專利名稱：圖像傳感器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像傳感器。更具體地，本發(fā)明涉及一種圖像傳感器的制造方法，其能夠形成均勻的微透鏡。
背景技術(shù)：
通常，圖像傳感器是一種用于將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件，并且主要?jiǎng)澐譃殡姾神詈掀骷?CCD)圖像傳感器和CMOS圖像傳感器。
這些圖像傳感器包括用于檢測(cè)光的光電二極管；以及將檢測(cè)的光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)以形成為數(shù)據(jù)的邏輯電路。隨著光電二極管接收光量的增加，圖像傳感器的感光度提高。
為了提高感光度，要么必須增加填充系數(shù)——其是光電二極管面積與圖像傳感器的整個(gè)面積之比；或者利用聚光技術(shù)來(lái)改變?nèi)肷涞椒枪怆姸O管區(qū)域的光的路徑，使得光可匯聚在光電二極管上。
聚光技術(shù)的代表性的例子是制造微透鏡。也就是說(shuō)，利用具有優(yōu)良透光率的材料在光電二極管的頂面上形成微凸透鏡，從而折射入射光的路徑，以使更多的光能傳至光電二極管區(qū)域。
在這種情況下，平行于微透鏡的光軸的光由微透鏡折射，從而光匯聚在光軸上的特定位置。
同時(shí)，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、微透鏡等部件。
在形成有多個(gè)光電二極管的半導(dǎo)體襯底上形成層間介電層，并且在層間介電層上形成分別與光電二極管相對(duì)應(yīng)的RGB濾色層。
在濾色層上形成平坦化層，從而平坦化濾色層的不規(guī)則表面。此外，在平坦化層上形成分別與光電二極管和濾色層相對(duì)應(yīng)的微透鏡。
光電二極管檢測(cè)光并將光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并且層間介電層使金屬互連彼此絕緣。此外，濾色鏡顯示R、G和B三原色，并且微透鏡引導(dǎo)光至光電二極管上。
下面將參考附圖描述傳統(tǒng)的微透鏡的制造方法。
圖1A至圖1D是描述傳統(tǒng)的微透鏡的制造方法的示意性剖視圖。
如圖1A所示，在其上形成有多個(gè)光電二極管40、層間介電層20、濾色層30和平坦化層25的半導(dǎo)體襯底10上形成微透鏡層52。
之后，如圖1B所示，圖案化微透鏡層52，使得微透鏡圖案與光電二極管40相對(duì)應(yīng)。
接下來(lái)，如圖1C所示，將半導(dǎo)體襯底10放置在熱板60上，然后給半導(dǎo)體襯底10加熱，由此形成微透鏡。
不過(guò)，從圖1D的A部分和B部分可以看出，由傳統(tǒng)方法制造的圖像傳感器的透鏡50可能具有不規(guī)則的表面。
如果直接給形成有微透鏡層52并放置在熱板60上的半導(dǎo)體襯底10加熱，則根據(jù)在微透鏡層52下方形成的熱傳遞線路，熱傳遞系數(shù)或熱容量可能會(huì)局部不均勻；或者由于步驟差異，傳熱速率會(huì)局部不均勻，從而可能出現(xiàn)不規(guī)則的熱傳遞，由此使微透鏡50具有不規(guī)則的表面。
也就是說(shuō)，相鄰的微透鏡50可能會(huì)彼此結(jié)合(如圖1D的A所示)，或者微透鏡50的彎曲表面可能會(huì)變形(如圖1D的B所示)，這會(huì)給與微透鏡50相鄰的像素造成不良影響并且降低微透鏡的聚焦效率。

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(wèn)題，并且本發(fā)明的目的是提供一種圖像傳感器的制造方法，其通過(guò)在傳熱液體中進(jìn)行形成微透鏡彎曲表面的過(guò)程，能夠形成均勻的微透鏡。
為了達(dá)到該目的，本發(fā)明提供了一種圖像傳感器的制造方法，該方法包括如下步驟制備形成有多個(gè)光電二極管的半導(dǎo)體襯底；在該半導(dǎo)體襯底上形成層間介電層；在該層間介電層上形成濾色層；在該濾色層上形成平坦化層；以及利用傳熱液體在該平坦化層上形成微透鏡。
在該平坦化層上形成微透鏡的步驟可以包括如下子步驟在該平坦化層上形成微透鏡層；使形成于該平坦化層上的微透鏡層圖案化；以及將包括圖案化的微透鏡層的半導(dǎo)體襯底浸入高溫的傳熱液體中，由此形成微透鏡的彎曲表面。
此外，在該平坦化層上形成微透鏡的步驟可以包括如下子步驟在該平坦化層上形成微透鏡層；使形成于該平坦化層的微透鏡層圖案化；在該圖案化的微透鏡層上形成保護(hù)層；以及將包括圖案化的微透鏡層的半導(dǎo)體襯底浸入高溫的傳熱液體中，由此形成微透鏡的彎曲表面。
在該平坦化層上形成微透鏡時(shí)，利用汞(Hg)作為傳熱液體。
利用汞(Hg)形成微透鏡的步驟是在200℃至250℃的溫度范圍進(jìn)行。


圖1A至圖1D是描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的微透鏡的形成過(guò)程的示意性剖視圖。
圖2A至圖2E是描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像傳感器的制造過(guò)程的示意性剖視圖；以及圖3A至圖3D是描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的微透鏡的制造過(guò)程的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
圖2A至圖2E是描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像傳感器的制造過(guò)程的示意性剖視圖。
如圖2A所示，制備形成有多個(gè)光電二極管400的半導(dǎo)體襯底100。
然后，如圖2B所示，在包括光電二極管400的半導(dǎo)體襯底100上形成層間介電層200。
層間介電層200包括SiN或SiON。
之后，如圖2C所示，在層間介電層200上形成濾色層300。
此時(shí)，濾色層300分別與對(duì)應(yīng)的光電二極管400對(duì)準(zhǔn)。
然后，如圖2D所示，在濾色層300上形成平坦化層250。
平坦化層250包括有機(jī)材料，其具有約0.5μm至1.5μm的厚度，并在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)具有優(yōu)良的透明度，以便有效地保護(hù)濾色層300，從而容易在平坦化層250上形成微透鏡(未示出)，并調(diào)節(jié)焦距。
之后，如圖2E所示，在平坦化層250上形成微透鏡500，由此獲得圖像傳感器。
此時(shí)，微透鏡500可分別對(duì)應(yīng)于光電二極管400和濾色層300。
微透鏡500包括光致抗蝕劑，或者包括具有絕緣特性同時(shí)允許光穿過(guò)的材料。
圖3A至圖3D是描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的微透鏡的制造過(guò)程的剖視圖。
如圖3A所示，在其上形成有多個(gè)光電二極管400、層間介電層200、濾色層300和平坦化層250的半導(dǎo)體襯底100上形成微透鏡層520。
之后，如圖3B所示，圖案化微透鏡層520，使得微透鏡圖案能與光電二極管400相對(duì)應(yīng)。
此時(shí)，在圖案化的微透鏡層520上形成保護(hù)層。
形成保護(hù)層的過(guò)程也可以省去。不過(guò)，如果在接下來(lái)的過(guò)程中使用的傳熱液體會(huì)與微透鏡層520發(fā)生反應(yīng)，則需要在微透鏡520上形成保護(hù)層，以便保護(hù)微透鏡層520。
之后，如圖3C所示，將包括圖案化的微透鏡層520的半導(dǎo)體襯底100浸入高溫的傳熱液體700，以使得在微透鏡上可以形成彎曲的表面。這樣，如圖3D所示，可以獲得根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的圖像傳感器。
此時(shí)，由于在傳熱液體700和微透鏡層520之間出現(xiàn)界面張力，所以可以均勻地形成微透鏡的彎曲表面，而不發(fā)生變形。
此外，由于重力和液體壓力，浸入高溫傳熱液體700內(nèi)的微透鏡層520不會(huì)與相鄰的微透鏡層520結(jié)合，從而可以獲得具有均勻彎曲表面的微透鏡。
此時(shí)，可利用汞(Hg)作為傳熱液體700。
通常，形成微透鏡的過(guò)程是在200℃或更高的溫度條件下進(jìn)行。這是因?yàn)楣?Hg)具有在200℃至300℃范圍的高熔點(diǎn)，這樣，汞(Hg)在200℃或更高的溫度下可以保持在液相。
當(dāng)在200℃或更高的溫度、傳熱液體700不喪失液相時(shí)，通過(guò)界面張力可獲得均勻的彎曲表面。因此，優(yōu)選使用溫度為200℃至250℃的汞(Hg)作為傳熱液體700。
此外，由于汞(Hg)的比熱低，因此優(yōu)選給汞(Hg)反復(fù)加熱，以使得汞(Hg)保持在200℃至250℃的溫度。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，由于微透鏡浸入到高溫的傳熱液體中，熱量均勻地作用至微透鏡，所以防止了微透鏡彼此結(jié)合。此外，由于高溫傳熱液體和微透鏡之間的界面張力使得均勻地形成微透鏡的彎曲表面，所以可以提高圖像傳感器的感光度和色彩重現(xiàn)性能。因此，可以制造高質(zhì)量的圖像傳感器。
權(quán)利要求
1.一種圖像傳感器的制造方法，該方法包括如下步驟制備形成有多個(gè)光電二極管的半導(dǎo)體襯底；在該半導(dǎo)體襯底上形成層間介電層；在該層間介電層上形成濾色層；在該濾色層上形成平坦化層；以及利用傳熱液體在該平坦化層上形成微透鏡。
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，在該平坦化層上形成微透鏡的步驟包括如下子步驟在該平坦化層上形成微透鏡層；使形成于該平坦化層上的該微透鏡層圖案化；以及將包括圖案化的該微透鏡層的該半導(dǎo)體襯底浸入高溫的該傳熱液體中，由此形成該微透鏡的彎曲表面。
3.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其中，該方法還包括如下步驟在使該微透鏡層圖案化之后，在圖案化的該微透鏡層上形成保護(hù)層。
4.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，在該平坦化層上形成微透鏡時(shí)，利用汞作為傳熱液體。
5.如權(quán)利要求4所述的制造方法，其中，利用汞形成微透鏡的步驟是在200℃至250℃的溫度范圍進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種圖像傳感器的制造方法。該方法包括如下步驟制備形成有多個(gè)光電二極管的半導(dǎo)體襯底；在該半導(dǎo)體襯底上形成層間介電層；在該層間介電層上形成濾色層；在該濾色層上形成平坦化層；以及利用傳熱液體在該平坦化層上形成微透鏡。由于微透鏡浸入到高溫的傳熱液體中，所以熱量均勻地作用至微透鏡，這樣，防止微透鏡彼此結(jié)合。由于均勻地形成微透鏡的彎曲表面，所以可以提高圖像傳感器的感光度和色彩重現(xiàn)性能，由此得到高質(zhì)量的圖像傳感器。
文檔編號(hào)H01L27/146GK1992208SQ20061015670
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)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(qǐng)人:東部電子股份有限公司