固态图像感测器制造技术

一种固态图像感测器，包含多个光电转换单元及多个调变结构，调变结构嵌入光电转换单元中。固态图像感测器也包含多个隔离结构及一保护层，隔离结构设置于光电转换单元之间，保护层设置于光电转换单元之上。在固态图像感测器的俯视图中，光电转换单元与调变结构形成多个马赛克图案，且一个调变结构的面积与对应的马赛克图案的面积的比介于0.1与0.9。赛克图案的面积的比介于0.1与0.9。赛克图案的面积的比介于0.1与0.9。

【技术实现步骤摘要】
固态图像感测器


[0001]本公开实施例涉及一种图像感测器，尤其涉及一种包含调变结构的固态图像感测器，调变结构嵌入光电转换单元中。

技术介绍

[0002]固态图像感测器(例如，电荷耦合元件(charge
‑
coupled device,CCD)图像感测器、互补式金属氧化物半导体(complementary metal
‑
oxide semiconductor,CMOS)图像感测器等)已经广泛使用于各种图像拍摄设备，例如：数字静止图像相机、数字摄影机和类似的设备。固态图像感测器中的光感测部分可形成在多个像素中的每个像素处，并且可以根据在光感测部分中所接收的光量产生信号电荷。此外，可以传送和放大在光感测部分中产生的信号电荷，进而获得图像信号。
[0003]当固态图像感测器用于感测具有更长的波长(例如，波长为650nm或更长)的光时，光电转换单元(例如，光电二极管)的空乏区(depletion region)必须非常深。此外，(具有较长波长的)入射光在对应的光电转换单元中直线上下移动。因而，入射光被感应的光路(optical path)不够长，光电转换单元不能将入射光完全转换成电子，使得来自固态图像感测器的光电转换单元的图像信号的品质可能不令人满意。因此，固态图像感测器的设计和制造仍面临各种挑战。

技术实现思路

[0004]在本公开的一些实施例中，固态图像感测器包含调变结构的固态图像感测器，调变结构嵌入光电转换单元中，其可在不增加光电转换元件的厚度的情况下，改变入射光的光路(变得更长)，从而改善来自固态图像感测器的光电转换单元的图像信号的品质。
[0005]根据本公开的一些实施例，提供一种固态图像感测器。固态图像感测器包含多个光电转换单元及多个调变结构，调变结构嵌入光电转换单元中。固态图像感测器也包含多个隔离结构及一保护层，隔离结构设置于光电转换单元之间，保护层设置于光电转换单元之上。在固态图像感测器的俯视图中，光电转换单元与调变结构形成多个马赛克图案，且一个调变结构的面积与对应的马赛克图案的面积的比介于0.1与0.9。
[0006]在一些实施例中，调变结构的折射率与光电转换单元的折射率不同，且在固态图像感测器的俯视图中，调变结构形成阵列。
[0007]在一些实施例中，调变结构设置于光电转换单元的顶部或底部。
[0008]在一些实施例中，调变结构的厚度等于m
×
λ/2n，m为正整数，λ为待被感应的光的波长，且n为调变结构的折射率。
[0009]在一些实施例中，在固态图像感测器的俯视图中，调变结构呈周期性排列。
[0010]在一些实施例中，在固态图像感测器的俯视图中，调变结构的形状包括三角形、矩形、正方形或梯形。
[0011]在一些实施例中，在固态图像感测器的俯视图中，调变结构具有至少两种不同的
形状。
[0012]在一些实施例中，在固态图像感测器的俯视图中，调变结构形成非周期性结构。
[0013]在一些实施例中，在固态图像感测器的俯视图中，调变结构在相邻的两个马赛克图案中具有不同的形状。
[0014]在一些实施例中，在固态图像感测器的俯视图中，马赛克图案形成棋盘状图案。
[0015]在一些实施例中，在固态图像感测器的俯视图中，调变结构形成多个交叉图案。
[0016]在一些实施例中，在固态图像感测器的俯视图中，调变结构具有至少两种不同的尺寸。
[0017]在一些实施例中，在固态图像感测器的俯视图中，调变结构沿着相同的方向延伸。
[0018]在一些实施例中，在固态图像感测器的俯视图中，调变结构沿着两个垂直的方向延伸。
[0019]在一些实施例中，在固态图像感测器的俯视图中，一个调变结构的面积与对应的马赛克图案的面积的比为0.5。
[0020]在一些实施例中，在固态图像感测器的俯视图中，一个调变结构的面积与对应的马赛克图案的面积的比为可变的。
[0021]在一些实施例中，固态图像感测器还包含金属网格，金属网格设置于保护层的底部中并对应于隔离结构。
[0022]在一些实施例中，固态图像感测器还包含多个聚光结构，聚光结构设置于保护层的上方。每个聚光结构对应于一个光电转换单元。
[0023]在一些实施例中，固态图像感测器还包含反射层，反射层设置于光电转换单元之下。
[0024]在一些实施例中，调变结构设置于光电转换单元的不同深度。
[0025]本公开的有益效果在于，根据本公开实施例的固态图像感测器包含调变结构，调变结构嵌入光电转换单元中，其可在不增加光电转换元件的厚度的情况下，改变入射光的光路(变得更长)，从而改善来自固态图像感测器的光电转换单元的图像信号的品质。
附图说明
[0026]以下将配合所附附图详述本公开实施例。应注意的是，各种特征部件并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，元件的尺寸可能经放大或缩小，以清楚地表现出本公开实施例的技术特征。
[0027]图1是根据本公开一些实施例示出固态图像感测器的一部分的剖面图。
[0028]图2是根据本公开一些实施例示出在固态图像感测器的一部分的俯视图中，光电转换单元与调变结构的排列。
[0029]图3A、图3B与图3C是根据本公开一些其他的实施例示出固态图像感测器的一部分的剖面图。
[0030]图4A与图4B是根据本公开一些其他的实施例示出在固态图像感测器的一部分的俯视图中，光电转换单元与调变结构的排列。
[0031]图5是根据本公开一些实施例示出固态图像感测器的一部分的剖面图。
[0032]图6是根据本公开一些实施例示出在固态图像感测器的一部分的俯视图中，光电
转换单元与调变结构的排列。
[0033]图7是根据本公开一些其他的实施例示出在固态图像感测器的一部分的俯视图中，光电转换单元与调变结构的排列。
[0034]图8是根据本公开一些其他的实施例示出在固态图像感测器的一部分的俯视图中，光电转换单元与调变结构的排列。
[0035]图9是根据本公开一些其他的实施例示出在固态图像感测器的一部分的俯视图中，光电转换单元与调变结构的排列。
[0036]图10是根据本公开一些其他的实施例示出在固态图像感测器的一部分的俯视图中，光电转换单元与调变结构的排列。
[0037]图11是根据本公开一些其他的实施例示出在固态图像感测器的一部分的俯视图中，光电转换单元与调变结构的排列。
[0038]附图标记如下：
[0039]100,102,104,106,108,110:固态图像感测器
[0040]10:半导体基板
[0041]11:光电转换单元
[0042]13:隔离结构
[0043]15,15
‑
1,15
‑
2,15
‑
3:调变结构
[0044]20:保护层
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固态图像感测器，包括：多个光电转换单元；多个调变结构，嵌入多个所述光电转换单元中；多个隔离结构，设置于多个所述光电转换单元之间；以及一保护层，设置于多个所述光电转换单元之上；其中在该固态图像感测器的一俯视图中，多个所述光电转换单元与多个所述调变结构形成多个马赛克图案，且多个所述调变结构中的一个的面积与多个所述马赛克图案中对应的一个的面积的比介于0.1与0.9。2.如权利要求1所述的固态图像感测器，其中多个所述调变结构的折射率与多个所述光电转换单元的折射率不同，且在该固态图像感测器的该俯视图中，多个所述调变结构形成一阵列。3.如权利要求1所述的固态图像感测器，其中多个所述调变结构设置于多个所述光电转换单元的顶部或底部，或者多个所述调变结构设置于多个所述光电转换单元的不同深度。4.如权利要求1所述的固态图像感测器，其中多个所述调变结构的厚度等于m
×
λ/2n，m为正整数，λ为待被感应的光的波长，且n为多个所述调变结构的折射率。5.如权利要求1所述的固态图像感测器，其中在该固态图像感测器的该俯视图中，多个所述调变结构呈一周期性排列或者多个所述调变结构形成一非周期性结构。6.如权利要求1所述的固态图像感测器，其中在该固态图像感测器的该...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾品嘉，张育淇，
申请(专利权)人：采钰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：