图像传感器及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种图像传感器及其制造方法。根据本发明专利技术，在层间介电层上形成的钝化层对于邻近像素具有不同厚度，并且入射在邻近像素上的光的相位在被传送至光电二极管之前被反相。结果，在所述像素之间相长干涉引起的入射光的衍射被去除。特别地，防止了串扰，即在光通道中图像信息串扰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件，更特别地涉及一种半导体器件的图像传感器及其制 造方法。
技术介绍
通常，图像传感器是将光学图像转换成电信号的半导体器件。 图像传感器可以分成电荷耦合器件(CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体 (CMOS)图像传感器。 这种CMOS图像传感器生成与像素数量一样多的M0S晶体管，并通过CMOS技术能 够将这些MOS晶体管同时集成到控制电路和信号处理电路中，而所述控制电路和信号处理 电路是外围电路。然后，CM0S图像传感器进行切换以检测输出。 CMOS图像传感器包括一光电二极管和多个MOS晶体管，并且所述CM0S图像传感器通常将从图像传感器芯片的背部和前部入射的光(即可见光线)转换成电信号。 目前，垂直型图像传感器已被广泛地使用，这类垂直型图像传感器包括垂直型光电二极管，与水平结构相比，所述垂直型图像传感器的能够从单个像素呈现出多种颜色。 传统的CMOS图像传感器是根据如下方法制造的。 在衬底上形成至少一个光电二极管，并且在形成有光电二极管的衬底上形成具有 金属线的多层层间介电层。 然后，在层间介电层上沉积氧化物或氮化物以形成钝化层。在钝化层上形成与光 电二极管相对应的至少一个滤色镜层之后，最后形成至少一个微透镜。这里，可以进一步在 微透镜下方形成平坦化层。 传统上，通过上述工艺制造的图像传感器的钝化层在每个像素中形成的厚度相 同。 图1是一示意图，显示出入射到具有传统结构的传统图像传感器上的光(即入射 光)。图2A和2B是曲线图，分别显示出在传统图像传感器上入射光的电场轮廓和强度轮廓。同时，近来设置在图像传感器中的像素尺寸已在逐渐縮小。如果在传统图像传感器中的每个像素中形成具有相同厚度的钝化层，则光传送到每个像素的相位是相同的。 也就是说，如图2A的电场轮廓所示，邻近的像素具有相同的相位。 结果，如强度的轮廓所示，会在邻近的像素之间发生插入(interpolation)。具体而言，入射光的衍射会损坏强度的轮廓。特别地，如果焦点(focus)尺寸大于光电二极管的尺寸，则将会加速这种损坏。4 鉴于上述问题，近来在使像素尺寸更小化的技术趋势中，图像信息的串扰会对图 像传感器的整体品质产生不利影响。
技术实现思路
因此，本专利技术旨在提供一种。 本专利技术的目的之一在于，提供一种，其能够通过调 整在光通道中形成的钝化层厚度以消除邻近像素之间产生的相长干涉(constructive interference)，并且防止由入射光的衍射产生的强度轮廓劣化。 本专利技术的另一目的在于，通过调整在光通道中形成的钝化层厚度，提供一种图像 传感器，其能够使得即使在较小像素尺寸的情况下也能使串扰最小化，g卩，使图像信息在光通道中串扰最小化。 本专利技术公开内容的其它优点、目的和特征部分将在随后的说明中进行阐明，并且 部分将在本领域普通技术人员基于研究以下内容而变得明显，或者可以从实践本专利技术中学 习到。本专利技术的目的和其他优点可以通过在本书面形式的说明书和权利要求书以及附图中 具体指出的结构实现和获得。 为了实现这些目标和其他优点，根据本专利技术的目的，在本申请中具体实施并广泛 说明的图像传感器的制造方法包括在具有一光电二极管的衬底上形成具有多条金属线的 层间介电层；在所述层间介电层上为邻近的两个像素形成具有台阶的钝化层；在所述台阶 形的钝化层上形成一滤色镜层；对由所述钝化层的台阶而产生的所述滤色镜层的弯曲进行 平坦化；以及在所述平坦化的滤色镜层上形成一微透镜。 本专利技术的另一方面在于，提供一种图像传感器的制造方法，包括在具有一光电二 极管的衬底上形成具有多条金属线的层间介电层；在所述层间介电层上为邻近的两个像素 形成具有台阶的钝化层；在所述台阶形的钝化层上形成一滤色镜层；在所述滤色镜层上形 成一平坦化层；在所述平坦化层上形成一微透镜； 本专利技术的另一方面在于，提供一种图像传感器，包括一衬底，具有一光电二极管； 一层间介电层，形成在所述衬底上，所述层间介电层具有多条金属线；一钝化层，形成在所 述层间介电层上，所述钝化层对于邻近的两个像素具有不同的厚度；一滤色镜层，形成在所 述钝化层上，所述滤色镜层具有一平坦化的上表面；以及一个微透镜，形成在所述滤色镜层 上。 本专利技术的另一方面在于，提供一种图像传感器，包括一衬底，具有一光电二极管； 一层间介电层，形成在所述衬底上，所述层间介电层具有多条金属线；一钝化层，形成在所 述层间介电层上，所述钝化层对于邻近的两个像素具有不同的厚度；一滤色镜层，形成在所 述钝化层上，所述滤色镜层对于每个像素具有相同的厚度；一平坦化层，形成在所述滤色镜 层上；以及一个微透镜，形成在所述平坦化层上。 可以理解的是前面对本专利技术的一般描述和如下对本专利技术的详细描述是示例性和 说明性的，并且旨在提供对如权利要求的本专利技术的进一步说明。附图说明 所包含的随附附图旨在提供对本专利技术公开内容的进一步的理解，并且它们合并在本申请中并且构成本申请的一部分，这些随附附图示出本专利技术公开内容的实施例并且与说 明内容一起用于解释本专利技术公开内容的原理。 在附图中 图1是一示意图，示出入射到传统结构的图像传感器上的光(入射光)； 图2a和2b是曲线图，分别显示出在传统图像传感器上入射光的电场轮廓和强度轮廓； 图3a至3d是剖面图，分别示出根据本专利技术的示例性实施方式的图像传感器的制 造方法； 图4是一示意图，显示根据本专利技术用于刻蚀钝化层的光刻胶图案；以及 图5a和5b是曲线图，分别示出在根据本专利技术的图像传感器上入射光的电场轮廓和强度轮廓。具体实施例方式现在具体参见本专利技术的特定实施例，这些特定实施例的例子在随附附图中示出。在可能的情况下，相同的附图标记将用于附图中表示相同或类似的部件。 如下所述，参见随附附图，将描述根据本专利技术的示例性实施方式的一种图像传感器及其制造方法。 图3a至3d是剖面图，分别示出根据本专利技术的示例性实施方式的图像传感器的制 造过程。根据本专利技术的实施方式的图像传感器可以是CMOS图像传感器。图4是一示意图， 显示根据本专利技术用于刻蚀钝化层的光刻胶图案。图5a和5b是曲线图，分别示出在根据本 专利技术的图像传感器上入射光的电场轮廓和强度轮廓。 如图3a所示，可以在衬底上形成具有多条金属线的层间介电层IO，并且在层间介 电层10上形成氮化硅的预钝化层20。这里，衬底可以包含一光电二极管，并且层间介电层 10可以是具有多条金属线的多层结构。 如图3b所示，将光刻胶涂覆在预钝化层20上，并且通过曝光和显影处理将所述光 刻胶图案化。通过图案化所述光刻胶以像素单元为间隔除去光刻胶，并且形成如图4所示 的棋盘型(checkerboard-sh即ed)光刻胶图案。也就是说，如图3b所示，将涂覆在邻近的 两个像素中的像素l (Pixel 1)上的光刻胶除去，只在像素2(Pixel 2)上保留光刻胶30。 将位于邻近的两个像素中的一个像素处的光刻胶除去，并且在另外一个上保留光刻胶30。 然后，使用如图4所示的光刻胶图案将预钝化层20的暴露区域蚀刻至预定深度。 如图3C所示，通过使用光刻胶的蚀刻工艺，在层间介电层10上为每个邻近的像素形成具有 台阶的钝化层20a。 当刻蚀预钝化层20的暴露区域时，根据邻近的Pixel 1和Pix本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器的制造方法，包括：在具有一光电二极管的衬底上形成具有多条金属线的一层间介电层；在所述层间介电层上为邻近的两个像素形成一具有台阶的钝化层；在台阶形的钝化层上形成一滤色镜层；对由所述钝化层的台阶而产生的所述滤色镜层的弯曲进行平坦化；以及在所述平坦化的滤色镜层上形成一微透镜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：尹盈提，
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]