[发明专利]具有集成薄膜红外滤光器的图像传感器

说明书

本分案申请是基于申请号为200310104367.X，申请日为2003年10月24日，发明名称为“具有集成薄膜红外滤光器的图像传感器”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及到图像传感器，更确切地说是加有薄膜红外滤光器的图像传感器。

背景技术

图像传感器是可用于产生静像或视频图像的电子集成电路。固态图像传感器可为电荷耦合器件(CCD)型，也可为互补金属-氧化物-半导体(CMOS)型。无论在哪种图像传感器中，都是将收集光的像素做在衬底中并排列成二维阵列。现代的图像传感器典型地含有数百万像素以提供高分辨的图像。图像传感器的重要部分是在像素上制作的滤色器和微透镜结构。顾名思义，滤色器的工作是与信号处理相结合来提供彩色的图像。微透镜用于将入射光聚焦至像素上，因而改善每个像素的填充因子(fill factor)。

红外(IR)滤光器典型地与图像传感器结合起来使用。红外滤光器防止或限制红外线入射至图像传感器上。许多现有的硅基像素都对红外波段的光有响应。因此，如果红外线射到像素上，像素将产生输出信号。这在大多数图像传感器的应用中都是不希望有的，因为这些图像传感器被设计成提供人眼可见光的图像。

一种解决这个问题的现有技术的通用方法，是在图像传感器前和/或图像传感器透镜之前，提供分立的红外滤光元件。红外滤光器可有各种形式，但可采取镀敷玻璃滤光器的形式。然而，这就增大了整个照相机的成本。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种图像传感器，包括：制作在半导体衬底中的多个像素，每个像素包含光敏元件；制作在所述多个像素上的多层叠层，所述多层叠层适于滤除红外波段的入射光；制作在所述多层叠层和所述光敏元件上的多个微透镜。

根据本发明的另一方面，提供一种图像传感器的像素，包括：制作在半导体衬底中的光敏元件；制作在光敏元件上的多层叠层，所述多层叠层适于滤除红外波段的入射光；制作在所述多层叠层和光敏元件上的微透镜。

附图说明

图1为现有技术图像传感器的部分剖面图。

图2为图像传感器的俯视图，表示像素排列成二维阵列，且其上制作有微透镜。

图3为半导体衬底的剖面图，说明按照本发明的一种实施方式来制作图像传感器。

具体实施方式

本发明涉及到一种具有集成红外滤光器的图像传感器。在下面的描述中，提供了许多具体细节，以彻底了解本发明的实施方式。然而，相关技术领域的熟练人员将会认识到，缺少一个或多个具体细节，或是用其他方法、元件等也可实现本发明。此外，没有详细示出或描述熟知的结构或操作以免模糊了本发明不同实施方式的各个方面。

纵观本说明书，所谓“一种实施方式”或“某种实施方式”意味着，结合此实施方式所描述的特征、结构或特性至少包含在本发明的一种实施方式中。因此，在此说明书中各处出现的词语“在一种实施方式中”或“在某种实施方式中”，不必都认为是同一实施方式。而且，此特征、结构或特性可由任何适当的方式结合在一个或多个实施方式中。

图1表示现有技术图像传感器101的简化剖面图，图像传感器101上制作有微透镜。如图1所示，图像传感器含有制作在衬底中的多个像素，像素具有光探测元件103。光探测元件103可为几种类型之一，如光二极管、光闸(photogate)或其他固态光敏元件。在每个像素上形成的是微透镜105。微透镜105将入射光聚焦至光探测元件103上。微透镜通常是在平整层上旋转涂敷微透镜材料层而成。然后腐蚀微透镜材料层而形成与每个像素对中的柱状或其他形状的区域。对微透镜材料加热使之回流来形成凸面的半球形微透镜。而且，在光探测元件103和微透镜105之间由参考数字107所代表的区域中，还有各种中间层，典型地可包括滤色层109及各种金属导线层。应可理解，图1所示的结构只是图像传感器结构的一个实例，本发明可适用于任何数目的变种。例如，微透镜可实质上为凹镜，如我的共同未决申请所公开的那样。作为选择，滤色器109也可制作在微透镜105上面。

图2表示图像传感器201的俯视图。图像传感器201含有多个像素203，典型地排列成二维阵列。在图2所示的实例中，此图像传感器表示为像素203的3×3阵列，然而可理解，实际的图像传感器201会有许许多多的像素，可设想排列成数千行和/或数千列。而且，虽然图2表示的是像素行和列的规则排列，像素也可排列为任何类型的有序排列。例如，交替列的像素在横向上可以稍有偏移而成棋盘格式的交错排列。