专利名称：一种cmos图像传感器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件，更具体地，涉及具有红外线截止滤光器的CMOS图像传感器以及其制造方法。
背景技术：
通常，图像传感器是将光学图像转换成电信号的半导体器件。在CCD(电荷耦合器件)图像传感器中，多个MOS(金属-氧化物-金属)电容器被彼此靠近地排列以传递和存储电荷载流子。在CMOS(互补MOS)图像传感器中，对应于象素数目的多个MOS晶体管通过使用作为外围电路的控制电路和信号处理电路的CMOS技术来制造，以及使用MOS晶体管逐步地检测输出的开关系统被采用。
CMOS图像传感器包括具有光电二极管的信号处理芯片。此时，放大器，模拟/数字转换器，内部电压发生器，时钟发生器，数字逻辑可被集成到一个芯片，由此减小空间，功率和成本。CMOS图像传感器使用蚀刻硅晶片的方法来制造，该方法比制造CCD的方法便宜。因此，CMOS图像传感器在大规模生产和集成度上是有利的。
在下文中，将参考附图详细描述根据现有技术的CMOS图像传感器。
图1为根据现有技术的CMOS图像传感器的截面视图。
必要部件16例如光电二极管区，栅电极，层间绝缘层和金属线在半导体基片15上形成，滤色器层17在必要部件16上形成，由光阻材料(photoresist)构成的钝化层18在滤色器层17上形成，以及微透镜19在平坦化层18上形成。
图2图示了图1所示的使用CMOS图像传感器的相机的构造。
CMOS图像传感器11被设置在PCB基片10上，用于防止红外线导致的光电效应的红外线截止滤光器12提供在CMOS图像传感器11之上，用于透射光的透镜13被设置在红外线截止滤光器12之上，以及一个壳被提供，PCB基片10，红外线截止滤光器12和透镜13被安装在该壳内。穿过透镜13的光穿过红外线截止滤光器12并以反转图像照射到图像传感器11上。
然而，当便携式电话的相机模块使用根据现有技术的CMOS图像传感器来制造时，涂覆在石英上的红外线截止滤光器必须被单独地提供。因此，存在对减小相机模块的尺寸的限制并因此制造产量被减小。
发明内容
因此，本发明被指向CMOS图像传感器以及用于制造CMOS图像传感器的方法，其基本消除了由于相关技术的局限和缺点而导致的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供CMOS图像传感器，其中形成有红外线截止滤光器，使得便携式电话的相机模块的尺寸可以被减小并且制造产量和可以被改进，以及其制造方法。
本发明的另外的优点，目的和特征将部分地在下面的描述中阐明，部分地通过研究下面内容对于本领域的技术人员变得明显，或可以从本发明的实践中获知。本发明的目的和其它优点可以通过书面描述和由此的权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
为了实现这些目的和其它优点并依照本发明的目的，如这里所实施和广泛描述的，根据本发明的CMOS图像传感器包括在其中形成光电二极管区、栅电极、层间绝缘层和金属线的半导体基片上形成的滤色器层；在滤色器层上形成的红外线截止滤光器，以及在红外线截止滤光器上形成的微透镜。
优选的，CMOS图像传感器进一步包括在滤色器层和红外线截止滤光器之间形成的平坦化层。
优选的，红外线截止滤光器可以由其中混合有滤光颜料(filter pigment)的光阻材料形成。
优选的，滤光颜料包括从包括基于二铵(diammonium)的化合物，基于酞菁(phthalocyanine)的化合物，以及基于镍的络合物(complex)的化合物的组中选择的至少两种化合物。
优选的，红外线截止滤光器具有1.0-3.0μm的厚度。
优选的，CMOS图像传感器进一步包括用于保护微透镜的在微透镜上形成的氧化物层。
根据本发明的另一个方面，提供了一种制造CMOS图像传感器的方法，该方法包括在其中形成光电二极管区、栅电极、层间绝缘层和金属线的半导体基片上形成滤色器层，在滤色器层上形成红外线截止滤光器，以及在红外线截止滤光器上形成微透镜。
优选的，该方法进一步包括在形成红外线截止滤光器之前在滤色器层上形成平坦化层。
优选的，红外线截止滤光器由其中混合有滤光颜料的光阻材料形成。
优选的，滤光颜料包括从包括基于二铵的化合物，基于酞菁的化合物，以及基于镍的络合物的化合物的组中选择的至少两种化合物。
优选的，红外线截止滤光器具有1.0-3.0μm的厚度。
优选的，该方法进一步包括在微透镜上形成用于保护微透镜的氧化物层。
附图被包括以提供本发明的进一步的理解以及被合并并组成本申请的一部分，图示本发明的实施例并连同描述以用来说明本发明。在图中图1为根据现有技术的CMOS图像传感器的截面视图。
图2图示了使用图1所示CMOS图像传感器的相机的构造。
图3为根据本发明的一个实施例的具有红外线截止滤光器的CMOS图像传感器的截面视图；以及图4图示了红外线截止滤光器的截止函数。
具体实施例方式
现在将详细参考本发明的示例性的实施例，本发明的实例在附图中图示。在然后可能的情况下，类似的参考标号将在全部图中用于指示相同或相似的部件。
在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的具有红外线截止滤光器的CMOS图像传感器。
图3为根据本发明的具有红外线截止滤光器的CMOS图像传感器的截面视图。
必要部件26例如光电二极管区(未示出)，栅电极(未示出)，层间绝缘层(未示出)和金属线(未示出)在半导体基片25上形成，滤色器层27在必要部件26上形成，以及红外线截止层28在滤色器层27上形成。优选的，红外线截止层28具有1.0-3.0μm的厚度。
此时，红外线截止滤光器28使用其中混合有滤光颜料的光阻材料。然后，微透镜29在红外线截止滤光器28上形成。优选的，滤光颜料包括从包括基于二铵的化合物，基于酞菁的化合物，以及基于镍的络合物的化合物的组中选择的至少两种化合物。
然后，微透镜29在红外线截止滤光器28上形成。
在本发明的上面的实施例中，红外线截止滤光器28在滤色器层27上直接形成。在本发明的另一个实施例中，平坦化层(未示出)在滤色器层27上形成，而红外线截止滤光器28在平坦化层上形成。而且，用于保护微透镜29的氧化物层(未示出)可以在微透镜29上形成。
图4图示了红外线截止滤光器的截止函数。
X轴表示波长且Y轴表示透射比。如图4所示，在具有红外线截止滤光器的CMOS图像传感器中，至少650nm的波长被红外线截止滤光器截断。
根据本发明，由于CMOS图像传感器具有在其中形成的红外线截止滤光器，所以有可能减小便携式电荷的相机模块的尺寸并改进制造产量。
对于本领域的技术人员明显的是，可对本发明进行各种修改和变化而不脱离本发明的精神或范围。因此，意图是本发明涵盖在如所附权利要求及其等价物范围中所提供的本发明的修改和变化。
权利要求
1.一种CMOS图像传感器包括滤色器层，其形成于半导体基片上，在该半导体基片中形成有光电二极管区、栅电极、层间绝缘层和金属线，红外线截止滤光器，其形成于滤色器层上；以及微透镜，其形成于红外线截止滤光器上。
2.根据权利要求1的CMOS图像传感器，进一步包括在滤色器层和红外线截止滤光器之间形成的平坦化层。
3.根据权利要求1的CMOS图像传感器，其中所述红外线截止滤光器由其中混合有滤光颜料的光阻材料形成。
4.根据权利要求3的CMOS图像传感器，其中所述滤光颜料包括从包括基于二铵的化合物、基于酞菁的化合物以及基于镍的络合物的化合物的组中选择的至少两种化合物。
5.根据权利要求1的CMOS图像传感器，其中所述红外线截止滤光器具有1.0-3.0μm的厚度。
6.根据权利要求1的CMOS图像传感器，进一步包括用于保护微透镜的在微透镜上形成的氧化物层。
7.一种制造CMOS图像传感器的方法，包括在其中形成有光电二极管区、栅电极、层间绝缘层和金属线的半导体基片上形成滤色器层；在滤色器层上形成红外线截止滤光器；以及在红外线截止滤光器上形成微透镜。
8.根据权利要求7的方法，进一步包括在形成红外线截止滤光器之前在滤色器层上形成平坦化层。
9.根据权利要求7的方法，其中所述红外线截止滤光器由其中混合有滤光颜料的光阻材料来形成。
10.根据权利要求9的方法，其中所述滤光颜料包括从包括基于二铵的化合物、基于酞菁的化合物以及基于镍的络合物的化合物的组中选择的至少两种化合物。
11.根据权利要求7的方法，其中所述红外线截止滤光器具有1.0-3.0μm的厚度。
12.根据权利要求7的方法，进一步包括在微透镜上形成用于保护微透镜的氧化物层。
全文摘要
提供了一种CMOS图像传感器，其中形成有红外线截止滤光器，使得便携式电话的相机模块的尺寸可以被减小并且制造产量可以被改进，以及其制造方法。该CMOS图像传感器包括在半导体基片上形成的滤色器层，在该半导体基片中形成有光电二极管区，栅电极，层间绝缘层和金属线；在滤色器层上形成的红外线截止滤光器；以及在红外线截止滤光器上形成的微透镜。
文档编号H04N5/335GK1815745SQ20051013203
公开日2006年8月9日 申请日期2005年12月16日 优先权日2004年12月30日
发明者黄 俊 申请人:东部亚南半导体株式会社