[发明专利]图像传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种图像传感器及其制造方法。

背景技术

图像传感器被定义为将光学图像转换成电信号的半导体器件。现有技术中典型的图像传感器包括电荷耦合器件(CCD)和CMOS图像传感器等。

图像传感器可以按照下面的步骤被制造。

首先，在半导体衬底上形成晶体管和与一个或者更多的所述晶体管电连接的光电二极管，并且布线在所述晶体管和光电二极管上或者上方形成绝缘层结构和布线。连续地，在绝缘层结构上形成由红色滤色镜、绿色滤色镜和蓝色滤色镜形成的滤色层，并且正性光致抗蚀剂层被涂敷到滤色层的上表面以形成平坦化层。之后，光致抗蚀剂层被涂敷到平坦化层上并且被图案化，然后执行回流工艺以形成微透镜，该微透镜提供会聚在光电二极管中的光线。

所述微透镜通过在平坦化层上形成光致抗蚀剂层并且图案化该光致抗蚀剂层而形成。尽管如此，当如上所述通过图案化该光致抗蚀剂层形成所述微透镜时，一个大约100nm到200nm的间隙在所述微透镜之间形成，使得光线入射穿过该间隙，从而出现图像质量可能达不到最佳或者理想化的问题。

发明内容

本发明的实施例提供一种通过去除微透镜之间的间隙来改善图像质量的图像传感器及其制造方法。

根据本发明实施例的图像传感器包括：多个光电二极管，位于半导体上；滤色镜，位于各个所述光电二极管上或上方；平坦化层，覆盖所述多个滤色镜；以及位于所述平坦化层上的微透镜，具有亲水微透镜以及与该亲水微透镜的边缘相接触的疏水微透镜，所述微透镜与各个滤色镜相对应。

根据本发明的实施例用于制造图像传感器的方法包括下列步骤：在半导体衬底上形成多个光电二极管结构；在各个所述光电二极管上形成第一滤色镜、邻近所述第一滤色镜的第二滤色镜、以及邻近所述第二滤色镜的第三滤色镜；形成覆盖所述第一滤色镜、所述第二滤色镜和所述第三滤色镜的平坦化层；在所述平坦化层上形成对应于所述第一滤色镜和所述第三滤色镜的第一类型(例如疏水或者亲水)微透镜；以及在所述平坦化层上形成对应于所述第二滤色镜的第二类型(例如亲水或者疏水)微透镜，所述第二类型微透镜与所述第一类型微透镜的边缘接触。

根据另一实施例的图像传感器包括：多个光电二极管，位于半导体衬底上；滤色镜，位于各个所述光电二极管上，该滤色镜包括具有第一高度的第一滤色镜和具有不同于所述第一高度的第二高度的第二滤色镜，所述第二滤色镜位于所述第一滤色镜的边缘处；以及位于所述第一滤色镜上的第一微透镜和位于所述第二滤色镜上的第二微透镜。

根据另一实施例的用于制造图像传感器的方法包括下列步骤：在半导体衬底上形成多个光电二极管；在各个所述光电二极管上形成滤色镜，其中所述滤色镜包括具有第一厚度的第一滤色镜以及一个或者多个具有比第一厚度大的第二厚度的第二滤色镜，所述第二滤色镜位于所述第一滤色镜的边缘处；在所述第一滤色镜上形成第一微透镜；以及在所述第二滤色镜上形成第二微透镜。

本发明能够去除微透镜之间的间隙，从而改善图像质量。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的典型的图像传感器的横截面视图。

图2是示出典型的单位像素的布局的平面图，该单位像素包括如在图1中示出的光电二极管结构。

图3是示出如图1中所示的微透镜的可效仿布置的平面图。

图4至图9是示出用于制造根据第一实施例的图像传感器的可效仿方法的横截面视图。

图10是示出根据第二实施例的典型的图像传感器的横截面视图。

图11是示出图10的可效仿图像传感器的可替代实施例的横截面视图。

图12至图15是示出用于制造根据第二实施例的可效仿图像传感器的方法的横截面视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述根据本发明实施例的图像传感器及其制造方法。

第一实施例

图1是示出根据本发明第一实施例的可效仿图像传感器的横截面视图。

参照图1，具有光电二极管20(或者PD)的单位像素50被设置或者形成在半导体衬底10上。在一个实施例中，单位像素50可以包括光电二极管20、绝缘层结构30、滤色层40、以及平坦化层48。多个光电二极管20形成在半导体衬底10上，图1通过举例示出了三个光电二极管20的情况。将参照下面的图4到图9更加详细地描述绝缘层结构30、滤色层40、以及平坦化层48。

图2是示出多个像素中的一个像素的平面图，该像素包括图1中所示的光电二极管结构。