包括具有多个曲率的微透镜的图像传感器及其制造方法与流程

本发明构思涉及图像传感器及其制造方法，更具体地，涉及包括具有多个曲率的微透镜的图像传感器及其制造方法。

背景技术：

1、图像传感器是配置为将光学图像转换成电信号的半导体器件。图像传感器可分为电荷耦合器件(ccd)型和互补金属氧化物半导体(cmos)型。cis(cmos图像传感器)是cmos型图像传感器的简称。cis可以包括多个二维排列的像素。每个像素包括光电二极管(pd)。光电二极管用于将入射光转换成电信号。

技术实现思路

1、本发明构思的一些实施方式提供了能够实现清晰或相对清晰图像的图像传感器。

2、本发明构思的一些实施方式提供了一种制造图像传感器的方法。

3、本发明构思的目的不限于上述内容，本领域技术人员将从以下描述中理解上文未提及的其他目的。

4、根据本发明构思的一些实施方式，图像传感器可以包括：第一基板，具有彼此相对的第一表面和第二表面；多个像素，提供在第一基板中并且排列成多个像素组，其中每个像素组包括排列成两列和两行的四个像素；提供在第一基板中的像素分离结构，其中像素分离结构包括将每个像素组与相邻像素组分离的像素组分离部分和将每个像素组中的像素彼此分离的像素分离部分；以及在第一表面上的多个微透镜，其中所述多个微透镜分别与所述多个像素组重叠。每个微透镜可以包括具有第一曲率的中心部分和具有第二曲率的边缘部分。第一曲率可以小于第二曲率。

5、根据本发明构思的一些实施方式，图像传感器可以包括：第一基板，具有彼此相对的第一表面和第二表面；提供在第一基板中并且排列成像素组的多个像素，每个像素组包括排列成m列和n行的像素，其中m和n中的至少一个是等于或大于2的自然数；提供在第一基板中的像素分离结构，其中像素分离结构包括将每个像素组与相邻像素组分离的像素组分离部分和将每个像素组中的像素彼此分离的像素分离部分；以及在第一表面上的多个微透镜，其中所述多个微透镜分别与所述多个像素组重叠。每个微透镜可以包括具有第一曲率半径的中心部分和具有第二曲率半径的边缘部分。第一曲率半径可以大于第二曲率半径。

6、根据本发明构思的一些实施方式，图像传感器可以包括：第一基板，具有彼此相对的第一表面和第二表面；提供在第一基板中并且排列成像素组的多个像素，每个像素组包括排列成两列和两行的四个像素；在每个像素中的第一基板中的光电转换元件；在第二表面上的用于每个像素的传输栅极；在第一表面上的像素分离结构，其中像素分离结构包括多晶硅图案和围绕多晶硅图案的侧表面的电介质图案，像素分离结构包括将每个像素组与相邻像素组分离的像素组分离部分和将每个像素组中的像素彼此分离的像素分离部分；在第一表面上的多个滤色器，所述多个滤色器分别与所述多个像素组重叠；以及对应地在滤色器上的多个微透镜。每个微透镜可以包括具有第一曲率的中心部分和具有第二曲率的边缘部分。中心部分可以具有第一焦距。边缘部分可以具有小于第一焦距的第二焦距。边缘部分的第二焦点可以在从第一表面朝向第二表面的大约-500nm至大约+500nm的点处。

7、根据本发明构思的一些实施方式，一种制造图像传感器的方法可以包括：提供具有彼此相对的第一表面和第二表面的第一基板；在第一基板中形成像素分离结构，像素分离结构将多个像素彼此分离并将多个像素组彼此分离，其中每个像素组包括排列为m列和n行中的多个像素中的像素，其中m和n中的至少一个是等于或大于2的自然数；在第一表面上形成初级透镜层；在初级透镜层上形成第一光致抗蚀剂图案；以及执行毯式回蚀刻工艺以将第一光致抗蚀剂图案的形状转移到初级透镜层，从而形成分别与所述多个像素组重叠的多个微透镜。每个微透镜可以形成为具有中心部分和边缘部分，中心部分具有第一曲率，边缘部分具有小于第一曲率的第二曲率。

8、根据本发明构思的一些实施方式，一种制造图像传感器的方法可以包括：提供具有彼此相对的第一表面和第二表面的第一基板；在第一基板中形成像素分离结构，像素分离结构将多个像素彼此分离并且将多个像素组彼此分离，其中每个像素组包括排列为m列和n行的多个像素中的像素，其中m和n中的至少一个是等于或大于2的自然数；在第一表面上形成初级透镜层；在初级透镜层上形成第一光致抗蚀剂图案；回流第一光致抗蚀剂图案以形成第一回流图案；执行毯式回蚀刻工艺，以将第一回流图案的形状转移到初级透镜层，以形成多个初级微透镜；形成覆盖每个初级微透镜的中心部分并暴露每个初级微透镜的边缘部分的第二光致抗蚀剂图案；通过使用第二光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来蚀刻边缘部分；以及去除第二光致抗蚀剂图案。

技术特征：

1.一种图像传感器，包括：

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中透镜拐角被限定在所述中心部分和所述边缘部分之间。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中

4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中所述第一曲率半径等于或大于所述第二曲率半径的1.5倍。

5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中

6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述边缘部分的第二焦点在从所述第一表面朝向所述第二表面的-500纳米(nm)到+500nm之间的点处。

7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中每个所述微透镜进一步包括在所述中心部分和所述边缘部分之间的连接部分，所述连接部分具有第三曲率，

8.根据权利要求1所述的图像传感器，进一步包括覆盖所述微透镜的保护层，

9.一种图像传感器，包括：

10.根据权利要求9所述的图像传感器，其中提供不连续性的透镜拐角在所述中心部分和所述边缘部分之间。

11.根据权利要求9所述的图像传感器，其中所述第一曲率半径等于或大于所述第二曲率半径的1.5倍。

12.根据权利要求9所述的图像传感器，其中

13.根据权利要求9所述的图像传感器，其中所述边缘部分的第二焦点在从所述第一表面朝向所述第二表面的-500nm至+500nm的点处。

14.根据权利要求9所述的图像传感器，其中每个所述微透镜进一步包括在所述中心部分和所述边缘部分之间的连接部分，所述连接部分具有第三曲率半径，

15.根据权利要求9所述的图像传感器，进一步包括覆盖所述多个微透镜的保护层，

16.一种图像传感器，包括：

17.根据权利要求16所述的图像传感器，其中透镜拐角提供在所述中心部分和所述边缘部分之间。

18.根据权利要求16所述的图像传感器，其中：

19.根据权利要求16所述的图像传感器，其中每个所述微透镜进一步包括在所述中心部分和所述边缘部分之间的连接部分，所述连接部分具有第三焦距，

20.根据权利要求16所述的图像传感器，进一步包括覆盖所述微透镜的保护层，

技术总结
图像传感器及其制造方法。例如，图像传感器可以包括：具有彼此相对的第一表面和第二表面的第一基板；提供在第一基板中并且排列成像素组的多个像素，每个像素组包括排列成两列和两行的四个像素；像素分离结构，在第一基板中并且包括将每个像素组与相邻像素组分离的像素组分离部分和将每个像素组中的像素彼此分离的像素分离部分；以及在第一表面上并分别与多个像素组重叠的多个微透镜。每个微透镜包括具有第一曲率的中心部分和具有第二曲率的边缘部分。第一曲率小于第二曲率。

技术研发人员：金珉宽,朴仁用,表真善,李范硕,李圣恩,赵寅成
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22