CN101335285A - 图像传感器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种可以提供直接与衬底的有源区域上方对准的微透镜的图像传感器及其制造方法。图像传感器可以包括具有像素区域的衬底。有源区域可以形成于像素区域上并且可以包括光电二极管。可以在衬底的像素区域上设置金属线和层间介电质。微透镜可以形成于金属线和层间介电质的上方以直接与像素区域的有源区域对准。为了实现这样的对准，微透镜的对准标记可以与有源区域的对准标记对准。在一个实施例中，可以避免微透镜形成于金属线正上方。本发明可以通过将微透镜与有源区域直接对准，使光损耗最小化。

Description

图像传感器及其制造方法
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。
在一个实施例中，可以在有源区域中光电二极管130上方直接对准形成微透镜190。
另外，可以将微透镜190形成为不形成于金属线150的正上方
此外，微透镜190可以不形成于顶部金属(未示出)的正上方。
图2A和图2B图示了在根据实施例的用于制造图像传感器的方法中所使用的对准标记的一个实施例。
参照图2A和2B，为了在像素区域的有源区域上方直接形成对准的微透镜190，微透镜190的对准标记290与用于像素区域的有源区域的对准标记230对准。
例如，在一个实施例中，为了在像素区域的有源区域上方直接形成对准的微透镜190，微透镜190的对准标记290可以与用于有源区域中光电二极管的对准标记230对准。
在本发明的实施例中，不同于现有技术，为了总是在像素区域的有源区域正上方形成微透镜190，微透镜190的对准标记290不与金属线(未示出)的对准标记对准。
例如，微透镜的对准标记290不与顶部金属层的对准标记对准。
在光刻工艺中，重叠往往变化。因而对于重叠变化有管理范围。不同于具有电子通行(electron pass)用途的其它器件，在CMOS图像传感器中的金属结构影响光的传送，因此在光刻工艺中必须考虑金属和通孔的几何布置。
图1图示了在重叠规范中增强的BEOL工艺的M1C至顶部金属。
当增强M1C、M1、M2C、M2和M3C以及顶部金属的重叠规范时，可以获得最优光学效率。此外，对于后续工艺而言增加了重叠裕度。
此外，根据本发明的实施例，即使当在下层上有误重叠时，仍可通过在有源区域(例如光电二极管)的对准标记230上直接对准微透镜的对准标记290图像故障使最小化。当进一步管理重叠规范时，可以进一步提高光学效率。
图3A图示了根据现有技术的图像传感器的测试例子，而图3B图示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。
也就是说，图3A和图3B是根据微透镜对准方法的色差直方图。
图3A图示了当根据现有技术在顶部金属上对准微透镜时的色差分散。
参照图3A，有许多采样，各采样具有中心值1.025和超过1.05的标准规范。在这一点，缺陷率为16.8％。模块级测试结果与晶圆级测试结果相似。
图3B图示了当根据一个实施例在有源区域直接对准微透镜时的色差弥散。
参照图3B，可以注意中心值为近似于理想水平1的1.01，而弥散显示为0.075。与图3A做比较，可以注意通过对准根据本发明实施例的微透镜显著地提高了色差。在这一点，缺陷率为0％。也就是说，显著地提高了色差特性。此外，模块级测试结果与这一结果相似。
如测试所示，当在有源区域对准微透镜时，可以有效地提高色差性质。
根据实施例的图像传感器及其制造方法可以通过将微透镜与有源区域直接对准来最小化光损耗。此外，可以通过执行重叠管理来实现最优光学效率。
在本说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等，都意味着结合实施例所描述的特定的特征、结构、或特性被包含在本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处出现的这些词语并不一定都指同一个实施例。此外，当结合任一实施例来描述特定的特征、结构、或特性时，则认为其落入本领域技术人员可以结合其它的实施例来实施这些特征、结构或特性的范围内。
虽然以上参考本发明的多个示例性实施例而对实施例进行了描述，但应理解的是，本领域人员可以导出落在此公开文件的原理的精神和范围内的许多其它改型和实施例。更具体地说，在此公开文件、附图以及所附权利要求书的范围内，能够对组件和/或附件组合排列中的排列进行各种变更与改型。除了组件和/或排列的变更与改型之外，本发明的其他应用对本领域技术人员而言也是显而易见的。

Claims (15)

1.一种图像传感器，包括：
层间介电质和金属线，位于衬底的像素区域上；以及
微透镜，在所述层间介电质和所述金属线的上方，其中所述微透镜与所述像素区域的有源区域对准。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：光电二极管，位于所述像素区域的所述有源区域处，其中所述微透镜直接设置于所述光电二极管的上方。
3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述微透镜不设置于所述金属线的正上方。
4.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：顶部金属，位于所述微透镜以下，其中所述微透镜不设置于顶部金属的正上方。
5.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：有源区域对准标记和微透镜对准标记，其中所述微透镜对准标记和所述有源区域对准标记的对准将所述微透镜与所述像素区域的所述有源区域对准。
6.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：光电二极管对准标记和微透镜对准标记，其中所述微透镜对准标记和所述光电二极管对准标记的对准将所述微透镜与所述像素区域的所述有源区域对准。
7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述微透镜不与所述金属线对准。
8.一种用于制造图像传感器的方法，包括：
提供具有像素区域的衬底，所述像素区域包括形成在所述像素区域的有源区域；
在所述衬底的所述像素区域上形成层间介电质和金属线；以及
通过将微透镜与所述像素区域的所述有源区域对准，在所述层间介电质和所述金属线上方形成所述微透镜。
9.根据权利要求8所述的方法，其中形成所述微透镜包括将所述微透镜的对准标记与所述像素区域的所述有源区域的对准标记对准。
10.根据权利要求8所述的方法，还包括在所述有源区域形成光电二极管，其中形成所述微透镜包括将所述微透镜的对准标记与所述光电二极管的对准标记对准。
11.根据权利要求8所述的方法，其中在形成所述微透镜的过程中，所述微透镜的对准标记不与所述金属线的对准标记对准。
12.根据权利要求8所述的方法，还包括在形成所述微透镜之前，在所述衬底上形成顶部金属。
13.根据权利要求12所述的方法，其中在形成所述微透镜的过程中，所述微透镜的对准标记不与所述顶部金属的对准标记对准。
14.根据权利要求9所述的方法，通过在所述有源区域的所述对准标记上直接对准所述微透镜的所述对准标记，使图像故障最小化。
15.根据权利要求10所述的方法，通过在所述光电二极管的所述对准标记上直接对准所述微透镜的所述对准标记，使图像故障最小化。
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Families Citing this family (2)

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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010086542A (ko) 2000-03-02 2001-09-13 박종섭 통신기지단말기용 백업배터리의 지지 장치
KR20030056338A (ko) * 2001-12-28 2003-07-04 주식회사 하이닉스반도체 광효율을 향상시키기 위한 이미지센서 및 그 제조 방법
US7372497B2 (en) * 2004-04-28 2008-05-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Effective method to improve sub-micron color filter sensitivity
KR100658930B1 (ko) * 2004-12-30 2006-12-15 매그나칩 반도체 유한회사 칼라별 초점 거리 조절이 가능한 이미지센서 및 그 제조방법
KR100720458B1 (ko) 2005-12-28 2007-05-22 동부일렉트로닉스 주식회사 이미지 센서의 제조방법

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