一透镜层；位于第二滤光层表面的第二透镜层，所述第二透镜层高度大于所述第一透镜层高度，所述第二透镜层包括第一底透镜层和位于第一底透镜层表面的第一凸透镜层，所述第一底透镜层侧壁与第一底透镜层底面的夹角为预设角度。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：衬底，所述衬底包括相邻的第一像素区和第二像素区；位于第一像素区衬底表面的第一滤光层；位于第二像素区衬底表面的第二滤光层，所述第二滤光层和第一滤光层顶部齐平；位于第一滤光层表面的第一透镜层；位于第二滤光层表面的第二透镜层，所述第二透镜层高度大于所述第一透镜层高度，所述第二透镜层包括第一底透镜层和位于第一底透镜层表面的第一凸透镜层，所述第一底透镜层侧壁与第一底透镜层底面的夹角为预设角度。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一透镜层的高度为第一尺寸，所述第一尺寸的范围为40nm～1000nm。3.根据权利要求1或2所述的图像传感器，其特征在于，所述第一底透镜层的高度为第二尺寸，所述第二尺寸大于第一尺寸的三分之一，所述第二尺寸小于第一尺寸的两倍。4.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，所述第二尺寸的范围为20nm～1600nm。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一透镜层和第二透镜层之间距离大于零。6.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述预设角度的范围为80度～100度。7.一种如权利要求1至6所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底包括相邻的第一像素区和第二像素区；在第一像素区衬底表面形成第一滤光层；在第二像素区衬底表面形成第二滤光层，所述第二滤光层和第一滤光层顶部齐平；在第一滤光层表面形成第一透镜层；在第二滤光层表面形成第二透镜层，所述第二透镜层高度大于所述第一透镜层高度，所述第二透镜层包括第一底透镜层和位于第一底透镜层表面的第一凸透镜层，所述第一底透镜层侧壁与第一底透镜层底面的夹角为预设角度。8.根据权利要求7所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述第一透镜层的形成方法包括：在所述第一滤光层表面形成第一透镜材料层；对所述第一透镜材料层进行加热回流，形成所述第一透镜层，所述第一透镜层顶面为凸起的弧面。9.根据权利要求7所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，形成第一透镜层后，形成第二透镜层。10.根据权利要求9所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述预设角度为90度时，所述第一底透镜层侧壁垂直于衬底表；所述第二透镜层的形成方法包括：在第一透镜层上形成第一保护层，所述第一保护层侧壁垂直于衬底表面；形成第一保护层后，在第二滤光层上形成第二透镜材料层，所述第二透镜材料层与第一保护层的最小距离为第一距离；对所述第二透镜材料层进行加热回流，熔融态的第二透镜材料层与第一保护层侧壁相接...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄增智，夏睿，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