CMOS图像传感器及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种ＣＭＯＳ图像传感器的制造方法，根据该方法，在半导体衬底上形成绝缘层；且在该绝缘层上形成金属焊盘；在包括该金属焊盘的绝缘层上形成第一覆盖层；选择性地去除该第一覆盖层以暴露出该金属焊盘的一部分；在暴露的该金属焊盘和该第一覆盖层上形成保护层；在该保护层上形成滤色镜阵列；以及在该滤色镜阵列和该保护层上形成第二覆盖层；选择性地去除该第二覆盖层以形成光电二极管区；在余留的第二覆盖层上进行等离子体处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造CMOS图像传感器的方法。
技术介绍
目前，互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器作为克服电荷耦合器(CCD)缺陷的新一代图像传感器已经成为众所关注的焦点。该CMOS图像传感器采用了这样的转换法利用CMOS技术形成与单位像素数量相同的MOS晶体管，并利用MOS晶体管顺序检测单位像素的输出。该CMOS技术利用将控制电路和信号处理电路用作外围线路的技术。即该CMOS图像传感器通过在单位像素中形成光电二极管和MOS晶体管并利用切换法顺序检测各单位像素的电信号来再现图像。CMOS图像传感器采用CMOS制造技术，因此具有诸如功耗低，因光刻加工数量少而制造工艺简单等优点。此外，由于CMOS图像传感器可以将控制电路、信号处理电路、模拟/数字转换电路等集成到CMOS图像传感器的芯片上，因此易于使采用了CMOS图像传感器的产品小型化。因而，CMOS图像传感器广泛应用于诸如数字照相机、数字摄影机等各种产品。图1a至1c是示出了根据现有技术的CMOS图像传感器的制造方法的剖视图。参考图1a，在半导体衬底100上形成诸如栅绝缘层和层间绝缘层等绝缘层101(例如，氧化层)，以及在绝缘层101上形成各信号线的金属焊盘(metalpad)102。接着，在包括该金属焊盘102的半导体衬底100的整个表面上形成第一覆盖层103，之后利用化学机械平坦化(CMP)工艺将第一覆盖层103的表面平坦化。接着，在第一覆盖层103上涂布光致抗蚀剂图案，该光致抗蚀剂图案(未示出)露出第一覆盖层103的对应于金属焊盘102的一部分；然后，利用该抗蚀剂图案作为掩模选择性地蚀刻第一覆盖层103，以露出金属焊盘102的表面。接着，在包括金属焊盘102的半导体衬底的整个表面上形成保护层104。保护层104由氧化层或氮化层形成。此外，保护层104形成厚度约为300-800。保护层104防止因后续光刻工艺中将金属焊盘102暴露于显影液中而导致的金属焊盘102的损坏。接着，在对应于光电二极管的保护层104的部分上涂布滤色镜抗蚀剂层(未示出)。接着，反复进行曝光和显影，以依次形成红色滤色镜、绿色滤色镜、以及蓝色滤色镜。这些滤色镜构成滤色镜阵列105。接着，在包括已曝光的滤色镜阵列105的半导体衬底100的整个表面上形成第二覆盖层106；然后，选择性地去除第二覆盖层106的除对应于光电二极管区的滤色镜阵列105的部分之外的部分。参考图1b，采用反应离子蚀刻(RIE)方法蚀刻保护层104的一部分。即除位于该滤色镜阵列105下方的保护层104的一部分外，选择性地去除保护层104的另一部分。其中，第二覆盖层106被部分蚀刻而受损，因而在部分蚀刻的第二覆盖层106a上产生高度差。参考图1c，在具有高度差的第二覆盖层106a上形成微透镜107，以与滤色镜阵列105相对应。然而，第二覆盖层106的高度差改变了微透镜107的焦距且部分产生了微透镜107间的厚度偏差。此外，这影响了微透镜107的布局以及微透镜107间的间隙，并最终导致了CMOS图像传感器电特性的降低。而且，由于金属焊盘102的表面暴露，在形成微透镜107的光刻工艺中，金属焊盘102暴露于显影液中而受到化学侵蚀，因而导致损坏，或在取样试验中，从受侵蚀的金属焊盘102上产生金属片。在取样试验中，从金属焊盘102产生的金属片在锯切中会转移到微透镜107上，遮挡或反射射向光电二极管的光，这将产生像素干扰(noise of pixels)而导致缺陷。
技术实现思路
相应地，本专利技术致力于一种CMOS图像传感器的制造方法，其基本上避免了因现有技术的局限和缺点所导致的一个或多个问题。本专利技术的一个目的在于提供一种CMOS图像传感器，其能够将金属焊盘的损害最小化，并且该CMOS图像传感器的覆盖层和形成于其上的微透镜之间具有良好的黏合性，还改善了微透镜之间的间隙一致性。本专利技术的其他优点、目的和特征将在以下的说明中部分地阐明。对于本领域普通技术人员而言，通过阅读下文将能在某种程度上明晰或者从本专利技术的实践中将能了解本专利技术的其他优点、目的和特征。本专利技术的任务和其它优点可以通过所撰写的说明书、权利要求书以及附图中特别指出的结构实现和获得。为了实现这些目的和其它优点，并且根据本专利技术的意图，如在此具体实施及广泛描述的，在此提供了一种制造CMOS图像传感器的方法，该方法包括在半导体衬底上形成绝缘层；在该绝缘层上形成金属焊盘；在包括该金属焊盘的绝缘层上形成第一覆盖层；选择性地去除该第一覆盖层以暴露出该金属焊盘的一部分；在该暴露的金属焊盘和第一覆盖层上形成保护层；在该保护层上形成滤色镜阵列；在该滤色镜阵列和该保护层上形成第二覆盖层；选择性地去除该第二覆盖层以形成光电二极管区；以及对余留的该第二覆盖层进行等离子体处理。本专利技术的另一方面提供了一种CMOS图像传感器，其包括绝缘层，其形成在半导体衬底上；金属焊盘，其形成在该绝缘层上；第一覆盖层，其形成在该绝缘层上以露出该金属焊盘的一部分；保护层，其形成在该第一覆盖层上；滤色镜阵列，其形成该保护层上；第二覆盖层，其形成在该滤色镜阵列上且具有等离子体处理的表面；以及微透镜，其形成在该第二覆盖层上。应当理解的是，本专利技术的前述概括说明和以下具体说明都是示例和解释性的，旨在为本专利技术的权利要求书提供进一步解释。附图说明所包括的附图用于提供对本专利技术的进一步解释，其并入且构成本申请的一部分。附图示出了本专利技术的实施例，其与说明书一起用于解释本专利技术的原理。其中图1a至图1c是示出了根据现有技术的制造CMOS图像传感器的方法的剖视图；以及图2a至图2d是示出了根据本专利技术的实施例的CMOS图像传感器的剖视图。具体实施例方式下面，将参考附图详细描述根据本专利技术的CMOS图像传感器。图2a至图2d是示出了根据本专利技术的实施例的CMOS图像传感器的剖视图。参考图2a，在半导体衬底200上形成诸如氧化层和氮化层等绝缘层201，且在绝缘层201上形成各信号线的金属焊盘202。金属焊盘202可以用与栅电极(未示出)相同的材料，形成于该栅电极所形成的相同的层上。或者，金属焊盘202也可用不同的材料形成在不同的层上并通过单独的接触部连接。金属焊盘202可以由铝(Al)形成。在金属焊盘202的表面上进行紫外线/臭氧(UV/ozone)处理或合成溶液表面处理，以提高Al制金属焊盘202在后续工艺中的耐蚀性。接着，在包括金属焊盘202的半导体衬底200上形成第一覆盖层203，之后，利用CMP工艺将第一覆盖层203的表面平坦化。这是因为，如果底层具有高度差，在后续多次光刻工艺中，涂层厚度的不均匀可能导致涂层褪色。在图像传感器中，抗蚀剂厚度的不均匀和褪色导致传输光不均匀，还导致光电二极管的操作不稳定，并最终导致采用了该图像传感器的产品可靠性的降低。接着，涂布光致抗蚀剂图案(未示出)，以暴露出该第一覆盖层203与该金属焊盘202相对应的一部分；并且利用抗蚀剂图案作为掩模，选择性地蚀刻该光致抗蚀剂图案，以露出该金属焊盘202的一部分。在包括金属焊盘202的半导体衬底200的整个表面上形成保护层204。保护层204由氧化层或氮化层形成。保护层204形成为厚度约为300-800。保护层204防止后续光刻工艺中将金属焊盘202暴露于显影本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种互补金属氧化物半导体图像传感器，其包括：绝缘层，其形成在半导体衬底上；金属焊盘，其形成在该绝缘层上；第一覆盖层，其形成在该绝缘层上，以露出该金属焊盘的一部分；保护层，其形成在该第一覆盖层上；滤色镜 阵列，其形成在该保护层上；第二覆盖层，其形成在该滤色镜阵列上并具有等离子体处理的表面；以及微透镜，其形成在该第二覆盖层上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金荣实，
申请(专利权)人：东部电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]