CN111933652A - Cis的微透镜的形成方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种CIS的微透镜的形成方法，包括：在第一介质层上的目标区域覆盖光阻，第一介质层形成于CIS的像素单元层上，第一介质层中形成有金属连线，目标区域是像素单元层中的像素单元上方的区域；进行刻蚀，刻蚀至其它区域的第一介质层中的目标深度，目标区域的第一介质层形成前置微透镜，其它区域是第一介质层上除目标区域以外的其它区域；去除剩余的光阻；在第一介质层上形成第二介质层，前置微透镜上方的第二介质层形成微透镜。本申请实现了在CIS的制作过程中形成微透镜，不需要后段工艺进行制作，降低了CIS组件的工艺复杂度。
Description
技术领域
本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种互补金属氧化物半导体图像传感器(complementary metal oxide semiconductor contact image sensor，CIS)的微透镜(micro-lens)的形成方法。
背景技术
CIS是采用CMOS器件制作的图像传感器，由于其具有集成度高、供电电压低和技术门槛低等优势，广泛应用于摄影摄像、安防系统、智能便携电话以及医疗电子等领域。
参考图1，其示出了相关技术中提供的CIS组件的剖面示意图。如图1所示，该CIS组件包括由像素(pixel)单元层110和互连结构120组件的CIS，和微透镜130。其中，微透镜130是在CIS制作完成后，通过后端工艺制作，其工艺较为复杂且制造成本较高。
发明内容
本申请提供了一种CIS的微透镜的形成方法，可以解决相关技术中提供的CIS组件的制造工艺复杂、制造成本较高的问题。
一方面，本申请实施例提供了一种CIS的微透镜的形成方法，所述方法应用于所述CIS的制作过程中，所述方法包括：
在第一介质层上的目标区域覆盖光阻，所述第一介质层形成于所述CIS的像素单元层上，所述第一介质层中形成有金属连线，所述目标区域是所述像素单元层中的像素单元上方的区域；
进行刻蚀，刻蚀至其它区域的第一介质层中的目标深度，所述目标区域的第一介质层形成前置微透镜，所述其它区域是所述第一介质层上除所述目标区域以外的其它区域；
去除剩余的光阻；
在所述第一介质层上形成第二介质层，所述前置微透镜上方的第二介质层形成所述微透镜。
可选的，所述前置透镜的截面为梯形，所述梯形的上底为，下底为。
可选的，所述第二介质层的厚度为8000埃
至15000埃。
可选的，所述第二介质层包括氧化层。
可选的，所述在所述第一介质层上形成第二介质层，包括：
通过化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)工艺在所述第一介质层上沉积二氧化硅(SiO2)形成所述第二介质层。
可选的，所述第一介质层包括氧化层。
可选的，所述在第一介质层的目标区域覆盖光阻之前，在所述像素单元层上形成所述金属连线后，还包括：
依次通过高密度等离子体沉积(high density plasma，HDP)工艺和四乙氧基硅烷沉积(tetraethoxysilane，TEOS)工艺在所述像素单元层上沉积二氧化硅形成所述第一介质层；
通过平坦化工艺对所述第一介质层进行平坦化。
可选的，所述在所述第一介质层上形成第二介质层之后，还包括：
在所述第二介质层上形成硬掩模层；
通过光刻工艺对所述目标区域的硬掩模层进行减薄。
可选的，所述硬掩模层包括氮化硅(SiN)层。
本申请技术方案，至少包括如下优点：
通过在CIS的制作过程中，在像素单元层上的第一介质层形成后，通过刻蚀使像素单元上方的第一介质层形成前置微透镜，在剩余的第一介质层上形成第二介质层，前置微透镜上的第二介质层形成微透镜，从而实现了在CIS的制作过程中形成微透镜，不需要后段工艺进行制作，降低了CIS组件的工艺复杂度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是相关技术中提供的CIS组件的剖面示意图；
图2是本申请一个示例性实施例提供的CIS的微透镜的形成方法的流程图；
图3至图5是本申请一个示例性实施例提供的CIS的微透镜的形成示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
参考图2，其示出了本申请一个示例性实施例提供的CIS的微透镜的形成方法的流程图，该方法可应用CIS的制作过程中，该方法包括：
步骤201，在第一介质层上的目标区域覆盖光阻，第一介质层形成于CIS的像素单元层上，第一介质层中形成有金属连线，目标区域是像素单元层中的像素单元上方的区域。
参考图3，其示出了在第一介质层上的目标区域覆盖光阻的剖面示意图。如图3所示，像素单元310上形成有第一介质层320，第一介质层320上的目标区域覆盖有光阻301，第一介质层320中形成有金属连线321，该目标区域位于像素单元311上方。其中，金属连线321可包括钨(W)、铝(Al)或铜(Cu)。
示例性的，步骤201包括但不限于：在第一介质层320上悬涂光阻301；对其除目标区域以外的其它区域进行曝光和显影，去除其它区域的光阻301。
可选的，第一介质层320包括氧化层(例如，其可以是二氧化硅层)；可选的，步骤201之前，在像素单元层310上形成金属连线321之后，还包括：依次通过HDP工艺和TEOS工艺在像素单元层310上沉积二氧化硅形成第一介质层320；通过平坦化工艺(例如，化学机械研磨(chemical mechanical polishing，CMP)工艺)对第一介质层320进行平坦化。
步骤202，进行刻蚀，刻蚀至其它区域的第一介质层中的目标深度，目标区域的第一介质层形成前置微透镜，其它区域是第一介质层上除目标区域以外的其它区域。
步骤203，去除剩余的光阻。
参考图4，其示出了形成得到前置微透镜后的剖面示意图。如图4所示，形成得到的前置微透镜(如图4中虚线所示)的截面为梯形，该梯形为等腰梯形，其底边和腰的夹角α可以是75°至85°，底边可以是0.5微米(μm)至0.8微米，高度为3000埃至6000埃。
步骤204，在第一介质层上形成第二介质层，前置微透镜上方的第二介质层形成微透镜。
参考图5，其示出了形成得到的微透镜的剖面示意图。可选的，该第二介质层330包括氧化层(例如，其可以是二氧化硅层)。示例性的，如图5所示，可通过CVD工艺在第一介质层320上沉积二氧化硅形成第二介质层330，由于第一介质层310中形成有前置微透镜，因此在前置微透镜上的第二介质层330形成有凸起，该凸起构成了微透镜(如图5中虚线所示)。可选的，第二介质层330的厚度h为8000埃至15000埃。
在形成金属连线321后，通常会沉积第一介质层320和第二介质层330，将第一介质层320和第二介质层330作为金属间介质(inter metal dielectric，IMD)以形成互连结构，因此，本申请实施例中，只需要在形成互连结构的工艺中增加形成前置微透镜的工艺即可实现在制作CIS的工艺中形成微透镜，工艺简单且成本较低。
综上所述，本申请实施例中，通过在CIS的制作过程中，在像素单元上的第一介质层形成后，通过刻蚀使像素单元上方的第一介质层形成前置微透镜，在剩余的第一介质层上形成第二介质层，前置微透镜上的第二介质层形成微透镜，从而实现了在CIS的制作过程中形成微透镜，不需要后段工艺进行制作，降低了CIS组件的工艺复杂度。
在一个可选的实施例中，步骤204之后，还包括：在第二介质层330上形成硬掩模层；通过光刻工艺对目标区域的硬掩模层进行减薄。由于目标区域是像素单元311上方的区域，因此对其减薄可以增加透光性能。可选的，硬掩模层包括氮化硅。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种CIS的微透镜的形成方法，其特征在于，所述方法应用于所述CIS的制作过程中，所述方法包括：
在第一介质层上的目标区域覆盖光阻，所述第一介质层形成于所述CIS的像素单元层上，所述第一介质层中形成有金属连线，所述目标区域是所述像素单元层中的像素单元上方的区域；
进行刻蚀，刻蚀至其它区域的第一介质层中的目标深度，所述目标区域的第一介质层形成前置微透镜，所述其它区域是所述第一介质层上除所述目标区域以外的其它区域；
去除剩余的光阻；
在所述第一介质层上形成第二介质层，所述前置微透镜上方的第二介质层形成所述微透镜。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前置透镜的截面为梯形，所述梯形的上底为，下底为。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二介质层的厚度为8000埃至15000埃。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二介质层包括氧化层。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述第一介质层上形成第二介质层，包括：
通过CVD工艺在所述第一介质层上沉积二氧化硅形成所述第二介质层。
6.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述第一介质层包括氧化层。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在第一介质层的目标区域覆盖光阻之前，在所述像素单元层上形成所述金属连线后，还包括：
依次通过HDP工艺和TEOS工艺在所述像素单元层上沉积二氧化硅形成所述第一介质层；
通过平坦化工艺对所述第一介质层进行平坦化。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在所述第一介质层上形成第二介质层之后，还包括：
在所述第二介质层上形成硬掩模层；
通过光刻工艺对所述目标区域的硬掩模层进行减薄。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述硬掩模层包括氮化硅层。
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