图像传感器及其制造方法技术

一种图像传感器及其制造方法，该图像传感器包括：下部结构，具有至少一个光电二极管和互连件；该下部结构上的钝化层；该钝化层上的滤色镜阵列；以及微透镜阵列，包括位于该滤色镜阵列上的氧化物层。本发明专利技术能够防止因绝缘层与焊盘或覆盖层之间的应力差而导致绝缘层从焊盘剥离的现象，并可防止聚合物颗粒粘附到微透镜阵列。因此，不仅能减小或防止图像传感器的灵敏度减小而且能增加产量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传感器，特别涉及一种。技术背景图像传感器是指将光学图像转换为电信号的半导体器件。图像传感器包 括用于将入射光收集和聚焦到光电二极管上的微透镜阵列。在制造图像传感器时，所要解决的问题之一是增加将入射光信号转换成 电信号的比率(例如提高图像传感器的灵敏度)。而且，在形成用于收集光的微透镜阵列的过程中，进行了各种努力以发 现实现零间隙的方法(例如，在微透镜阵列中的相邻透镜之间不提供间隙)。同时，由于各层间的应力差而存在覆盖层从焊盘区域(焊盘区域必须敞 开以便用外部引线或迹线进行信号连接)分离的现象。而且，存在另一现象，即例如在晶片背面磨削(back-grinding)工艺和 封装(packing)工艺之类的工艺中，例如因暴露的光敏层导致多个聚合物颗 粒可以粘附到微透镜阵列。由于清洁困难等原因，这种现象不仅造成图像传 感器的灵敏度减小，还造成产量下降。
技术实现思路
本专利技术的多个实施例提供，能够提高其灵敏度 和产量。本专利技术的一个实施例提供了一种图像传感器。该图像传感器包括下部结构，具有至少一个光电二极管和互连件；钝化层，位于该下部结构上；滤 色镜阵列，位于该钝化层上；以及微透镜阵列，包括位于该滤色镜阵列上的 氧化物层。本专利技术的另一个实施例提供图像传感器的制造方法。该方法包括在具 有至少一个光电二极管和互连件的下部结构上形成钝化层；在该钝化层上形 成滤色镜阵列；在该滤色镜阵列上形成低温氧化物(LTO)层；在该低温氧 化物层上形成图案化光敏层；以及湿法蚀刻该低温氧化物层以形成微透镜阵 列。本专利技术能够防止因绝缘层与焊盘或覆盖层之间的应力差而导致绝缘层 从焊盘剥离的现象，并可防止聚合物颗粒粘附到微透镜阵列。因此，不仅能 减小或防止图像传感器的灵敏度减小而且能增加产量。附图说明图1至图7示出根据实施例的图像传感器的制造方法。具体实施方式可以理解的是，在对实施例的说明中，当称层(或膜)、区域、图案、 或结构位于另一个衬底、另一个层(或膜)、另一个区域、另一个焊盘、或 另一个图案上/上方或下/下方时，它可以直接位于该另一个衬底、 层(或膜)、区域、焊盘、或图案上，或者也可能存在中间层。而且，可以 理解的是，当称层(或膜)、区域、图案、焊盘、或结构位于两个层(或膜)、 区域、焊盘、或图案之间时，它可以是在这两个层(或膜)、区域、焊盘、 或图案之间的唯一一层，或者也可能存在一个或多个中间层。因此，这应根 据本专利技术的技术理念而定。在下文中，将结合附图详细说明本专利技术的一个或多个实施例。以下将结合图1至图7说明一种图像传感器的示例性制造方法。图1至 7示意性地示出了根据本发祖各种实施例的图像传感器的制造方法。在如图l所示的图像传感器的示例性制造方法中，在具有至少一个光电 二极管和互连件的下部结构11上形成钝化层。优选地，该下部结构具有多 个光电二极管，每一个光电二极管对应微透镜阵列中的一个微透镜。在下部 结构11上形成用于将图像传感器信号与外界相连的焊盘13，并且该钝化层 是在焊盘13上或上方形成的。该钝化层可以包括氧化物层15和/或氮化物层17，氧化物层15例如为 二氧化硅如未掺杂硅玻璃(USG)，氮化物层17例如为氮化硅。在一个实 施例中，在形成钝化层的过程中，在下部结构11上形成氧化物 层15，并且随后在氧化物层15上形成氮化物层17。在钝化层包括氮化物层17的情况下，在氮化物层17上实施H2退火，以从氮化物层17除去缺陷。退火也可以在 包含其它还原剂例如NH3和/或SiH4的气氛中，并可选地在存在惰性气体如 Ar、 He、 Ne或N2的条件下实施。因此能够改善所要制造的图像传感器的低 照度特性。氮化层17可以由基于SiN的材料构成。例如，通过退火工艺可 除去悬键(dangling bond)。而且，退火工艺能够防止因氧化物层与随后形 成的低温氧化物层之间的应力差，而在氧化物层15中形成的裂缝。然后，如图2所示，除去氮化层17以暴露氧化物层15。在除去氮化层 17时，可通过回蚀(etchback)工艺或化学机械研磨(CMP)工艺除去氮化 层17。这时，氧化物层15保留在焊盘13上。因此，焊盘13可受到氧化物 层15的保护而未暴露。然后，如图3所示，在暴露的氧化物层15上形成热固化树脂层19。从 而能减少氧化物层15的缺陷。而且，能提高氧化物层15与随后将形成在该 热固化树脂层上的层的粘附性。此时，依据图像传感器的设计，也可省略形 成热固化树脂层19的工序。在如图3所示的图像传感器的示例性制造方法中，实施在热固性树脂层 19上形成滤色镜阵列21的工序。滤色镜阵列21可包含多个滤色镜，每个滤 色镜位于随后形成的微透镜与相应的光电二极管之间，并且设置为过滤预定 颜色或光波带之外的光。例如，滤色镜阵列21可以包括红、绿和蓝滤色镜 (例如，RGB系统)或黄、青(cyan)和洋红(magenta)滤色镜(YCM系 统)。而且，实施在滤色镜阵列21上形成氧化物层的工序。该氧化物层可以 包括低温氧化物层25或实质上由低温氧化物层25构成。也可以在焊盘13上方形成低温氧化物层25。这时，在焊盘13上依次堆 叠氧化物层15、热固性树脂层19、和低温氧化物层25。低温氧化物层25可具有从3，000A至10,000A左右的厚度。低温氧化物 层25形成得比微透镜阵列更厚，因为随后将通过蚀刻工艺由低温氧化物层 25来形成微透镜阵列。例如，低温氧化物层25的厚度可为后续形成的微透 镜阵列的厚度的1.5至3倍(例如2倍左右)。在20(TC下，在存在氧气(02)和/或臭氧(03)的情况下，通过以等离 子体增强化学气相沉积(PECVD)来沉积一种或多种二氧化硅前体，例如硅烷(SiH4)或正硅酸乙酯(tetraethylorthosilicate, TEOS)，从而形成低温氧 化物层25。作为一个示例，可通过PECVD，在150。C至20CTC的温度范围内 形成低温氧化物层25。在这种方式中，因为低温氧化物层25是在相对低的 温度下形成的，因此，可以减少或防止滤色镜阵列21劣化。然后，在低温氧化物层25上形成用于形成微透镜阵列的第一光敏层图 案27。作为一个示例，第一光敏层图案27可通过在低温氧化物层25上形成 第一光敏层、且随后用光刻工艺将第一光敏层图案化来形成。随后，加热第一光敏层图案27，以将第一光敏层图案27回流成微透镜 的凸起或弯曲的形状，然后非选择性地蚀刻第一光敏层图案27和下方的低 温氧化物层25，以将凸起或弯曲的形状转印或转移到下方的低温氧化物层 25。虽然非选择性蚀刻可以包括湿法或干法蚀刻，但是湿法蚀刻是优选的。 湿法蚀刻使得第一光敏层图案27和下方的低温氧化物层25受到各向同性蚀 刻。因此，如图5所示，由低温氧化物层25形成微透镜阵列25a。通过蚀刻低温氧化物层25形成的微透镜阵列25a可以具有零间隙。换 句话说，微透镜阵列25a可以在相邻的微透镜之间，沿微透镜阵列25a的水 平和/或垂直的方向，在至少一个或多个捧触点处，不具有间隙或空隙。而且，根据实施例，因为微透镜阵列25a是由低温氧化物层25形成的， 所以在后续的工序，例如封装工序中，能够防止异物(例如聚合物颗粒等) 粘附到微透镜阵列25a上。此后，如图6所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，包括：下部结构，具有至少一个光电二极管和互连件；钝化层，位于所述下部结构上；滤色镜阵列，位于所述钝化层上；以及微透镜阵列，包括所述滤色镜阵列上的第一氧化物层。

【技术特征摘要】
KR 2006-9-26 10-2006-00935761.一种图像传感器，包括下部结构，具有至少一个光电二极管和互连件；钝化层，位于所述下部结构上；滤色镜阵列，位于所述钝化层上；以及微透镜阵列，包括所述滤色镜阵列上的第一氧化物层。2. 根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述钝化层包括第二氧化 物层。3. 根据权利要求1所述的图像传感器，进一步包括热固性树脂层， 位于所述钝化层与所述滤色镜阵列之间。4. 根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述微透镜阵列包括低温 氧化物层。5. 根据权利要求4所述的图像传感器，其中所述微透镜阵列实质上由 低温氧化物层构成。6. 根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述微透镜阵列在相邻的 微透镜之间具有零空隙。7. —种图像传感器的制造方法，所述方法包括以下步骤在具有至少一个光电二极管和互连件的下部结构上形成钝化层； 在所述钝化层上形成滤色镜阵列； 在所述滤色镜阵列上形成低温氧化物层； 在所述低温氧化物层上形成图案化光敏层； 湿法蚀刻所述低温氧化物层，以形成微透镜阵列。8. 根据权利要求7所述的方法，其中形成所述钝化层的步骤包括 在所述下部结构上形成氧化物层； 在所述氧化物层上形成氮化物层；在包含还原剂的气氛中对所述氮化物层进行退火；以及 除去所述氮化物层以暴露所述氧化物层。9. 根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊，
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]