[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图像转换成电信号的半导体器件。通常，将图像传感器分为电荷耦合器件(CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)。

在每个单元像素中，CIS包括光电二极管和金属氧化物半导体(MOS)晶体管。通常，CIS以切换模式连续探测每个单元像素的电信号，以便成像。

因为设计标准是逐渐减小CIS，减小每个单元像素的尺寸，将会导致感光性降低。为了增加CIS的感光性，通常在CIS的滤色镜上形成微透镜。

然而，尽管形成微透镜，但由于微透镜的光学限制和在半导体器件中可能发生的光衍射和光散射，仍需要提高感光性。

发明内容

本发明实施例涉及一种图像传感器及其制造方法，该方法能够提高光电二极管的感光性。

在一实施例中，图像传感器可以包括：半导体衬底，包括光电二极管；位于半导体衬底上的层间介电层；位于层间介电层上的上部绝缘层；位于该上部绝缘层和该层间介电层中并且位于该光电二极管上方的沟槽，其中沟槽具有弯曲的侧壁；以及置于沟槽中的透镜滤色镜(lens color filter)。

在另一实施例中，制造图像传感器的方法可以包括：在半导体衬底上形成光电二极管；在半导体衬底上形成层间介电层；在层间介电层上形成上部绝缘层；在上部绝缘层和层间介电层中形成沟槽，其中沟槽具有弯曲的侧壁；以及在沟槽中形成透镜滤色镜。

通过本发明的图像传感器及其制造方法可以提高光电二极管的感光性。

附图说明

图1至图5为根据本发明实施例的制造图像传感器的方法的截面示意图。

具体实施方式

下文将结合随附附图详细描述本发明的图像传感器及其制造方法的实施例。

在下文中，当涉及层、区域、图案或者结构时，当使用术语“上”、“上方”或“之上”时，可以理解为该层、区域、图案或者结构直接位于另一层或结构的上面，或者其中也可以出现中间层、区域、图案或者结构。在下文中，当涉及层、区域、图案或者结构时，当使用术语“下”或“下方”时，可以理解为该层、区域、图案或者结构直接位于另一层或结构的下面，或者其中也可以出现中间层、区域、图案或者结构。

图5为根据本发明实施例的图像传感器的截面示意图。

参见图5，可将光电二极管20置于半导体衬底10上。可在单元像素中提供光电二极管20，以接收光并且产生光电荷。

尽管未在图中示出，在一实施例中，可在单元像素中的半导体衬底10上形成互补金属氧化物半导体(CMOS)电路。可将CMOS电路连接至光电二极管20，以接收从光电二极管20发出的光电荷并将这些光电荷转换成电信号。

可将层间介电层30置于包含光电二极管20的半导体衬底10上。层间介电层30可以包括金属互连件40。

在一实施例中，层间介电层30可以包括多层。例如，层间介电层30可以包括第一层间介电层31、第二层间介电层32以及第三层间介电层33。每层层间介电层30、31、32和33可以为本领域公知的任何合适的材料，例如氮化物层或氧化物层。尽管通过举例示出了具有三层的层间介电层，但是也可以包括任何合适数量的层间介电层。例如，层间介电层30可以包括两层或四层。

金属互连件40穿过层间介电层30。不要将金属互连件直接置于光电二极管20的上方，以免遮挡光电二极管20接收提供给图像传感器的光。

在一实施例中，金属互连件40可以包括多个金属互连件。例如，金属互连件40可以包括第一金属互连件M1、第二金属互连件M2以及第三金属互连件M3。可在第一层间介电层至第三层间介电层31、32和33中分别形成第一至第三金属互连件M1、M2和M3。第一至第三金属互连件M1、M2和M3可以彼此电连接。尽管通过举例示出了具有三个互连件的金属互连件，但是也可以包括任何合适数量的金属互连件。例如，金属互连件40可以包括两个互连件或四个互连件。

可将上部绝缘层50置于包括金属互连件40的层间介电层30上。上部绝缘层50可以为本领域公知的任何合适的材料，例如未掺杂的硅酸盐玻璃(USG)层。

在一实施例中，层间介电层30和上部绝缘层50都可包括折射率大约是1.0～1.45的绝缘材料。

可以在上部绝缘层50和层间介电层30中提供位于光电二极管20上方的沟槽55。在一实施例中，可以提供沟槽55，以使整个光电二极管20位于部分沟槽55的下方。

可以提供沟槽55，以移除部分上部绝缘层50和层间介电层30。沟槽55可以具有弯曲的侧壁。