[發明專利]圖像傳感器及其制造方法

無效

• 申請號: 200710196917.3
• 申請日: 2007-12-06
• 公開（公告）號: CN101197385A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: 樸珍皞
• 申請（專利權）人: 東部高科股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L21/822;G02B5/20;G02B3/00;G03F7/00
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭小軍

技術領域

本發明的實施例涉及一種圖像傳感器及其制造方法。

背景技術

圖像傳感器被定義為將光學圖像轉換成電信號的半導體器件。現有技術中典型的圖像傳感器包括電荷耦合器件(CCD)和CMOS圖像傳感器等。

圖像傳感器可以按照下面的步驟被制造。

首先，在半導體襯底上形成晶體管和與一個或者更多的所述晶體管電連接的光電二極管，并且布線在所述晶體管和光電二極管上或者上方形成絕緣層結構和布線。連續地，在絕緣層結構上形成由紅色濾色鏡、綠色濾色鏡和藍色濾色鏡形成的濾色層，并且正性光致抗蝕劑層被涂敷到濾色層的上表面以形成平坦化層。之后，光致抗蝕劑層被涂敷到平坦化層上并且被圖案化，然后執行回流工藝以形成微透鏡，該微透鏡提供會聚在光電二極管中的光線。

所述微透鏡通過在平坦化層上形成光致抗蝕劑層并且圖案化該光致抗蝕劑層而形成。盡管如此，當如上所述通過圖案化該光致抗蝕劑層形成所述微透鏡時，一個大約100nm到200nm的間隙在所述微透鏡之間形成，使得光線入射穿過該間隙，從而出現圖像質量可能達不到最佳或者理想化的問題。

發明內容

本發明的實施例提供一種通過去除微透鏡之間的間隙來改善圖像質量的圖像傳感器及其制造方法。

根據本發明實施例的圖像傳感器包括：多個光電二極管，位于半導體上；濾色鏡，位于各個所述光電二極管上或上方；平坦化層，覆蓋所述多個濾色鏡；以及位于所述平坦化層上的微透鏡，具有親水微透鏡以及與該親水微透鏡的邊緣相接觸的疏水微透鏡，所述微透鏡與各個濾色鏡相對應。

根據本發明的實施例用于制造圖像傳感器的方法包括下列步驟：在半導體襯底上形成多個光電二極管結構；在各個所述光電二極管上形成第一濾色鏡、鄰近所述第一濾色鏡的第二濾色鏡、以及鄰近所述第二濾色鏡的第三濾色鏡；形成覆蓋所述第一濾色鏡、所述第二濾色鏡和所述第三濾色鏡的平坦化層；在所述平坦化層上形成對應于所述第一濾色鏡和所述第三濾色鏡的第一類型(例如疏水或者親水)微透鏡；以及在所述平坦化層上形成對應于所述第二濾色鏡的第二類型(例如親水或者疏水)微透鏡，所述第二類型微透鏡與所述第一類型微透鏡的邊緣接觸。

根據另一實施例的圖像傳感器包括：多個光電二極管，位于半導體襯底上；濾色鏡，位于各個所述光電二極管上，該濾色鏡包括具有第一高度的第一濾色鏡和具有不同于所述第一高度的第二高度的第二濾色鏡，所述第二濾色鏡位于所述第一濾色鏡的邊緣處；以及位于所述第一濾色鏡上的第一微透鏡和位于所述第二濾色鏡上的第二微透鏡。

根據另一實施例的用于制造圖像傳感器的方法包括下列步驟：在半導體襯底上形成多個光電二極管；在各個所述光電二極管上形成濾色鏡，其中所述濾色鏡包括具有第一厚度的第一濾色鏡以及一個或者多個具有比第一厚度大的第二厚度的第二濾色鏡，所述第二濾色鏡位于所述第一濾色鏡的邊緣處；在所述第一濾色鏡上形成第一微透鏡；以及在所述第二濾色鏡上形成第二微透鏡。

本發明能夠去除微透鏡之間的間隙，從而改善圖像質量。

附圖說明

圖1是示出根據第一實施例的典型的圖像傳感器的橫截面視圖。

圖2是示出典型的單位像素的布局的平面圖，該單位像素包括如在圖1中示出的光電二極管結構。

圖3是示出如圖1中所示的微透鏡的可效仿布置的平面圖。

圖4至圖9是示出用于制造根據第一實施例的圖像傳感器的可效仿方法的橫截面視圖。

圖10是示出根據第二實施例的典型的圖像傳感器的橫截面視圖。

圖11是示出圖10的可效仿圖像傳感器的可替代實施例的橫截面視圖。

圖12至圖15是示出用于制造根據第二實施例的可效仿圖像傳感器的方法的橫截面視圖。

具體實施方式

在下文中，將參照附圖詳細描述根據本發明實施例的圖像傳感器及其制造方法。

第一實施例

圖1是示出根據本發明第一實施例的可效仿圖像傳感器的橫截面視圖。

參照圖1，具有光電二極管20(或者PD)的單位像素50被設置或者形成在半導體襯底10上。在一個實施例中，單位像素50可以包括光電二極管20、絕緣層結構30、濾色層40、以及平坦化層48。多個光電二極管20形成在半導體襯底10上，圖1通過舉例示出了三個光電二極管20的情況。將參照下面的圖4到圖9更加詳細地描述絕緣層結構30、濾色層40、以及平坦化層48。

圖2是示出多個像素中的一個像素的平面圖，該像素包括圖1中所示的光電二極管結構。