专利名称：光感测元件的结构和制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体元件的结构和制造工艺，特别是涉及一种光感测元件的结构和制造方法。
背景技术：
图1A～1B约略地描述现有技术的光感测元件的结构和制造方法。如图1A所示，形成一金属间介电层100，此金属间介电层100包括一感光区130。形成一金属层114，并定义此金属层114以暴露出上述的感光区130。之后，形成一第一保护层150以保护其下的光感测元件。
请参照图1B，为因应平坦化的需要，旋涂一具有一定厚度的有机平坦化层152于保护层150上。由于，有机平坦化层152具有相当的厚度，可提供较平坦的表面。之后，进行彩色滤光膜制造工艺，形成R、G、B彩色滤光膜，并经由显影，蚀刻步骤形成彩色滤光层112，并形成一第二保护层120于彩色滤光层112上。
然而，旋涂有机平坦化层152的方法并不能真正填补部分凹陷区域。另外，上述具有一定厚度的有机平坦化层152，在之后的加热制造工艺会产生收缩的情形，因此并不能真正提供整个晶片表面均匀的平坦化。在形成彩色滤光层112之前，彩色滤光层112下介电层152的表面平坦化的程度有关于色彩的表现。特别是在具有较大高差的区域，例如接触垫，或切割道，会因为不良的平坦化，造成形成彩色滤光层112时，旋涂的膜层不均匀，产生黄色条纹(Yellow strip)的现象。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一化学机械研磨的方法应用在光感测元件，以提供一具有平坦表面的介电层。此介电层的表面较现有技术平坦，特别是在接触垫或切割道可克服高差的问题。因此，应用本发明结构以及方法的光感测元件可克服现有技术黄色条纹(Yellow strip)的问题。
此外，本发明的另一目的在于提供一具有平坦表面，且厚度较现有技术薄的介电层，以取代现有的保护层与有机平坦层。由于本发明提供的介电层具有较薄的厚度亦能达到平坦化的效果，其可提供较现有技术更佳的透光系数，增加元件的感光度。
为达成上述目的，本发明提供一种光感测元件的制作方法。首先，提供一基板，基板上形成有至少一金属间介电层，金属间介电层包括多个感光区，及多个金属图案形成于金属间介电层上，其中每一金属图案不覆盖感光区。接着，形成一介电层于金属间介电层上，并平坦化介电层。
为达成上述目的，本发明提供一种光感测元件的结构。一金属间介电层位于一基板上，其中金属间介电层包括多个感光区。多个金属图案位于金属间介电层上，其中每一金属图案不覆盖上述的感光区202。一具有平坦表面的介电层位于金属间介电层及金属图案204上，其中介电层的表面高于金属图案2000埃～4000埃。
为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，以下配合附图以及优选实施例，以更详细地说明本发明。
图1A～1B显示现有光感测元件的制作方法示意图。
图2A～2D显示本发明光感测元件的制作方法示意图。
简单符号说明现有技术金属间介电层～100；彩色滤光层～112；金属层～114； 第一保护层～150；有机平坦化层～152；第二保护层～120；感光区～130；本发明技术金属间介电层～200；感光区～202；金属图案～204；介电层～206；凹陷区～207； 介电层表面～208；彩色滤光层～210； 介电层～212；微透镜～214； 保护层～216。
具体实施例方式
图2A～2D约略地描述本发明技术的光感测元件的制造方法。首先，如图2A所示，提供一金属间介电层200于一基板(未显示)上，此金属间介电层200包括一感光区202。其后，形成一金属层(未显示)，并以现有的黄光和蚀刻方法，定义此金属层，形成多个金属图案204，并暴露出上述的感光区202。此部分定义出的金属图案204包括晶胞cell区域的导线，以及外围区域或是切割道具有较大高差的接触垫或是测试垫。
接下来，如图2B所示，形成一例如二氧化硅或是氮氧化硅所组成的介电层206于金属间介电层200和金属图案204上。在此，介电层206材料的选择为具有较高的光穿透率的材料以使元件能具有足够的感光度。在本实施例中，介电层206优选为使用化学气相沉积法CVD形成。更佳为使用等离子体化学气相沉积法PECVD形成，以能提供较低的沉积温度。最佳为搭配使用高密度等离子体化学气相沉积法HDP先沉积一厚度大体为1000埃～2000埃的第一介电层，再以等离子体化学气相沉积法PECVD沉积一厚度大体为7000埃～10000埃第二介电层以形成上述的介电层。如此，以使在两金属图案204间沉积的介电层不至于因为填洞能力不佳，产生孔洞。沉积的介电层的厚度需视金属图案204的高度，以及间距而定，但沉积的介电层的凹陷处207需较金属图案204为高。若以沉积二氧化硅的介电层206为例，其上亦可沉积一氮化硅层(未显示)以保护底下的光感测元件。
如图2C所示，以一化学机械研磨方法平坦化上述的介电层206，以使介电层206在整个晶片都具有均匀平坦的表面208。若是采用二氧化硅作为介电层206，在研磨时，可以采用熏烤二氧化硅(Fumed Silica)作为研磨中的研磨料。若是采用氮氧化硅或是介电层表面形成有一氮化硅的第一保护层(未显示)，可搭配使用胶状的二氧化硅(Co1loidal Silica)作为研磨料。以厚度为7000埃～9000埃的金属图案204为例，优选为研磨后的介电层206的表面208在金属图案204上2000埃～4000埃。
接着，如图2D所示，进行彩色滤光膜制造工艺，形成R、G、B彩色滤光膜(未显示)，并经由显影，蚀刻步骤形成包括210R、210G、210B的彩色滤光层210。在形成彩色滤光层210之后，旋涂一介电层212于彩色滤光层210之上。接着，旋涂并定义一有机薄膜以在感光区上形成一微透镜214(Micro lens)。最后，在微透镜214上形成一第二保护层216。
图2D显示本发明光感测元件的结构。如图2D所示，一金属间介电层200位于一基板(未显示)上，其中金属间介电层200包括多个感光区202。多个金属图案204位于金属间介电层200上，其中每一金属图案204不覆盖上述的感光区202。一具有平坦表面的介电层206位于金属间介电层200及金属图案204上，其中介电层的表面208高于金属图案2000埃～4000埃。介电层206材料的选择为具有较高的光穿透率的材料以使元件能具有足够的感光度。在本实施例中，介电层206优选为二氧化硅或是氮氧化硅所组成。一彩色滤光层210位于介电层206上、一介电层212位于彩色滤光层210上、一微透镜214位于介电层212上、及一保护层216覆盖微透镜214。
由上所述，本发明的介电层经由化学机械研磨法，研磨后的表面较现有技术的涂布具有一定厚度的有机平坦化层的方法平坦。特别是，在接触垫或切割道可克服高差的问题。因此，应用本发明结构以及方法的光感测元件可克服现有技术Yellow strip的问题。此外，由于本发明提供的平坦化的介电层具有较薄的厚度亦能达到平坦化的效果，其可提供较现有技术更佳的透光系数，增加元件的感光度。
虽然本发明以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以后附的权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种光感测元件的制作方法，包括下列步骤提供一基板，该基板上形成有至少一金属间介电层，该金属间介电层包括多个感光区，及多个金属图案形成于该金属间介电层上，其中每一金属图案不覆盖该些感光区；形成一介电层于该金属间介电层及该些金属图案上；及平坦化该介电层。
2.如权利要求1所述的光感测元件的制作方法，其中该介电层为二氧化硅或氮氧化硅所组成。
3.如权利要求1所述的光感测元件的制作方法，其中该介电层以等离子体化学气相沉积法形成。
4.如权利要求1所述的光感测元件的制作方法，其中该介电层包括第一介电层及第二介电层，该第一介电层以高密度等离子体化学气相沉积法沉积形成，该第二介电层以等离子体化学气相沉积法沉积形成。
5.如权利要求1所述的光感测元件的制作方法，其中平坦化该介电层以化学机械研磨法平坦化该介电层。
6.如权利要求1所述的光感测元件的制作方法，其中该金属图案的厚度为7000埃～9000埃。
7.如权利要求1所述的光感测元件的制作方法，其中平坦化后的该介电层表面位于该金属图案上2000埃～4000埃。
8.如权利要求1所述的光感测元件的制作方法，尚包括形成一彩色滤光层于该介电层上、旋涂一介电层于该彩色滤光层上、形成多个微透镜于该彩色滤光层上、及形成一保护层于该彩色滤光层上。
9.一种光感测元件的结构，包括一基板；至少一金属间介电层，位于该基板上，其中该金属间介电层包括多个感光区；多个金属图案位于该金属间介电层上，其中每一金属图案不覆盖该些感光区；及一具有平坦表面的介电层位于该金属间介电层及该金属图案上，其中该介电层的表面高于该金属图案2000埃～4000埃。
10.如权利要求9所述的光感测元件的结构，其中该介电层为二氧化硅或氮氧化硅所组成。
11.如权利要求9所述的光感测元件的结构，其中该金属图案的厚度为7000埃～9000埃。
12.如权利要求9所述的光感测元件的结构，尚包括一彩色滤光层位于该介电层上、一介电层位于该彩色滤光层上、多个微透镜位于该介电层上、及一保护层覆盖该些微透镜。
全文摘要
一种光感测元件的制作方法。首先，提供一基板，基板上形成有至少一金属间介电层，金属间介电层包括多个感光区，及多个金属图案形成于金属间介电层上，其中每一金属图案不覆盖该些感光区。接着，形成一介电层于金属间介电层上，并平坦化介电层。如此，介电层经由平坦化后的表面较现有技术的有机平坦化层平坦，可克服现有技术黄色条纹(Yellow strip)的问题。
文档编号H01L31/10GK1770480SQ20041009221
公开日2006年5月10日 申请日期2004年11月3日 优先权日2004年11月3日
发明者黄明政, 徐震球 申请人:力晶半导体股份有限公司