一种图像传感器及其形成方法技术

一种图像传感器，包含位于衬底表面的多个感光单元，还包含位于感光单元表面的介质层以及位于介质层内和介质层表面的金属层；覆盖所述介质层和金属层的过渡层，所述过渡层厚度小于金属焊垫厚度，表面有凹槽；位于所述过渡层表面的彩色滤光片，所述彩色滤光片与所述平坦层相邻的表面有朝向所述过渡层的凸起；位于所述彩色滤光片表面的平坦层；以及位于所述平坦层表面的多个微透镜，所述微透镜朝向所述平坦层的表面为平面，背向所述平坦层的表面为凸面。相应地，本发明专利技术还提供用于形成前述图像传感器的图像传感器形成方法。本发明专利技术所提供的图像传感器可以减小入射光在图像传感器中的传播距离，从而减小由于光的散射造成光损，提高图像的均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像传感器领域，尤其涉及半导体中的图像传感器及其形成方法。
技术介绍
图像传感器根据元件不同分为电荷耦合元件(CCD，Charge CoupledDevice)图像传感器和金属氧化物半导体元件(CMOS, ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor)图像传感器。图1为现有技术的图像传感器的截面结构示意图，参阅图1，现有技术的图像传感器包括位于衬底表面(未示出)的多个感光单元101，多个感光单元形成感光单元阵列， 位于感光单元101表面的介质层102以及位于介质层内的金属层103，位于介质层102表面的第二平坦层104，位于第二平坦层104表面的彩色滤光片105，位于彩色滤光片105表面的第一平坦层106，以及位于第一平坦层106表面的微透镜107。该现有的图像传感器的形成方法是，提供包含多个感光单元的衬底；在所述衬底表面形成包含金属层103的介质层102 ；对所形成的介质层进行平坦化处理；接着，在经过平坦化处理的表面上形成第二平坦层104 ；在第二平坦层104表面形成彩色滤光片105 ；在彩色滤光片105表面形成第一平坦层106 ；在第一平坦层106表面的形成微透镜107。其中，彩色滤光片105和位于衬底表面的多个感光单元101之间的距离范围是1 3微米。但是，现有的图像传感器所得到的图像的均勻性较差，其应用范围受到了一定的限制。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种彩色滤光片和感光单元之间的距离小，所得到的图像的均勻性较高的图像传感器。相应地，本专利技术还提供形成所述图像传感器的图像传感器形成方法。为解决上述问题，本专利技术提供一种图像传感器，包含位于衬底表面的多个感光单元，还包含位于感光单元表面的介质层，位于介质层内和介质层表面的金属层，位于介质层表面的金属层包括至少两个金属焊垫；覆盖所述介质层和金属层的过渡层，所述过渡层厚度小于金属焊垫厚度，表面有凹槽；位于所述过渡层表面的彩色滤光片，所述彩色滤光片表面与所述过渡层相邻的表面有朝向所述过渡层的凸起；位于所述彩色滤光片表面的平坦层；以及位于所述平坦层表面的多个微透镜，所述微透镜朝向所述平坦层的表面为平面，背向所述平坦层的表面为凸面。相应地，本专利技术还提供一种图像传感器形成方法，包含以下步骤提供包含多个感光单元的衬底，该多个感光单元排列成阵列。在所述感光单元表面形成介质层。在所述介质层内和表面形成金属层，位于介质层表面的金属层包括至少两个金属焊垫。4在所述金属层表面和介质层暴露的表面形成过渡层，所述过渡层厚度小于金属焊垫厚度，表面有凹槽。在所述过渡层表面形成彩色滤光片，所述彩色滤光片与所述过渡层相邻的表面有朝向所述过渡层的凸起。在所述彩色滤光片表面形成平坦层。在所述平坦层表面形成微透镜。与现有技术相比，本专利技术所提供的图像传感器的彩色滤光片与感光单元之间的距离减小，从而有效减小了入射光在图像传感器内的传播距离，从而减小了入射光在图像传感器内的内传播时由于光的散射而引起的入射光的损失而造成的暗角，提高了图像的均勻性。此外，本专利技术所提供的图像传感器的形成方法中，在形成介质层内的金属层后，在所暴露的介质层和金属层表面形成较薄的过渡层，在过渡层表面形成彩色滤光片，与现有技术相比，节约了工艺成本，提高了工艺效率。附图说明图1是现有的图像传感器的结构示意图；图2是本专利技术所提供的图像传感器的实施例的结构示意图；图3是本专利技术所提供的图像传感器形成方法的示意性流程图；图4至图9是本专利技术所提供的图像传感器形成方法的实施例的示意图。具体实施例方式由
技术介绍
可知，现有图像传感器所得到的图像的均勻性较差。本专利技术的专利技术人经过研究发现，现有图像传感器所得到的图像的均勻性较差是因为彩色滤光片和位于衬底表面的多个感光单元之间的距离比较大，入射光线经过很长的路径才能由彩色滤光片进入感光单元，光传播的过程中产生光的散射造成光损，从而更容易在感光单元四周出现入射光的损失而造成暗角，使得图像的均勻性较差。本专利技术的专利技术人由此得出，减小彩色滤光片与感光单元之间的距离是减小光的损失，提高图像均勻性的一种有效办法。本专利技术的专利技术人经过研究专利技术一种彩色滤光片与感光单元之间的距离较小，所得到的图像的均勻性高的图像传感器。本专利技术所提供的图像传感器可以为CXD图像传感器或CMOS图像传感器。需要说明的是本专利技术提供的图像传感器主要涉及对彩色滤光片和感光单元之间的结构以及形成方法的改进，对图像传感器的其他方面为本领域的公知常识，在本专利技术的具体实施方式中不做详细介绍，仅对彩色滤光片和感光单元之间的结构以及形成方法做详细介绍。本专利技术所提供的图像传感器的彩色滤光片与感光单元之间的距离小于现有图像传感器的彩色滤光片与感光单元之间的距离，从而有效减小了入射光在彩色滤光片与感光单元之间的介质层内的传播距离，进一步减小了入射光在彩色滤光片与感光单元之间的介质层内传播时，由于光的散射引起的入射光的损失而造成的暗角，提高了图像的均勻性。本专利技术提供的图像传感器包含位于衬底表面的多个感光单元，还包含位于感光单元表面的介质层，位于介质层内和介质层表面的金属层，位于介质层表面的金属层包括5至少两个金属焊垫；覆盖所述介质层和金属层的过渡层，所述过渡层厚度小于金属焊垫厚度，表面有凹槽；位于所述过渡层表面的彩色滤光片，所述彩色滤光片与所述过渡层相邻的表面有朝向所述过渡层的凸起；位于所述彩色滤光片表面的平坦层；以及位于所述平坦层表面的多个微透镜，所述微透镜朝向所述平坦层的表面为平面，背向所述平坦层的表面为凸面。下面结合附图和实施例对本专利技术所提供图像传感器做进一步描述。在下面阐述了许多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实现，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下作类似推广，因此本专利技术不受下面公开的事实方式的限制。其次，本专利技术利用示意图进行详细描述，在详述本专利技术的实施例时，为了便于说明，标识器件结构的剖面图不会依一般比例作局部放大，而且所示示意图只是实例，因此不应限制本专利技术的保护范围。此外，在实际制作中应该包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。图2为本专利技术的图像传感器的实施例的截面结构示意图，参考图2，本专利技术的图像传感器包括位于衬底(未示出)表面的多个感光单元201。所述衬底可以为绝缘体上硅衬底(S0I衬底)、石英衬底、陶瓷衬底、玻璃衬底，而且衬底上还有用于图像传感器的其他器件(图中未示)。所述感光单元201包括多个光敏元件，例如CCD照相机像素、色彩光传感器、光电发射元件。例如感光二极管。位于感光单元表面的介质层202，位于介质层202内和介质层202表面的金属层 203，位于介质层202表面的金属层203包括至少两个金属焊垫。所述介质层202由透明材料形成，光可以穿过该介质层202，所述介质层202可以是单层结构也可以是多层结构。所述金属层203可以是多层结构，在本专利技术的一个实施例中，所述金属层203是3 层结构，金属层203可以电连接至外部光检测部件(未示出)，每层金属层具有一定的布局， 不会屏蔽入射到光电二极管的光。所述金属层的材料可以是任何导电金属，在本专利技术的一个实施例中，所选择的材料是金属铝。覆盖所述介质层和金属层的过渡层，所述过渡层厚度小于金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：霍介光，
申请(专利权)人：格科微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：