图像传感器及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种图像传感器及其制造方法的实施例。图像传感器包括：形成在包括光电二极管的衬底上的层间介电层；形成在层间介电层上的滤色层；形成在滤色层上的第一氧化物膜微透镜；和形成在第一氧化物膜微透镜上的第二氧化物膜微透镜。本发明专利技术可以使用普通的光致抗蚀剂，而不是专门用于微透镜的光致抗蚀剂来形成微透镜。可以降低制造成本。可以通过减小微透镜间的间隙而减少色度亮度干扰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。技术背景为了改进图像传感器的光敏度，通常增加图像传感器的所有区域中的光 电二极管所占区域的填充系数，或通过改变入射到光电二极管之外的区域上 的光路径而将光线聚焦到光电二极管上。聚焦技术的代表性示例就是形成微透镜。根据现有技术，在制造图像传感器的工艺过程中形成微透镜的方法通常采用一种利用特定光致抗蚀剂形成微透镜的微光(micro photo)工艺、然后 再进行回流工艺的方案。但是，根据现有技术，由于光致抗蚀剂的损耗量因光致抗蚀剂的回流而 变大，因此在微透镜之间存在间隙(G)，使得光电二极管上的入射光量减 小，从而导致错误图像。此外，因为用于微透镜的特定光致抗蚀剂比普通的光致抗蚀剂更贵，因 此增加了制造工艺的成本。并且，由于很难对回流工艺实现标准化，在回流工艺期间光致抗蚀剂会 敏感地反应。因此，可能会形成不均匀的微透镜的形状。此外，在现有技术中，由于微透镜暴露在外，微透镜可能因摩擦等而受损。而且，当微透镜之间的间隙宽时，会发生色度亮度干扰(cross-talk)。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种，可以最小化微透 镜之间的间隙(G)。实施例提供了一种，可以通过不采用微透镜的特定光致抗蚀剂就形成微透镜的工艺来减小制造成本。其中 一个实施例提供了 一种图像传感器的制造方法，可以在图像传感器 中相对均一地形成微透镜的形状。因此，在芯片上的所有微透镜可以具有相 同的曲率。一个实施例提供了一种包括能耐外界摩擦的微透镜的图像传感器的制 造方法。一个实施例提供了一种图像传感器的制造方法，可以通过减小微透镜间 的间隙而减少色度亮度干扰产生的可能性。根据实施例的图像传感器，包括形成在包括光电二极管的衬底上的层 间介电层；形成在层间介电层上的滤色层；形成在滤色层上且具有恒定曲率 的第一氧化物膜微透镜；和形成在第一氧化物膜微透镜上的第二氧化物膜微 透镜。根据实施例的图像传感器的制造方法，包括在包括光电二极管的衬底 上形成层间介电层；在层间介电层上形成滤色层；在滤色层上形成氧化物膜； 以及在氧化物膜上形成多个具有预定间隙的光致抗蚀剂图案；使用光致抗蚀 剂图案作为掩模蚀刻氧化物膜，形成具有恒定曲率的第一氧化物膜微透镜。根据实施例的图像传感器的制造方法，包括在衬底上形成微透镜；在 微透镜上形成硬度大于该微透镜材料的透明膜。附图说明附图为专利技术提供了进一步的说明，是本申请的一部分，说明本专利技术的实 施例并与说明书一起解释本专利技术的原理。在附图中 图1是根据实施例的图像传感器的剖面图；图2到图4是说明根据实施例的图像传感器的制造方法的剖面图；图5是根据实施例的图像传感器的剖面图；以及图6和图7是说明根据实施例的图像传感器的制造方法的剖面图。具体实施方式下面给出本专利技术的优选实施例的详细说明，附图中将示出实例。尽可能 在全部附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部分。 在下文中，将参考附图描述根据实施例的半导体器件及其制造方法。 在描述实施例时，当一个层被描述为形成在另一层上/下时，该上/下 包括直接形成或形成时中间有其它层插入。图1是根据第一实施例的图像传感器的剖面图。参考图1，根据实施例的图像传感器包括形成在衬底(未示出)上的 层间介电层110;形成在层间介电层110上的滤色层120;形成在滤色层120 上的第一氧化物膜微透镜135，对于所有微透镜具有相同曲率；以及形成在第一氧化物膜微透镜135上的第二氧化物膜微透镜140。第一氧化物膜微透镜135可以限制位于该第一氧化物膜微透镜135之下 的层的暴露。因为第一氧化物膜微透镜135下面的层可能是滤色层120或平坦化层 (未示出)，且这些层可以经由聚合物或光致抗蚀剂形成，因此这样可以限 制或防止形成第一氧化物膜微透镜135的蚀刻工艺所造成的破坏(attack)。 同时,第二氧化物膜微透镜140可以使用与形成第一氧化物膜微透镜135相同的材料以延续其折射率。第二氧化物膜微透镜140可以形成在第一氧化物膜微透镜135上，在使 所有微透镜保持相同曲率的同时，不暴露第一氧化物膜微透镜135。根据第一实施例的图像传感器可以由第一氧化物膜微透镜和第二氧化 物膜微透镜形成，以减小微透镜之间的间隙至零间隙，从而能够改善图像传 感器的图像质量。并且，根据第一实施例，由氧化物膜形成的微透镜可以具有恒定的曲率，即所有的微透镜具有相同的曲率。下文将结合图2至图4描述根据第一实施例的图像传感器的制造方法。 参考图2，层间介电层IIO可以形成在包括光电二极管(未示出)的衬底(未示出)上。层间介电层IIO可以形成为多层的。虽然未示出，但在一个层间介电层 形成后，可以形成光屏蔽层，以阻止光入射到非光电二极管区域的其他部分， 还可以在光屏蔽层上形成另一层间介电层。随后，用于防止器件受潮和被刮伤的保护膜(未示出)进一步形成在层 间介电层110上。滤色层120可以形成在保护层上，例如应用可染色的抗蚀剂并随后实施曝光和显影工艺，提供了根据波长范围而进行滤光的红(R)、绿(G)和蓝(B)滤色器。在进一步的实施例中，为了保障平整度以形成焦距可调的透镜层，平坦化层(PL)(未示出)可以形成在滤色层120上。 下一步，氧化物膜130形成在滤色层120上。氧化物膜130可以是低温氧化物膜，在约200°C或更低的温度下沉积而 成。氧化物膜130可以是SiO2。同时，氧化物膜130可以通过化学气相沉积 (CVD)或等离子增强CVD (PECVD)法形成。接下来，具有预定间隙的多个光致抗蚀剂图案210可以形成在氧化物膜 130上。与现有技术相比较，该光致抗蚀剂图案210可以使用普通的光致抗蚀剂， 而不是专门用于微透镜的光致抗蚀剂。不使用专门用于微透镜的光致抗蚀剂 可以降低制造成本。例如，光致抗蚀剂图案210可以由KrF光致抗蚀剂(PR) 形成。在特定的实施例中，光致抗蚀剂图案210可以使用普通的光致抗蚀剂， 而不是专门用于微透镜的光致抗蚀剂，因此可以进行后续工艺而不必进行单 独的回流工艺。这样可以降低制造成本。并且，形成在滤色层120上的氧化物膜的厚度可以与形成在氧化物膜上 的光致抗蚀剂图案210的厚度大致相同，使得在后续的形成第一氧化物膜微 透镜135的工序中，可以形成具有相同曲率的第一氧化物膜微透镜135。参考图3，第一氧化物膜微透镜135可以通过使用光致抗蚀剂图案210 作为掩模蚀刻氧化物膜130而形成。同时，光致抗蚀剂图案210和氧化物膜130的蚀刻选择比率(ratios)大 致相同，以使光致抗蚀剂图案210的蚀刻比率(ratios)和氧化物膜130的蚀 刻比率大致相同，从而可以形成令所有微透镜具有相同曲率的第一氧化物膜 微透镜135。在形成第一氧化物膜微透镜135的步骤中，电源电量与偏置电量的比例 为3~10:1，以使光致抗蚀剂图案210和氧化物膜130的蚀刻比例大致相同， 从而可以形成半圆形的第一氧化物膜微透镜135。 同时，第一氧化物膜微透镜135可以使用进行等向性蚀刻的蚀刻工艺条件形成，以形成半圆形的第一氧化物膜微透镜i35。举例来说，形成第一氧化物膜微透镜135的步骤可以在约80 120mT的 压力下进行，电源电量约为300~700W，偏置电量约0~300W， CF4流量约 20 70scc本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，包括：　　　　多个第一氧化物膜微透镜，形成在衬底上；以及　　　　第二氧化物膜微透镜，形成在每个第一氧化物膜微透镜上，其中该第二氧化物膜微透镜以间隔件形式形成在每个第一氧化物膜微透镜的侧面。

【技术特征摘要】
KR 2006-12-27 10-2006-0135712;KR 2006-12-29 10-2001.一种图像传感器，包括多个第一氧化物膜微透镜，形成在衬底上；以及第二氧化物膜微透镜，形成在每个第一氧化物膜微透镜上，其中该第二氧化物膜微透镜以间隔件形式形成在每个第一氧化物膜微透镜的侧面。2. 如权利要求1所述的图像传感器，其中该多个第一氧化物膜微透镜的 材料下部保留在该衬底上。3. 如权利要求1所述的图像传感器，其中该第二氧化物膜微透镜中每一 个微透镜均具有大致相同的曲率，该第一氧化物膜微透镜中每一个微透镜均 具有大致相同的曲率。4. 如权利要求1所述的图像传感器，其中该多个第一氧化物膜微透镜由 与该第二氧化物膜微透镜相同的材料形成。5. —种图像传感器的制造方法，包括-在衬底上形成多个第一微透镜；以及 在该多个第一微透镜上沉积透明膜；以及蚀刻该透明膜，以在该多个第一微透镜中的各微透镜之间提供零间隙。6. 如权利要求5所述的方法，其中该透明膜包括氧化物层。7. 如权利要求5所述的方法，其中在衬底上形成多个第一微透镜的步骤 包括在该衬底上形成氧化物膜；在该氧化物膜上形成具有预定间隙的多个光致抗蚀剂图案；以及 使用该多个光致抗蚀剂图案作为掩模来蚀刻该氧化物膜，以形成多个第 一氧化物膜微透镜，每个氧化物膜微透镜具有大致相同的曲率。8. 如权利要求7所述的方法，其中该多个光致抗蚀剂图案包括普通的光 致抗蚀剂，所述普通的光致抗蚀剂不...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵殷相，
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]