專利名稱：Cmos影像傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種CMOS影像傳感器。
背景技術(shù)：
CMOS影像傳感器中，單一像素的剖面結(jié)構(gòu)大致如圖1所示，在基板11上以PN接 面形成光二極管(Photo diode) 12;在光二極管12的上方則形成若干層的內(nèi)連線14，包 括接觸栓柱14a、金屬線14b、通道栓柱14c等，并以介電材料13來(lái)彼此絕緣隔離。在最 上層金屬14b的上方以鈍化層(passivation layer) 15遮蔽，鈍化層15之上為濾色層 (colorfilter)17，濾色層 17 之上為微透鏡(micro lens) 18。除以上結(jié)構(gòu)外，在介電材料13中，更宜提供一個(gè)光通道(lightpassage) 20，以使 光能充分穿透介電材料13到達(dá)光二極管12，使光二極管12能接收更多的光。有關(guān)光通道 及 CMOS 影像傳感器，在美國(guó)專利第 6861686，7205623，7400003, 7462507，7193289，7342268 號(hào)，及公開(kāi)專利第2007/0262366號(hào)中均有論及。上述各現(xiàn)有技術(shù)中，微透鏡18位于濾色層17的上方，距離光二極管12較遠(yuǎn)，因此 其聚焦效果較弱，是其缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種CMOS影像傳感器，其微 透鏡18與濾色層17的結(jié)構(gòu)安排方式與現(xiàn)有技術(shù)不同，以增加聚焦效果。為達(dá)上述目的，就本發(fā)明的其中一個(gè)觀點(diǎn)而言，提供了一種CMOS影像傳感器，包 含基板；形于基板中的光二極管；位于基板上的內(nèi)連線，內(nèi)連線間以介電材料作絕緣隔 離；位于該介電材料上方的微透鏡；以及位于微透鏡上方的濾色層。以上CMOS影像傳感器中，可更設(shè)置穿透該介電材料至少一部分的光通道。以上CMOS影像傳感器中，在介電材料與微透鏡之間宜設(shè)有鈍化層，且光通道可穿 透或不穿透該鈍化層。以上CMOS影像傳感器中，在微透鏡與濾色層之間宜設(shè)有平坦層，其中該平坦層可 為旋涂材料，例如為光阻性材料或旋涂玻璃。下面通過(guò)具體實(shí)施例詳加說(shuō)明，當(dāng)更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及其 所達(dá)成的功效。


圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的剖面結(jié)構(gòu)；圖2-5分別示出本發(fā)明的四個(gè)實(shí)施例。圖中符號(hào)說(shuō)明11 基板12 光二極管
3
13介電材料
14內(nèi)連線
14a接觸栓柱
14b金屬線
14c通道栓柱
15鈍化層
17濾色層
18微透鏡
19平坦層
20光通道
具體實(shí)施例方式本發(fā)明中的圖式均屬示意，主要意在表示制程步驟以及各層之間的上下次序關(guān) 系，至于形狀、厚度與寬度則并未依照比例繪制。圖2說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施例。在本實(shí)施例中，首先提供一個(gè)基板11，此基板11 例如為硅基板。在基板11中以離子植入方式形成PN接面，構(gòu)成光二極管12。接下來(lái)在光 二極管12的上方形成若干層的內(nèi)連線14，包括接觸栓柱14a、金屬線14b、通道栓柱14c等， 并以介電材料13來(lái)彼此絕緣隔離。完成內(nèi)連線14之后，在較佳實(shí)施方式中，以蝕刻方式制 作光通道20，光通道20之內(nèi)可填入光傳導(dǎo)率較高的透明材料，例如有機(jī)材料或光阻、旋涂 玻璃(spin-on glass)等。在最上層金屬14b的上方以鈍化層15遮蔽。上述結(jié)構(gòu)中接觸 栓柱14a、金屬線14b、通道栓柱14c的材料例如可為鎢、鋁、銅或其合金；介電材料13例如 可為氧化物如二氧化硅、摻氟二氧化硅，或?yàn)槠渌牡徒殡姵?shù)材料；鈍化層15例如可為 下層氧化物與上層氮化物的復(fù)合層。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)差異之一在于，本發(fā)明于鈍化層15的上先形成微透鏡18 ；微透 鏡18的材料例如可為樹(shù)脂。在本實(shí)施例中，于微透鏡18之上，再形成平坦層19，此平坦層 19可為任何透明的物質(zhì)，以旋涂材料為佳，例如可為光阻性材料或旋涂玻璃。平坦層19上 方再形成濾色層17，濾色層17的材料例如可為常用于制作濾色層的現(xiàn)有有色感光材料。與現(xiàn)有技術(shù)相較，此種安排方式的優(yōu)點(diǎn)在于，微透鏡18更接近光二極管12，因此 微透鏡18的有效光入射角度(chiefray angle)較大，光二極管12的集光效率也較佳。圖3說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。在本實(shí)施例中，是于完成內(nèi)連線14之后，先形成鈍 化層15，再以蝕刻方式制作光通道20，并在光通道20之內(nèi)填入光傳導(dǎo)率較高的透明材料。 本實(shí)施例的特點(diǎn)在于光通道20穿透鈍化層15，以更增加光通道20的集光效率(換言之增 加了光二極管12的集光效率)。影像傳感器的其它結(jié)構(gòu)則與前一實(shí)施例相同。 圖4說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施例。在本實(shí)施例中，是于完成內(nèi)連線14之后，先形成鈍 化層15，再以蝕刻方式制作光通道20，并在光通道20之內(nèi)填入光傳導(dǎo)率較高的透明材料。 此外，于鈍化層15之上形成微透鏡18后，不形成平坦層19，而直接在微透鏡18形成濾色層 17。與第二實(shí)施例相較，本實(shí)施例的特點(diǎn)在于節(jié)省了平坦層19的材料與制程步驟。影像傳 感器的其它結(jié)構(gòu)則與第二實(shí)施例相同。 圖5說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施例。在本實(shí)施例中，是于完成內(nèi)連線14之后，先蝕刻形成光通道20，并在光通道20之內(nèi)填入光傳導(dǎo)率較高的透明材料，之后再形成鈍化層15。 此外，于鈍化層15之上形成微透鏡18后，不形成平坦層19，而直接在微透鏡18形成濾色層 17。本實(shí)施例與第一實(shí)施例相似，但節(jié)省了平坦層19的材料與制程步驟。影像傳感器的其 它結(jié)構(gòu)則與第一實(shí)施例相同。在第二至第四實(shí)施例中，微透鏡18同樣較現(xiàn)有技術(shù)更接近光二極管12，因此微透 鏡18的有效光入射角度(chief ray angle)較大，光二極管12的集光效率也較佳。以上已針對(duì)較佳實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，只是以上所述，僅為使本領(lǐng)域技術(shù)人員易 于了解本發(fā)明的內(nèi)容，并非用來(lái)限定本發(fā)明的權(quán)利范圍。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，當(dāng)可在本 發(fā)明精神內(nèi)，立即思及各種等效變化。舉例而言，以上所述各實(shí)施例中的材料、金屬層數(shù) 等皆為舉例，還其它有各種等效變化的可能。所示各結(jié)構(gòu)層之間，可添加其它材料而不影 響本發(fā)明的基本精神，例如在介電材料13與金屬之間可添加如氮化硅或碳化硅的障壁層 (barrier layer)、于鈍化層和微透鏡之間可添加光通道填入物、在通道栓柱和接觸栓柱下 方可添加金屬硅化物以降低阻值等。又，光通道也并非本發(fā)明所必須的元件。故凡依本發(fā) 明的概念與精神所為之均等變化或修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種CMOS影像傳感器，其特征在于，包含基板；形于基板中的光二極管；位于基板上的內(nèi)連線，內(nèi)連線間以介電材料作絕緣隔離；位于該介電材料上方的微透鏡；以及位于微透鏡上方的濾色層。
2.如權(quán)利要求1所述的CMOS影像傳感器，其中，還包含有穿透該介電材料至少一部分 的光通道，且該微透鏡位于該光通道上方。
3.如權(quán)利要求1所述的CMOS影像傳感器，其中，在介電材料與微透鏡之間設(shè)有鈍化層。
4.如權(quán)利要求3所述的CMOS影像傳感器，其中，還包含有穿透該介電材料至少一部分 的光通道，其中光通道穿透該鈍化層。
5.如權(quán)利要求3所述的CMOS影像傳感器，其中，還包含有穿透該介電材料至少一部分 的光通道，其中光通道并未穿透該鈍化層。
6.如權(quán)利要求1所述的CMOS影像傳感器，其中，在微透鏡與濾色層之間設(shè)有平坦層。
7.如權(quán)利要求6所述的CMOS影像傳感器，其中，該平坦層為旋涂材料。
8.如權(quán)利要求7所述的CMOS影像傳感器，其中，該旋涂材料為光阻性材料或旋涂玻璃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種CMOS影像傳感器，包含基板；形于基板中的光二極管；位于基板上的內(nèi)連線，內(nèi)連線間以介電材料作絕緣隔離；穿透該介電材料至少一部分的光通道；位于光通道上方的微透鏡；以及位于光通道上方的濾色層。
文檔編號(hào)H01L31/0232GK101901816SQ20091020280
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者彭進(jìn)寶, 曾建賢 申請(qǐng)人:原相科技股份有限公司