[發明專利]制造圖像傳感器的方法

無效

• 申請號: 200710305321.2
• 申請日: 2007-12-26
• 公開（公告）號: CN101211815A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 尹基準;黃祥逸
• 申請（專利權）人: 東部高科股份有限公司
• 主分類號: H01L21/71
• 分類號: H01L21/71;H01L21/82;H01L27/146
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 馮志云

技術領域

本發明涉及一種圖像傳感器及其制造方法。

背景技術

圖像傳感器是將光學圖像轉換成電信號的半導體器件。在制造圖像傳感器中待解決的難點之一是增加將入射光信號轉換成電信號的速率(也就是，靈敏度)。

在形成用于會聚光的微透鏡方面已經提出多種用于實現零間隙的方法，所述零間隙使得在用于形成微透鏡陣列的相鄰微透鏡之間沒有間隙產生。

當利用光致抗蝕劑形成微透鏡時，比如聚合體的微粒在晶片背面研磨工藝和鋸切工藝中可以附著在微透鏡上。微透鏡上的微粒不僅降低了圖像傳感器的靈敏度，還由于難以清潔微透鏡而減少了制造產量。因此，已經嘗試了利用低溫氧化物(LTO)層形成微透鏡的多種方法。

此外，微透鏡的外形(profile)對微透鏡的焦距有直接影響。因此，減小微透鏡的曲率半徑以及因此而減小微透鏡焦距的方法可以實現減小圖像傳感器器件的整體尺寸。

發明內容

本發明的實施例提供用于制造圖像傳感器的方法，其通過減小光會聚距離(也就是聚焦長度)，可以改善圖像傳感器器件的靈敏度以及減小器件的尺寸。

在一個實施例中，用于制造圖像傳感器的方法包括：在濾色鏡層上形成低溫氧化物層；在低溫氧化物層上形成光致抗蝕劑層圖案；在光致抗蝕劑層圖案上實施熱處理以形成犧牲微透鏡(sacrificial?microlens)；初步蝕刻所述犧牲微透鏡和低溫氧化物層，以形成由低溫氧化物層構成的初步的微透鏡(preliminary?microlens)；以及二次蝕刻所述初步的微透鏡以形成與初步的微透鏡相比具有減小的曲率半徑的微透鏡。

根據本發明的制造圖像傳感器的方法，改善了圖像傳感器的靈敏度，并且減小了光會聚距離，因而圖像傳感器的尺寸可以被減小。

附圖說明

圖1是示出根據一個實施例制造圖像傳感器的方法的橫截面圖，其中犧牲微透鏡15形成在低溫氧化物層13上方。

圖2是示出根據一個實施例制造圖像傳感器的方法的橫截面圖，其中低溫氧化物層13被蝕刻以形成初步的微透鏡13a。

圖3是示出根據一個實施例制造圖像傳感器的方法的橫截面圖，其中初步的微透鏡13a被蝕刻以形成微透鏡13b。

圖4是根據一個實施例的概念圖像傳感器的橫截面圖，其具有減小的曲率半徑和減小的焦距。

圖5是示出根據一個實施例的圖像傳感器的橫截面圖，其中所述圖像傳感器包括間隙減小層(gap-reducing?layer)17。

圖6是說明在制造圖像傳感器的方法中的工藝條件的曲線圖，其中低溫氧化物與光致抗蝕劑的蝕刻選擇比取決于蝕刻氣氛中的氧氣量。

具體實施方式

在本發明的實施例的描述中，應該理解的是，當一層(或薄膜)、區域、圖案或結構被指在另一襯底、另一層(或薄膜)、另一區域、另一襯墊或另一圖案的“上面/上方”或“下面/下方”時，它可以直接在其它襯底、層(或薄膜)、區域、襯墊或圖案上，或者也可以存在中間層。此外，應該理解的是，當一層(或薄膜)、區域、圖案、襯墊或結構被指在兩層(或薄膜)、兩個區域、襯墊或圖案“之間”時，意味著它可以是在兩層(或薄膜)、兩個區域、襯墊或圖案之間唯一的一層，或者也可以存在一個或多個中間層。因此，這應該通過本發明的技術概念來確定。

在下文中，本發明的實施例將會參照附圖被詳細描述。圖1到圖3是橫截面圖，用于示出根據本發明實施例制造圖像傳感器的方法。

根據所述方法，低溫氧化物(LTO)層13被形成在下部結構11上，然后犧牲微透鏡15被形成在LTO層13上，如在圖1中所示。

下部結構11可以包括光電二極管。下部結構11還可以包括在光電二極管上方的濾色鏡層，以及在濾色鏡層上或上方形成的平坦化層。為了避免對可包括光致抗蝕劑的濾色鏡層和平坦化層下面的結構造成損壞，用于在上方形成微透鏡的工藝優選地在低于約250℃的溫度下進行。

犧牲微透鏡15可以利用光致抗蝕劑來形成。例如，通過在LTO層13上形成光致抗蝕劑圖案以及在光致抗蝕劑圖案上實施比如熱回流這樣的熱處理，犧牲微透鏡15可以被形成。通過利用傳統方法(例如，在襯底上旋轉光致抗蝕劑)沉積光致抗蝕劑材料(例如，聚合體光致抗蝕劑)，以及接著通過熱處理(例如，通過在從大約120℃到約250℃、如從大約150℃到約200℃的溫度下進行熱回流)光致抗蝕劑層來處理所述光致抗蝕劑，光致抗蝕劑圖案可以被形成。熱回流也引起光致抗蝕劑材料在其表面形成凸起或彎曲的部分，并且可以引起所述光致抗蝕劑層硬化，導致犧牲微透鏡15的形成。