[發明專利]一種形成光學分光透鏡的結構和方法

有效

• 申請號: 201611270736.6
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106597583B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 儲佳
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;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;陳慧弘

本發明提供了一種光學分光透鏡的結構，通過改變透鏡材料層的材質及透鏡的形狀，可以得到不同光波范圍的分光特性，滿足從紫外光到紅外光的需求。本發明還提供了一種形成光學分光透鏡的方法，通過在襯底中利用晶向刻蝕形成不同的透鏡形狀的凹陷，再在凹陷中淀積透鏡材料形成透鏡，可便捷地形成各種光學分光透鏡，并且可以與現有集成電路制造工藝完全兼容。

技術領域

本發明屬于半導體集成電路制造工藝技術領域，尤其涉及一種形成光學分光透鏡的結構和方法。

背景技術

硅基光學傳感器(CCD/CIS，charge-coupled device/CMOS image sensor)是光學圖像傳感器的主流。為得到彩色圖像，需要光學分光透鏡對光線進行分光。目前，光學分光透鏡都是在封裝時形成，僅能反射特定波長的光，并且與現有集成電路制造工藝不能兼容。隨著傳感器尺寸不斷縮小，透鏡的尺寸也必須隨之縮小，這對材料、工藝都提出了更高的要求。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺陷，提出了一種形成光學分光透鏡的結構和方法，不僅可以與現有集成電路制造工藝完全兼容，可便捷地形成光學分光透鏡，而且可以通過改變透鏡材料，得到不同光波范圍的分光特性，滿足從紫外光到紅外光的需求。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種光學分光透鏡的結構，其特征在于，從下到上包括襯底層、掩模層和透鏡材料層，襯底層中含有透鏡形狀的凹陷，透鏡材料層填充于所述凹陷中形成透鏡。

優選地，所述透鏡材料層的材質為硅或二氧化硅或氮化硅或碳化硅。

優選地，透鏡形狀為四棱錐或三棱錐或三棱柱。

優選地，所述襯底層的材質為單晶硅；所述掩模層的材質為氮化硅。

為實現上述目的，本發明還提供了一種技術方案如下：

一種形成權利要求1～4所述的光學分光透鏡的方法，包括以下步驟：

步驟S01：提供一襯底；

步驟S02：在所述襯底上表面沉積一掩模層，并圖案化，確定透鏡的位置；

步驟S03：以圖案化的掩模層為掩模，刻蝕掩模下方的襯底層，形成透鏡形狀的凹陷；

步驟S04：在凹陷中沉積填充透鏡材料，形成透鏡材料層；

步驟S05：平坦化透鏡材料層的上表面。

優選地，還可以包括步驟S06：從透鏡材料層的上表面進行離子注入至襯底中，形成位于凹陷下方且與襯底層表面平行的離子注入層。

優選地，所述步驟S03中，采用濕法工藝各向異性刻蝕形成所述透鏡形狀的凹陷。

優選地，透鏡形狀為四棱錐或三棱錐或三棱柱。

優選地，所述透鏡材料層的材質為硅或二氧化硅或氮化硅或碳化硅。

優選地，所述襯底層的材質為單晶硅；所述掩模層的材質為氮化硅。

從上述技術方案可以看出，本發明提供了一種光學分光透鏡的結構，通過改變透鏡材料層的材質及透鏡的形狀，可以得到不同光波范圍的分光特性，滿足從紫外光到紅外光的需求。本發明還提供了一種形成光學分光透鏡的方法，通過在襯底中利用晶向刻蝕形成不同的透鏡形狀的凹陷，再在凹陷中淀積透鏡材料形成透鏡，可便捷地形成各種光學分光透鏡，并且可以與現有集成電路制造工藝完全兼容。

附圖說明

圖1為本發明的一種光學分光透鏡的結構示意圖；

圖2為本發明的一種形成光學分光透鏡的方法流程圖；