DE102008022299A1 - Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors umfasst ein Ausbilden eines Mikrolinsen-Arrays über einem Farbfilter-Array, Ausbilden einer Deckschicht über dem Halbleitersubstrat, welches das Mikrolinsen-Array enthält, Ausbilden einer Kontaktflächenmaske über der Deckschicht und dann Freilegen einer Kontaktfläche in einer Zwischendielektrikumschicht.

Description

  • HINTERGRUND
  • Ein Bildsensor ist ein Halbleiterbauelement zum Umwandeln eines optischen Bilds in ein elektrisches Signal. Ein Bildsensor kann als ladungsgekoppelter (CCD) Bildsensor oder als Komplementär-Metall-Oxid-Halbleiter-(CMOS)-Bildsensor (CIS) klassifiziert werden.
  • Der CIS kann eine Vielzahl von Fotodioden und MOS-Transistoren in einem Bildpunktelement enthalten, um schaltend sequentiell elektrische Signale von jeweiligen Bildpunktelementen zu detektieren, um ein Bild zu realisieren.
  • Der CIS kann ferner eine Mikrolinse auf und/oder über einem Farbfilter enthalten, um die Lichtempfindlichkeit des CIS zu erhöhen. Die Mikrolinse kann halbkreis-/halbkugelförmig ausgebildet werden, indem aufeinander folgend ein Belichtungsprozess, ein Entwicklungsprozess und ein Reflow-Prozess auf einem lichtempfindlichen organischen Material ausgeführt werden.
  • Da jedoch das lichtempfindliche organische Material schlechte physikalische Eigenschaften hat, kann die Mikrolinse folglich leicht durch physische Einwirkungen beschädigt werden, was in anschließenden Prozessen wie Packaging und Bumping usw. zu Rissbildung usw. führen kann.
  • Da das lichtempfindliche organische Material eine relativ starke Viskosität hat, kann ein Fehler auf der Mikrolinse entstehen, wenn Partikel absorbiert werden. Um diese Erscheinung zu verhindern, kann von einer Passivierungsschicht Gebrauch gemacht werden, die aus einer Oxidschicht oder einer Nitridschicht, die eine große Härte haben, besteht, oder die Mikrolinse kann aus anorganischem Material gebildet werden. Da der obere Teil des CIS aus einem lichtempfindlichen organischen Material gebildet ist, das gegenüber Hitze von 250°C oder mehr empfindlich ist, kann durch einen Plasmaprozess eine Grenzflächenfangstelle auftreten. Demgemäß können derartige schädliche Auswirkungen auf die Mikrolinse zur Erzeugung von Dunkelstrom führen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ausführungsformen betreffen ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors, das die Erzeugung eines Dunkelstroms verhindern kann.
  • Ausführungsformen betreffen ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors, das mindestens einen der folgenden Schritte umfassen kann: Ausbilden einer Zwischendielektrikumschicht, die eine Kontaktfläche über einem Halbleitersubstrat enthält; Ausbilden eines Farbfilter-Arrays direkt über der Zwischendielektrikumschicht; Ausbilden eines Mikrolinsen-Arrays über dem Farbfilter-Array; Ausbilden einer Deckschicht über dem Halbleitersubstrat, welches das Mikrolinsen-Array enthält; Ausbilden einer Kontaktflächenmaske über der Deckschicht; und dann Freilegen der Kontaktfläche.
  • Ausführungsformen betreffen ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors, das mindestens einen der folgenden Schritte umfassen kann: Ausbilden einer Zwischendielektrikumschicht, die eine Kontaktfläche über einem Halbleitersubstrat enthält; Ausbilden einer Passivierungsschicht über der Zwischendielektrikumschicht; Ausbilden eines Farbfilter-Arrays über der Passivierungsschicht; Ausbilden einer Planarisierungsschicht über dem Farbfilter-Array; Ausbilden über der Planarisierungsschicht eines Mikrolinsen-Arrays, das eine erste Dielektrikumschicht über der Planarisierungsschicht und eine über der ersten Dielektrikumschicht ausgebildete zweite Dielektrikumschicht enthält; Ausbilden einer organischen Schicht über dem Halbleitersubstrat, welches das Mikrolinsen-Array enthält; Ausbilden einer Kontaktflächenmaske über der organischen Schicht, wobei die Kontaktflächenmaske ein erstes Kontaktflächenloch enthält, das einen Teil der oberen Oberfläche der organischen Schicht freilegt, welcher räumlich der Kontaktfläche entspricht; Freilegen einer obersten Oberfläche der Kontaktfläche durch Ätzen der organischen Schicht, der zweiten Dielektrikumschicht, der ersten Dielektrikumschicht und der Passivierungsschicht unter Verwendung der Kontaktflächenmaske als Ätzmaske; und dann gleichzeitiges Entfernen der organischen Schicht und der Kontaktflächenmaske.
  • Ausführungsformen betreffen ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors, das mindestens einen der folgenden Schritte umfassen kann: Ausbilden einer Zwischendielektrikumschicht, die eine Kontaktfläche über einem Halbleitersubstrat enthält; Ausbilden einer Passivierungsschicht über der Zwischendielektrikumschicht; Ausbilden eines Farbfilter-Arrays über der Passivierungsschicht; Ausbilden einer Planarisierungsschicht über dem Farbfilter-Array; Ausbilden über der Planarisierungsschicht eines Mikrolinsen-Arrays, das eine Vielzahl von einander berührenden Mikrolinsen, die eine Nulllücke zwischen sich aufweisen, enthält, wobei das Mikrolinsen-Array ferner eine erste Dielektrikumschicht über der Planarisierungsschicht und eine über der ersten Dielektrikumschicht ausgebildete zweite Dielektrikumschicht enthält; Ausbilden einer Metallschicht über dem Halbleitersubstrat, welches das Mikro linsen-Array enthält; Ausbilden einer Kontaktflächenmaske über der Metallschicht, wobei die Kontaktflächenmaske ein erstes Kontaktflächenloch enthält, das einen Teil der oberen Oberfläche der Metallschicht freilegt, welcher räumlich der Kontaktfläche entspricht; Freilegen einer obersten Oberfläche der Kontaktfläche durch Ätzen der Metallschicht, der zweiten Dielektrikumschicht, der ersten Dielektrikumschicht und der Passivierungsschicht unter Verwendung der Kontaktflächenmaske als Ätzmaske; Entfernen der Kontaktflächenmaske; und dann Entfernen der Metallschicht.
  • ZEICHNUNGEN
  • Die Beispiele von 1 bis 6 veranschaulichen ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors gemäß Ausführungsformen.
  • BESCHREIBUNG
  • Wie im Beispiel von 1 dargestellt, kann eine Zwischendielektrikumschicht 20 auf und/oder über einem Halbleitersubstrat 10 ausgebildet werden. Ein Lichtdetektionsteil, der eine Fotodiode und ein Schaltungsgebiet enthält, kann ebenfalls für jedes Bildpunktelement auf und/oder über dem Halbleitersubstrat 10 ausgebildet werden. Der Lichtdetektionsteil, der die Fotodiode enthält, kann eine Bauelement-Isolierschicht enthalten, die ein aktives Gebiet und ein Feldgebiet festlegt, die auf und/oder über dem Halbleitersubstrat 10 ausgebildet sind. Jedes Bildpunktelement kann eine Fotodiode für das Empfangen von Licht zum Erzeugen einer Photoladung und eine CMOS-Schaltung enthalten, die mit der Fotodiode elektrisch verbunden ist, um die erzeugte Photoladung in ein elektrisches Signal umzuwandeln.
  • Nachdem die zugehörigen Bauelemente, welche die Bauelement-Isolierschicht und die Fotodiode enthalten, ausgebildet wurden, kann eine Zwischendielektrikumschicht 20 auf und/oder über dem Halbleitersubstrat 10 ausgebildet werden. Eine Vielzahl von Metallleitungen, die elektrisch mit dem Lichtdetektionsteil verbunden sind, kann in der Zwischendielektrikumschicht 20 ausgebildet werden. Das Zwischenschichtdielektrikum 20, das die Metallleitungen enthält, kann mit einer aus einer Vielzahl von Schichten gebildeten Mehrschichtstruktur ausgebildet werden. Jede Metallleitung kann so ausgebildet werden, dass sie auf die Fotodiode fallendes Licht nicht abschattet oder anderweitig abschirmt.
  • Eine Kontaktfläche 21 kann in der Zwischendielektrikumschicht 20 ausgebildet werden, während eine abschließende Metallleitung der Metallleitungen ausgebildet wird. Eine Passivierungsschicht 30 kann auf und/oder über der Zwischendielektrikumschicht 20, welche die Kontaktfläche 21 enthält, ausgebildet werden und zum Schutz eines Bauelements gegen unerwünschte Feuchtigkeit oder gegen unerwünschtes Verkratzen dienen. Beispielsweise kann die Passivierungsschicht 30 mit einer gestapelten, mehrschichtigen dielektrischen Struktur ausgebildet werden, die mindestens eine von einer Siliziumoxidschicht, einer Siliziumnitridschicht und einer Siliziumoxidnitridschicht enthält. Wie im Beispiel von 1 dargestellt, kann die Passivierungsschicht 30 eine Struktur haben, die eine erste untere Schicht, die aus einer Tetraethylorthosilikat-Schicht 31 (TEOS) mit einer Dicke zwischen 1.000 und 5.000 Å gebildet ist, und eine zweite obere Schicht, die aus einer Nitridschicht 32 mit einer Dicke zwischen 1.000 und 10.000 Å gebildet, enthält.
  • Ein Farbfilter 40, der eine Vielzahl von Filtern enthält, kann dann durch einen nachfolgenden Prozess auf und/oder über der Passivierungsschicht 30 ausgebildet werden. Der Farbfilter 40 kann auch direkt auf und/oder über der Zwischendielektrikumschicht 20, welche die Kontaktfläche 21 enthält, ausgebildet werden, um einen Bildsensor mit reduzierter Dicke und Gesamtgröße zu erhalten.
  • Dann kann ein erster Prozess zum Freilegen einer Kontaktfläche zum Freilegen der Kontaktfläche 21 ausgeführt werden. Im ersten Prozess zum Freilegen einer Kontaktfläche können Fotolackstrukturen, die ein einem Kontaktflächenbereich entsprechendes Loch haben, auf und/oder über der Passivierungsschicht 30 ausgebildet werden. Ferner kann die Passivierungsschicht 30 unter Verwendung der Fotolackstrukturen als Ätzmaske geätzt werden, um die oberste Oberfläche der Kontaktfläche 21 freizulegen.
  • Nachdem der erste Prozess zum Freilegen einer Kontaktfläche ausgeführt wurde, kann dann also ein Mikrolinsen-Array ausgebildet werden, und dann kann ein zweiter Prozess zum Freilegen einer Kontaktfläche ausgeführt werden. Der erste Prozess zum Freilegen einer Kontaktfläche kann unterlassen werden.
  • Dann kann ein Farbfilter 40 auf und/oder über der Passivierungsschicht 30 ausgebildet werden und er kann eine Vielzahl von Farbfiltern zum Realisieren eines Farbbilds enthalten. Derartige Farbfilter können eine unterschiedliche Farbe wie Rot, Grün und Blau repräsentieren. Beispiele für ein Material, das für den Farbfilter 40 verwendet werden kann, schließen einen gefärbten Fotolack ein. Der Farbfilter 40 kann zum Trennen von Farbe von einfallendem Licht derart auf und/oder über jedem Bildpunktelement ausgebildet werden, dass benachbarte Farbfilter 40 einander geringfügig überlappen können, um einen Höhenunterschied zu haben. Zum Ausgleichen dieses Höhenunterschieds kann die Planarisierungsschicht 50 auf und/oder über den Farbfiltern 40 ausgebildet werden. Ein Mikrolinsen-Array, das in einem anschließenden Prozess auszubilden ist, sollte auf und/oder über einer planarisierten Oberfläche ausgebildet werden. Daher kann die Planarisierungsschicht 50 auf und/oder über den Farbfiltern 40 ausgebildet werden, um den durch die überlappenden Farbfilter 40 verursachten Höhenunterschied zu beseitigen. Selbstverständlich kann die Planarisierungsschicht 50 weggelassen werden.
  • Eine erste Dielektrikumschicht 60 zum Ausbilden der Mikrolinsen kann dann direkt auf und/oder über den Farbfiltern 40 oder der Planarisierungsschicht 50 ausgebildet werden. Eine Mikrolinsen-Array-Maske 200 für jedes Bildpunktelement kann dann auf und/oder über der ersten Dielektrikumschicht 60 ausgebildet werden. Die Dielektrikumschicht 60 kann aus mindestens einer von einer Oxidschicht, einer Nitridschicht und einer Nitridoxidschicht gebildet sein. Beispielsweise kann die erste Dielektrikumschicht 60 aus einer Oxidschicht wie SiO2 gebildet sein, die mit einer Dicke zwischen ungefähr 2.000–20.000 Å bei einer Temperatur in einem Bereich von ungefähr 50–250°C unter Verwendung von chemischer Gasphasenabscheidung (CVD), physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) oder plasmaaktivierter CVD (PECVD) ausgebildet wird.
  • Mikrolinsen-Array-Masken 200 können ausgebildet werden, die eine Vielzahl von Mikrolinsenmasken enthalten, die mit einem vorbestimmten Abstand beabstandet ausgebildet werden, indem auf die erste Dielektrikumschicht 60 eine Fotolackschicht aufgetragen wird und dann ein Strukturierungsprozess und ein Reflow-Prozess ausgeführt werden. Dann kann die Mikrolinsenmaske 200 mit einer halbkugelförmigen Form ausgebildet wer den.
  • Wie im Beispiel von 2 dargestellt, kann dann ein Start-Mikrolinsen-Array 61 für jedes Bildpunktelement auf und/oder über der ersten Dielektrikumschicht 60 ausgebildet werden. Das Start-Mikrolinsen-Array 61 kann durch Ausführen eines Ätzprozesses auf der ersten Dielektrikumschicht 60 unter Verwendung der Mikrolinsen-Array-Masken 200 als Ätzmaske ausgebildet werden. Das Ätzen der ersten Dielektrikumschicht 60 kann so ausgeführt werden, dass eine Fotolackschicht, welche die Mikrolinsen-Array-Maske 200 bildet, und eine Oxidschicht, welche die erste Dielektrikumschicht 60 bildet, mit einem Ätzverhältnis von ungefähr 1:0,7–1:1,3 geätzt werden. Daher kann das Ätzen der ersten Dielektrikumschicht 60 zum Ausbilden des Start-Mikrolinsen-Arrays 61 ausgeführt werden, bis die aus einem Fotolackmaterial gebildete Mikrolinsen-Array-Maske 200 vollständig geätzt ist. Beispielsweise kann der Ätzprozess für die erste Dielektrikumschicht 60 in einer Kammer ausgeführt werden, indem ein Ätzgas aus CxHyFz (x, y und z sind Nullen oder natürliche Zahlen) und aus einem Inertgas wie mindestens einem von Ar, He, O2 und N2 zugeführt wird. Insbesondere kann der Ätzprozess ausgeführt werden durch Verwenden einer Quellenleistung zwischen ungefähr 600–1400 W bei 27 MHz und einer Biasleistung zwischen ungefähr 0–500 W bei 2 MHz, die an die Kammer angelegt werden, und durch Einleiten in die Kammer eines Ätzgases, das CF4 mit ungefähr 40–120 sccm und ein Inertgas wie mindestens eines von O2 mit ungefähr 2–20 sccm und Ar mit ungefähr 200–900 sccm enthält.
  • Die erste Dielektrikumschicht 60 kann auf eine Dicke zwischen ungefähr 1.000–19.000 Å geätzt werden, um das Start-Mikrolinsen-Array 61 auszubilden. Das Start-Mikrolinsen-Array 61 kann mit einer Dicke zwischen ungefähr 1.000–6.000 Å ausgebildet werden. Insbesondere kann der Prozess derart fortgeführt werden, dass die Biasleistung während des Ätzprozesses nicht an die Kammer angelegt wird. Das kann zur Folge haben, dass die Energie von Ionen, die sich von einem innerhalb der Kammer erzeugten Plasma zum Halbleitersubstrat 10 bewegen, reduziert wird. Im Gegenzug kann der Ätzschaden an der ersten Dielektrikumschicht 60 verringert werden. Ein Dunkelstrom durch ein während eines Plasmaprozesses an der Grenzfläche des Halbleitersubstrats 10 erzeugtes Fangstellenniveau kann ebenfalls verhindert werden.
  • Wie im Beispiel von 2 dargestellt, kann durch den oben beschriebenen Ätzprozess das Start-Mikrolinsen-Array 61 mit einer halbkugelförmigen Form aus einer Niedertemperaturoxidschicht auf und/oder über entsprechenden Farbfiltern 40 ausgebildet werden. Das Start-Mikrolinsen-Array 61 kann derart ausgebildet werden, dass jede jeweilige Start-Mikrolinse von einer benachbarten Start-Mikrolinse getrennt ist, um eine Verschmelzungserscheinung zu verhindern.
  • Wie im Beispiel von 3 dargestellt, kann dann eine zweite Dielektrikumschicht 70 auf und/oder über der Halbleiterschicht 10, die das Mikrolinsen-Array 61 enthält, ausgebildet werden, um ein Mikrolinsen-Array 80 auszubilden. Die zweite Dielektrikumschicht 70 kann auf und/oder über der obersten Oberfläche der ersten Dielektrikumschicht 60, die das Mikrolinsen-Array 61 enthält, und außerdem in Lücken zwischen benachbarten Start-Mikrolinsen abgeschieden werden. So kann jede der Start-Mikrolinsen eine benachbarte Start-Mikrolinse direkt berühren. Daher kann das Mikrolinsen-Array 80, welches das Start-Mikrolinsen-Array 61 und die zweite Dielektrikumschicht 70 enthält, mit einer durchgehenden halbkugelförmigen Form ohne Lücken zwischen benachbarten Mikrolinsen ausgebil det werden. Die zweite Dielektrikumschicht 70 kann aus dem gleichen Material wie dem der ersten Dielektrikumschicht 60 ausgebildet sein. Beispielsweise kann die zweite Dielektrikumschicht 70 durch Abscheiden einer Oxidschicht bis zu einer Dicke zwischen ungefähr 500–20.000 Å bei einer Temperatur in einem Bereich zwischen ungefähr 50–250°C ausgebildet werden.
  • Da die zweite Dielektrikumschicht 70 mit einer dünnen Dicke auf und/oder über den Start-Mikrolinsen 61 und in Lücken zwischen ihnen abgeschieden wird, kann eine Mikrolinse 80 derart ausgebildet werden, dass benachbarte Mikrolinsen in direktem Kontakt sein können. Daher kann eine Lücke zwischen den Mikrolinsen auf Null reduziert werden, wodurch die Bildqualität des Bildsensors verbessert wird.
  • Wie im Beispiel von 4 dargestellt, kann dann eine Deckschicht 90 auf und/oder über dem Halbleitersubstrat 10, welches das Mikrolinsen-Array 80 enthält, ausgebildet werden, um ein Fangstellenniveau zu verhindern, das durch eine während eines Plasmaätzprozesses erzeugte ultraviolette (UV) Strahlung zwischen dem Halbleitersubstrat 10 und dem Dielektrikum erzeugt wird.
  • Die Deckschicht 90 kann so abgeschieden werden, dass sie eine Dicke zwischen ungefähr 100–3.000 Å aufweist, um sowohl das Mikrolinsen-Array 80 als auch die Zwischendielektrikumschicht 20 zu bedecken, die auf und/oder über dem Halbleitersubstrat 10 ausgebildet sind. Die Deckschicht 90 kann aus einer organischen unteren Antireflexionsschicht (BARC) ausgebildet sein. Wenn die Deckschicht 90 als eine organische BARC-Schicht ausgebildet wird, kann die Deckschicht 90 während des Plasmaätzprozesses erzeugte UV-Strahlung absorbieren, um ein Fangstellenniveau zu verhindern, das zwischen dem Halbleitersubstrat 10 und der Dielektrikumschicht erzeugt wird.
  • Alternativ kann die Deckschicht 90 aus einer Metallschicht ausgebildet sein, die durch Abscheiden eines Metallmaterials mit einer elektrischen Leitfähigkeit von ungefähr 10–6 Ohm/m oder mehr ausgebildet wird. Solche Metallmaterialien, die für die Deckschicht 90 verwendet werden können, schließen mindestens eines von Al, Ti, W und TiN ein, d. h. Materialien mit einer elektrischen Leitfähigkeit von ungefähr 10–6–10–3 Ohm/m. Wenn die Deckschicht 90 als Metallschicht ausgebildet wird, kann die Deckschicht 90 während des Plasmaätzprozesses erzeugte UV-Strahlung reflektieren, um ein Fangstellenniveau zu verhindern, das zwischen dem Halbleitersubstrat 10 und der Dielektrikumschicht erzeugt wird.
  • Wie im Beispiel von 5 dargestellt, kann dann eine Kontaktflächenmaske 100, die ein Kontaktflächenloch 110 enthält, auf und/oder über der Deckschicht 90 ausgebildet werden. Die Kontaktflächenmaske 100 kann durch Beschichten der Deckschicht 90 mit einem Fotolack und Strukturieren des Fotolacks ausgebildet werden. Ein Teil der oberen Oberfläche der Deckschicht 90, der räumlich der Kontaktfläche 21 entspricht, kann durch das Kontaktflächenloch 110 freigelegt sein und die übrige Deckschicht 90 kann durch die Kontaktflächenmaske 100 bedeckt sein.
  • Dann können Teile der Deckschicht 90, des zweiten Dielektrikums 70, des ersten Dielektrikums 60 und der Passivierungsschicht 30 unter Verwendung der Kontaktflächenmaske 100 als Ätzmaske geätzt werden, um das Loch zum Freilegen der Kontaktflächen 23 auszubilden, das die oberste Oberfläche der Kontaktfläche 21 freilegt. Das Loch zum Freilegen der Kon taktflächen 23 kann durch einen Trockenätzprozess ausgebildet werden. Beispielsweise kann das Loch zum Freilegen der Kontaktflächen 23 durch den selben Ätzprozess ausgebildet werden, der zum Ausbilden des Mikrolinsen-Arrays 61 verwendet wird. Insbesondere kann das Loch zum Freilegen der Kontaktflächen 23 durch einen Ätzprozess ausgebildet werden, indem eine Quellenleistung zwischen ungefähr 600–1400 W bei 27 MHz und eine Biasleistung zwischen ungefähr 0–500 W bei 2 MHz verwendet werden sowie ein Ätzgas in eine Kammer zugeführt wird, das aus CxHyFz (x, y und z sind Nullen oder natürliche Zahlen) und aus einem Inertgas gebildet ist, das aus mindestens einem von Ar, He, O2 und N2 gebildet ist. Da UV-Strahlung erzeugt werden kann, während der Plasmaätzprozess ausgeführt wird, verhindert die Verwendung der Deckschicht 90 die Absorption der UV-Strahlung durch das Halbleitersubstrat 10. Das heißt, dass, wenn die Deckschicht 90 eine organische BARC-Schicht ist, die UV-Strahlung in die Deckschicht 90 aufgenommen wird, wodurch die Erzeugung eines Dunkelstroms verhindert wird. Alternativ wird, wenn die Deckschicht 90 eine Metallschicht ist, die UV-Strahlung von der Deckschicht 90 reflektiert, was ebenfalls die Erzeugung eines Dunkelstroms verhindert.
  • Wie im Beispiel von 6 dargestellt, kann die Kontaktflächenmaske 100 nach dem Ätzprozess zum Freilegen der Kontaktfläche 21 durch Ausführen eines Veraschungs-Prozesses bei einer Temperatur im Bereich zwischen ungefähr 0–50°C entfernt werden. Insbesondere kann die Kontaktflächenmaske 100 unter Verwendung von O2-Gas bei einer Temperatur von 0°C entfernt werden. Dies kann durch Absenken der Temperatur einer unteren Elektrode ausgeführt werden, auf der das Halbleitersubstrat 10 aufsitzt.
  • Wenn die Deckschicht 90 aus einer organischen Schicht wie BARC gebildet ist, kann die Deckschicht 90 gleichzeitig während des Entfernens der Kontaktflächenmaske 100 entfernt werden, da sie aus einem organischen Material ausgebildet sind. Das Entfernen der Kontaktflächenmaske 100 und der Deckschicht 90 kann typischerweise eine Temperatur von 200°C oder mehr erfordern, bei der ein Prozess zum Entfernen einer Fotolackschicht ausgeführt wurde. Gemäß Ausführungsformen ist eine solche hohe Temperatur nicht erforderlich, so dass eine Beschädigung der Oberfläche des Mikrolinsen-Arrays 80 durch das Aussetzen an hohe Temperaturen verhindert werden kann.
  • Wenn die Deckschicht 90 aus einer Metallschicht gebildet ist, kann die Kontaktflächenmaske 100 zuerst entfernt werden und das Entfernen der Deckschicht 90 kann anschließend ausgeführt werden. Die aus einem Metallmaterial gebildete Deckschicht 90 kann unter Verwendung eines Ätzgases entfernt werden, das ein zu einer Halogen-Gruppe gehörendes Element wie F, Cl usw. enthält.
  • Gemäß Ausführungsformen kann ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors ein Mikrolinsen-Array ausbilden, das aus einem anorganischen Material gebildet ist, um eine Beschädigung der Mikrolinsen durch nachfolgende Package- und Bump-Prozesse zu verhindern. Ein solches Verfahren kann lückenlose Mikrolinsen ausbilden, um die Empfindlichkeit des Bildsensors zu verbessern. Überdies kann ein solches Verfahren das Ausbilden einer Deckschicht auf und/oder über der Oberfläche des Mikrolinsen-Arrays einschließen, um die Erzeugung eines Dunkelstroms durch Plasma während nachfolgender Prozesse zu verhindern und dadurch die Gesamtqualität des Bildsensors zu verbessern.
  • In der vorliegenden Beschreibung bedeutet jeder Verweis auf "eine Ausführung", "Ausführung", "beispielhafte Ausführung", usw., dass ein spezielles Merkmal, eine Struktur oder eine Eigenschaft, welches bzw. welche in Verbindung mit der Ausführung beschrieben wird, in mindestens einer Ausführung der Erfindung enthalten ist. Das Auftreten derartiger Ausdrucksweisen an verschiedenen Stellen in der Beschreibung verweist nicht notwendig sämtlich auf die gleiche Ausführung. Ferner sei bemerkt, dass, wenn ein besonderes Merkmal, eine Struktur oder eine Eigenschaft beschrieben wird, es sich innerhalb des Bereichs der Möglichkeiten eines Fachmanns befindet, ein derartiges Merkmal, eine Struktur oder ein Kennmerkmal in Verbindung mit anderen der Ausführungen zu bewirken.
  • Obwohl hier Ausführungen beschrieben wurden, sei bemerkt, dass zahlreiche weitere Abwandlungen und Ausführungen durch Fachleute entworfen werden können, welche unter Prinzip und Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen. Insbesondere sind verschiedene Änderungen und Abwandlungen der Bauteile und/oder der Anordnungen der fraglichen Kombinationsanordnung innerhalb des Umfangs der Offenbarung, der Zeichnungen und der beigefügten Ansprüche möglich. Zusätzlich zu Änderungen und Abwandlungen der Bauteile und/oder der Anordnungen sind alternative Verwendungen gleichfalls für Fachleute ersichtlich.

Claims (20)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors, umfassend: Ausbilden einer Zwischendielektrikumschicht, die eine Kontaktfläche über einem Halbleitersubstrat enthält; Ausbilden eines Farbfilter-Arrays direkt über der Zwischendielektrikumschicht; Ausbilden eines Mikrolinsen-Arrays über dem Farbfilter-Array; Ausbilden einer Deckschicht über dem Halbleitersubstrat, welches das Mikrolinsen-Array enthält; Ausbilden einer Kontaktflächenmaske über der Deckschicht; und dann Freilegen der Kontaktfläche.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Freilegen der Kontaktfläche ein Ausführen eines Plasmaätzprozesses unter Verwendung der Kontaktflächenmaske als Ätzmaske umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, das ferner ein gleichzeitiges Entfernen der Kontaktflächenmaske und der Deckschicht nach dem Freilegen der Kontaktfläche umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Kontaktflächenmaske und die Deckschicht unter Verwendung von O2-Gas bei einer Temperatur zwischen ungefähr 0–50°C entfernt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Deckschicht eine organische untere Antireflexionsschicht umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Deckschicht eine Metallschicht umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend: Entfernen der Kontaktflächenmaske nach dem Freilegen der Kontaktfläche; und dann Entfernen der Deckschicht.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Deckschicht unter Verwendung eines Ätzgases entfernt wird, das ein einer Halogen-Gruppe angehörendes Element umfasst.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Ausbilden des Mikrolinsen-Arrays umfasst: Ausbilden einer ersten Dielektrikumschicht über dem Farbfilter-Array; Ausbilden einer Mikrolinsen-Array-Maske über der ersten Dielektrikumschicht; und dann Ätzen des ersten Dielektrikums unter Verwendung der Mikrolinsenmaske, um eine Vielzahl von Mikrolinsen auszubilden, die von benachbarten Mikrolinsen beabstandet sind.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, das ferner ein Abscheiden eines zweiten Dielektrikums über den Mikrolinsen und in Zwischenräumen zwischen benachbarten Mikrolinsen umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem sowohl die erste Dielektrikumschicht als auch die zweite Dielektrikum schicht mindestens eine von einer Oxidschicht, einer Nitridschicht und einer Oxidnitridschicht umfasst.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Deckschicht eine Dicke zwischen ungefähr 100–3.000 Å aufweist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, das ferner ein Ausbilden einer Planarisierungsschicht nach dem Ausbilden des Farbfilter-Arrays, jedoch vor dem Ausbilden des Mikrolinsen-Arrays umfasst.
  14. Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors, umfassend: Ausbilden einer Zwischendielektrikumschicht, die eine Kontaktfläche über einem Halbleitersubstrat enthält; Ausbilden einer Passivierungsschicht über der Zwischendielektrikumschicht; Ausbilden eines Farbfilter-Arrays über der Passivierungsschicht; Ausbilden einer Planarisierungsschicht über dem Farbfilter-Array; Ausbilden über der Planarisierungsschicht eines Mikrolinsen-Arrays, das eine erste Dielektrikumschicht über der Planarisierungsschicht und eine über der ersten Dielektrikumschicht ausgebildete zweite Dielektrikumschicht enthält; Ausbilden einer organischen Schicht über dem Halbleitersubstrat, welches das Mikrolinsen-Array enthält; Ausbilden einer Kontaktflächenmaske über der organischen Schicht, wobei die Kontaktflächenmaske ein erstes Kontaktflächenloch enthält, das einen Teil der oberen Oberfläche der organischen Schicht freilegt, welcher räumlich der Kontaktfläche entspricht; Freilegen einer obersten Oberfläche der Kontaktfläche durch Ätzen der organischen Schicht, der zweiten Dielektrikumschicht, der ersten Dielektrikumschicht und der Passivierungsschicht unter Verwendung der Kontaktflächenmaske als Ätzmaske; und dann gleichzeitiges Entfernen der organischen Schicht und der Kontaktflächenmaske.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Ausbilden der Passivierungsschicht umfasst: Abscheiden einer Tetraethylorthosilikat-Schicht mit einer Dicke zwischen 1.000–5.000 Å über der Zwischendielektrikumschicht, und dann Abscheiden einer Nitridschicht mit einer Dicke zwischen 1.000–10.000 Å über der Tetraethylorthosilikat-Schicht.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, bei dem das Ausbilden des Mikrolinsen-Arrays umfasst: Ausbilden der ersten Dielektrikumschicht über der Planarisierungsschicht und der Passivierungsschicht; Ausbilden über der ersten Dielektrikumschicht einer Mikrolinsen-Array-Maske, die eine Vielzahl von beabstandet ausgebil deten Mikrolinsenmasken enthält; Ausbilden eines Start-Mikrolinsen-Arrays durch Ausführen eines Ätzprozesses auf der ersten Dielektrikumschicht unter Verwendung der Mikrolinsen-Array-Masken als Ätzmaske; und dann Ausbilden der zweiten Dielektrikumschicht über der ersten Dielektrikumschicht, die das Start-Mikrolinsen-Array enthält, und auch in Lücken zwischen benachbarten Start-Mikrolinsen.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem die organische Schicht eine untere Antireflexionsschicht umfasst, die eine Dicke zwischen ungefähr 100–3.000 Å hat.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei dem die organische Schicht und die Kontaktflächenmaske unter Verwendung von O2-Gas bei einer Temperatur zwischen ungefähr 0–50°C entfernt werden.
  19. Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors, umfassend: Ausbilden einer Zwischendielektrikumschicht, die eine Kontaktfläche über einem Halbleitersubstrat enthält; Ausbilden einer Passivierungsschicht über der Zwischendielektrikumschicht; Ausbilden eines Farbfilter-Arrays über der Passivierungsschicht; Ausbilden einer Planarisierungsschicht über dem Farbfilter-Array; Ausbilden über der Planarisierungsschicht eines Mikrolinsen-Arrays, das eine Vielzahl von einander berührenden Mikrolinsen, die eine Nulllücke zwischen sich aufweisen, enthält, wobei das Mikrolinsen-Array ferner eine erste Dielektrikumschicht über der Planarisierungsschicht und eine über der ersten Dielektrikumschicht ausgebildete zweite Dielektrikumschicht enthält; Ausbilden einer Metallschicht über dem Halbleitersubstrat, welches das Mikrolinsen-Array enthält; Ausbilden einer Kontaktflächenmaske über der Metallschicht, wobei die Kontaktflächenmaske ein erstes Kontaktflächenloch enthält, das einen Teil der oberen Oberfläche der Metallschicht freilegt, der räumlich der Kontaktfläche entspricht; Freilegen einer obersten Oberfläche der Kontaktfläche durch Ätzen der Metallschicht, der zweiten Dielektrikumschicht, der ersten Dielektrikumschicht und der Passivierungsschicht unter Verwendung der Kontaktflächenmaske als Ätzmaske; Entfernen der Kontaktflächenmaske; und dann Entfernen der Metallschicht.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Metallschicht aus einem Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit von ungefähr 10–6 Ohm/m oder mehr gebildet ist, und bei dem die Metallschicht unter Verwendung eines Ätzgases entfernt wird, das ein Element in der Halogen-Gruppe einschließt.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101010375B1 (ko) * 2008-08-06 2011-01-21 주식회사 동부하이텍 이미지센서 및 그 제조방법
CN102544390B (zh) * 2010-12-07 2015-03-25 群康科技(深圳)有限公司 微透镜结构的制造方法及包含其的影像显示系统
JP6007694B2 (ja) 2012-09-14 2016-10-12 ソニー株式会社 固体撮像装置及び電子機器
JP6200188B2 (ja) * 2013-04-08 2017-09-20 キヤノン株式会社 固体撮像装置、その製造方法及びカメラ
US9324755B2 (en) * 2014-05-05 2016-04-26 Semiconductor Components Industries, Llc Image sensors with reduced stack height
JP2017045786A (ja) * 2015-08-25 2017-03-02 ルネサスエレクトロニクス株式会社 撮像装置およびその製造方法
JP2019071333A (ja) * 2017-10-06 2019-05-09 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
KR102486561B1 (ko) * 2017-12-06 2023-01-10 삼성전자주식회사 재배선의 형성 방법 및 이를 이용하는 반도체 소자의 제조 방법

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2573382B2 (ja) * 1990-01-16 1997-01-22 シャープ株式会社 固体撮像素子の製法
JP2000164836A (ja) * 1998-11-25 2000-06-16 Nikon Corp 固体撮像装置等の半導体装置の製造方法
TW449929B (en) * 2000-08-02 2001-08-11 Ind Tech Res Inst Structure and manufacturing method of amorphous-silicon thin film transistor array
KR100533166B1 (ko) * 2000-08-18 2005-12-02 매그나칩 반도체 유한회사 마이크로렌즈 보호용 저온산화막을 갖는 씨모스이미지센서및 그 제조방법
JP2004079608A (ja) * 2002-08-12 2004-03-11 Sanyo Electric Co Ltd 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法
KR100549324B1 (ko) * 2003-07-22 2006-02-02 매그나칩 반도체 유한회사 패드 오픈용 포토레지스트를 이용한 이미지센서의 제조방법
KR20050041183A (ko) * 2003-10-30 2005-05-04 매그나칩 반도체 유한회사 카세인을 이용한 이미지 센서의 제조방법
TWI222178B (en) 2003-11-12 2004-10-11 United Microelectronics Corp Manufacturing method of image sensor device
KR20050057968A (ko) * 2003-12-11 2005-06-16 매그나칩 반도체 유한회사 무기물의 마이크로렌즈를 갖는 이미지센서 제조 방법
JP2006147661A (ja) * 2004-11-16 2006-06-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 受光装置とその製造方法およびカメラ
KR100745595B1 (ko) * 2004-11-29 2007-08-02 삼성전자주식회사 이미지 센서의 마이크로 렌즈 및 그 형성 방법
US7153755B2 (en) * 2005-01-26 2006-12-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Process to improve programming of memory cells
JP2006351761A (ja) * 2005-06-15 2006-12-28 Fujifilm Holdings Corp 固体撮像素子及びその製造方法
KR100698097B1 (ko) 2005-08-23 2007-03-23 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법
TWI311356B (en) * 2006-01-02 2009-06-21 Advanced Semiconductor Eng Package structure and fabricating method thereof
US20070235771A1 (en) * 2006-04-05 2007-10-11 Yan-Hsiu Liu Semiconductor image sensor and method for fabricating the same
US7781781B2 (en) * 2006-11-17 2010-08-24 International Business Machines Corporation CMOS imager array with recessed dielectric
JP5270841B2 (ja) 2007-01-29 2013-08-21 株式会社タイトー レッスンプログラム、記憶媒体
US8030114B2 (en) * 2007-01-31 2011-10-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method and structure to reduce dark current in image sensors

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