[发明专利]CMOS图像传感器结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种新颖的CMOS图像传感器结构，其能够减少或者消除CMOS图像传感器相邻像素之间的光串扰现象。

背景技术

图像传感器属于光电产业里的光电元件类，随着数码技术、半导体制造技术以及网络的迅速发展，目前市场和业界都面临着跨越各平台的视讯、影音、通讯大整合时代的到来，勾划着未来人类日常生活的美景。以其在日常生活中的应用，无疑要属数码相机产品，其发展速度可以用日新月异来形容。短短的几年，数码相机就由几十万像素，发展到400、500万像素甚至更高。其关键零部件—图像传感器产品成为当前以及未来业界关注的对象，吸引着众多厂商投入。以产品类别区分，图像传感器产品主要分为电荷耦合图像传感器（Charge-coupled Device image sensor，简称CCD图像传感器）、互补型金属氧化物图像传感器（Complementary Metal Oxide Semiconductor image sensor，简称CMOS传感器）。

但是，具有并排布置多个像素单元的结构的CMOS图像传感器会出现光串扰问题。具体地说，图像传感器感光时，部分光线会穿过目标光电二极管（PD）上方的介质层（氮化硅或二氧化硅层），进入相邻光电二极管上方的介质层，最终到达相邻光电二极管,从而被相邻光电二极管吸收，造成光学串扰。

光串扰现象越严重，则图像的解析度和精度越差。因此,在像素尺寸不断减小的趋势下,应采取有效措施来降低光串扰的发生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够减少或者消除CMOS图像传感器相邻像素之间的光串扰现象的新颖的CMOS图像传感器结构。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种CMOS图像传感器结构，其特征在于包括：衬底、布置在衬底上的氧化硅层、布置在氧化硅层上的第一氮化硅层、布置在第一氮化硅层上的第二氮化硅层、在第二氮化硅层上邻接布置的多个彩色滤光片、以及分别布置在各个彩色滤光片上的多个微透镜；

而且，在氧化硅层和第一氮化硅层中，在与邻接布置的任意两个彩色滤光片的邻接位置相对应的位置处以及邻接布置的多个彩色滤光片的最外侧彩色滤光片的外边缘处，形成有空隙。

优选地，在第二氮化硅层上邻接布置作为绿色滤光片的第一彩色滤光片、作为红色滤光片的第二彩色滤光片、以及作为蓝色滤光片的第三彩色滤光片。

优选地，在第二氮化硅层上邻接布置作为绿色滤光片的第一彩色滤光片、作为蓝色滤光片的第二彩色滤光片、以及作为红色滤光片的第三彩色滤光片。

优选地，在第二氮化硅层上邻接布置作为红色滤光片的第一彩色滤光片、作为绿色滤光片的第二彩色滤光片、以及作为蓝色滤光片的第三彩色滤光片。

优选地，在第二氮化硅层上邻接布置作为蓝色滤光片的第一彩色滤光片、作为红色滤光片的第二彩色滤光片、以及作为绿色滤光片的第三彩色滤光片。

优选地，在第二氮化硅层上邻接布置作为蓝色滤光片的第一彩色滤光片、作为绿色滤光片的第二彩色滤光片、以及作为红色滤光片的第三彩色滤光片。

优选地，在作为绿色滤光片的第一彩色滤光片、作为红色滤光片的第二彩色滤光片、以及作为蓝色滤光片的第三彩色滤光片上分别布置第一微透镜、第二微透镜和第三微透镜。

优选地，在衬底中，在与邻接布置的任意两个彩色滤光片的邻接位置相对应的位置处以及邻接布置的多个彩色滤光片的最外侧彩色滤光片的外边缘处，形成有浅沟槽隔离区。

优选地，衬底中的相邻浅沟槽隔离区之间形成有光电二极管。

优选地，在各个彩色滤光片下方的氧化硅层中分别形成有与各个彩色滤光片相对应的金属体和半导体器件。

在根据本发明CMOS图像传感器结构中，由于在氧化硅层和第一氮化硅层中，在相邻光电二极管间形成空隙，当入射光线在目标光电二极管上方的介质层中经过一段距离后，到达介质层与空隙的界面，由于空隙中空气（光疏介质）的折射率小于介质层（光密介质）的折射率，使部分光线被反射回氮化硅或二氧化硅层中，增加了界面处入射光的反射率，减少光学串扰现象。当入射角θ（入射角θ指的是空隙和介质界面处的入射角）足够大时，到达界面的光线能完全被反射回目标像素中，从而消除光学串扰。由此，本发明上述优选实施例提供了一种能够减少或者消除CMOS图像传感器相邻像素之间的光串扰现象的新颖的CMOS图像传感器结构。

附图说明