[发明专利]图像传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种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为电信号的半导体器件。图像传感器可以被划分为电荷耦合器件(CCD)图像传感器或者互补金属氧化物硅(CMOS)图像传感器。 

CMOS图像传感器可包括的光电二极管和MOS晶体管，位于单位像素内，用于顺序检测每个单位像素的电信号，从而实现图像。 

COMS图像传感器的制造工艺可包括：通过图案化来形成微透镜，接着在包括有单位像素和相关器件的半导体衬底上和/或之上使有机光致抗蚀剂回流。但是有机光致抗蚀剂可能具有弱物理性质，因此，在随后的工艺(例如封装工艺和凸点工艺)中，由于可能导致裂缝等的物理碰撞而可能容易损坏微透镜。有机光致抗蚀剂的相对粘性强，从而当吸收颗粒时，微透镜可能出现瑕疵。 

发明内容

实施例涉及一种图像传感器的制造方法，其可以包括以下步骤中的至少一个：在形成有像素的半导体衬底之上，形成包括焊盘的层间介电层；在所述层间介电层之上，依次形成滤色镜和平坦化层；在所述平坦化层之上形成第一介电层；在所述第一介电层之上形成微透镜阵列掩模；利用所述微透镜阵列掩模作为蚀刻掩模蚀刻所述第一介电层，来形成籽晶微透镜阵列；通过将第二介电层沉积在所述籽晶微透镜阵列之上以及相邻的籽晶微透镜之间，来形成微透镜阵列；以及接着暴露所述焊盘。根据实施例，利用27MHz下介于600W至1400W之间的源功率和2MHz下介于0W至500W之间的偏置功率，在腔体中蚀刻所述第一介电层。 

实施例涉及一种图像传感器，其可以包括以下部件中的至少一个：层间介电层，形成于半导体衬底之上；滤色镜阵列，形成于所述层间介电层之上；平坦化层，形成于所述滤色镜之上；微透镜阵列，具有连续、无间隙的形状，形成于所述平坦化层之上并且在空间上对应于所述滤色镜阵列。根据实施例，所述微透镜阵列由第一介电层和形成在所述第一介电层上的第二介电层构成。 

实施例涉及一种图像传感器的制造方法，其可以包括以下步骤中的至少一个：在半导体衬底之上形成包括金属焊盘的层间介电层；在所述层间介电层之上形成滤色镜阵列；在所述滤色镜之上形成平坦化层；在所述平坦化层之上形成第一介电层和微透镜阵列掩模；在所述第一介电层之上形成籽晶微透镜阵列；通过在所述籽晶微透镜阵列之上以及相邻的籽晶微透镜之间沉积第二介电层，形成具有连续、无间隙形状的微透镜阵列；在所述微透镜阵列之上形成焊盘掩模；形成暴露所述金属焊盘的焊盘孔；以及接着去除所述焊盘掩模。 

附图说明

图1至图5示出根据多个实施例的图像传感器的制造方法。 

具体实施方式

如图1所示，在半导体衬底10上和/或之上可以形成层间介电层11。在半导体衬底10上和/或之上的每个单位像素中可形成包括光电二极管的光电传感器。下面说明在半导体衬底10上和/或之上可以形成包括光电二极管的光电传感器、定义有源区和场区的器件隔离膜。在半导体衬底10的单位像素内可以形成用于接收光并产生光电荷的光电二极管和连接至该光电二极管的用于将接收到的光电荷转换为电信号的对应晶体管。 

在形成包括器件隔离膜和光电二极管的相关器件之后，包括金属导线的层间介电层11可以形成在半导体衬底10上和/或之上。层间介电层11可具有多层结构。将金属导线电连接至单位像素。也可以将金属导线形成为不遮挡入射至光电二极管的光。 

在形成金属导线(即层间介电层11中的焊盘60)之后，可以在包括焊盘60的层间介电层11上和/或之上形成钝化层20。钝化层20可以用来保护器件使其不受潮湿和擦伤的影响。钝化层20可以由氧化硅膜、氮化硅膜和氮氧化硅膜中的至少一种构成。钝化层也可以形成为具有堆叠的、多层的结构。例如，可以由厚度介于约 至 的TEOS膜21和厚度介于约 至 的氮化物膜22构成的堆叠的、多层的结构来形成钝化层20。

接着，可以在钝化层20上和/或之上形成滤色镜30。或者，可以在包括焊盘60的层间介电层11上和/或之上形成滤色镜30，以获得厚度和尺寸都减小的图像传感器。