[發明專利]單片集成的具有雙焦微透鏡陣列的CMOS圖像傳感器

有效

• 申請號: 200610029511.1
• 申請日: 2006-07-28
• 公開（公告）號: CN101114662A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發明（設計）人: 肖德元;朱虹;洪中山;嚴祥成;盧普生;陳國慶;楊建平;李若加
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L21/82
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 李勇

1.單片集成的具有雙焦微透鏡陣列的CMOS圖像傳感器，包括：

標準CMOS邏輯電路，其集成了硅pin光電二極管；

微透鏡陣列，集成在CMOS電路有源區域對應的光吸收表面；

氮化硅層，覆蓋微透鏡陣列；

濾色鏡，設置于氮化硅層上面；

其特征在于，所述微透鏡陣列是雙焦微透鏡陣列，與CMOS電路單片集成。

2.根據權利要求1所述的單片集成的具有雙焦微透鏡陣列的CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述的標準CMOS邏輯電路還包括硅襯底、頂層金屬、氧化硅覆蓋層。

3.根據權利要求2所述的單片集成的具有雙焦微透鏡陣列的CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述的氧化硅覆蓋層是高密度等離子體淀積而成。

4.根據權利要求1所述的單片集成的具有雙焦微透鏡陣列的CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述的雙焦微透鏡陣列是無機雙焦微透鏡陣列。

5.根據權利要求4所述的單片集成的具有雙焦微透鏡陣列的CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述的無機雙焦微透鏡陣列是硅氧化物雙焦微透鏡陣列。

6.根據權利要求1所述的單片集成的具有雙焦微透鏡陣列的CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述的雙焦微透鏡陣列，包括：

第一硅氧化物透鏡，其具有第一曲率半徑；

第二硅氧化物透鏡，其具有第二曲率半徑。

7.根據權利要求1所述的雙焦微透鏡陣列的制作方法，包括如下步驟：

形成硅氧化物層或富含硅的氧化物層，其折射率為1.44～2.0；

涂敷光刻膠層，光刻、顯影形成光刻膠圖案；

光刻膠回流成型；

進行兩步反應離子束刻蝕，形成雙焦硅氧化物微透鏡。

8.根據權利要求7所述的單片集成的具有雙焦微透鏡陣列的CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述的硅氧化物是富硅氧化物。

9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的硅氧化物也可以是富硅氮氧化物。

10.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的光刻膠為正型光刻膠。

11.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的硅氧化物采用等離子增強化學氣相淀積形成。

12.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的光刻膠的回流溫度為高于其玻璃轉化溫度10～50℃。

13.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的光刻膠的回流溫度為150～180℃。

14.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的光刻膠的回流時間為5～20min。

15.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的成型光刻膠球的大小與其像素大小對應。

16.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的反應離子束刻蝕是含有氬離子的反應離子束刻蝕。

17.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的反應離子束刻蝕采用刻蝕射頻功率為500～800W，硅片襯底偏置射頻功率為500～800W，入射角為0～60°。

18.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的反應離子束刻蝕采用反應氣體及流量為：氬氣：300～700sccm；氧氣：10～100sccm；四氟化碳：10～100sccm；三氟甲烷：5～50sccm；反應腔體的壓力為100～500m?torr。

19.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的反應離子束刻蝕，在光刻膠刻蝕掉一半時，通過改變射頻功率及/或反應氣體的流量及/或反應腔體的壓力，和入射角保持不變，直到光刻膠刻蝕完畢，形成雙焦微透鏡陣列。

20.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的反應離子束刻蝕，硅片襯底固定在反應腔體內的靜電吸盤上。

21.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的硅片襯底在反應離子束刻蝕過程中需要冷卻至溫度小于150℃。