[发明专利]CIS的内部透镜的制造方法

说明书

本发明公开了一种CIS的内部透镜的制造方法包括步骤：步骤一、提供半导体衬底；步骤二、形成第一氮化层；步骤三、涂布光刻胶层；步骤四、形成包括多个具有第一宽度的第一开口的光刻胶图形；步骤五、对第一氮化层进行第一次刻蚀形成第一凹槽；步骤六、对光刻胶图形进行开口展宽的刻蚀；步骤七、对第一氮化层进行第二次刻蚀并在第一氮化层的侧面形成一个台阶；步骤八、重复步骤六的开口展宽刻蚀和步骤七的第二次刻蚀形成具有多个台阶初始突出结构；步骤九、去胶并形成第二氮化层，第二氮化层使各台阶圆弧化并使第一和二氮化层的叠加形成具有椭圆形的最终突出结构并组成内部透镜。本发明能容易对内部透镜的外部形貌进行精确控制且工艺简单。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种CMOS图像传感器(CIS)的内部透镜(inner lens)的制造方法。

背景技术

20世纪70年代,CCD图像传感器和CMOS图像传感器同时起步。CCD图像传感器由于灵敏度高、噪声低,逐步成为图像传感器的主流。但由于工艺上的原因,敏感元件和信号处理电路不能集成在同一芯片上,造成由CCD图像传感器组装的摄像机体积大、功耗大。CMOS图像传感器以其集成度高，功率低，成本低等优势，得到了越来越广泛的应用。

现有CMOS图像传感器包括CMOS数模电路和像素单元电路阵列构成，根据一个所述像素单元电路所包括的晶体管的数目，现有CMOS图像传感器分为3T型结构和4T型结构、还可以有5T型结构。所述像素单元电路是通过光电二极管进行光电反应实现将采集的光子转换为电子，转换形成的电子最后通过由晶体管形成电路读出。在CIS器件中，晶体管采用CMOS管如PMOS管或NMOS管。

通常，CIS器件的光电二极管和晶体管都同时集成于半导体衬底如硅衬底上，光电二极管的设置区域为光敏区，晶体管在设置在光敏区外部的非光敏区中。如果光敏区的面积大，则CIS器件所能采集的光会越多，这样最后能提高量子效率(Quantum Efficiency，QE)。但是，由于电路的需要，晶体管的设置区域即非光敏区不能无限缩小，故CIS的QE受到非光敏区的面积的限制。

为了，在受到非光敏区的面积的限制的调节下进一步提高CIS器件的QE，现有方法中采用了外部透镜，由于外部透镜覆盖在光敏区的各光电二极管的正上方，能够将非光敏区的光汇聚到光敏区中，从而提高CIS器件的QE。

但是由于外部透镜和光电二极管的表面之间具有膜层结构，如较厚的层间膜、彩色滤光器阵列和保护涂层等，这对光线的汇聚焦距不好控制。所以现有技术中，在CIS器件中进一步的引入了内部透镜，内部透镜在正面金属层形成之后形成在层间膜的顶部，正面金属层通过层间膜隔离。

如图1A至图1E所示，是现有CIS的内部透镜的制造方法各步骤中的器件结构图，现有CIS的内部透镜的制造方法包括如下步骤：

步骤一、如图1A所示，提供半导体衬底101，在所述半导体衬底101上形成有位于内部透镜底部的底部结构。

本发明实施例中，所述半导体衬底101为硅衬底。

步骤二、如图1A所示，在所述底部结构的表面形成第一氮化层102。

步骤三、如图1B所示，在所述第一氮化层102表面涂布光刻胶层(PR)103。

步骤四、如图1B所示，对所述光刻胶层103进行光刻处理形成所述光刻胶图形103，所述光刻胶图形103中包括多个开口。

步骤五、如图1C所示，进行光刻胶的回流(PR reflow)，回流后的所述光刻胶图形103a的各开口处的侧面圆滑并形成椭圆形结构。