图像传感器制造技术

本实用新型专利技术提供一种图像传感器，所述图像传感器至少包括：位于像素区域上方的金属网格结构；位于相邻金属网格之间的嵌入式凸形微透镜；其中，所述凸形微透镜中心设有岛状结构。本实用新型专利技术通过形成金属网格以及位于金属网格中的岛状结构，一次成型凸形微透镜，减少工艺流程；微透镜四周具有金属网格，可以减少光线串扰，提高光学响应以及改善信噪比。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器
本技术涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像传感器。
技术介绍
CMOS图像传感器具有工艺简单、易与其他器件集成、体积小、重量轻、功耗小、成本低等优点。因此，随着技术发展，CMOS图像传感器越来越多地取代CCD图像传感器应用于各类电子产品中。目前CMOS图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、照相手机、数码摄像机、医疗用摄像装置(例如胃镜)、车用摄像装置等。CMOS图像传感器产品可分为FSI(FrontSideIllumination，前照式)和BSI(BackSideIllumination，背照式)。图像传感器通过微透镜将入射光照射在图像传感器上。微透镜是提高光集中效率，并且是确定图像传感器特性的主要因素。微透镜通常由专设的OCF厂制备，微透镜的制备方法通常有两种：热回流工艺和反向蚀刻工艺。热回流工艺通过加热柱状的光刻胶到玻璃化温度以上，使得光刻胶处于熔融状态，在光刻胶表面张力的作用下，光刻胶会自动形成半球状的微透镜。由于光刻胶在熔融后容易粘连，相邻的熔融光刻胶一旦接触后，无法形成透镜的面型，引起最终形成的微透镜结构异常，使入射的光不能充分利用，并且会引起背景噪声，因此，热回流工艺需要保证熔融的光刻胶之间具有一定的间距，最终导致图像传感器填充因子过小；反向蚀刻工艺是在热回流工艺的基础上加上一步反蚀刻工艺，使得光刻胶底部的材料按照熔融半球状的光刻胶形状进行反向刻蚀最终形成几乎无间隙的微透镜，可以达到提高图像传感器填充因子的作用。但是，目前常用的热回流工艺和反向蚀刻工艺需要在专门的彩色滤光片代工厂(OCFFAB)进行加工，因此需要额外的物流时间以及复杂的加工工艺，从而造成成本的提高。因此，如何减少工艺流程，减少制备流程中的转运过程，节约时间与成本，同时设法降低图像传感器的光学串扰，提高图像传感器的性能，是本领域技术人员一直关注的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种图像传感器，以减少工艺流程，减少转运过程，节约时间与成本，提高图像传感器性能。基于以上考虑，本技术提供一种图像传感器，所述图像传感器至少包括：位于像素区域上方的金属网格结构；位于相邻金属网格之间的嵌入式凸形微透镜；其中，所述凸形微透镜中心设有岛状结构。可选地，所述图像传感器至少包括：半导体衬底，所述半导体衬底表面设有器件层，所述器件层包括像素区域以及位于所述像素区域周围的外围电路区域；位于所述器件层表面的顶金属层，其中，位于所述像素区域上方的所述顶金属层为金属网格结构，位于所述外围电路区域上方的所述顶金属层为金属互连结构；位于相邻金属网格之间的凸形微透镜，其中，所述凸形微透镜中心设有岛状结构。可选地，所述岛状结构的高度大于所述金属网格的高度。可选地，所述岛状结构的横截面形状包括圆形或多边形。可选地，所述岛状结构包括圆台、圆柱或圆锥。可选地，所述器件层之上覆盖有刻蚀阻挡层。可选地，所述微透镜的材料包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、聚酰亚胺中的任意一种或多种的组合。可选地，所述图像传感器还包括覆盖于所述凸形微透镜表面的钝化层。可选地，所述图像传感器还包括覆盖于所述钝化层表面的抗反射层。可选地，所述凸形微透镜完全嵌入所述相邻金属网格之间。可选地，所述凸形微透镜部分嵌入所述相邻金属网格之间。可选地，所述图像传感器还包括位于所述凸形微透镜表面的滤光层，形成彩色图像传感器。可选地，所述图像传感器应用于前照式图像传感器系统、背照式图像传感器系统或指纹识别图像传感器系统。本技术的图像传感器，具有以下有益效果：1)通过光罩将金属层形成金属网格，并在金属网格中形成岛状结构，沉积微透镜材料，一次成型凸形微透镜。工艺过程中不涉及回流工艺，减少了制备流程；而且，整个图像传感器的制备在晶圆厂完成，无需转运至OCF厂，节省了转运成本；2)微透镜四周具有金属网格，使得形成嵌入式的微透镜，可以减少光线串扰，提高光学响应以及改善信噪比。附图说明通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显。图1-图6为本技术提供的图像传感器形成方法的过程示意图；图7为本技术提供的图像传感器的结构示意图。在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示相同或相似的装置(模块)或步骤。具体实施方式为解决上述现有技术中的问题，本技术提供一种图像传感器形成方法及其图像传感器，以减少工艺流程，减少转运过程，节约时间与成本，提高图像传感器的光学响应以及改善信噪比。在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本技术一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本技术的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本技术的所有实施例。可以理解，在不偏离本技术的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本技术的范围由所附的权利要求所限定。以下结合具体实施例对本技术进一步阐述。本实施例提供一种图像传感器形成方法，该方法至少包括：于像素区域上方形成金属网格结构；于相邻金属网格之间形成岛状结构；沉积微透镜材料，覆盖所述金属网格结构与所述岛状结构，于相邻金属网格之间形成嵌入式凸形微透镜。参照图1至图6，对图像传感器形成方法进行详细描述。如图1所示，进行步骤1)，提供半导体衬底(未示出)，半导体衬底设有器件层10，器件层10包括像素区域101以及位于像素区域101周围的外围电路区域102。在本实施中，像素区域101以相邻的像素单元1011和1012作为示例。像素单元包括光电二极管以及传输晶体管、复位晶体管、源跟随晶体管、行选通晶体管(未绘出)等。在本实施例中，器件层10之上还设有刻蚀阻挡层11，以在后续刻蚀工艺中，保护像素单元。如图2及图3所示，进行步骤2)，于器件层10表面形成顶金属层12，通过光刻刻蚀工艺，位于像素区域101上方的顶金属层12形成金属网格结构121，位于外围电路区域102上方的顶金属层12形成金属互连结构122。如图4及图5所示，进行步骤3)，沉积顶介质层13覆盖并填充顶金属层12，通过光刻刻蚀工艺，于相邻金属网格之间形成岛状结构131。岛状结构可以为圆台、圆柱、圆锥或其他立体结构，岛状结构的横截面形状可以为圆形、三角形、多边形或其他规则或不规则形状。岛状结构的高度与金属网格的高度可以根据需要进行设定，优选地，岛状结构的高度大于金属网格的高度，以便于形成凸形微透镜。如图6所示，进行步骤4)，于以上步骤形成的结构表面沉积微透镜材料14，于相邻金属网格之间形成嵌入式凸形微透镜141。为了更好的形成嵌入式凸形微透镜，还可以通过刻蚀方式，刻蚀微透镜材料，以使凸形微透镜141完全嵌入相邻金属网格本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器至少包括：/n位于像素区域上方的金属网格结构；/n位于相邻金属网格之间的嵌入式凸形微透镜；/n其中，所述凸形微透镜中心设有岛状结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器至少包括：
位于像素区域上方的金属网格结构；
位于相邻金属网格之间的嵌入式凸形微透镜；
其中，所述凸形微透镜中心设有岛状结构。


2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器至少包括：
半导体衬底，所述半导体衬底表面设有器件层，所述器件层包括像素区域以及位于所述像素区域周围的外围电路区域；
位于所述器件层表面的顶金属层，其中，位于所述像素区域上方的所述顶金属层为金属网格结构，位于所述外围电路区域上方的所述顶金属层为金属互连结构；位于相邻金属网格之间的凸形微透镜，其中，所述凸形微透镜中心设有岛状结构。


3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述岛状结构的高度大于所述金属网格的高度。


4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述岛状结构的横截面形状包括圆形或多边形。


5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述岛状结构包括圆台、圆柱或圆锥。


6.根据权利要求2所述的图像传感器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐涛，付文，郑展，
申请(专利权)人：格科微电子上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31