[发明专利]图像传感器及其形成方法、电荷量确定方法

说明书

一种图像传感器及其形成方法、电荷量确定方法，所述图像传感器包括：半导体衬底，所述半导体衬底内具有光电二极管；网格状的格栅结构，位于所述半导体衬底的表面，所述格栅结构具有多个格栅开口；多个滤色镜结构，与所述多个格栅开口一一对应，每个滤色镜结构位于对应的格栅开口内，所述多个滤色镜结构中的第一部分为单光滤色镜，所述多个滤色镜结构中的第二部分为双光堆叠滤色镜结构，且所述滤色镜结构与所述光电二极管一一对应；其中，所述双光堆叠滤色镜结构包含有堆叠的两种颜色的滤色镜，且所述两种颜色的滤色镜对应的光线的波长范围具有重叠。本发明方案可以降低各个光线之间发生光谱串扰的影响，提高成像质量。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种图像传感器及其形成方法、电荷量确定方法。

背景技术

图像传感器是摄像设备的核心部件，通过将光信号转换成电信号实现图像拍摄功能。以互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS Image Sensors，CIS)器件为例，由于其具有低功耗和高信噪比的优点，因此在各种领域内得到了广泛应用。

以后照式(Back-side Illumination，BSI)CIS为例，在现有的制造工艺中，先在半导体衬底内及表面形成逻辑器件、像素器件以及金属互连结构，然后采用承载晶圆与所述半导体衬底的正面键合，进而对半导体衬底的背部进行减薄，进而在半导体衬底的背面形成CIS的后续工艺，例如在所述像素器件的半导体衬底背面形成网格状的格栅(Grid)，在所述格栅之间的网格内形成多种滤色镜(Color Filter)，在滤色镜的表面形成透镜结构等。

进一步地，透镜结构捕捉到入射光之后，经过滤色镜过滤，除去非相关光，形成单色光，入射光子到达半导体衬底被像素器件吸收，产生光生载流子。

其中，滤色镜可以包括红外线滤色镜(Infrared Color Filter)、红光滤色镜(RedColor Filter)、绿光滤色镜(Green Color Filter)、蓝光滤色镜(Blue Color Filter)、紫外线滤色镜(UV Color Filter)等。

然而在现有技术中，滤色镜容易透过其他颜色的光，导致不同的光线之间发生光谱串扰，影响成像质量。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种图像传感器及其形成方法、电荷量确定方法，可以降低各个光线之间发生光谱串扰的影响，提高成像质量。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种所述图像传感器，包括：半导体衬底，所述半导体衬底内具有光电二极管；网格状的格栅结构，位于所述半导体衬底的表面，所述格栅结构具有多个格栅开口；多个滤色镜结构，与所述多个格栅开口一一对应，每个滤色镜结构位于对应的格栅开口内，所述多个滤色镜结构中的第一部分为单光滤色镜，所述多个滤色镜结构中的第二部分为双光堆叠滤色镜结构，且所述滤色镜结构与所述光电二极管一一对应；其中，所述双光堆叠滤色镜结构包含有堆叠的两种颜色的滤色镜，且所述两种颜色的滤色镜对应的光线的波长范围具有重叠。

可选的，所述多个滤色镜结构包含有多个同色滤色镜阵列，每个同色滤色镜阵列中包含有n×n个滤色镜结构；其中，每个同色滤色镜阵列包含有至少一个双光堆叠滤色镜结构，剩余的为颜色相同的单光滤色镜，且所述双光堆叠滤色镜结构的滤色镜的颜色包含所述单光滤色镜的颜色。

可选的，所述滤色镜对应的光线选自：红外线、红光、绿光、蓝光以及紫外线。