ＣＭＯＳ图像传感器及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种ＣＭＯＳ图像传感器及其制造方法。该方法包括：在衬底上形成多个滤色器，每个滤色器具有一个曲率；以及在滤色器上形成微透镜，每个微透镜具有随滤色器的波长变化的曲率半径，其中，微透镜形成在滤色器上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件，更具体地，涉及一种CMOS图像传感 器及其制造方法。
技术介绍
通常，图像传感器是用于将光学图像转换为电信号的半导体器 件。图l象传感器可以分为电荷耦合器件(charge coupled device, CCD )图4象传感器和互补金属氧化石圭(Complementary Metal Oxide Silicon ， CMOS)图l象传感器。当前广泛j吏用的CMOS图^^传感器是开关型器件(switching type device )，在这些开关型器件中利用CMOS技术将MOS晶体管 作为单元像素设置在半导体衬底上，控制电路和信号处理电路是外 围电路。控制电路和信号处理电路利用MOS晶体管顺序检测单元 l象素的输出。即，CMOS图像传感器在单元像素中具有一个光电二极管和多 个MOS晶体管，它们用来通过开关系统顺序^r测和/或传输每个单 元像素的电信号，乂人而产生图4象。由于CMOS图像传感器采用CMOS制造技术，所以CMOS图 像传感器具有低功耗、制造工艺简单(由于光刻工艺步骤少)等优 点。将参照附图描述相关技术的CMOS图像传感器，在这些附图中 图1示出了相关技术的CMOS图像传感器的局部横截面图。在半导体4十底100上形成绝纟彖莫101 (例如，棚4及绝纟彖膜或层 间绝纟彖膜)，以及在绝缘膜101的整个表面上形成第一保护膜102 (例如，氧化膜或氮化膜)。在半导体4于底100的整个表面上沉积热树脂或薄TEOS层(用 来保护在后续步骤中形成的微透镜)以形成第二保护膜103，以及 在第二保护膜103的整个表面上沉积氮化硅膜或氮氧化硅膜 (silicon oxynitride film )，以形成平坦化层104。然后，在每个光电二极管区(未示出)上方的平坦化层104上 形成滤色器层105。通过涂敷颜色抗蚀剂(color resist)并利用另外 提供的掩膜光刻刻蚀该颜色抗蚀剂来形成滤色器层105中的每个滤 色器。然后，在具有滤色器层105的衬底的整个表面上形成外敷层 (overcoating layer )106。在外敷层106上附着聚合物作为微透镜材料层。然后，通过曝 光和显影图样化聚合物(例如感光膜)以限定微透镜区。选择性地 图样化聚合物的微透镜材料层以在滤色器层105上方形成微透镜图 样。微透镜图样经受回流热处理以形成有固定曲率的半球形微透镜 107。然而，在这种^f效透镜形成方法中，滤色器层上的平坦化层降低 了光学效率。此外，平坦化层通过其厚度增大了将在以下步骤中形成的光电二极管和微透镜之间的距离，从而不能最大化CMOS图像传感器的 灵敏度。
技术实现思路
因此，本专利技术针对一种CMOS图^f象传感器及其制造方法。本专利技术一个目的是用来提供一种CMOS图像传感器及其制造 方法，由于滤色器和/或平坦化层，该CMOS图像传感器及其制造 方法可以去除制造方法中的一个或多个步骤。本/>开的其他优点、目的和特征一部分将在下文中阐述， 一部 分对于本领域的^支术人员而言通过下文的实-验将变得显而易见或 者可以从本专利技术的实践中获得。通过所 写的说明书及其权利要求以 及附图中特别指出的结构和工艺，可以了解和获知本专利技术的这些目 的和其他优点。为了实现这些目的和其他优点以及才艮据本专利技术的目的，如在本 文中所体现和概括描述的， 一种用于制造CMOS图像传感器的方法 包括在衬底上形成多个滤色器(每个滤色器具有一个曲率)以及在 滤色器上分别形成微透镜，这些微透镜具有随相应的滤色器的波长 而变化的曲率半径。在本专利技术的另一方面中，CMOS图像传感器包括在衬底上的多 个滤色器以及在滤色器上的沉积的微透镜，其中，每个滤色器具有一个曲率，微透镜具有分别随相应的滤色器的波长变化的曲率半 径。因此，通过省略平坦化层，而在滤色器上沉积微透镜，本申请中的CMOS图像传感器及其制造方法能够简化制造工艺并提高 CMOS图像传感器的灵敏度。可以理解的是，本专利技术的上述总体描述和以下的具体描述都是 示例性的和说明性的，并且旨在提供对所要求的本专利技术的进一步解 释。附图说明附图4皮包括用来4是供对本专利技术的进 一 步理解，并结合于此而构 成本申请的 一部分。本专利技术的示例性实施例连同描述都用来解释本 专利技术的原理。在附图中图1示出了相关技术的CMOS图像传感器的横截面图。图2示出了才艮据本专利技术的一个或多个实施例的示例性CMOS 图像传感器的横截面图。图3A至3E示出了在实施示例性方法的步骤之后形成的结构的 横截面图，其中，该示例性方法用来制造根据本专利技术的各个实施例 的CMOS图像传感器。具体实施例方式现在将详细描述参照本专利技术的具体的实施例，在附图中示出了 实施例的实例。在所有可能的地方，在整个附图中4吏用相同的标号 以表示相同或相<以的部4牛。图2示出了才艮据本专利技术的一个或多个实施例的示例性CMOS 图像传感器的横截面图。参照图2， CMOS图像传感器包括半导体衬底200，其中， 半导体衬底200具有下部器件层(未示出)，该下部器件层具有至 少一个光电二才及管区和形成在其上的金属线，该至少一个光电二^f及 管区用来从入射到下部器件层上的一些光中产生电荷；绝缘膜201, 在半导体^t底200上；第一^f呆护膜202，在绝纟彖膜201的整个表面 上；第二保护膜203，在第一保护膜202上，包括热树脂或薄TEOS 基氧化层，用来保护在以下步骤中形成的樣i透4竟；以及平坦化层 204，包括沉积在第二保护膜203的整个表面上的氮化硅或氮氧化 硅。绝缘膜201可以包括栅极绝缘膜或层间绝缘膜，第一保护膜202 可以包括氧化膜(例如，包括二氧化石圭)或氮化膜(例如，包括氮 化硅)。CMOS图《象传感器还包括在平坦化层204上的滤色器层205, 其中，滤色器层205包括红色、绿色和蓝色滤色器(或者，可选地， 黄色、青色和品红色滤色器)。可以在对应的光电二极管区上方形 成每个滤色器，每个滤色器与固定曲率的透镜一起作为 一个单元， 用于向光电二极管区聚焦和传输特定波长的光。在层205中的每个与透4竟一起形成一个单元的滤色器具有可以 随穿过滤色器的光的波长而改变的厚度。此外，滤色器是不平的， 而是每个滤色器具有固定的曲率。滤色器层205中的母个滤色器也可以包括与《 个滤色器形成一个单元的微透镜210。微透镜210可以包括氧化物 (例长口， TEOS基或石圭》克基氧4匕石圭，TEOS- or silane-based silicon oxide )、旋涂玻璃(spin-on glass )或基本透明或半透明的聚合抗蚀 材料(polymeric resist material )。》愿巴器的无的波长风反比的W平千松，在多个滤色器上的微透镜210可以控制波长和滤色器的焦点，其中，多个 滤色器有各不相同的波长。在本专利技术的一些实施例中，具有第一色 的滤色器的高度与具有第二或第三色的滤色器的高度不同，具有第 二色的滤色器的高度与具有第三色的滤色器的高度不同。在本专利技术 的 一个实施例中，滤色器的高度还与穿过滤色器的光的波长成反 比。因此，红色滤色器可以具有小于相应的绿色和蓝色滤色器高度 的第一高度，绿色滤色器可以具有小于蓝色滤色器高度的第二高 度。由于樣本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造ＣＭＯＳ图像传感器的方法，包括以下步骤：　在衬底上形成多个滤色器，其中，每个所述滤色器具有一个曲率；以及　形成沉积在所述滤色器上的微透镜，以便所述微透镜具有分别随所述相应的滤色器的波长变化的曲率半径。

【技术特征摘要】
KR 2008-9-16 10-2008-00907181.一种用于制造CMOS图像传感器的方法，包括以下步骤在衬底上形成多个滤色器，其中，每个所述滤色器具有一个曲率；以及形成沉积在所述滤色器上的微透镜，以便所述微透镜具有分别随所述相应的滤色器的波长变化的曲率半径。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，加热形成所述多个滤色器 包括在热平^反上以300°C 35(TC力口热。3. 才艮据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：全承镐，
申请(专利权)人：东部高科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]