微透镜阵列及其制作方法技术

本发明专利技术提供了微透镜阵列及其制作方法。该方法包括在衬底上形成第一透镜材料结构。第一透镜材料结构包括多个升高部分。所述升高部分通过凹部隔开。而且，所述多个升高部分具有至少3微米的平均高度。此外，用于制作微透镜阵列的方法包括在第一透镜材料结构和凹部上沉积介电材料，以形成第二透镜材料结构。第二透镜材料结构具有至少1微米的平均厚度。而且，第一和第二透镜材料结构一起形成该微透镜阵列。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的一些实施方式涉及一种微透镜阵列。本专利技术的一些实施方式涉及一种用于制作微透镜阵列的方法。
技术介绍
微透镜变得越来越重要。特别是在半导体领域中，微透镜起着重要的作用。例如， 微透镜阵列的典型应用是利用微透镜阵列将光聚焦到感光材料上。通常，半导体产品上的微透镜用于将入射光聚焦到下面的层上，下面的层能够将光转换为电信号，以便进一步处理。例如，这些层可以是感光材料层。与半导体产品一起使用微透镜阵列允许处理入射光， 例如通过在互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器中采用微透镜阵列。随着越来越多的应用，需要在半导体产品上高效地制造微透镜。一种常见的制造方法是在第一处理步骤中制作微透镜。在进一步的处理步骤中， 可将微透镜粘贴在半导体芯片上。然而，需要提供在半导体产品上制作微透镜阵列的有效方法。制作微透镜阵列的方法应该允许在半导体衬底上制作多个微透镜。
技术实现思路
一些实施方式提供一种用于制作微透镜阵列的方法。用于制作微透镜阵列的方法包括在衬底上形成第一透镜材料结构。第一透镜材料结构包括多个升高部分。所述升高部分通过凹部隔开。而且，多个升高部分具有至少3微米的平均高度。此外，用于制作微透镜阵列的方法包括将介电材料沉积到第一透镜材料结构和凹部上，以形成第二透镜材料结构。第二透镜材料结构具有至少I微米的最小厚度。而且，第一和第二透镜材料结构一起形成微透镜阵列。其他实施方式提供一种微透镜阵列。该微透镜阵列通过包括在衬底上形成第一透镜材料结构的步骤的方法而 产生。第一透镜材料结构包括通过凹部隔开的多个升高部分。 而且，多个升高部分具有至少3微米的平均高度。此外，该方法包括将最小厚度为至少I微米的介电材料沉积到第一透镜材料结构和凹部上以形成第二透镜材料结构的另一步骤。第一和第二透镜材料结构一起形成微透镜阵列。在另一个实施方式中，提供一种微透镜阵列。该微透镜阵列包括位于衬底上的第一透镜材料结构。第一透镜材料结构包括通过凹部隔开的多个升高部分。此外，多个升高部分具有至少3微米的平均高度。而且，该微透镜阵列包括位于第一透镜材料结构和凹部上的第二透镜材料结构。第二透镜材料结构包含介电材料。此外，第二透镜材料结构具有至少I微米的最小厚度。第一和第二透镜材料结构一起形成微透镜阵列。附图说明这里参考附图描述本专利技术的实施方式。图1A至图1E描绘了根据一个实施方式的在制造过程的不同阶段时经过衬底上的透镜材料的横截面。图2A至图2F示出了根据一个实施方式的在制造过程的不同阶段时经过衬底上的透镜材料的其他横截面。图3描绘了根据一个实施方式的在衬底上生成的微透镜阵列的三维示图。图4A至图4B示出了根据另一实施方式的在制造过程的不同阶段时经过衬底上的透镜材料的横截面。图5A至图描绘了根据一个实施方式的位于衬底上的升高部分的三维示图，其中升高部分具有不同的形状。在下面的描述中，具有相同或等同功能的相同或等同元件由相同或等同的参考数字表不。具体实施方式图1A至图1E示出了根据一个实施方式的在制造过程的不同阶段时经过衬底上的透镜材料的横截面。图1A描绘了衬底110。例如，该衬底可包括含有晶体硅的衬底层。而且，衬底110 可以在透镜材料与衬底层之间包含一个或多个底层。在图1A中，已经在衬底110上形成了第一透镜材料结构。第一透镜材料结构包括多个升高部分131、132、133，所述升高部分可包含介电材料，例如二氧化硅。二氧化硅是特别合适的透镜材料。然而，第一透镜材料结构也可以或者替换地包含其他合适的透镜材料，例如聚碳酸酯。升高部分132包括三个侧面151、152、153 :位于升高部分132的顶部上的水平侧面151和两个竖直侧面152、153。在其他实施方式中，升高部分可以例如具有倾斜的侧面。 升高部分131、132、133通过凹部141、142隔开，所述凹部可通过蚀刻到第一透镜材料结构中而形成。这将在下·面参考图2A至图2F更详细地解释。在图1A中，箭头h表不升闻部分132的闻度。升闻部分132的侧面151、152、153 上的任意位置被认为是升高部分132上的点。升高部分132上的点与衬底110的表面111 之间的距离是升高部分132上的点与衬底110的表面111之间的最短直线的长度。当考虑升高部分132上的每个点与衬底110的表面111之间的所有距离时，升高部分132的高度是最大距离。升高部分131、132、133的平均高度是设置在衬底110上的所有升高部分131、 132、133的高度的平均值。升高部分132与升高部分133之间的凹部的最小凹部宽度由箭头w表示。通过凹部隔开的两个邻近升高部分之间的最小距离是所考虑的凹部的最小凹部宽度。该最小凹部宽度是衬底上的所有升高部分之间的所有凹部的最小的凹部宽度。在图1A中，还没有开始介电材料的沉积。图1B示出了后续的制造阶段，其中刚刚开始介电材料170在第一透镜材料结构上的沉积。通常，介电材料170共形地(conformally)沉积在第一透镜材料层上。因此，已经沉积的介电材料170在大部分沉积区域上具有相同的厚度。然而，在升高部分131、132、133的边缘161、162、163、164附近，比其他区域沉积的介电材料170更少。因此，在第一透镜材料结构的升高部分131、132、133的边缘161、162、163、164附近开始发生圆滑效应(rounding effect)。结果，在升高部分131、132、133的边缘161、162、163、164附近沉积的介电材料 170没有呈现尖锐的边缘。相反，所沉积的介电材料170的表面从竖直侧面到水平侧面的过渡变得圆滑。第二透镜材料结构的介电材料可以通过应用化学气相沉积(CVD)而共形地沉积。 化学气相沉积是沉积固体材料所采用的化学过程。例如，可将衬底暴露于源气体(source gas)。介电材料可以通过采用TEOS化学气相沉积(TEOS=正硅酸乙酯)而沉积。将衬底110 暴露于TEOS源气体。源气体在衬底110的表面上反应并产生二氧化硅作为沉积物。图1C示出了沉积过程的后续阶段。已经在升高部分131、132、133和凹部上沉积了更多的介电材料。上述与升高部分131、132、133的边缘161、162、163、164附近所沉积的介电材料170有关的圆滑效应增加。图1D描绘了后续的制造阶段，其中沉积更多的介电材料170。随着更多介电材料 170的沉积，形成在凹部上的介电材料170的间隙变得更小。图1E示出了在已经完成介电材料170的沉积之后的最后阶段。介电材料已经沉积在第一透镜材料结构和凹部141、142上，使得第一透镜材料结构完全被所沉积的材料覆盖。在升高部分131、132、133的边缘161、162、163、164附近的区域开始的圆滑效应现在发生在所沉积的介电材料170的整个表面上。已经沉积在升高部分和凹部上的介电材料170形成第二透镜材料结构。包括升高部分131、132、133的第一透镜材料结构和第二透镜材料结构一起形成微透镜阵列。第二透镜材料结构具有表面195。第二透镜材料结构的表面195上的任意位置被认为是第二透镜材料结构的表面195上的点。第二透镜材料结构的表面195包含无数个点， 例如点 197、198、199。 当形成透镜材料阵列时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制作微透镜阵列的方法，包括：在衬底上形成第一透镜材料结构，其中，所述第一透镜材料结构包括通过凹部隔开的多个升高部分，其中，所述多个升高部分具有至少3微米的平均高度；以及在所述第一透镜材料结构和所述凹部上沉积最小厚度为至少1微米的介电材料，以形成第二透镜材料结构，其中，所述第一和第二透镜材料结构一起形成所述微透镜阵列。

【技术特征摘要】
2011.09.19 US 13/235,7071.一种用于制作微透镜阵列的方法，包括 在衬底上形成第一透镜材料结构，其中，所述第一透镜材料结构包括通过凹部隔开的多个升高部分，其中，所述多个升高部分具有至少3微米的平均高度；以及 在所述第一透镜材料结构和所述凹部上沉积最小厚度为至少I微米的介电材料，以形成第二透镜材料结构，其中，所述第一和第二透镜材料结构一起形成所述微透镜阵列。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述凹部具有至少2微米的最小凹部宽度。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述最小凹部宽度与所述升高部分的平均高度的比率是至少O. 75。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在衬底上形成所述第一透镜材料结构包括至少部分地蚀刻到所述第一透镜材料结构的透镜材料中。5.根据权利要求1所述的方法，其中，在衬底上形成所述第一透镜材料结构包括蚀刻到所述第一透镜材料结构的透镜材料中直到到达底层。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一透镜材料结构形成为包括具有矩形、椭圆形或圆形基底的多个升高部分。7.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述第一透镜材料结构进一步包括 将透镜材料设置在衬底上作为第一透镜材料结构； 在所述第一透镜材料结构上形成图案化光刻胶；以及 蚀刻到所述第一透镜材料结构的未被所述图案化光刻胶覆盖的区域中。8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括 在所述蚀刻之后从所述第一透镜材料结构去除所述图案化光刻胶。9.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一透镜材料结构上沉积所述介电材料通过TEOS化学气相沉积过程实施。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一透镜材料结构和所述第二透镜材料结构包含相同的透镜材料或者具有光学上等效特性的不同的透镜材料。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一透镜材料结构和所述第二透镜材料结构中的至少一个包含二氧化硅。12.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述第一透镜材料结构进一步包括从所述第一透镜材料结构的至少一个侧面去除一部分所述透镜材...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼弗雷德·恩格尔哈德特，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：