[发明专利]图像传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像传感器及其制造方法。

背景技术

通常，图像传感器是一种将光学图像转换为电信号的半导体器件，并且图像传感器主要分为电荷耦合器件(CCD)图像传感器或互补式金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。

典型地，CMOS图像传感器在每个单位像素内包含光电二极管和MOS晶体管，并以开关模式依次检测每个单位像素的电信号来生成图像。

CMOS图像传感器包含多个用于检测光线的像素。像素通常包含：光电二极管；多个用于驱动光电二极管的晶体管；覆盖光电二极管的层间介电层；对应于该光电二极管在层间介电层上设置的滤色镜；在滤色镜上设置的平坦化层(planar layer)；以及在该滤色镜上的平坦化层上设置的微透镜。

CMOS图像传感器的像素设置于有源区内，以及光阻挡区(light blockingregion)通常形成于有源区的周围。在光阻挡区中，滤色镜通常彼此重叠来阻挡入射光。

由于平坦化层覆盖了彼此重叠的滤色镜，所以平坦化层通常会非常厚，因此降低了至光电二极管的入射光。

发明内容

本发明实施例提供一种图像传感器及其制造方法，其可以降低至光电二极管的入射光损耗。

根据本发明实施例，提供一种图像传感器，其包含设置在有源区中的多个像素和设置在外围区中的多个虚设像素。层间介电层覆盖该有源区和外围区，并且在有源区中具有第一厚度以及在外围区中具有第二厚度，其中该第一厚度大于该第二厚度。在有源区中设置滤色镜，以及在外围区中设置光阻挡部。在该滤色镜与该光阻挡部之间基本上不存在高度差。平坦化层设置在该滤色镜和该光阻挡部上且可以很薄。

根据本发明实施例，提供一种图像传感器的制造方法，包含下列步骤：在有源区中形成像素以及在外围区中形成虚设像素。形成在该有源区中具有第一厚度以及在该外围区中具有第二厚度的层间介电层，以使该第一厚度大于该第二厚度。在该外围区中形成光阻挡部，以及在该有源区中形成滤色镜。在该滤色镜与该光阻挡部之间基本上不存在高度差(即不存在台阶)。在该滤色镜和该光阻挡部上形成平坦化层，且该平坦化层可以很薄。

附图说明

图1为示出根据本发明实施例的图像传感器的平面图。

图2为根据本发明实施例的可设置在图像传感器的有源区中的像素的示意图。

图3为示出图2中的像素的布局视图。

图4为根据本发明实施例沿图1的I-I’线的横截面图。

图5为根据本发明另一实施例的横截面图。

图6为示出设置在图4的图像传感器上的微透镜的横截面图。

图7至图12示出根据本发明实施例的图像传感器的制造方法的横截面图。

具体实施方式

在这里，当提及层、区域、图案或结构时所使用的术语“上”或“上方”，应理解为这些层、区域、图案或结构可以直接位于另一层或结构上，或者也可以存在插入的层、区域、图案或结构。当提及层、区域、图案或结构时所使用的术语“下”或“下方”，应理解为这些层、区域、图案或结构可以直接位于另一层或结构下，或者也可以存在插入的层、区域、图案或结构。

请参见图1，根据实施例，图像传感器100包括有源区AR和外围区PR。

在图像传感器100的有源区AR中的衬底上设置多个像素。每个像素P用于检测及输出入射的外部光。

请参见图2和图3，每个像素P包括用于检测外部光的光电二极管PD以及多个晶体管，所述晶体管控制存储于光电二极管PD中的电荷的传输和/或输出。在实施例中，图像传感器100的像素P包含4个晶体管。

像素P可以包含用于感测光的光电二极管PD、转移晶体管Tx，复位晶体管Rx、选择晶体管Sx、以及存取晶体管Ax。

光电二极管PD可与转移晶体管Tx相连接，而转移晶体管Tx可与复位晶体管Rx串连。转移晶体管Tx的源极可与光电二极管PD相连接，以及转移晶体管Tx的漏极可与复位晶体管Rx的源极相连接。可以对复位晶体管Rx的漏极施加电源供应电压VDD。

转移晶体管Tx的漏极可以作为浮置扩散区域FD。浮置扩散区域FD可以和存取晶体管Ax的栅极相连接。选择晶体管Sx可以和存取晶体管Ax串连，以使存取晶体管Ax的源极可以和选择晶体管Sx的漏极相连接。可以对存取晶体管Ax的漏极以及复位晶体管Rx的漏极均施加电源供应电压VDD。选择晶体管Sx的源极可以相当于输出端，以及可以对选择晶体管Sx的栅极施加选择信号。