[發明專利]一種圖像傳感器微透鏡結構及其制作方法

在審

• 申請號: 201410811000.X
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN104465688A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 郭同輝;曠章曲
• 申請（專利權）人: 北京思比科微電子技術股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

1.一種圖像傳感器的微透鏡結構，微透鏡設置在像素的感光元器件上方，其特征在于，所述微透鏡的材料為彩色濾光片材料，所述微透鏡的表面覆蓋有保護層。

2.根據權利要求1所述的圖像傳感器微透鏡結構，其特征在于，所述微透鏡材料包含以下三種材料中的任一種或多種：紅色濾光片材料、綠色濾光片材料和藍色濾光片材料。

3.根據權利要求2所述的圖像傳感器微透鏡結構，其特征在于，每組像素單元包括三個首尾相連的像素，三個像素的感光器件的上方的微透鏡材料分別為紅色濾光片材料、綠色濾光片材料和藍色濾光片材料。

4.根據權利要求3所述的圖像傳感器微透鏡結構，其特征在于，所述微透鏡的上表面到下表面的距離大于等于0.2um。

5.根據權利要求4所述的圖像傳感器微透鏡結構，其特征在于，所述保護層采用無機物透明樹脂材料或硅玻璃材料，其厚度大于等于10nm。

6.一種權利要求1至5任一項所述的圖像傳感器微透鏡結構的制作方法，其特征在于，將三種彩色濾光片材料的微透鏡分別制作在三個像素的上方，三個像素分別為第一像素、第二像素、第三像素，并且三個像素首尾相連，包括步驟：

a、準備前端工藝制作完畢的圖像傳感器，所述前端工藝包括制作彩色濾光片之前的硅器件工藝和金屬工藝，且金屬設置在絕緣介質中；

b、在絕緣介質上表面，旋涂第一種彩色濾光片材料，其厚度大于等于1um；

c、在第一像素的感光元器件上方，形成第一種彩色濾光片材料的矩形方塊，其平面尺寸等于第一像素的平面尺寸，厚度保持不變；

d、旋涂第二種彩色濾光片材料，其厚度等于第一種彩色濾光片材料的厚度；

e、在第一像素相鄰的第二像素的感光元器件上方，形成第二種彩色濾光片材料的矩形方塊，其平面尺寸等于第二像素的平面尺寸，厚度保持不變；

f、旋涂第三種彩色濾光片材料，其厚度等于第一種彩色濾光片材料的厚度；

g、在第二像素相鄰的第三像素的感光元器件上方，形成第三種彩色濾光片材料的矩形方塊，其平面尺寸等于圖像傳感器第三像素的平面尺寸，厚度保持不變；

h、旋涂光刻膠，其厚度大于等于0.5um；

i、分別在第一種彩色濾光片材料矩形方塊正上方、第二種彩色濾光片材料矩形方塊正上方、第三種彩色濾光片材料矩形方塊正上方形成相應的光刻膠方塊，每個光刻膠方塊平面尺寸為相應彩色濾光片平面尺寸的60％～95％；

j、高溫烘烤光刻膠矩形方塊至凸面透鏡形狀，烘烤溫度為50攝氏度～200攝氏度，烘烤時間大于等于2分鐘，然后冷卻至室溫；

k、干法離子刻蝕，所述光刻膠保持凸面透鏡形狀逐漸被刻蝕掉，其較薄的邊緣被刻蝕掉后，繼續刻蝕彩色濾光片材料，光刻膠材料和彩色濾光片材料整體保持凸面透鏡形狀，直至將光刻膠材料完全刻蝕完畢，形成彩色濾光片材料的微透鏡后，停止干法離子刻蝕操作；

l、淀積保護層，在彩色濾光片材料的微透鏡表面淀積無機物透明樹脂材料或硅玻璃材料，其厚度大于等于10nm。

7.根據權利要求6所述的圖像傳感器微透鏡結構的制作方法，其特征在于，所述第一種彩色濾光片材料、第二種彩色濾光片材料、第三種彩色濾光片材料分別由紅色濾光片材料、綠色濾光片材料、藍色濾光片材料任意排序。