[发明专利]图像传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像传感器及其制造方法。

背景技术

图像传感器是一种将光学图像转换成电信号的半导体器件。在制造图像传感器时所要解决的问题当中，一个问题是要增加将入射光信号转换成电信号的比率，亦即灵敏度。因此，在形成用于会聚光线的微透镜阵列方面，提出了各种用于实现零间隙(即微透镜阵列中的相邻透镜之间没有间隙)的技术。

当利用光敏层来形成用于会聚光线的微透镜时，在晶片背面磨削工艺和/或晶片切割工艺及类似工艺中，可能产生诸如聚合物、硅、二氧化硅等等材料的颗粒附着到微透镜上的现象。这可能会降低图像传感器的灵敏度及其产量，这是因为难以从上述微透镜上清除这类颗粒。

发明内容

本发明提供一种图像传感器及其制造方法，其能通过将入射光有效地传送到光电二极管区域来提高灵敏度。

根据本发明一个实施例的图像传感器包括位于半导体衬底上的滤色镜层以及位于该滤色镜层上且包括非光敏绝缘层的微透镜阵列，其中该微透镜阵列包括位于第一滤色镜上的第一微透镜以及位于第二滤色镜上的第二微透镜，第一微透镜和第二微透镜具有彼此不同的厚度。

根据本发明另一实施例的图像传感器包括位于半导体衬底上的滤色镜层以及位于该滤色镜层上且包括非光敏绝缘层的微透镜阵列，其中该微透镜阵列包括位于第一滤色镜上的第一微透镜、位于第二滤色镜上的第二微透镜、及位于第三滤色镜上的第三微透镜，其中第一微透镜、第二微透镜及第三微透镜各自具有彼此不同的厚度。

根据本发明另一实施例的图像传感器的制造方法包括：在滤色镜层上形成非光敏绝缘层；在该非光敏绝缘层上形成光敏层；通过图案化该光敏层形成牺牲微透镜；通过蚀刻上述牺牲微透镜以及非光敏绝缘层，由该非光敏绝缘层形成微透镜。

本发明能够提高图像传感器的灵敏度并且提高其产量。

附图说明

图1至图4是示意图，概念性地示出根据本发明实施例制造图像传感器的方法；以及

图5至图7是示意图，概念性地示出根据本发明实施例制造图像传感器的替代方法。

具体实施方式

在以下对各实施例的描述中，当一层(膜)、区域、图案或结构被描述为形成于另一层(膜)、区域、图案或结构“之上/上方”或“之下/下方”时，可理解为这种情况：该层(膜)、区域、图案或结构是通过直接接触到另一层(膜)、区域、图案或结构来形成的，并且还可理解为这种情况：在它们之间额外地形成了其它层(膜)、其它区域，其它图案或其它结构。因此，其含义应根据实施例的技术概念而定。

以下将参考附图描述各实施例。

图1至图4是示意图，概念性地示出制造图像传感器的示例性方法。

通过根据一个实施例制造图像传感器的示例性方法，如图1所示，在滤色镜层11之上形成非光敏绝缘层13。滤色镜层11可包括红色滤色镜11R、绿色滤色镜11G、及蓝色滤色镜11B，或由红色滤色镜11R、绿色滤色镜11G、及蓝色滤色镜11B构成。可选地，滤色镜层11可包括黄滤色镜、青(cyan)滤色镜、及红色紫(magenta)滤色镜。在任一情况下，滤色镜11R、11G、及11B均可具有相同的厚度或不同的厚度。构成滤色镜层11的红色滤色镜11R、绿色滤色镜11G、蓝色滤色镜11b的排列可根据设计而改变。

与光敏材料相比，非光敏绝缘层13可包含刚性材料和/或透明材料，或由刚性材料和/或透明材料来形成。非光敏绝缘层13可包括透明氧化物(例如二氧化硅、氧化铝、各种硅酸盐、铝酸盐、铝硅酸盐(aluminosilicate)和钛酸盐、氧化锆、氧化铪等等)层，或由上述透明氧化物层组成。在非光敏绝缘层13之上形成光敏层15(此层一般包含光致抗蚀剂)。

在此示例性实施例中，在形成滤色镜层11之前，上述方法可进一步包括在半导体衬底中形成光接收部件。作为一个示例，该光接收部件可包括光电二极管。

接下来，如图2所示，通过曝光工艺和显影工艺将光敏层15图案化，以形成牺牲微透镜15R、15G、及15B。牺牲微透镜15R、15G、及15B可包括红色牺牲微透镜15R、绿色牺牲微透镜15G、及蓝色牺牲微透镜15B。红色牺牲微透镜15R形成在对应于红色滤色镜11R的位置，绿色牺牲微透镜15G形成在对应于绿色滤色镜11G的位置，而蓝色牺牲微透镜15B形成在对应于蓝色滤色镜11B的位置。所有的红色牺牲微透镜15R、绿色牺牲微透镜15G、及蓝色牺牲微透镜15B均可具有相同的厚度或不同的厚度。