[发明专利]CMOS影像传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种CMOS影像传感器。

背景技术

CMOS影像传感器中，单一像素的剖面结构大致如图1所示，在基板11上以PN接面形成光二极管(photo diode)12；在光二极管12的上方则形成若干层的内连线14，包括接触栓柱14a、金属线14b、通道栓柱14c等，并以介电材料13来彼此绝缘隔离。在最上层金属14b的上方以钝化层(passivation layer)15遮蔽，钝化层15之上为滤色层(colorfilter)17，滤色层17之上为微透镜(micro lens)18。

除以上结构外，在介电材料13中，更宜提供一个光通道(lightpassage)20，以使光能充分穿透介电材料13到达光二极管12，使光二极管12能接收更多的光。有关光通道及CMOS影像传感器，在美国专利第6861686，7205623，7400003，7462507，7193289，7342268号，及公开专利第2007/0262366号中均有论及。

上述各现有技术中，微透镜18位于滤色层17的上方，距离光二极管12较远，因此其聚焦效果较弱，是其缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种CMOS影像传感器，其微透镜18与滤色层17的结构安排方式与现有技术不同，以增加聚焦效果。

为达上述目的，就本发明的其中一个观点而言，提供了一种CMOS影像传感器，包含：基板；形于基板中的光二极管；位于基板上的内连线，内连线间以介电材料作绝缘隔离；位于该介电材料上方的微透镜；以及位于微透镜上方的滤色层。

以上CMOS影像传感器中，可更设置穿透该介电材料至少一部分的光通道。

以上CMOS影像传感器中，在介电材料与微透镜之间宜设有钝化层，且光通道可穿透或不穿透该钝化层。

以上CMOS影像传感器中，在微透镜与滤色层之间宜设有平坦层，其中该平坦层可为旋涂材料，例如为光阻性材料或旋涂玻璃。

下面通过具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1示出现有技术的剖面结构；

图2-5分别示出本发明的四个实施例。

图中符号说明

11    基板

12    光二极管

13    介电材料

14    内连线

14a   接触栓柱

14b   金属线

14c   通道栓柱

15    钝化层

17    滤色层

18    微透镜

19    平坦层

20    光通道

具体实施方式

本发明中的图式均属示意，主要意在表示制程步骤以及各层之间的上下次序关系，至于形状、厚度与宽度则并未依照比例绘制。

图2说明本发明的第一实施例。在本实施例中，首先提供一个基板11，此基板11例如为硅基板。在基板11中以离子植入方式形成PN接面，构成光二极管12。接下来在光二极管12的上方形成若干层的内连线14，包括接触栓柱14a、金属线14b、通道栓柱14c等，并以介电材料13来彼此绝缘隔离。完成内连线14之后，在较佳实施方式中，以蚀刻方式制作光通道20，光通道20之内可填入光传导率较高的透明材料，例如有机材料或光阻、旋涂玻璃(spin-on glass)等。在最上层金属14b的上方以钝化层15遮蔽。上述结构中接触栓柱14a、金属线14b、通道栓柱14c的材料例如可为钨、铝、铜或其合金；介电材料13例如可为氧化物如二氧化硅、掺氟二氧化硅，或为其它的低介电常数材料；钝化层15例如可为下层氧化物与上层氮化物的复合层。

本发明与现有技术差异之一在于，本发明于钝化层15的上先形成微透镜18；微透镜18的材料例如可为树脂。在本实施例中，于微透镜18之上，再形成平坦层19，此平坦层19可为任何透明的物质，以旋涂材料为佳，例如可为光阻性材料或旋涂玻璃。平坦层19上方再形成滤色层17，滤色层17的材料例如可为常用于制作滤色层的现有有色感光材料。

与现有技术相较，此种安排方式的优点在于，微透镜18更接近光二极管12，因此微透镜18的有效光入射角度(chiefray angle)较大，光二极管12的集光效率也较佳。