CMOS图像传感器的制造工艺

根据图像传感器的应用和制造工艺，图像传感器可分为CCD图像传感器和CMOS图像传感器。 特别是CMOS图像传感器（CIS）不仅被搭载于数码相机，还被广泛应用于智能手机、平板电脑、CCTV、汽车黑匣子、无人驾驶车辆传感器、虚拟现实（VR）、医疗设备、无人机等各种新兴市场领域。

基于CMOS的图像传感器的工作过程如下： 当可见光波长范围（400-700纳米）的光能聚集在硅衬底的光电二极管（PD）时，硅表面接收光能形成电子-空穴对（electron-hole pair）。 在此过程中产生的电子通过浮动扩散（FD）转换成电压，然后再通过interwetten与威廉的赔率体系 到数字转换器（ADC）转换为数字数据。 为了制造出使这一系列流程成为可能的CIS产品，需要采用CIS特有的、有别于半导体存储器的关键制造工艺威廉希尔官方网站 。此类工艺威廉希尔官方网站 可分为以下五大类：

1.深层光电二极管成型工艺威廉希尔官方网站

在相同的芯片尺寸上要增加像素数量，就需要不可避免地缩小单一像素的尺寸。深层光电二极管的形成是防止图像质量下降的关键威廉希尔官方网站 。为了在更小的像素中确保足够的满阱容量（full well capacity, FWC），与半导体存储器相比，CIS需要采用难度更高的图像形成威廉希尔官方网站 。尤其需要确保高纵横比（>15:1）植入掩码（implant MASK）工艺威廉希尔官方网站 ，以阻止高能量离子的植入；事实上，目前纵横比在业内有逐步提高的趋势。

2.像素间隔离处理威廉希尔官方网站

3.彩色滤波阵列（CFA）处理威廉希尔官方网站

彩色滤波阵列是有别于半导体存储器制造工艺的CIS独有的工艺 。CFA工艺一般由彩色滤波器（CF）和微透镜（ML）组成，前者可将入射光过滤成红、绿、蓝各波长范围，后者可提高光凝聚效率。为了获得优良的图像品质，开发和评估R/G/B彩色素材并开发相关威廉希尔官方网站 以优化形状、厚度等工艺条件非常重要。

4.晶圆堆叠工艺

晶圆堆叠是指将两个晶圆连接在一起。这是制作高像素、高清晰度的CIS产品的必备威廉希尔官方网站 。对于高像素CIS产品，像素阵列和逻辑电路分别在个别晶圆上形成。这些晶圆在工艺期间被连接在一起，而这一过程被称为“晶圆粘结（wafer bonding）”。像素阵列和逻辑电路的分离意味着制造成本的增加，但同时也意味着可以在同等晶圆面积上生产更多芯片；不仅如此，这还有助于提高产品的性能。因此，这是目前大多数CIS芯片厂商所采用的威廉希尔官方网站 。晶圆堆叠威廉希尔官方网站 正以各种形式不断发展。近年来，晶圆堆叠威廉希尔官方网站 也被应用于半导体存储器领域，促进了产品性能的提升。

5.有助于提高CIS良品率和产品质量的控制威廉希尔官方网站

控制金属污染是CIS产品开发和量产过程中最基本的前提条件之一。由于CIS产品对污染的敏感度是存储器产品的数倍，且污染会直接影响CIS产品的良品率和质量，因此CIS的生产必须采用各种污染控制威廉希尔官方网站 。另一个重要因素是等离子体损伤控制。由于图像属性的损坏（如热像素）是在工艺过程中造成的损伤而发生的，因此有必要对关键工艺进行精确管理。

来源：睐芯科技LightSense

审核编辑：汤梓红