CMOS图像传感器微透镜的制造方法技术

一种用于改进集成度并由此增强每个微透镜聚集光线入射的能力以制造具有在微透镜之间的最小化空间距离的图像传感器的方法。

【技术实现步骤摘要】
CMOS图像传感器微透镜的制造方法本申请要求享有于2006年12月28日提交的韩国专利申请No. 10-2006-0135922的权益，在这里引入其全部内容作为参考。
技术介绍
本专利技术涉及一种微透镜的制造方法，尤其涉及一种使用阻挡肋条和氧化物 薄膜的沉积以及最小化微透镜间隔距离以保护微透镜表面再现的微透镜制备 方法。图像传感器是可以将光学图像转换为电信号的半导体器件。图像传感器可 以分为电荷耦合器件(CCD)图像传感器和CMOS图像传感器。CCD图像传感器可能具有彼此空间上非常靠近的存储并传送存储电荷载 体的多个金属一氧化物一硅(MOS)电容。CMOS图像传感器可能采用包括 具有相应像素的MOS晶体管的转换方式。MOS晶体管可以利用互补MOS (CMOS)技术来形成，所述的互补MOS (CMOS)技术是利用外围电路上和 /或之上的控制电路和信号处理电路并继而利用这些电路检测输出。CMOS图像传感器可以将目标信息转换为电信号，并且可以配置成具有光 电二极管的信号处理芯片。芯片可以与放大器、模拟/数字转换器、内部电压 发生器、时序发生器和数字逻辑等一起提供诸如空间、功率和降低成本的优点。与电荷耦合器件(CCD)图像传感器相比，CMOS图像传感器可能具有能 够廉价大量生产和使用硅晶片蚀刻工艺获得高集成度的优点。CMOS图像传感器可以包括微透镜、平整化层、滤色片阵列和光电二极管。 滤色片阵列可将入射光分成三种基色(例如，红色、绿色和蓝色)，以便将它 们传送到光电二极管。微透镜可以执行将光凝聚到光电二极管中的功能。光电 二极管可以执行将光转换为电信号的功能。如示例图1A所示， 一种制造微透镜的方法可以包括在第一步骤(Sl)中 在衬底上涂覆热树脂l。在步骤2 (S2)中，可在热树脂1上及/或之上形成蓝 色滤镜2。在步骤3 (S3)中，可在热树脂1之上邻近蓝色滤镜2处形成绿色滤镜3。在步骤4 (S4)中，可在热树脂1上及/或之上邻近蓝色滤镜2和绿色 滤镜3的地方形成红色滤镜4。在步骤5 (S5)中，可随后通过平整化工艺在包括蓝色滤镜2、绿色滤镜 3和红色滤镜4的热树脂l上及/或之上形成平整化层5。在步骤6 (S6)中， 可执行氧气(02)灰化工艺去除残余物，。在步骤7 (S7)中，可随后在平整 化层5上及/或之上且空间上与各滤色片对应处形成多个微透镜7。在步骤8 (S8)中，在微透镜7上执行漂白(BLCH)工艺。形成微透镜的步骤可用于 降低光刻胶(PR)的粘度，经由回流工艺具有优异透光率，并根据重量制造 圆形透镜，其中光刻胶通过控制曝光设备的聚焦形成。光刻胶如果应用这种制造方法，可能具有微透镜稳定形成曲面的问题，并且可能 由此降低生产CMOS图像传感器的效率。而且，由于以预定距离分隔微透镜， 微透镜可能具有充分聚集光线的问题。
技术实现思路
实施例涉及一种能包括形成阻挡肋条和氧化物薄膜的制造CMOS图像传 感器的方法。实施例涉及一种能够稳定形成微透镜曲面的制造CMOS图像传感器的方法。实施例涉及一种最小化每个微透镜之间空间距离以实现高集成度同时在 同一空间上增加能力以更充分的聚集入射光线的制造CMOS图像传感器的方 法。实施例涉及一种不需要在微透镜上执行回流工艺和分离曝光工艺而能够 形成微透镜的制造CMOS图像传感器的方法。实施例涉及一种至少包括下列步骤之一的制造图像传感器的方法在半导 体衬底之上形成滤色片阵列；在滤色片阵列之上形成平整化层；在平整化层之 上沉积第一氧化物薄膜；通过曝光和显影第一氧化物薄膜形成多个阻挡肋条； 然后在阻挡肋条之间形成微透镜。实施例涉及一种至少包括下列步骤之一的制造图像传感器的方法在半导 体衬底之上形成热树脂；在包括热树脂的半导体衬底之上形成滤色片阵列；在 滤色片阵列之上形成平整化层；在平整化层之上形成由间隙隔离的多个阻挡肋 条；在平整化层之上各自间隙中形成微透镜；然后减小各个微透镜之间的空间 间隙。实施例涉及一种至少包括下列所述之一的图像传感器在半导体衬底之上 形成的滤色片阵列；在滤色片阵列之上形成的平整化层；在平整化层之上形成 的由间隙分隔的多个阻挡肋条；在平整化层之上各自间隙中形成的微透镜；以 及在各个微透镜和阻挡肋条之上形成的氧化物薄膜。附图说明示例图1A到IB示出了一种制造微透镜的方法。示例图2到6示出了一种根据实施例的制造微透镜的方法。具体实施方式如示例图2所示，根据实施例的CMOS图像传感器可以包括包括在热树 脂涂层10上及/或之上形成的红色滤镜R、绿色滤镜G和蓝色滤镜B的滤色片 阵列(CFA) 12。在半导体衬底上及/或之上形成诸如光学传感器件区域、栅 极、层间介电层、金属配线等等的必需组件之后，可以在半导体衬底上及/或 之上形成热树脂10。随后在滤色片阵列12上及/或之上通过平整化工艺可形成平整化层14。然 后可在平整化层14上及/或之上形成氧化物薄膜16。氧化物薄膜16可以由低 温氧化物(LTO)构成，与普通氧化物薄膜形成工艺相比，低温氧化物导致在 相对较低的温度形成氧化物薄膜16。以大约500A的厚度在低于180。C的温度 下通过正硅酸乙酯(TEOS)沉积可以形成低温氧化物薄膜。这里的TEOS沉 积可以包括使用TEOS通过化学气相沉积(CVD)工艺沉积SK)2层。如示例图3所示，可随后执行曝光和显影工艺构成氧化物薄膜16图案。 然后通过曝光和显影工艺形成使用氟化氪(KrF)在临界尺寸定形氧化物薄膜 16的光刻胶图案20。为了防止漫反射，可以在氧化物薄膜16和光刻胶图案 20之间形成抗反射涂层(BARC) 18。如示例图4所示，随后通过使用蚀刻光刻胶图案20的蚀刻工艺蚀刻氧化 物薄膜16形成具有最小临界尺寸的阻挡肋条17。如示例图5所示，随后可在每个阻挡肋条17之间注入亲水溶液19。亲水溶液19可以与去离子(DI)水或化学收縮(RELACS)辅助分辨率增强平版 印刷术一起使用。亲水溶液19可以以蒸汽光刻技术一起使用。亲水溶液19 可以以蒸汽形式注入个个阻挡肋条17之间。然后执行烘烤工艺蒸发亲水溶液 19和溶剂。然后以恒定的速度在阻挡条17之间涂敷光刻胶，以完全填充阻挡 肋条17之间的空间光刻胶。然后光刻胶经过烘烤工艺蒸发亲水溶液19和溶剂， 光刻胶从而形成微透镜22。如示例图6所示，为了最小化微透镜22之间的空间距离或间隙，更为了 去除间隙，可以在阻挡肋条17和微透镜22上及/或之上沉积无缝氧化物薄膜 24，并填充每个阻挡肋条17之间的间隙。氧化物薄膜24可以由与氧化物薄膜 16相同的材料构成。由于氧化物薄膜24的存在，可以形成在其间具有更短空 间距离或间隙的微透镜22。根据实施例，通过均匀形成微透镜的曲面，CMOS图像传感器的微透镜的 制造可以确保工艺安全性和微透镜的再生产。同样，微透镜之间的空间距离可 以最小化以提高微透镜的集成度。因此，增强了微透镜在同一空间上聚集入射 光线的能力，使制造高效CMOS图像传感器成为可能。同样，可以不用回流 工艺和分离曝光工艺制备微透镜，使提高制造效率成为可能。 虽然这里己经描述了一些实施例，应该理解的是，本领域技术人员可以设计出 在本公幵的原则的精神和范围内的多种其它修改和实施方式。尤其是，在本公 开、附图和附加权利要求范围内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：　　　　在半导体衬底之上形成滤色片阵列；　　　　在滤色片阵列之上形成平整化层；　　　　在平整化层之上沉积第一氧化物薄膜；　　　　通过曝光和显影第一氧化物薄膜形成多个阻挡肋条；然后　　　　在阻挡肋条之间形成微透镜。

【技术特征摘要】
KR 2006-12-28 10-2006-01359221.一种方法，包括在半导体衬底之上形成滤色片阵列；在滤色片阵列之上形成平整化层；在平整化层之上沉积第一氧化物薄膜；通过曝光和显影第一氧化物薄膜形成多个阻挡肋条；然后在阻挡肋条之间形成微透镜。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成微透镜包括 在每个阻挡肋条之间的空间间隙中注入亲水溶液； 在空间间隙中填充光刻胶；然后蒸发亲水溶液。3. 根据权利要求2所述的方法，还包括在形成微透镜之后，使各个微透 镜之间的空间间隙达到最小化。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，最小化各个微透镜之间的 空间间隙包括在阻挡肋条之间的空间间隙中沉积第二氧化物薄膜。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所沉积的第二氧化物薄 膜连接到第一氧化物薄膜。6. —种方法，包括 在半导体衬底之上形成热敏树脂； 在包括热敏树脂的半导体衬底之上形成滤色片阵列； 在滤色片阵列之上形成平整化层； 在平整化层之上形成由间隙分隔的多个阻挡肋条； 在平整化层之上的各个间隙中形成微透镜；然后 减小各个微透镜之间的空间间隙。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，滤色片阵列包括红色滤色 片、绿色滤色片和蓝色滤色片。8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，形成多个阻挡肋条包括 在平整化层之上形成第一氧化物薄膜； 在第一氧化物薄膜之上形成多个光刻胶图案；然后使用光刻胶图案作为掩模蚀刻第一氧化物薄膜。9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，第一氧化物薄膜包...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑恩秀，
申请(专利权)人：东部高科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]