[發明專利]具有凸透鏡結構的像元結構及制造方法

有效

• 申請號: 201210575632.1
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103066090B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 趙宇航;康曉旭
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31275
• 代理人: 吳世華,林彥之

1.一種具有凸透鏡結構的像元結構，其特征在于：其包括硅襯底上的光敏元件和用于標準CMOS器件的多層結構，該光敏元件的上方具有向下凸的下凸透鏡和向上凸的上凸透鏡，該上凸透鏡位于下凸透鏡的上方，并與下凸透鏡組成全凸透鏡；其中，所述多層結構包括CMOS工藝器件、接觸孔層、銅互連線層以及PAD鈍化層，所述多層結構的頂面的上設有容納下凸透鏡的容納層，該容納層具有凹槽，該下凸透鏡設于該凹槽內。

2.根據權利要求1所述的具有凸透鏡結構的像元結構，其特征在于：該凹槽底部由透光材料填充，該下凸透鏡設于該透光材料的上方。

3.根據權利要求2所述的具有凸透鏡結構的像元結構，其特征在于：該上凸透鏡位于下凸透鏡的上表面之上，并與下凸透鏡為一體。

4.根據權利要求3所述的具有凸透鏡結構的像元結構，其特征在于：所述多層結構的頂面與容納層的中間還具有一層彩色濾光層。

5.根據權利要求4所述的具有凸透鏡結構的像元結構，其特征在于：該容納層為透光材料，該凹槽面積大于光敏元件區域的面積。

6.根據權利要求1至5任一項所述的具有凸透鏡結構的像元結構，其特征在于：該光敏元件是光敏二極管。

7.一種權利要求1所述具有凸透鏡結構的像元結構的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S301，在硅襯底上排布光敏元件和用于標準CMOS器件的多層結構，在多層結構表面涂覆第一透光材料，刻蝕該第一透光材料以形成凹槽，實現容納層；

步驟S302，該凹槽底部填充第二透光材料，形成具有圓弧形凹形表面的半填充結構，去除凹槽外圍的第二透光材料；

步驟S303，利用第三透光材料對凹形半填充結構進行填充，并涂覆蓋沒容納層，刻蝕去除凹槽區域以外的第三透光材料；

步驟S304，加熱并使第三透光材料熔融，利用其表面張力以形成上凸透鏡，實現全凸透鏡結構。

8.根據權利要求7所述的具有凸透鏡結構的像元結構的制造方法，其特征在于：步驟S303包括利用第三透光材料對凹形半填充結構進行填充，形成下凸透鏡，并實現表面平坦化；在第三透光材料上涂覆第四透光材料，并刻蝕去除下凸透鏡區域以外的第四透光材料；步驟S304為加熱并使第四透光材料熔融，利用其表面張力以形成上凸透鏡，實現全凸透鏡結構，其中，該第三透光材料與第四透光材料是不同材質，且第三透光材料的熔融溫度高于第四透光材料的熔融溫度。