[发明专利]图像传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器及其制造方法，尤其涉及一种图像传感器及其制造方法。

背景技术

图像传感器(image sensor)是将光学资讯转换为电信号的装置。图像传感器的种类可大致分为影像管与固定摄像元件。目前，固定摄像元件包括电荷耦合(Charged Coupled Device，CCD)型与互补式金属氧化物半导体(CMOS)型两种。

CMOS图像传感器驱动方式简便，可实现多种扫描方式，而且可将信号处理电路制作成单一芯片，不仅可使产品实现小体积，而且相容于CMOS技术，可节省制造成本、降低电力损耗。因此，CMOS图像传感器可广泛应用于由于低阶影像产品如安全监控、数字相机、玩具、手机、图像电话等。

然而，现有的CMOS图像传感器的彩色滤光片(color filter，CF)为有机材料，熔点很低，约小于300℃，因此，彩色滤光片通常是在金属内连线形成之后，才形成在保护层上方，以避免被工艺的高温熔融。由于光线通过彩色滤光片之后，并非直接传递至光电二极管，而必须经过保护层、金属内连线结构，才能被光电二极管(photodiode)所接收，因此，光线会被介电层或保护层等膜层所吸收，其光线的穿透率低，互补式金属氧化物半导体晶体管图像传感器的感光效能不佳。另一方面，由于聚光镜之间有间隙，因此容易造成散射光线直接穿透间隙，甚至照射至相邻的光感测区，因而发生色干扰(cross-talk)现象，使CMOS图像传感器的噪声增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种图像传感器及其制造方法，其可以提升光效能并且可减缓色干扰的现象。

本发明提出一种图像传感器，其包括多个位于基底中的光电二极管掺杂区、位于基底上方的保护层、位于基底与保护层之间的介电层以及多个位于介电层之中且与光电二极管掺杂区相对应的彩色滤光片。

依照本发明实施例所述，上述彩色滤光片设置于介电层中的高度大致相同。彩色滤光片可设置于紧邻基底表面的介电层中、设置于紧邻保护层的介电层中，或是设置于介电层中未与保护层接触且未与基底接触之处。

依照本发明实施例所述，上述彩色滤光片设置于介电层中的高度不相同。彩色滤光片可分别设置于介电层中紧邻基底表面之处、紧邻保护层之处、和未与保护层接触且未与基底接触之处。

依照本发明实施例所述，上述彩色滤光片中至少有一者包括至少一第一彩色滤光片与一第二彩色滤光片，相互对应地分别设置于介电层中不同高度之处。

依照本发明实施例所述，上述图像传感器，可还包括一抗反射层，配置于基底与介电层之间。此外，还可包括多个微透镜，设置于保护层上，与光电二极管掺杂区相对应。

依照本发明实施例所述，上述介电层包括一内介电层与一金属层间介电层，且上述彩色滤光片位于内介电层中、位于金属层间介电层中或位于内介电层与金属层间介电层之间。

依照本发明实施例所述，上述彩色滤光片的材质为无机材料。

本发明提出一种图像传感器的制造方法。此方法是在基底中形成多个光电二极管掺杂区，接着，在基底上形成介电层与多个与光电二极管掺杂区相对应的彩色滤光片。在形成介电层以及彩色滤光片之后，于介电层上形成保护层。

依照本发明实施例所述，上述在基底上形成介电层与彩色滤光片的步骤包括在基底上形成多个与光电二极管掺杂区相对应的第一彩色滤光片，接着，在第一彩色滤光片周围形成第一介电层。

依照本发明实施例所述，上述图像传感器的制造方法，还包括在第一介电层上形成多个与第一彩色滤光片相对应对准的第二彩色滤光片，再于第二彩色滤光片周围形成第二介电层。

依照本发明实施例所述，上述在基底上形成介电层与彩色滤光片的步骤包括在基底上形成至少一第一彩色滤光片，其与光电二极管掺杂区之一相对应。接着，在第一彩色滤光片的周围形成第一介电层。然后，在第一介电层上形成至少一第二彩色滤光片，其与光电二极管掺杂区的另一相对应。之后，在第一介电层上形成第二介电层，覆盖于第二彩色滤光片周围。

依照本发明实施例所述，上述在基底上形成介电层与彩色滤光片的步骤包括在基底上形成第一介电层，并在第一介电层中形成多个与光电二极管掺杂区相对应的第一开口。接着，在第一开口中形成多个第一彩色滤光片。

依照本发明实施例所述，上述图像传感器的制造方法，可再于基底上形成第二介电层，并在其中形成多个与第一彩色滤光片相对应对准的第二开口。然后，再于第二开口中形成多个第二彩色滤光片。