[发明专利]一种形成光学分光透镜的结构和方法

说明书

本发明提供了一种光学分光透镜的结构，通过改变透镜材料层的材质及透镜的形状，可以得到不同光波范围的分光特性，满足从紫外光到红外光的需求。本发明还提供了一种形成光学分光透镜的方法，通过在衬底中利用晶向刻蚀形成不同的透镜形状的凹陷，再在凹陷中淀积透镜材料形成透镜，可便捷地形成各种光学分光透镜，并且可以与现有集成电路制造工艺完全兼容。

技术领域

本发明属于半导体集成电路制造工艺技术领域，尤其涉及一种形成光学分光透镜的结构和方法。

背景技术

硅基光学传感器(CCD/CIS，charge-coupled device/CMOS image sensor)是光学图像传感器的主流。为得到彩色图像，需要光学分光透镜对光线进行分光。目前，光学分光透镜都是在封装时形成，仅能反射特定波长的光，并且与现有集成电路制造工艺不能兼容。随着传感器尺寸不断缩小，透镜的尺寸也必须随之缩小，这对材料、工艺都提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提出了一种形成光学分光透镜的结构和方法，不仅可以与现有集成电路制造工艺完全兼容，可便捷地形成光学分光透镜，而且可以通过改变透镜材料，得到不同光波范围的分光特性，满足从紫外光到红外光的需求。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种光学分光透镜的结构，其特征在于，从下到上包括衬底层、掩模层和透镜材料层，衬底层中含有透镜形状的凹陷，透镜材料层填充于所述凹陷中形成透镜。

优选地，所述透镜材料层的材质为硅或二氧化硅或氮化硅或碳化硅。

优选地，透镜形状为四棱锥或三棱锥或三棱柱。

优选地，所述衬底层的材质为单晶硅；所述掩模层的材质为氮化硅。

为实现上述目的，本发明还提供了一种技术方案如下：

一种形成权利要求1～4所述的光学分光透镜的方法，包括以下步骤：

步骤S01：提供一衬底；

步骤S02：在所述衬底上表面沉积一掩模层，并图案化，确定透镜的位置；

步骤S03：以图案化的掩模层为掩模，刻蚀掩模下方的衬底层，形成透镜形状的凹陷；

步骤S04：在凹陷中沉积填充透镜材料，形成透镜材料层；

步骤S05：平坦化透镜材料层的上表面。

优选地，还可以包括步骤S06：从透镜材料层的上表面进行离子注入至衬底中，形成位于凹陷下方且与衬底层表面平行的离子注入层。

优选地，所述步骤S03中，采用湿法工艺各向异性刻蚀形成所述透镜形状的凹陷。

优选地，透镜形状为四棱锥或三棱锥或三棱柱。

优选地，所述透镜材料层的材质为硅或二氧化硅或氮化硅或碳化硅。

优选地，所述衬底层的材质为单晶硅；所述掩模层的材质为氮化硅。

从上述技术方案可以看出，本发明提供了一种光学分光透镜的结构，通过改变透镜材料层的材质及透镜的形状，可以得到不同光波范围的分光特性，满足从紫外光到红外光的需求。本发明还提供了一种形成光学分光透镜的方法，通过在衬底中利用晶向刻蚀形成不同的透镜形状的凹陷，再在凹陷中淀积透镜材料形成透镜，可便捷地形成各种光学分光透镜，并且可以与现有集成电路制造工艺完全兼容。

附图说明

图1为本发明的一种光学分光透镜的结构示意图；

图2为本发明的一种形成光学分光透镜的方法流程图；