[实用新型]一种CMOS图像传感器的感光通道

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种CMOS图像传感器的感光通道，属于图像传感器技术领域。 

背景技术

现代图像传感器的广泛应用驱使CMOS图像传感器向越来越小的尺寸发展。随着像素尺寸的缩小，与之密切相关的感光二极管电容、灵敏度、量子效率等参数面临着严峻的挑战。因此，使得光能够更加有效的被感光二极管吸收的方法或者设备成为为小尺寸像素成像质量的关键因素之一。 

CMOS图像传感器的感光部分(以三层金属的像素结构为例)如图1所示，在P型外延层101上通过光刻、离子注入、腐蚀和扩散等传统的集成电路制造工艺形成光电二极管102，光电二极管之间用浅沟槽绝缘(STI)100结构隔离。通过溅射工艺在光电二极管102上面形成控制信号的金属线。通过化学气相淀积(CVD)工艺形成介质层作为金属与金属，金属与硅表面的隔离层。光电二极管102表面自下而上的介质层是第一ILD-Si₃N₄ 103a，第二ILD-SiO₂ 103b，第一IMD105，第二IMD107，第三IMD109a和钝化层-Si₃N₄ 109b，其中109b有两个作用，一是保护表面，二是作为后文中提到的彩色滤光片阵列111a和111b的平坦层。在介质层间分布着控制光电二极管102正常工作的金属线第一metal106，第二metal108，第三metal110，其中第一metal106通过接触孔104与P型外延层101上形成的器件相连接。图像传感器另外一个重要的组成部分是彩色滤光片阵列(color filter array)111a和111b，在color filter array上面是微透镜(micro lens)112。彩色滤光片阵列(color filter array)111a和111b将micro-lens112聚集的白色光过滤成彩色图片所需的红、绿、蓝三种基本单色光。 

传统的感光通道，介质ILD-SiO₂ 103b，第一IMD105，第二IMD107，第三IMD109a的材料均为SiO₂，其折射率约为1.45，ILD-Si₃N₄ 103a和钝化层-Si₃N₄ 109b的材料为Si₃N₄，其折射率约为2.0，当入射光到达折射率较大的光密介质Si₃N₄ 109b与折射率较小的光疏介质SiO₂ 109a的界面时，入射光会在此界面上发生较大的反射，部分入射光会发生全反射，因此降低了光电二极管的灵敏度和量子效率。另一方面，进入介质层的部分入射光 将通过metal表面的反射进入相邻的光电二极管，从而导致光学串扰的发生。 

发明内容

本实用新型提供了一种CMOS图像传感器中的感光通道，能够有效的将入射光引导至光电二极管的表面，从而改善了光电二极管的灵敏度和量子效率，同时该结构感光通道和平坦层抑制了入射光在通道外的介质中发生折射，从而有效的屏蔽了光的串扰。 

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的： 

一种CMOS图像传感器的感光通道，包括第一高折射率材料和第二高折射率材料，所述第一高折射率材料和第二高折射率材料依次设置在所述CMOS图像传感器的光电二极管与彩色滤光片阵列之间。 

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型能够有效的将入射光引导至光电二极管的表面，从而改善了光电二极管的灵敏度和量子效率，同时该结构感光通道和平坦层抑制了入射光在通道外的介质中发生折射，从而有效的屏蔽了光的串扰。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。 

图1为现有技术中的CMOS图像传感器感光结构示意图； 

图2为本实用新型具体实施方式提供的CMOS图像传感器的感光通道的结构示意图； 

图3为本实用新型具体实施方式提供的CMOS图像传感器的感光通道中入射光光路示意图； 

图4-图6为本实用新型实施方式提供的CMOS图像传感器感光通道的制造分步骤成型示意图。