图像传感器结构、电子设备及制备方法技术

本发明专利技术提供一种图像传感器结构、电子设备及制备方法，制备包括：提供具有感光区的基底，在基底上制备包括凹陷主体部及填充部的光路调制结构，凹陷主体部的折射率大于填充部的折射率，且每一感光区上对应至少一个光路调制结构。本发明专利技术采用简单的工艺制备得到了可以进行光路调制的结构，可以调制射向基底的入射光，增加入射光光程，以提高光的吸收率及图像传感器的探测效率；特别是对于波长较长的红外波段光，极大扩展了对红外光的应用；本发明专利技术制备工艺简便，兼容性良好；本发明专利技术的图像传感器设计中，将光路调制结构制备在基底上，可以均适用于前照式和背照式图像传感器；另外，本发明专利技术还可以基于光路调制结构的不同配置灵活实现图像传感器性能改善。像传感器性能改善。像传感器性能改善。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器结构、电子设备及制备方法


[0001]本专利技术属于图像传感器制造
，特别是涉及一种图像传感器结构、电子设备及制备方法。

技术介绍

[0002]图像传感器是利用光电器件的光电转换功能将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号。根据元件的不同，可以分为CCD(电荷耦合元件)和CMOS(金属氧化物半导体元件)两大类。随着CMOS图像传感器(CIS)设计及制造工艺的不断发展，CMOS图像传感器逐渐取代CCD图像传感器已经成为主流。其中，CMOS图像传感器可以分为FSI(Front Side Illumination，前照式)和BSI(Back Side Illumination，背照式)两类。
[0003]然而，对于现有的图像传感器(如CIS)器件结构，入射光进入基底后的光程一般较短，从而影响着感光元件对入射光的吸收，光吸收率难以得到有效提升。特别是对于红外光(主要指近红外波段780nm
‑
1100nm)部分，由于其波长较长，若不增加其在基底中的光程，则会影响红外光的吸收率，从而影响整个传感器对于红外光的探测效率。例如，对于现有的背照式CMOS图像传感器，光线透过传感器表面的透明介质层进入基底(如，硅基底)中，大部分光线直接照射入硅基底中，并未发生路径的改变，光进入基底后光程较短，从而影响感光元件对光的吸收，特别会影响红外光的吸收率，影响整个传感器对红外光的探测效率。
[0004]因此，如何提供一种图像传感器结构、基于所述图像传感器的电子设备及制备方法，以解决现有技术中的上述问题实属必要。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种图像传感器结构、基于所述图像传感器的电子设备及其制备方法，用于解决现有技术中光吸收率难以有效提升，特别是红外光吸收率低，从而影响整个图像传感器的探测效率等问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种图像传感器结构的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0007]提供基底，所述基底中形成有若干个感光区；
[0008]在所述基底上制备光路调制结构，所述光路调制结构包括凹陷主体部及填充部，所述凹陷主体部形成于所述基底表面且具有凹陷区，所述填充部填充所述凹陷区；
[0009]其中，所述凹陷主体部的折射率大于所述填充部的折射率，且每一所述感光区上对应至少一个所述光路调制结构。
[0010]可选地，所述光路调制结构的制备方法包括如下步骤：
[0011]在所述基底表面制备辅助介质层并对其进行图形化，得到图形化辅助结构层，其中，所述图形化辅助结构层中形成有显露所述基底的开口；
[0012]在所述开口的内壁及所述图形化辅助结构层的上沉积第一材料层，所述第一材料层具有第一折射率，所述第一材料层对应所述开口的区域形成所述凹陷主体部，且相邻所
述凹陷主体部之间的所述第一材料层构成桥接部；
[0013]在所述第一材料层表面沉积第二材料层，所述第二材料层具有小于所述第一折射率的第二折射率，所述第二材料层至少填充所述凹陷区，以于所述凹陷区内形成所述填充部。
[0014]可选地，形成所述第一材料层后且在形成所述第二材料层之前还包括步骤：
[0015]刻蚀所述开口两侧的所述第一材料层，以去除所述桥接部得到间隔排布的所述凹陷主体部，且所述第二材料层沉积在所述凹陷主体部及显露的所述图形化辅助结构层表面。
[0016]可选地，所述辅助介质层的折射率与所述凹陷主体部的折射率一致。
[0017]可选地，所述开口的宽度和与其相邻的所述图形化辅助结构层宽度之比介于1∶1
‑
2∶1之间。
[0018]可选地，所述辅助介质层的厚度介于10nm
‑
1000nm之间之间。
[0019]可选地，所述第一材料层的厚度介于10nm
‑
1000nm之间之间。
[0020]可选地，所述第二材料层的厚度介于10nm
‑
1000nm之间之间。
[0021]可选地，所述制备方法还包括制作隔离结构的步骤，所述隔离结构形成于所述基底中且位于所述感光区外围。
[0022]可选地，所述基底包括衬底及位于所述衬底表面的功能介质层，其中，所述感光区位于所述衬底中，所述光路调制结构形成在所述功能介质层的表面。
[0023]可选地，所述功能介质层的折射率与所述凹陷主体部的折射率一致。
[0024]可选地，所述功能介质层的厚度小于100nm。
[0025]可选地，得到的所述图像传感器结构为前照式图像传感器结构及背照式图像传感器结构中的任意一种。
[0026]另外，本专利技术还提供一种图像传感器结构，其中，所述图像传感器结构优选采用本专利技术的上述图像传感器结构的制备方法制备得到，当然，还可以采用其他方法制备。
[0027]其中，所述图像传感器结构包括：
[0028]基底，所述基底中形成有若干个感光区；
[0029]光路调制结构，形成在所述基底上，所述光路调制结构包括凹陷主体部及填充部，所述凹陷主体部位于所述基底表面且具有凹陷区，所述填充部填充于所述凹陷区；
[0030]其中，所述凹陷主体部的折射率大于所述填充部的折射率，且每一所述感光区上对应至少一个所述光路调制结构。
[0031]可选地，所述图像传感器结构还包括图形化辅助结构层及桥接部中的至少一种，所述图形化辅助结构层形成在所述基底表面，且具有开口，所述光路调制结构穿过所述开口形成在所述基底表面；所述桥接部位于相邻所述光路调制结构之间，并连接相邻所述光路调制结构的所述凹陷主体部。
[0032]可选地，所述图形化辅助结构层与所述凹陷主体部的折射率一致。
[0033]可选地，所述图形化辅助结构层的材质包括多晶硅、非晶硅及氮化硅中的至少一种。
[0034]可选地，所述凹陷主体部的材质包括多晶硅、非晶硅及氮化硅中的至少一种。
[0035]可选地，所述填充部的材质包括氧化硅、氧化铝及氧化钽中的至少一种。
[0036]可选地，所述图像传感器结构还包括隔离结构，所述隔离结构形成于所述基底中且位于所述感光区外围。
[0037]可选地，所述基底包括衬底及位于所述衬底表面的功能介质层，所述感光区位于所述衬底中，所述光路调制结构形成在所述功能介质层的表面。
[0038]可选地，所述功能介质层的折射率与所述凹陷主体部的折射率一致。
[0039]可选地，所述功能介质层的厚度小于100nm。
[0040]可选地，所述图像传感器结构为前照式图像传感器结构及背照式图像传感器结构中的任意一种。
[0041]另外，本专利技术还提供一种电子设备，其中，所述电子设备包括如上述方案中任意一项所述的图像传感器结构。
[0042]如上所述，本专利技术的图像传感器结构、基于所述图像传感器结构的电子设备及图像传感器结构制备方法具有如下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：提供基底，所述基底中形成有若干个感光区；在所述基底上制备光路调制结构，所述光路调制结构包括凹陷主体部及填充部，所述凹陷主体部形成于所述基底表面且具有凹陷区，所述填充部填充所述凹陷区；其中，所述凹陷主体部的折射率大于所述填充部的折射率，且每一所述感光区上对应至少一个所述光路调制结构。2.根据权利要求1所述的图像传感器结构的制备方法，其特征在于，所述光路调制结构的制备方法包括如下步骤：在所述基底表面制备辅助介质层并对其进行图形化，得到图形化辅助结构层，其中，所述图形化辅助结构层中形成有显露所述基底的开口；在所述开口的内壁及所述图形化辅助结构层的上沉积第一材料层，所述第一材料层具有第一折射率，所述第一材料层对应所述开口的区域形成所述凹陷主体部，且相邻所述凹陷主体部之间的所述第一材料层构成桥接部；在所述第一材料层表面沉积第二材料层，所述第二材料层具有小于所述第一折射率的第二折射率，所述第二材料层至少填充所述凹陷区，以于所述凹陷区内形成所述填充部。3.根据权利要求2所述的图像传感器结构的制备方法，其特征在于，形成所述第一材料层后且在形成所述第二材料层之前还包括步骤：刻蚀所述开口两侧的所述第一材料层，以去除所述桥接部得到间隔排布的所述凹陷主体部，且所述第二材料层沉积在所述凹陷主体部及显露的所述图形化辅助结构层表面。4.根据权利要求2所述的图像传感器结构的制备方法，其特征在于，所述辅助介质层的折射率与所述凹陷主体部的折射率一致。5.根据权利要求2所述的图像传感器结构的制备方法，其特征在于，所述图像传感器结构制备中材料层的设计方式包括：所述开口的宽度和与其相邻的所述图形化辅助结构层的宽度之比介于1∶1
‑
2∶1之间；和/或，所述辅助介质层的厚度介于10nm
‑
1000nm之间，所述第一材料层的厚度介于之间10nm
‑
1000nm，所述第二材料层的厚度介于10nm
‑
1000nm之间。6.根据权利要求1所述的图像传感器结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括制作隔离结构的步骤，所述隔离结构形成于所述基底中且位于所述感光区外围。7.根据权利要求1所述的图像传感器结构的制备方法，其特征在于，所述基底包括衬底及形成于所述衬底表面的功能介质层，其中，所述感光区位于所述衬底中，所述光路调制结构形成在所述功能介...

【专利技术属性】
技术研发人员：王婉晴，
申请(专利权)人：思特威上海电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：