锗硅基CMOS图像传感器及其制造方法与流程

本发明涉及图像传感器，特别涉及一种锗硅基cmos图像传感器及其制造方法。

背景技术：

1、随着对超高分辨率图像传感器(cis)需求不断提高，图像传感器的像素尺寸变得越来越小，目前最小像素尺寸已达0.6μm左右。对入射光高的探测效率是保证cis成像性能的关键，像素尺寸的减小不断降低对短波近红外光(sw-nir,波长范围700nm～1100nm)的探测效率，这会严重的降低图像的质量，导致成像色彩失真。由于硅对短波近红外光(sw-nir,波长范围700～1100nm)吸收长度为5μm～2800μm，常规硅基cis波长大于700nm的近红外光已不能有效探测(探测效率低于一个吸收长度：63％)，严重制约小像素cis进一步发展。因此，如何保证小像素cis对近红外光的探测效率成为制约小像素cis进一步发展的关键。

2、需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种锗硅基cmos图像传感器及其制造方法，以解决短波近红外波段光的探测效率低的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种锗硅基cmos图像传感器，包括：

3、多个光电二极管，被布置在衬底中，用于接收自所述衬底背侧的反射光，所述衬底具有相对的正侧和背侧；

4、第一彩色滤波器，设置在部分的光电二极管的背面，用于将反射光将红光传递至所述部分的光电二极管中，所述部分的光电二极管的正面设置有吸收材料层，用于吸收传递的红光。

5、优选地，所述衬底的背侧设置有金属栅格，所述第一彩色滤波器至少部分地嵌入所述金属栅格中。

6、优选地，相邻两个光电二极管之间通过隔离结构间隔。

7、优选地，所述第一彩色滤波器背离所述部分的光电二极管的一侧布置有透镜。

8、优选地，所述吸收材料层的材质为锗。

9、本公开还提供一种锗硅基cmos图像传感器的制造方法，包括以下步骤：

10、提供衬底，在所述衬底中形成多个光电二极管，用于接收自所述衬底背侧的反射光，所述衬底具有相对的正侧和背侧；

11、在部分的光电二极管的背面形成第一彩色滤波器，用于将反射光将红光传递至所述部分的光电二极管中；

12、在所述部分的光电二极管的正面刻蚀形成凹槽，并在所述凹槽中填充介质形成吸收材料层，用于吸收传递的红光。

13、优选地，在形成所述光电二极管后，还在所述衬底的表面形成金属层，并刻蚀形成金属栅格，将所述第一彩色滤波器至少部分地嵌入所述金属栅格中。

14、优选地，还在形成所述光电二极管后，在相邻两个所述光电二极管之间形成隔离结构。

15、优选地，所述第一彩色滤波器背离所述部分的光电二极管的一侧布置有透镜。

16、优选地，所述吸收材料层的材质为锗。

17、在本发明提供的锗硅基cmos图像传感器，通过在硅基cis红光探测区域对应像元下的sw-nir探测区域设置吸收材料层进而增加对sw-nir的探测，保证对短波近红外光(波长范围700nm～1100nm)的有效吸收。

18、本发明提供的锗硅基cmos图像传感器的制造方法与本发明提供的锗硅基cmos图像传感器属于同一发明构思，因此，本发明提供的锗硅基cmos图像传感器的制造方法至少具有本发明提供的锗硅基cmos图像传感器的所有优点，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种锗硅基cmos图像传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的锗硅基cmos图像传感器，其特征在于，所述衬底的背侧设置有金属栅格，所述第一彩色滤波器至少部分地嵌入所述金属栅格中。

3.根据权利要求1所述的锗硅基cmos图像传感器，其特征在于，相邻两个光电二极管之间通过隔离结构间隔。

4.根据权利要求1所述的锗硅基cmos图像传感器，其特征在于，所述第一彩色滤波器背离所述部分的光电二极管的一侧布置有透镜。

5.根据权利要求1所述的锗硅基cmos图像传感器，其特征在于，所述吸收材料层的材质为锗。

6.一种锗硅基cmos图像传感器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的锗硅基cmos图像传感器的制造方法，其特征在于，在形成所述光电二极管后，还在所述衬底的表面形成金属层，并刻蚀形成金属栅格，将所述第一彩色滤波器至少部分地嵌入所述金属栅格中。

8.根据权利要求6所述的锗硅基cmos图像传感器的制造方法，其特征在于，还在形成所述光电二极管后，在相邻两个所述光电二极管之间形成隔离结构。

9.根据权利要求6所述的锗硅基cmos图像传感器的制造方法，其特征在于，所述第一彩色滤波器背离所述部分的光电二极管的一侧布置有透镜。

10.根据权利要求6所述的锗硅基cmos图像传感器的制造方法，其特征在于，所述吸收材料层的材质为锗。

技术总结本发明公开了一种锗硅基CMOS图像传感器及其制造方法，属于图像传感器技术领域，该锗硅基CMOS图像传感器，包括多个光电二极管，被布置在衬底中，用于接收自所述衬底背侧的反射光，所述衬底具有相对的正侧和背侧；第一彩色滤波器，设置在部分的光电二极管的背面，用于将反射光将红光传递至所述部分的光电二极管中，所述部分的光电二极管的正面设置有吸收材料层，用于吸收传递的红光。通过在硅基CIS红光探测区域对应像元下的SW‑NIR探测区域设置吸收材料层进而增加对SW‑NIR的探测，保证对短波近红外光的有效吸收。技术研发人员：陈辉,秋沉沉,钱俊,孙昌受保护的技术使用者：上海华力微电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25