[发明专利]图像传感器及其形成方法

说明书

本发明提供了一种图像传感器及其形成方法，在本发明提供的图像传感器及其形成方法中，每个光电二极管的下方形成有与待吸收光电子的颜色相同的有机光电薄膜，每个光电二极管的周围空白区域的上方形成有与相邻光电二极管待吸收光电子的颜色相同的有机光电薄膜，其中，在光电二极管下方形成的有机光电薄膜可以吸收损失掉的光电子，在所述光电二极管周围空白区域上方形成的有机光电薄膜可以吸收串扰的光电子，故可达到增加图像传感器量子转换效率的目的。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别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。在种类繁多的图像传感器中，互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS)图像传感器因其体积小、功耗低、价格低廉的优点而得到广泛应用。

但是，在实际应用中，光线在到达CMOS图像传感器的感光二极管(也可称为光电二极管)后，还存在着少量的光子(如波长较长的红光)会穿透感光二极管并进入到感光二极管以下的结构(例如金属层连线)中，这些少量光子的存在导致现有CMOS图像传感器无法完全吸收所有的进光量，影响器件的量子转换效率。

同时，光线在到达感光二极管后，会有少量的光子通过折射进入到邻近的感光二极管，导致光电子被损失掉，从而最终会导致量子转换效率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图像传感器及其形成方法，以解决现有图像传感器量子转换效率不高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种图像传感器，包括：

半导体衬底；

形成于所述半导体衬底中的像素阵列，所述像素阵列包括多个像素，每个所述像素包括第一光电二极管、第二光电二极管以及第三光电二极管，其中所述第一光电二极管用以吸收一类颜色光电子，所述第二光电二极管用以吸收二类颜色光电子，所述第三光电二极管用以吸收三类颜色光电子；

形成于所述半导体衬底的底面上的第一一类颜色有机光电薄膜、第一二类颜色有机光电薄膜及第一三类颜色有机光电薄膜，其中，所述第一一类颜色有机光电薄膜至少部分与所述第一光电二极管重叠，所述第一二类颜色有机光电薄膜至少部分与所述第二光电二极管重叠，所述第一三类颜色有机光电薄膜至少部分与所述第三光电二极管重叠；

形成于所述半导体衬底的顶面上的第二一类颜色有机光电薄膜、第二二类颜色有机光电薄膜以及第二三类颜色有机光电薄膜，其中，所述第二二类颜色有机光电薄膜和/或所述第二三类颜色有机光电薄膜围绕所述第一光电二极管，所述第二一类颜色有机光电薄膜和/或所述第二三类颜色有机光电薄膜围绕所述第二光电二极管，所述第二一类颜色有机光电薄膜和/或所述第二二类颜色有机光电薄膜围绕所述第三光电二极管。

可选的，在所述的图像传感器中，所述图像传感器还包括第一介质层，所述第一介质层形成在所述半导体衬底的底面上，所述第一一类颜色有机光电薄膜、第一二类颜色有机光电薄膜及第一三类颜色有机光电薄膜位于所述第一介质层中。

可选的，在所述的图像传感器中，所述图像传感器还包括第二介质层，所述第二介质层形成在所述半导体衬底的顶面上，所述第二一类颜色有机光电薄膜、第二二类颜色有机光电薄膜及第二三类颜色有机光电薄膜位于所述第二介质层中。

可选的，在所述的图像传感器中，所述图像传感器还包括位于所述半导体衬底顶面上的一类颜色滤光片、二类颜色滤光片以及三类颜色滤光片，所述一类颜色滤光片对准所述第一光电二极管，所述二类颜色滤光片对准所述第二光电二极管，所述三类颜色滤光片对准所述第三光电二极管。

可选的，在所述的图像传感器中，所述图像传感器还包括多个微透镜，所述微透镜与所述一类颜色滤光片、所述二类颜色滤光片或所述三类颜色滤光片一一对应设置。