[发明专利]图像传感器

说明书

本申请是申请日为2008年3月19日且发明名称为“光掩模以及利用该光掩模制造图像传感器的方法”的中国专利申请200810087507.X的分案申请。 

相关申请 

本发明要求2007年3月19日提交的韩国专利申请10-2007-0026821的优先权，其全部内容通过引用并入本文。 

技术领域

本发明涉及一种图像传感器和制造该图像传感器的方法，且具体涉及一种通过使用互补金属氧化物半导体（CMOS）技术制造的图像传感器（在下文中称作CMOS图像传感器）和用于制造该图像传感器的方法。 

背景技术

CMOS图像传感器包括两个区域，其中一个为具有光电二极管的像素区域，另一个为具有用于处理像素信号的电路的逻辑电路区域。以下将描述该像素区域的衬底结构。在衬底上形成光电二极管，在光电二极管上形成多个绝缘层以便使其间的各层绝缘且使器件钝化。此外，用于吸收色彩的滤色器和用于收集光的微透镜形成在所述多个绝缘层上。 

通常，当入射在像素区域中的光电二极管上的光的量增加时，图像传感器的感光性被改善。因此，为了改善感光性的特征，光电二极管的面积应该大，或应调整焦距以便将最大量的光聚焦在该光电二极管上。此外，应减小从光电二极管到微透镜的距离以便减小入射在光电二极管上的光的损失。 

然而，因为光电二极管的面积随像素数目的增加而减小并且金属互连层由多层形成，所以光电二极管上的绝缘层的厚度增加。 

因此，已使用选择性地蚀刻像素区域中的绝缘层的方法，以便减小从光电二极管到微透镜的距离。即，已使用打开像素区域并覆盖逻辑电路区域的 掩模图案来仅仅蚀刻像素区域中的绝缘层。 

通过减少光电二极管上的不必要的绝缘层而减小从微透镜到光电二极管的距离的方法公开在题为“Image sensor having improved sensitivity and method for making same”的美国专利申请公开2006/0183265中。 

然而，当根据现有技术通过使用选择性蚀刻工艺来选择性蚀刻绝缘层时，在蚀刻工艺之后，在蚀刻界面区域中形成具有约70度的大角度的斜坡，其中术语“蚀刻界面区域”表示像素区域与逻辑电路区域之间的界面区域。 

图1说明展示像素区域与逻辑电路区域之间的界面区域中蚀刻的绝缘层的斜坡的横截面图。光刻胶图案（PR）120打开像素区域而覆盖逻辑电路区域。像素区域中的绝缘层110蚀刻至给定深度。此时，虽然在该界面区域中实施斜坡蚀刻工艺，但界面区域中的斜坡的角度变为约70度。 

就此而言，当斜坡的角度与上文所提情况的斜坡的角度一样大时，形成的后续滤色层具有不良的均匀性。此外，当在滤色处理中在施加用于过滤的光刻胶之后实施曝光和显影工艺时，在曝光工艺期间由于陡峭斜坡区域而常常显著地发生漫反射，这也不利地影响光刻工艺。 

在此期间，可通过使用在蚀刻绝缘层期间产生大量聚合物的干蚀刻条件下实施斜坡蚀刻工艺以减小斜坡的角度。然而，难以获得足以实现后续工艺的平滑进行所需的减小的角度，且所产生的大量聚合物变成不易在后续清洗处理中移除的粒子，从而使得器件特性和工艺良品率可能劣化。 

发明内容

本发明的实施方案涉及提供用于制造图像传感器的方法，该方法可改善随后工艺的裕度（margin），当蚀刻光电二极管上的绝缘层时使像素区域与逻辑电路区域之间的界面区域中的斜坡的角度最小化。 

根据本发明的另一方面，提供用于光刻工艺以实现上述方面的光掩模。 

根据本发明的第一方面，提供一种制造图像传感器的方法。该方法包括：在逻辑电路区域和像素区域中的衬底上形成绝缘层；在绝缘层上形成光刻胶；图案化该光刻胶以形成其中暴露像素区域中的绝缘层而不暴露逻辑电路区域中的绝缘层的光刻胶图案，其中光刻胶图案的厚度在像素区域与逻辑电路区域之间的界面区域中在从逻辑电路区域到像素区域的方向上逐渐减小；和在光刻胶图案的蚀刻速率与绝缘层的蚀刻速率基本相同的条件下在绝缘 层和光刻胶图案上实施回蚀刻工艺。 

根据本发明的第二方面，提供一种用于光刻工艺以选择性地蚀刻图像传感器的像素区域中的绝缘层的光掩模。该光掩模包括：第一区域，在该第一区域中，形成在衬底上的光刻胶被移除，其中第一区域对应于像素区域；第三区域，在该第三区域中，形成在该衬底上的光刻胶保留而未被蚀刻，其中第三区域对应于逻辑电路区域；和具有图案的第二区域，通过该图案，在从第一区域到第三区域的方向上逐渐减小传输至衬底上的光的量，其中第二区域对应于像素区域与该逻辑电路区域之间的界面区域。