一种高光谱图像传感器的单片集成方法技术

本发明专利技术提供了一种高光谱图像传感器的单片集成方法，包括：在CMOS图像传感器晶圆的感光区域表面上形成底反射层；采用多次沉积多次光刻和刻蚀的方法形成透明空腔层由N个台阶结构组成，N≥1，且N为正整数，在透明空腔层上形成顶反射层。本发明专利技术提供的高光谱图像传感器的单片集成方法，利用控制薄膜沉积工艺条件，控制透明空腔层各个台阶的厚度，优化了现有技术采用刻蚀工艺导致的不均匀性累积的问题。类似的一维的制备方式可以延伸，如增加另一个维度并且做几个重复区域的话，即可以形成马赛克型多重不同高度和重复该结构的空腔层，可以应用到快照式高光谱图像传感器并大大提高其性能，如分辨率等。

A Monolithic Integration Method for Hyperspectral Image Sensors

【技术实现步骤摘要】
一种高光谱图像传感器的单片集成方法
本专利技术涉及高光谱成像
，尤其涉及一种高光谱图像传感器的单片集成方法。
技术介绍
高光谱成像技术广泛应用在遥感检测、食品安全监控、生物医学
目前，用于制备高光谱图像传感器的一种制备方法是将CMOS图像传感器的感光区域和多波段滤波器单片集成在一起，该制备方法制成的高光谱图像传感器具有体积小、分析速度快和成本低等特点。其中，位于CMOS图像传感器顶部的滤波器通常为法布里-珀罗干涉仪(Fabry-Pérotinterometers)，其其包括两个相对的具有高反射率的反射层：底反射层和顶反射层，在两反射层之间设置有一个透明空腔层(TransparentCavityLayer)，该透明空腔层由多个台阶结构组成，一个台阶结构对应一个光谱带。透明空腔层的作用是光能够在两高反射率反射层之间实现分谱段反射的空间。现有技术中，用于制备具有台阶结构的透明空腔层的方法是采用光刻-刻蚀工艺实现。由于空腔层的台阶高度决定了其对应滤波器的中心光谱波长，所以，在多台阶法布里-珀罗干涉仪中，其对空腔层的各台阶高度要求非常精确。基于刻蚀工艺形成的图形尺寸在每次刻蚀过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高光谱图像传感器的单片集成方法，其特征在于，所述方法包括：在CMOS图像传感器晶圆的感光区域表面上形成底反射层；采用多次薄膜沉积工艺和多次光刻、刻蚀工艺的方法在所述底反射层上形成透明空腔层，其中，所述透明空腔层由N个台阶结构组成，N≥1，且N为正整数；在所述透明空腔层上形成顶反射层。

【技术特征摘要】
1.一种高光谱图像传感器的单片集成方法，其特征在于，所述方法包括：在CMOS图像传感器晶圆的感光区域表面上形成底反射层；采用多次薄膜沉积工艺和多次光刻、刻蚀工艺的方法在所述底反射层上形成透明空腔层，其中，所述透明空腔层由N个台阶结构组成，N≥1，且N为正整数；在所述透明空腔层上形成顶反射层。2.根据权利要求1所述的高光谱图像传感器的单片集成方法，其特征在于，所述采用多次薄膜沉积工艺和多次光刻、刻蚀工艺的方法在所述底反射层上形成透明空腔层，具体包括：通过N次薄膜沉积工艺和N次光刻、刻蚀工艺在所述底反射层上形成N个台阶结构，所述N个台阶结构组成所述透明空腔层。3.根据权利要求2所述的高光谱图像传感器的单片集成方法，其特征在于，所述通过N次薄膜沉积工艺和N次光刻、刻蚀工艺在所述底反射层上形成N个台阶结构，具体包括：第1次薄膜沉积工艺和第1次光刻、刻蚀工艺，第2次薄膜沉积工艺和第2次光刻，刻蚀工艺，……，以及第i次薄膜沉积工艺和第i次光刻、刻蚀工艺；其中，i∈｛1，N｝，且i为整数；所述第1次薄膜沉积工艺和第1次光刻、刻蚀工艺包括：在所述底反射层整个表面上沉积第一层材料层；对所述第一层材料层进行光刻、刻蚀，去除部分所述第一层材料层，暴露出所述底反射层，所述底反射层上方保留下来的所述第一层材料层构成第一个台阶结构；所述第2次薄膜沉积工艺和第2次光刻、刻蚀工艺包括：在暴露的所述底反射层上方以及所述第一个台阶结构的表面上方形成第二层材料层；对所述第二层材料层进行光刻、刻蚀，去除所述底反射层上方的部分所述第二层材料层，暴露出所述底反射层，所述底反射层上方保留下来的所述第二层材料层构成第二个台阶结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建峰，白国斌，李俊杰，杨涛，李俊峰，王文武，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11