[发明专利]一种CMOS图像传感器及其制作方法

说明书

本发明提供一种CMOS图像传感器及其制作方法，该方法形成金属滤光层，并形成多个在垂直方向上贯穿金属滤光层的滤光孔，然后形成隔离介质层于滤光孔的侧壁，并形成底部透明电极‑感光层‑顶部透明电极三明治结构于滤光孔中。本发明采用带有滤光孔的金属滤光层选择性透过相应波长的光，并采用感光层对通过滤光孔的光波进行感光以产生光电信号，最终通过读出电路读出。其中，感光层可包括有机感光材料，例如富勒烯衍生物，其感光范围的调节自由度较高，由于金属滤光层很薄，同时富勒烯感光层在很薄的厚度下就有不错的感光特性，因此本发明的CMOS图像传感器的像素密度与可见光的分辨率均可以做到极高，且无需采用有机物彩色滤光板，可进一步提高像素密度。

技术领域

本发明属于光学技术领域，涉及一种CMOS图像传感器及其制作方法。

背景技术

传统的基于拜尔滤色镜(Bayer filters)的彩色CMOS图像传感器(CIS)，其色彩不同的感光单元顶部具有不同的滤光板，其感光单元为光电二极管。随着人们对成像分辨率要求的不断提高，CIS中感光二极管的面积越做越小。然而感光二极管的感光灵敏度以及满阱容量随着其面积越小而变差，因此像素(pixel)尺寸的缩小受到了限制；同时感光单元顶部的滤光板也进一步限制了像素尺寸的缩小。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种CMOS图像传感器及其制作方法，用于解决传统光电二极管尺寸难以进一步缩小的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种CMOS图像传感器的制作方法，包括以下步骤：

形成金属滤光层；

形成多个滤光孔于所述金属滤光层中，所述滤光孔在垂直方向上贯穿所述金属滤光层；

形成隔离介质层于所述滤光孔的侧壁；

依次形成底部透明电极、感光层及顶部透明电极于所述滤光孔中。

可选地，多个所述滤光孔呈周期性排列。

可选地，多个所述滤光孔包括多个第一滤光孔、多个第二滤光孔及多个第三滤光孔，所述第一滤光孔、所述第二滤光孔及所述第三滤光孔的孔径互不相同。

可选地，所述第一滤光孔用于透过红光，所述第二滤光孔用于透过绿光，所述第三滤光孔用于透过蓝光。

可选地，多个所述滤光孔呈拜耳阵列排布或蜂窝阵列排布。

可选地，所述感光层包括有机感光材料。

可选地，所述有机感光材料包括富勒烯衍生物。

可选地，所述感光层的厚度范围是50-100nm，所述金属滤光层的厚度范围是70-120nm。

可选地，还包括提供一衬底，并形成读出电路及互连层的步骤，所述读出电路位于所述衬底中，所述互连层位于所述衬底与所述金属滤光层之间以电连接所述读出电路及所述底部透明电极。

本发明还提供一种CMOS图像传感器，包括：

金属滤光层；

多个滤光孔，位于所述金属滤光层中，并在垂直方向上贯穿所述金属滤光层；

隔离介质层，位于所述滤光孔的侧壁；

三明治结构，位于所述滤光孔中，并自下而上依次包括底部透明电极、感光层及顶部透明电极。

可选地，多个所述滤光孔呈周期性排列。

可选地，多个所述滤光孔包括多个第一滤光孔、多个第二滤光孔及多个第三滤光孔，所述第一滤光孔、所述第二滤光孔及所述第三滤光孔的孔径互不相同。