[发明专利]图像传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像传感器及其制造方法，其可通过形成具有无间隙形状的微透镜阵列来提高聚光率。

背景技术

CMOS图像传感器在一个单位像素中可包括光电二极管和MOS晶体管，用以依次检测每个单位像素的电信号，从而实现图像。

在CMOS图像传感器的制造工艺中，形成微透镜的方法可由下列步骤构成，即图案化用于微透镜的有机光致抗蚀剂，并随后回流该有机光致抗蚀剂。当图案化有机光致抗蚀剂时，优选地通过保持预定间隔来形成无间隙的微透镜。然而，当使用有机光致抗蚀剂时，在回流工艺中可在相邻微透镜连接的地方发生桥连现象(bridge phenomenon)。

发明内容

本发明的实施例涉及图像传感器及其制造方法，其可通过形成具有无间隙形状的微透镜阵列来提高聚光率。

本发明的实施例涉及一种图像传感器，其可包括下列组件中至少一个：半导体衬底；形成在该半导体衬底上方的层间介电层；形成在该层间介电层上方的滤色镜层；形成在该滤色镜层上方的平坦化层；以及形成在该平坦化层上方具有多层结构和无间隙的连续形状的微透镜阵列。

本发明的实施例涉及一种图像传感器的制造方法，其可包括下列步骤中至少一个：在成形的半导体衬底上方形成层间介电层；在该层间介电层上方依次形成滤色镜层和平坦化层；在该平坦化层上方形成相隔开的多个籽晶微透镜；以及通过在所述多个籽晶微透镜阵列上方和在相邻的籽晶微透镜之间的空间中形成第二介电层，形成具有无间隙的连续形状的微透镜阵列。

本发明的实施例涉及一种图像传感器的制造方法，其可包括下列步骤中至少一个：在半导体衬底上方形成具有焊盘区的层间介电层，该焊盘区包括金属焊盘；在该层间介电层上方形成滤色镜层；在该滤色镜层上方形成平坦化层；在该平坦化层上方形成具有多层结构的微透镜阵列，其中该微透镜阵列具有无间隙的连续形状；以及然后暴露该金属焊盘。

附图说明

示例图1至图5示出根据本发明实施例的图像传感器的制造方法。

具体实施方式

如示例图1至图5所示，根据本发明实施例的图像传感器包括形成在半导体衬底10上和/或上方的层间介电层11，其中半导体衬底10具有包括光电二极管的光电传感器。层间介电层11可包括通过其延伸的金属线，即焊盘60，该金属线具有用于与外部进行电连接的终端(final)金属线。

可在焊盘60上和/或上方形成用于保护器件的钝化层20。钝化层20可形成为多层叠置结构，并由氧化硅膜、氮化硅膜和氮氧化硅膜中的至少一个构成。例如，钝化层20可由包括诸如TEOS膜的下膜21和诸如氮化物膜的上膜22的多层叠置结构构成，其中下膜21的厚度约在1000至5000之间，上膜22的厚度约在1000至10000之间。

可在钝化层20上和/或上方形成滤色镜30，然后可在滤色镜30上和/或上方形成用于补足滤色镜30的台阶的平坦化层40。

然后可在平坦化层40上和/或上方形成籽晶微透镜阵列51，籽晶微透镜阵列51具有以半球形状或穹顶(dome)形状形成的多个籽晶微透镜。在微透镜阵列51中，各籽晶微透镜可形成为与相邻的籽晶微透镜相隔开或相接触。籽晶微透镜阵列51可通过沉积第一介电层50形成，并由氧化物膜、氮化物膜和氮氧化物膜中的至少一个构成。例如，籽晶微透镜阵列51可由厚度约为2000至6000的氧化物膜构成。

然后可在籽晶微透镜阵列51上和/或上方形成第二介电层53。第二介电层53可形成为多层叠置结构，并由氧化物膜、氮化物膜和氮氧化物膜中的至少一个构成。例如，第二介电层53可由厚度约为500至20000的氧化物膜构成。

然后可利用籽晶微透镜阵列51和第二介电层53形成零间隙的微透镜阵列55。可将微透镜阵列55形成为包括籽晶微透镜阵列51和第二介电层53，以使其具有连续的凹凸形状。可利用籽晶微透镜阵列51和第二介电层53形成具有无间隙形状的微透镜阵列55，以使微透镜阵列55的间隙降至零间隙水平，从而能够通过降低微透镜阵列55上入射光的损失改善图像传感器的聚光率。

微透镜阵列55可形成为在所有方向上具有相同焦距的连续凹凸形状，从而能够改善图像传感器的质量。

在形成微透镜阵列55之后，接着可蚀刻焊盘60上和/或上方的钝化层20、第一介电层50和第二介电层53，以产生孔61，该孔61用于暴露构成焊盘60的顶表面的一部分。