[发明专利]单片集成的具有双焦微透镜阵列的CMOS图像传感器

权利要求书

1.单片集成的具有双焦微透镜阵列的CMOS图像传感器，包括：

标准CMOS逻辑电路，其集成了硅pin光电二极管；

微透镜阵列，集成在CMOS电路有源区域对应的光吸收表面；

氮化硅层，覆盖微透镜阵列；

滤色镜，设置于氮化硅层上面；

其特征在于，所述微透镜阵列是双焦微透镜阵列，与CMOS电路单片集成。

2.根据权利要求1所述的单片集成的具有双焦微透镜阵列的CMOS图像传感器，其特征在于，所述的标准CMOS逻辑电路还包括硅衬底、顶层金属、氧化硅覆盖层。

3.根据权利要求2所述的单片集成的具有双焦微透镜阵列的CMOS图像传感器，其特征在于，所述的氧化硅覆盖层是高密度等离子体淀积而成。

4.根据权利要求1所述的单片集成的具有双焦微透镜阵列的CMOS图像传感器，其特征在于，所述的双焦微透镜阵列是无机双焦微透镜阵列。

5.根据权利要求4所述的单片集成的具有双焦微透镜阵列的CMOS图像传感器，其特征在于，所述的无机双焦微透镜阵列是硅氧化物双焦微透镜阵列。

6.根据权利要求1所述的单片集成的具有双焦微透镜阵列的CMOS图像传感器，其特征在于，所述的双焦微透镜阵列，包括：

第一硅氧化物透镜，其具有第一曲率半径；

第二硅氧化物透镜，其具有第二曲率半径。

7.根据权利要求1所述的双焦微透镜阵列的制作方法，包括如下步骤：

形成硅氧化物层或富含硅的氧化物层，其折射率为1.44～2.0；

涂敷光刻胶层，光刻、显影形成光刻胶图案；

光刻胶回流成型；

进行两步反应离子束刻蚀，形成双焦硅氧化物微透镜。

8.根据权利要求7所述的单片集成的具有双焦微透镜阵列的CMOS图像传感器，其特征在于，所述的硅氧化物是富硅氧化物。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的硅氧化物也可以是富硅氮氧化物。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的光刻胶为正型光刻胶。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的硅氧化物采用等离子增强化学气相淀积形成。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的光刻胶的回流温度为高于其玻璃转化温度10～50℃。

13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的光刻胶的回流温度为150～180℃。

14.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的光刻胶的回流时间为5～20min。

15.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的成型光刻胶球的大小与其像素大小对应。

16.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的反应离子束刻蚀是含有氩离子的反应离子束刻蚀。

17.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的反应离子束刻蚀采用刻蚀射频功率为500～800W，硅片衬底偏置射频功率为500～800W，入射角为0～60°。

18.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的反应离子束刻蚀采用反应气体及流量为：氩气：300～700sccm；氧气：10～100sccm；四氟化碳：10～100sccm；三氟甲烷：5～50sccm；反应腔体的压力为100～500m torr。

19.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的反应离子束刻蚀，在光刻胶刻蚀掉一半时，通过改变射频功率及/或反应气体的流量及/或反应腔体的压力，和入射角保持不变，直到光刻胶刻蚀完毕，形成双焦微透镜阵列。

20.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的反应离子束刻蚀，硅片衬底固定在反应腔体内的静电吸盘上。

21.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的硅片衬底在反应离子束刻蚀过程中需要冷却至温度小于150℃。