[发明专利]图像传感器及其制作方法

说明书

本发明技术方案公开了图像传感器及其制作方法，所述图像传感器包括形成有光电二极管的半导体基板，所述半导体基板包含不同的像素区域，所述像素区域包括白色像素区域；位于所述半导体基板上的绝缘结构；位于所述绝缘结构上部分覆盖所述绝缘结构的遮光膜；位于绝缘结构上对应不同像素的滤色层，所述滤色层包括白色滤色层，所述遮光膜隔离所述滤色层；位于所述白色滤色层上方并部分遮挡所述白色滤色层的有机光电二极管；位于滤色层上方的微透镜。所述图像传感器不仅提高了图像传感器的图像质量，而且也提高了图像传感器的灵敏度。

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及一种图像传感器及其制作方法。

背景技术

图像传感器是一种将光学图像转换成电信号的器件。随着计算机和通信产业的发展，对高性能图像传感器的需求不断增长，这些高性能图像传感器广泛用于诸如数字照相机、摄像录像机、个人通信系统(PCS)、游戏机、安防摄像机、医用微型照相机之类的各种领域。

图像传感器通常为两种类型，电荷藕合器件(CCD)传感器和CMOS图像传感器(CMOSImage Sensors，CIS)。相比于CCD图像传感器，CMOS图像传感器具有集成度高、功耗小、生成成本低等优点。

在传统CMOS感光元件中，感光二极管位于电路晶体管后方，进光量会因遮挡受到影响。背照式CMOS就是将其掉转方向，让光线首先进入感光二极管，从而增大感光量，显著提高低光照条件下的拍摄效果。而堆栈式图像传感器则是将原来图像传感器里的信号处理电路放到了原来的半导体基板上，在图像传感器芯片上重叠形成背照式图像传感器的像素部分，因此能够实现在较小的图像传感器芯片尺寸上形成大量像素点，可以把腾出来的空间放置更多的像素。另外，传感器里的像素点和电路是相互独立的，所以像素点部分可以进行更高的画质优化，电路部分亦可进行高性能优化。除此之外，堆栈式图像传感器加入了RGBW的编码技术，就是由原来的R(红)，G(绿)，B(蓝)三原色像素点中再加入W(白)像素点来提升画质，提高传感器的感光能力，使摄像头在暗光环境下也能够拍摄出质量更高的照片。但是，W像素比其他像素更容易饱和，电子会溢出到相邻的光电二极管中，造成图像质量下降。

发明内容

本发明技术方案要解决的技术问题是：针对现有的图像传感器中白光像素容易饱和，使电子溢出到相邻的光电二极管中，从而造成图像质量下降的缺陷，提供一种新的图像传感器结构及其制作方法，提高图像传感器在暗光下的成像质量以及成像灵敏度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种图像传感器，包括：形成有光电二极管的半导体基板，所述半导体基板包含不同的像素区域，所述像素区域包括白色像素区域以及红色像素区域、绿色像素区域和蓝色像素区域中的至少一个；位于所述半导体基板上的绝缘结构；位于所述绝缘结构上部分覆盖所述绝缘结构的遮光膜；位于绝缘结构上对应不同像素的滤色层，所述滤色层包括白色滤色层，所述遮光膜隔离所述滤色层；位于所述白色滤色层上方并部分遮挡所述白色滤色层的有机光电二极管；位于滤色层上方的微透镜。

本发明还提供一种图像传感器的制作方法，包括：提供形成有光电二极管的半导体基板，所述半导体基板包含不同的像素区域，所述像素区域包括白色像素区域以及红色像素区域、绿色像素区域和蓝色像素区域中的至少一个；在所述半导体基板上形成绝缘结构；在所述绝缘结构上形成部分覆盖所述绝缘结构的遮光膜；在绝缘结构上形成对应不同像素的滤色层，所述滤色层包括白色滤色层，所述绝缘结构隔离所述不同像素的滤色层；在所述白色滤色层上方形成部分遮挡所述白色滤色层的有机光电二极管；在各像素区域对应位置的滤色层上方形成微透镜。

可选的，所述图像传感器的制作方法以及图像传感器中所述遮光膜为具有遮光效果的金属材料，更进一步，所述遮光膜材料为钨、铝或铜。

可选的，所述绝缘结构为多层介质层形成的堆栈结构，更进一步，所述的绝缘结构包含高介电常数材料层，抗反射层以及粘附介质层中的一种以上。

与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：