专利名称：Cmos图像传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制备CMOS图像传感器的方法，尤其涉及一种用于 制备CMOS图像传感器微透镜的方法。
背景技术：
用于制备CMOS图像传感器的现有技术方法可使用散焦现象和软熔 (reflow)现象。图1和图2是用于描述现有技术图像传感器的微透镜的视图。图1是示出微透镜的整体俯视图像的视图，而图2是示出微透镜之间的间隙的视图。微透镜可以凸透镜形状形成并且可将光线采集到光电二极管。图3和图4是用于描述用于制备现有技术图像传感器微透镜的方法的工艺过程横截面视图。参考图3，将光致抗蚀剂(PR)应用到透明底层10并且使用掩模30暴露 光致抗蚀剂。光致抗蚀剂图案20可使用散焦现象以梯形形状形成。还可将光 致抗蚀剂图案20加热到熔点。随后可产生其中具有流动性的光致抗蚀剂图案 20是圆形的软熔现象。根据散焦现象和软熔现象，可能形成如图4所示形状 的微透镜21。图5是描述通过现有技术图像传感器微透镜的间隙的杂散束的视图。 参考图5，使用散焦现象和软熔现象形成的微透镜21可能具有多种问题。 例如，可能发生间隙。可能不能将已经通过微透镜21之间的间隙进入的目标50的图像光线精确 地会聚到光电二极管40上。己经通过微透镜21的间隙进入的光线可径直向前 传播，并且由此，其可被认为是不能在透明底层10之下的光电二极管40中采
集的杂散束。虽然可将通过徵透镜21传送的光线会聚到光电二极管40上，但是其它光线可能成为杂散束并且可能恶化图像质量。 发明内容实施例涉及一种CMOS图像传感器和一种用于制备CMOS图像传感器的 方法。实施例涉及一种用于制备CMOS图像传感器微透镜的方法。实施例涉及一种制备用于分散在CMOS图像传感器中微透镜之间的杂散 束的CMOS图像传感器的方法。根据实施例，用于制备CMOS图像传感器的方法包括在包括多个光电 二极管的半导体基板上形成层间介电层，在层间介电层上形成对应光电二极管 的滤色片层，在滤色片层上形成平整化层，在平整化层上形成微透镜，在微透 镜之上沉积绝缘层之后，在微透镜之间的绝缘层中形成凹透镜形状的沟槽，以 及在沟槽内形成凹透镜间隙填充绝缘材料。根据实施例，微透镜抗蚀剂层可使用与绝缘层相比具有较大反射系数的材料。根据实施例，形成微透镜可包括通过在平整化层上应用并构图微透镜抗蚀 剂而形成微透镜图案，以及通过软熔微透镜图案形成圆形微透镜。 根据实施例，微透镜图案可使用退火工艺软熔。根据实施例，绝缘层可使用Si02。根据实施例，沟槽可使用微沟槽现象在绝缘层上形成。根据实施例，沟槽可通过在绝缘层上执行反应离子蚀刻(RIE)形成，以便具有凹透镜形状的微沟槽轮廓。根据实施例，在沟槽内部的填充间隙的绝缘材料可使用由SK)2形成的低温氧化物(LTO)。
图1和图2是用于描述现有技术图像传感器的微透镜的视图； 图3和图4是示出用于制备描述现有技术图像传感器微透镜的方法的工艺 过程横截面视图；图5是用于描述通过现有技术图像传感器微透镜的间隙的杂散束的视图6a到图6e是示出根据实施例的用于制备CMOS图像传感器的工艺过 程横截面视图；图7是用于描述通过本发明图像传感器微透镜的间隙的杂散束的视图。
具体实施方式
图6a到图6e是示出根据实施例的用于制备CMOS图像传感器的工艺过 程横截面视图。参考图6a，可在与多个光电二极管602和一晶体管(未示出) 一起形成 的半导体基板600上形成层间介电层610。层间介电层610还可以多层形式形 成。虽然在附图中未示出，在形成一个层间介电层之后，可形成屏蔽层以防止 光线入射到除光电二极管602以外的部分上。可再次形成层间介电层。根据实施例，在将可染色抗蚀剂应用到层间介电层610上之后，可执行曝 光和显影工艺以形成根据各自波长范围过滤光线的滤色片层620。根据实施例，平整化层630可在滤色片层620上形成，并且可提供用于控 制焦距且形成透镜层的基本平坦且均匀的表面。参考图6b，可在平整化层630上应用微透镜抗蚀剂层640a。可在抗蚀剂 层640a上布置具有开口的光刻版(reticle) 650，并且可在包括光刻版650的 半导体基板600上照射诸如激光的光线。因此可选择性曝光抗蚀剂层640a。 此时，抗蚀剂层640a可使用与绝缘层660相比具有大反射系数的材料。参考图6c，在可通过显影所曝光的抗蚀剂层640a形成微透镜图案(未示 出)之后，微透镜图案(未示出)可在预定温度下软熔并且可形成半球状微透 镜640。参考图6d，在与微透镜640 —起形成的半导体基板600上沉积绝缘层660 并平整化之后，沟槽660a可使用微沟槽现象在微透镜640之间的绝缘层660 中形成。根据实施例，沟槽可使用反应离子蚀刻(RIE)形成且可具有凹透镜 形状的微沟槽轮廓。根据实施例，绝缘层660可使用Si02而沟槽660a可在指 定条件下形成，诸如以5 300mT的压力、50~2000W的源功率、50~2000W的 偏置功率、1 50sccm的02气体、1~200 sccm的CF4气体、1~10 sccm的CH2F2 气体、10 900sccm的Ar气体和10 200 sccm的N2气体。
参考图6e，通过间隙填充由SiCb形成的低温氧化物(LTO),凹透镜670 可在沟槽660a内部形成并且可具有凹透镜形状。根据实施例，由Si02形成的反射层可在微透镜640上形成，并且可将从 目标进入的全部或基本全部光线采集到光电二极管602中。根据实施例，可将 微透镜640之间的杂散束分散并再次聚集到临近微透镜640中，使其能够改进 图像质量。图7是用于描述通过根据实施例的图像传感器微透镜间隙的杂散束的视图。参考图7，可将已经通过微透镜640的间隙进入的目标700的图像光线聚 焦到光电二极管602上。同样，在微透镜640之间形成的凹透镜670可使杂散 束分散成能够再聚集到临近微透镜640中。这使其可能在光电二极管602上采 集更多的光线。根据实施例，可在CMOS图像传感器中的微透镜之间形成凹透镜，以便 可使用凹透镜分散微透镜之间的杂散束，并且可将所分散的杂散束再聚集到微 透镜中从而采集到光电二极管中，以便可能改进图像质量。对于本领域技术人员，显而易见的是可以对实施例作出不同修改和改变。 因此，实施例意欲覆盖在权利要求范围内的修改和改变。还应该理解的是，当 将层称为在另一层或基板"上"或"之上"时，其可以直接在该另一层或基板 上，或者可能存在中间层。
权利要求
1.一种方法，包括在包括多个光电二极管的半导体基板之上形成层间介电层；在所述层间介电层之上形成对应所述光电二极管位置的滤色片层；在所述滤色片层之上形成平整化层；在所述平整化层之上形成微透镜；在所述微透镜之上沉积绝缘层；在所述微透镜之间的所述绝缘层中形成具有凹透镜形状的沟槽；以及在所述沟槽内部形成凹透镜间隙填充绝缘材料。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述微透镜包括 通过在所述平整化层之上应用并构图微透镜抗蚀剂层，形成微透镜图案；以及通过软熔所述微透镜图案而形成呈圆形的每个微透镜。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述微透镜抗蚀剂层包括具 有比所述绝缘层材料的反射系数大的材料。
4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述微透镜图案使用退火工 艺软熔。
5. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述绝缘层包括Si02。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沟槽使用微沟槽现象在 所述绝缘层之上形成。
7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沟槽通过在所述绝缘层 上执行反应离子蚀刻形成，以具有凹透镜形状的微沟槽轮廓。
8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沟槽内部的间隙填充绝 缘材料包括包含Si02的低温氧化物。
9. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述沟槽在5 300mTorr的压 力、50 2000W的源功率、50~2000W的偏置功率和1 50sccm的02气体的工 艺条件中形成。
10. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沟槽在1~200 sccm的 CF4气体、1 10 sccm的CH2F2气体、10 900sccm的Ar气体和10-200 sccm的N2气体的工艺条件中形成。
11. 一种装置，包括在包括多个光电二极管的半导体基板之上的层间介电层；在是层间介电层之上对应所述光电二极管位置的滤色片层；在所述滤色片层之上的微透镜；在所述微透镜之上的绝缘层；在所述微透镜之间的所述绝缘层中的具有凹透镜形状的沟槽；以及 在所述沟槽内部的凹透镜间隙填充绝缘材料。
12. 如权利要求11所述的装置，其特征在于，还包括在所述滤色片层之 上的平整化层，其中所述微透镜在该平整化层之上形成。
13. 如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述微透镜通过如下步骤 形成通过在所述平整化层之上应用并构图微透镜抗蚀剂层而形成微透镜图 案，以及通过软熔所述微透镜图案而形成呈圆形的每个微透镜。
14. 如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述微透镜抗蚀剂层包括 反射系数大于所述绝缘层材料的材料。
15. 如权利要求14所述的装置，其特征在于，微透镜图案使用退火工艺 软熔。
16. 如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述绝缘层包括Si02。
17. 如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述沟槽内部的所述间隙 填充绝缘材料包括包含Si02的低温氧化物。
18. 如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述沟槽在5 300mTorr的 压力、50~2000W的源功率、50 2000W的偏置功率和1 50sccm的02气体的 工艺条件中形成。
19. 如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述沟槽在1 200 sccm的 CF4气体、1 10 sccm的CH2F2气体、10 900sccm的Ar气体和10~200 sccm的N2气体的工艺条件中形成。
全文摘要
实施例涉及一种CMOS图像传感器和一种用于制备可分散微透镜之间的杂散束的CMOS图像传感器的方法。根据实施例，用于制备CMOS图像传感器的方法可包括在包括多个光电二极管的半导体基板上形成层间介电层；在层间介电层上形成对应光电二极管的滤色片层；在滤色片层上形成平整化层；在平整化层上形成微透镜；在微透镜之上沉积绝缘层之后，在微透镜之间的绝缘层中形成凹透镜形状的沟槽；以及在沟槽内形成凹透镜间隙填充绝缘材料。在实施例中，可在CMOS图像传感器中的微透镜之间形成凹透镜并且可将微透镜之间的杂散束分散并再聚集到微透镜中。
文档编号H01L21/822GK101211841SQ200710308338
公开日2008年7月2日 申请日期2007年12月29日 优先权日2006年12月29日
发明者黄祥逸 申请人:东部高科股份有限公司