[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

一般而言，互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)包括用于各单位像素的光电二极管和晶体管电路。通常，在光电二极管和晶体管电路上方形成多个金属层和通孔(via)以向比如晶体管电路这样的器件提供信号和电力线。

根据现有技术，执行金属形成工艺和通孔形成工艺而不考虑光路。因此，在形成微透镜的过程中可能出现未对准或者重叠变化。未对准或者重叠变化可能散射或者反射入射光。这造成光损耗，因此使产品的图像质量变坏。

通常，在用于微透镜的光刻工艺中，使用顶部金属层来对准微透镜。这在出现金属工艺和通孔工艺中的重叠变化时还可能加剧光散射/反射的限制。

发明内容

本发明的实施例提供一种可以提高图像传感器光学效率的图像传感器及其制造方法。在一个方面中，可以使用根据本发明一个实施例的微透镜对准方法来处理金属层与微透镜之间的重叠。

根据一个实施例的图像传感器可以包括：具有像素区域的衬底、在衬底的像素区域上方形成的金属线和在金属线上方形成的微透镜，其中微透镜对准形成于像素区域的有源区域上方。可以提供用于将微透镜与有源区域对准的对准标记。

根据一个实施例的用于制造图像传感器的方法可以包括：提供具有像素区域的衬底；在衬底上形成层间介电质和金属线；以及在金属线上方形成与像素区域的有源区域对准的微透镜。

本发明可以通过将微透镜与有源区域直接对准来最小化光损耗。

在附图和以下描述中阐述一个或者多个实施例的细节。其它特征从描述和附图中以及从权利要求中将是清楚的。

附图说明

图1是根据本发明实施例的图像传感器的横截面图。

图2A和图2B是分别示出根据本发明实施例的用于制造图像传感器的方法中对准标记(alignment key)的俯视图和横截面图。

图3A是示出了具有常规对准微透镜的图像传感器的测试例子的色差分散(color difference dispersion)的直方图。

图3B示出了具有根据本发明实施例对准的微透镜的图像传感器的测试例子的色差分散的直方图。

具体实施方式

现在将具体参照在附图中图示其例子的本公开的实施例。

在以下描述中，可以理解当层(或者膜)称为在另一层或者衬底‘上’时，它可以直接在另一层或者衬底上或者也可以存在中间层。另外，可以理解当层称为在另一层‘以下’时，它可以直接在另一层以下或者也可以存在一个或者多个中间层。此外也可以理解当层称为在两层‘之间’时，它可以是在两层之间的唯一层或者也可以存在一个或者多个中间层。

参照图1，根据一个实施例的图像传感器可以包括在衬底110上的器件隔离层130。器件隔离层120可以例如是浅沟道隔离。当然，实施例不限于此。

可以在衬底110的像素区域设置光电二极管130。可以在光电二极管130的侧部形成各种晶体管(未示出)。

根据为各单位像素形成的晶体管的数目，可以将图像传感器分为1Tr型、2Tr型、3Tr型、4Tr型、5Tr型等。例如，3Tr型图像传感器包括一个光电二极管和三个晶体管(复位晶体管、驱动晶体管和选择晶体管)，而4Tr型图像传感器包括一个光电二极管和四个晶体管(转移晶体管、复位晶体管、驱动晶体管和选择晶体管)。

层间介电质140可以形成于其上形成有光电二极管130和一个或者多个晶体管(未示出)的衬底110的整个表面上。

层间介电质140可以是多层。例如，可以形成第一层间介电质，可以在第一层间介电质上形成用于抑制在与光电二极管130不对应的区域入射的光的光截获层(light interception layer，未示出)，然后可以在所得结构上形成第二层间介电质。

可以在层间介电质140上形成金属线150。可以在多层中形成金属线150。

然后，可以形成用于保护器件免于受潮或者刮擦的钝化层160。

在又一实施例中，可以形成滤色层170。在一个实施例中，可以通过在层间介电质140上涂敷可染色抗蚀剂并且执行曝光和显影工艺来形成滤色层170。滤色层170可以包括用于过滤具有特定波段的光的红、绿和蓝滤色镜。

如果需要，则可以在滤色层170上形成钝化层180。钝化层180可以用来提供聚焦长度调整层和用于透镜层的平坦表面。

然后，可以形成微透镜190。

根据一个实施例，可以在像素区域的有源区域上方直接对准形成微透镜190。