專利名稱：圖像傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像傳感器及其制造方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種這樣的圖像傳感器，其能夠通過在層間介電層的頂面上形成具有預定圖案的孔來提高靈敏度而不會產(chǎn)生有缺陷的像素。
背景技術(shù)：
通常，圖像傳感器是一種用于將光學圖像轉(zhuǎn)換成電信號的半導體器件，并且主要劃分為電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器和CMOS圖像傳感器。
該圖像傳感器包括用于檢測光的光電二極管和用于將檢測的光轉(zhuǎn)換成電信號以形成數(shù)據(jù)的邏輯電路。隨著光電二極管中接收的光量的增加，圖像傳感器的光敏度將提高。
為了提高光敏度，或者需要增加填充系數(shù)(填充系數(shù)是光電二極管的面積與圖像傳感器的整個面積之比)，或者需要采用聚光技術(shù)來改變?nèi)肷涞焦怆姸O管區(qū)域之外的區(qū)域中的光路，從而使得光可聚集在光電二極管內(nèi)。
聚光技術(shù)的典型實例是采用微透鏡。也就是說，使用具有較高透光率的材料在光電二極管的頂面上形成凸形的微透鏡，由此，以使大量的光傳輸?shù)焦怆姸O管區(qū)域中的方式折射入射光的路徑。
在這種情況下，平行于微透鏡的光軸的光由微透鏡折射，從而使得光聚集在光軸上的預定位置。
同時，傳統(tǒng)的圖像傳感器主要包括光電二極管、層間介電層、濾色鏡、微透鏡等。
光電二極管檢測光并將光轉(zhuǎn)換成電信號，并且層間介電層使得彼此互連的金屬絕緣。此外，濾色鏡顯示出三原色R、G和B，并且微透鏡將光引導至光電二極管。
下面，參照附圖描述傳統(tǒng)的圖像傳感器。
圖1是示出了傳統(tǒng)的圖像傳感器的示意性剖視圖。
如圖1所示，在具有多個光電二極管40的半導體襯底10上形成層間介電層20。此外，在層間介電層20上分別與光電二極管40相對應(yīng)地形成R、G和B濾色層30。
在濾色層30上形成平面層25，從而平坦化該濾色層30的不規(guī)則表面。此外，在平面層25上分別與光電二極管40和濾色層30相對應(yīng)地形成微透鏡50。
然而，如果在層間介電層20上直接形成濾色層30，則由于形成濾色層30的材料具有差的粘合性，因此可能會出現(xiàn)剝離現(xiàn)象，由此產(chǎn)生有缺陷的像素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，并且本發(fā)明的第一個目的是提供一種圖像傳感器，通過在層間介電層中形成具有預定圖案的孔而提高濾色層的粘合性，該圖像傳感器不會產(chǎn)生有缺陷的像素。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種該圖像傳感器的制造方法。
為了達到第一個目的，本發(fā)明提供了一種圖像傳感器，其包括形成有多個光電二極管的半導體襯底；在該半導體襯底上形成的層間介電層；在該層間介電層上形成的濾色層；在該濾色層上形成的平面層；以及在該平面層上形成的微透鏡；其中，在該層間介電層的頂面上形成有具有預定圖案的孔。
該層間介電層可以包括光致抗蝕劑。
在該層間介電層的頂面上形成的具有預定圖案的孔可以呈圓形形狀或多邊形形狀。
為了達到第二個目的，本發(fā)明提供了一種圖像傳感器的制造方法，該方法包括以下步驟制備形成有多個光電二極管的半導體襯底；在該半導體襯底上形成層間介電層；在該層間介電層的頂面上形成具有預定圖案的孔；在包括具有預定圖案的孔的層間介電層上形成濾色層；在該濾色層上形成平面層；以及在該平面層上形成微透鏡。


圖1是示出了傳統(tǒng)的圖像傳感器的示意性剖視圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的圖像傳感器的示意性平面圖；圖3A和圖3B是沿圖2中的A-A’線的剖視圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的圖像傳感器的示意性平面圖；以及圖5A至圖5E是示出了根據(jù)本發(fā)明的代表性實施例的圖像傳感器的制造過程的示意性剖視圖。
具體實施例方式
下面參考附圖詳細描述本發(fā)明的代表性實施例。
1.圖像傳感器實施例1圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的圖像傳感器的示意性平面圖；以及圖3A和圖3B是沿圖2中的A-A’線的剖視圖。
如圖2所示，在半導體襯底100上形成具有預定圖案的孔220的層間介電層(未示出)，并且在層間介電層上形成濾色層300。
濾色層300包括以矩陣圖案的形式交替排列的R像素、B像素和G像素。
此外，如圖3A所示，半導體襯底100包括多個光電二極管400，并且在該半導體襯底100上形成包括具有預定圖案的孔220的層間介電層200。
層間介電層200包括光致抗蝕劑。
然而，本發(fā)明并不局限于此，各種材料均可用于層間介電層200，只要所述材料具有與光致抗蝕劑相對應(yīng)的較好的光敏性或者所述材料可易于形成圖案即可。
在層間介電層200中形成的孔220可以是如圖3A所示的盲孔(shallowhole)?；蛘?，如圖3B所示，該孔220可以延伸穿過該層間介電層200。
如圖3B所示，如果孔220延伸穿過該層間介電層200，則由于層間介電層220在形成孔220的區(qū)域被去除，因此可以提高濾色層的粘合性，并且還可以提高透光率。
由于圖像傳感器的透光率提高了，因此該圖像傳感器可以在暗處對圖像進行攝像，同時可提高色彩再現(xiàn)性。
孔220可以形成為具有在約10nm至一個像素尺寸的范圍內(nèi)的各種尺寸。
此外，孔220的數(shù)量可以有多種變化。如果形成多個微小尺寸的孔而非形成一個大尺寸的孔，則濾色層的粘合力可以顯著提高。
在包括具有預定圖案的孔220的層間介電層200上分別與設(shè)置在半導體襯底100中的光電二極管400相對應(yīng)地形成濾色層。
在該濾色層300上形成平面層250，該平面層250用于平坦化濾色層300的頂面同時保護該濾色層300。在該平面層250上形成微透鏡500。
平面層250包括在可見光區(qū)域內(nèi)具有較高透明度的有機材料，以便有效地保護濾色層300，從而易于在平面層250上形成微透鏡500，并調(diào)節(jié)焦距。
微透鏡500包括具有較高的絕緣性同時可允許光穿過的光致抗蝕劑或絕緣材料。
實施例2圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的圖像傳感器的示意性平面圖。
除了在層間介電層(未示出)中形成的孔220的形狀之外，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的圖像傳感器的結(jié)構(gòu)與根據(jù)本發(fā)明第一實施例的圖像傳感器的結(jié)構(gòu)相同。
如圖4所示，層間介電層(未示出)中形成的孔220除了具有圓形形狀之外還可具有矩形形狀。
此外，盡管在附圖中未示出，該層間介電層中形成的孔也可具有多邊形形狀。
2.圖像傳感器的制造方法圖5A至圖5E是示出了根據(jù)本發(fā)明的代表性實施例的圖像傳感器的制造過程的示意性剖視圖。
首先，如圖5A所示，制備形成有多個光電二極管400的半導體襯底100，然后，在該半導體襯底100上形成層間介電層200。
之后，如圖5B所示，在層間介電層200的頂面上形成具有預定圖案的孔220。
如圖5B所示，具有預定圖案的孔220可包括延伸穿過層間介電層200的通孔。然而，該孔220也可以形成為盲孔。
之后，如圖5C所示，在包括具有預定圖案的孔220的層間介電層200上形成濾色層300。
濾色層300分別與設(shè)置在半導體襯底100上的光電二極管400對齊。
然后，如圖5D所示，在濾色層300上形成平面層250。
之后，如圖5E所示，在平面層250上形成微透鏡500，由此獲得圖像傳感器。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，在層間介電層中形成具有預定圖案的孔，從而使得層間介電層和形成于層間介電層上的濾色層之間的粘合力提高，由此可防止脫落現(xiàn)象。
由于可防止脫落現(xiàn)象，因此可降低產(chǎn)生有缺陷的像素的可能性，從而可提高圖像傳感器的產(chǎn)率。
此外，由于在層間介電層中形成孔，因此可降低從外部入射的光的吸收，從而可以提高光效率。因此，可以制造具有高敏感度的圖像傳感器。
權(quán)利要求
1.一種圖像傳感器，包括半導體襯底，其形成有多個光電二極管；層間介電層，其形成于該半導體襯底上；濾色層，其形成于該層間介電層上；平面層，其形成于該濾色層上；以及微透鏡，其形成于該平面層上；其中，在該層間介電層的頂面上形成有具有預定圖案的孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其中，該層間介電層包括光致抗蝕劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其中，在該層間介電層的頂面上形成的具有預定圖案的孔呈圓形形狀或多邊形形狀。
4.一種圖像傳感器的制造方法，該方法包括以下步驟制備形成有多個光電二極管的半導體襯底；在該半導體襯底上形成層間介電層；在該層間介電層的頂面上形成具有預定圖案的孔；在包括所述具有預定圖案的孔的層間介電層上形成濾色層；在該濾色層上形成平面層；以及在該平面層上形成微透鏡。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圖像傳感器。該圖像傳感器包括形成有多個光電二極管的半導體襯底；在該半導體襯底上形成的層間介電層；在該層間介電層上形成的濾色層；在該濾色層上形成的平面層；以及在該平面層上形成的微透鏡。在該層間介電層的頂面上形成有具有預定圖案的孔，從而可以提高層間介電層和層間介電層上形成的濾色層之間的粘合力，并且使得可以制造出具有高敏感度的圖像傳感器，而不會產(chǎn)生有缺陷的像素。
文檔編號H01L21/822GK1992300SQ20061015670
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月28日
發(fā)明者金相植 申請人:東部電子股份有限公司