CN1992216A - Cmos图像传感器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种CMOS图像传感器及其制造方法。该方法包括以下步骤：在形成有光电二极管和晶体管的半导体衬底上形成钝化层；在钝化层上形成光致抗蚀剂图案，并且选择性地刻蚀所述光致抗蚀剂图案以在钝化层中形成沟槽；涂覆彩色光致抗蚀剂并使其高于沟槽；以及对彩色光致抗蚀剂进行热回流以形成滤色镜和微透镜。
Description
技术领域
本发明涉及一种CMOS图像传感器的制造方法。
背景技术
图1A至图1D示出一种传统的CMOS图像传感器的制造方法。
在CMOS图像传感器的制造方法中，在硅衬底上形成用于元件之间电绝缘的场绝缘层和形成例如光电二极管的光接收元件之后，形成层间绝缘层和焊盘。
接着，形成钝化层以保护元件或焊盘。在图1A中，在涂覆非掺杂的硅酸盐玻璃(USG)层100和d-正硅酸乙酯(TEOS)层110作为钝化层之后，执行平坦化工艺并涂覆氮化硅(SiN)钝化层120以形成钝化层。涂覆10000厚度的USG钝化层100，涂覆3000厚度的SiN钝化层120。
如图1B所示，滤色镜130是通过彩色光刻工艺形成的。
如图1C所示，在滤色镜130上形成平坦化层140之后，如图1D所示，执行热回流以形成凸微透镜150。
根据传统的CMOS图像传感器，形成厚度为15000的较厚的焊盘钝化层，通过微透镜150入射的光的灵敏度降低。
此外，由于滤色镜130和微透镜150以分开的工艺形成，因此工艺复杂。
发明内容
本发明是为解决上述现有技术存在的问题而做出的，因此，本发明的目的是提供一种CMOS图像传感器及其制造方法，其能够提高经由微透镜入射到光接收元件上的光的灵敏度并简化制造工艺。
为了实现以上目的，本发明的CMOS图像传感器的制造方法包括以下步骤：在形成有光电二极管和晶体管的半导体衬底上形成钝化层；在钝化层上形成光致抗蚀剂(PR)图案并且选择性地刻蚀所述光致抗蚀剂图案以在钝化层中形成沟槽；涂覆彩色光致抗蚀剂并使其高于沟槽；以及对彩色光致抗蚀剂进行热回流以形成滤色镜和微透镜。
根据所述的方法，其中所述钝化层通过以下步骤形成：在半导体衬底上形成焊盘之后，依次涂覆USG钝化层和d-TEOS钝化层；平坦化该d-TEOS钝化层；以及涂覆SiN钝化层。
根据所述的方法，其中涂覆所述彩色光致抗蚀剂的步骤包括以下步骤：在形成有所述光致抗蚀剂图案的沟槽中形成彩色光致抗蚀剂；以及去除所述光致抗蚀剂图案。
根据所述的方法，其中所述微透镜和所述滤色镜相互整合在一起。
为了实现上述目的，本发明的CMOS图像传感器包括：半导体衬底，在其上形成有光电二极管和晶体管；钝化层，形成于该半导体衬底上；以及彩色光致抗蚀剂，埋置于形成于钝化层中的沟槽中并形成为高于沟槽。
根据所述的CMOS图像传感器，其中所述彩色光致抗蚀剂的上端面是弯曲的。
根据所述的CMOS图像传感器，其中所述彩色光致抗蚀剂实现微透镜和滤色镜的功能。
根据所述的CMOS图像传感器，其中所述钝化层包括USG钝化层、d-TEOS钝化层和SiN钝化层。
附图说明
图1A至图1D示出传统的CMOS图像传感器的制造方法；以及
图2A至图2F示出根据本发明实施例的CMOS图像传感器的制造方法。
具体实施方式
参照图2A至图2F说明根据本发明实施例的CMOS图像传感器的制造方法。
在根据本发明的CMOS图像传感器中，公开了一种形成滤色镜和微透镜的方法。
首先，在图2A中，在形成有焊盘的衬底上依次涂覆USG钝化层200和d-TEOS层210之后以及在执行平坦化工艺之后，涂覆SiN钝化层220。
虽然未示出，但是在USG钝化层200、d-TEOS钝化层210和SiN钝化层220的下面形成有光电二极管和晶体管。
接着，如图2B所示，在整个表面上涂覆光致抗蚀剂(PR)230。
接着，在图2C中，显影PR图案235，以通过光刻工艺形成用于形成沟槽的图案。接着，在图2D中，在这些图案上执行蚀刻工艺以在USG钝化层200、d-TEOS钝化层210和SiN钝化层220中形成沟槽。
接着，通过镶嵌方法将彩色光致抗蚀剂250填充在沟槽240中。然后，去除PR图案235。
此时，如图2E所示，以高于沟槽240预定厚度的方式形成彩色光致抗蚀剂250。
填充在沟槽240中的彩色光致抗蚀剂250是用于形成滤色镜，并且为了形成微透镜，以高于沟槽240预定厚度的方式形成彩色光致抗蚀剂250。
接着，在图2F中，对以高于沟槽240预定厚度的方式形成的彩色光致抗蚀剂250进行热回流，以形成凸透镜。如上所述，滤色镜260和微透镜260相互整合在一起。
因此，根据本发明，由于蚀刻焊盘钝化层以形成沟槽，这些焊盘钝化层不存在于滤色镜中，因此能够增加通过微透镜入射的光的灵敏度。
由于不同于传统技术，滤色镜和微透镜是同时形成的，因此省略了用于形成微透镜的附加工艺，从而可以简化制造工艺。
根据本发明，在CMOS图像传感器的制造方法中，其中沟槽形成于焊盘钝化层中，并且滤色镜和微透镜同时形成于沟槽中，因此能够提高光接收元件上的入射光的灵敏度，并且简化制造工艺。
虽然本发明已经以其某些优选实施例示出和说明如上，但是所属技术领域人员可以理解的是，在不脱离本发明所附权利要求所界定的精神和范围下，可以对其做出各种形式和细节的变化。
Claims (8)
1.一种CMOS图像传感器的制造方法，该方法包括以下步骤：
在形成有光电二极管和晶体管的半导体衬底上形成钝化层；
在所述钝化层上形成光致抗蚀剂图案，并且选择性地蚀刻所述光致抗蚀剂图案以在所述钝化层中形成沟槽；
涂覆彩色光致抗蚀剂，并使所述彩色光致抗蚀剂的高度高于所述沟槽；以及
对所述彩色光致抗蚀剂进行热回流以形成滤色镜和微透镜。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述钝化层通过以下步骤形成：
在半导体衬底上形成焊盘之后，依次涂覆USG钝化层和d-TEOS钝化层；
平坦化该d-TEOS钝化层；以及
涂覆SiN钝化层。
3.如权利要求1所述的方法，其中涂覆所述彩色光致抗蚀剂的步骤包括以下步骤：
在形成有所述光致抗蚀剂图案的沟槽中形成彩色光致抗蚀剂；以及
去除所述光致抗蚀剂图案。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述微透镜和所述滤色镜相互整合在一起。
5.一种CMOS图像传感器，包括：
半导体衬底，在其上形成有光电二极管和晶体管；
钝化层，形成于该半导体衬底上；以及
彩色光致抗蚀剂，埋置于形成于所述钝化层中的沟槽中并且形成为高于所述沟槽。
6.如权利要求5所述的CMOS图像传感器，其中所述彩色光致抗蚀剂的上端面是弯曲的。
7.如权利要求5所述的CMOS图像传感器，其中所述彩色光致抗蚀剂实现微透镜和滤色镜的功能。
8.如权利要求5所述的CMOS图像传感器，其中所述钝化层包括USG钝化层、d-TEOS钝化层和SiN钝化层。
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