[发明专利]图像传感器及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种图像传感器及其形成方法。

背景技术

图像传感器是将光学图像信号转换为电信号的半导体器件。CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器是一种快速发展的固态图像传感器，由于CMOS图像传感器中的图像传感器部分和控制电路部分集成于同一芯片中，因此CMOS图像传感器的体积小、功耗低、价格低廉，相较于传统的CCD（电荷耦合）图像传感器更具优势，也更易普及。

现有的CMOS图像传感器中包括用于将光信号转换为电信号的光电传感器，所述光电传感器为形成于硅衬底中的光电二极管。此外，在形成有光电二极管的硅衬底表面还形成有介质层，所述介质层内形成有金属互联层，所述金属互联层用于使光电二极管与外围电路电连接。对于上述CMOS图像传感器来说，所述硅衬底具有介质层和金属互联层的一面为CMOS图像传感器的正面，与正面相对的一面为CMOS图像传感器的背面，根据光线照射方向的差异，所述CMOS图像传感器能够分为前照式（Front-side Illumination，FSI）CMOS图像传感器和后照式（Back-side Illumination）CMOS图像传感器。

对于前照式CMOS图像传感器，光线照射到CMOS图像传感器的正面，然而，由于所述光线需要穿过介质层和金属互联层之后才能够照射到光电二极管，由于光线路径中的介质层和金属互联层较多，会限制光电二极管所吸收的光量，造成量子效率降低。对于背照式CMOS图像传感器，光线自CMOS图像传感器的背面入射到光电二极管，从而消除了光线的损耗，光子到电子的转换效率提高。

然而，现有的背照式CMOS图像传感器的串扰问题严重，造成光电转换的精确度和稳定性不良。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种图像传感器及其形成方法，避免图像传感器发生串扰，提高器件的稳定性和精确度。

为解决上述问题，本发明提供一种图像传感器，包括：衬底；位于所述衬底表面的传感器层，所述传感器层具有若干像素区，相邻像素区之间具有边界区；位于所述传感器层表面的隔离层；位于像素区的隔离层表面的滤色镜；位于边界区的隔离层表面的屏蔽结构，使相邻滤色镜之间具有屏蔽结构，所述屏蔽结构用于阻挡入射光通过，避免入射光自一滤色镜进入与该滤色镜相邻的滤色镜中而发生串扰；位于所述滤色镜表面的透镜结构。

可选的，所述屏蔽结构的材料为金属。

可选的，所述金属材料为铝、或铝和铜的组合。

可选的，所述传感器层包括若干光电二极管，且一个像素区的传感器层内具有一个光电二极管。

可选的，一个像素区的隔离层表面具有一个滤色镜，且位于一个像素区的隔离层表面的滤色镜为红色滤色镜、绿色滤色镜或蓝色滤色镜。

可选的，所述若干像素区呈阵列排布。

可选的，所述衬底包括：支撑基底；位于支撑基底表面的介质层，所述介质层内具有电互连结构。

相应的，本发明还提供一种图像传感器的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底表面具有传感器层，所述传感器层具有若干像素区，相邻像素区之间具有边界区，所述传感器层表面具有隔离层；在边界区的隔离层表面形成屏蔽结构；在形成屏蔽结构之后，在像素区的隔离层表面形成滤色镜，相邻滤色镜之间具有屏蔽结构，所述屏蔽结构用于阻挡入射光通过，避免入射光自一滤色镜进入与该滤色镜相邻的滤色镜中而发生串扰；在所述滤色镜表面形成透镜结构。

可选的，所述屏蔽结构的形成方法包括：在所述隔离层表面形成屏蔽层；在所述屏蔽层表面形成图形化层，所述图形化层暴露出像素区的屏蔽层表面；以所述图形化层为掩膜，刻蚀所述屏蔽层直至暴露出隔离层为止，形成屏蔽结构。

可选的，所述屏蔽结构的材料为金属，所述屏蔽层的形成工艺为物理溅射工艺。

可选的，所述传感器层包括若干光电二极管，且一个像素区的传感器层内形成有一个光电二极管。

可选的，在一个像素区的隔离层表面形成一个滤色镜，且形成于一个像素区的隔离层表面的滤色镜为红色滤色镜、绿色滤色镜或蓝色滤色镜。

可选的，所述若干像素区呈阵列排布。

可选的，所述衬底包括：支撑基底，位于支撑基底表面的介质层，以及位于所述介质层内的电互连结构。