專(zhuān)利名稱(chēng)：傳感光電二極管上方具有曲面微鏡的圖像傳感器及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像傳感器裝置，且更明確地說(shuō)，涉及具有形成在光敏元件上方的微鏡 的圖像傳感器。
背景技術(shù)：
隨著圖像傳感器和組成傳感陣列的各個(gè)像素的尺寸由于進(jìn)一步集成的緣故而變小， 將盡可能多的入射光俘獲到傳感陣列上變得較為重要。
解決此問(wèn)題的方法包含使光敏元件(例如光電二極管)占據(jù)盡可能多的像素面積。 另一種方法是在每一像素上方使用微透鏡來(lái)將入射光聚焦到光電二極管上。微透鏡方法 試圖俘獲通常將入射在光電二極管區(qū)外部的像素部分上的光。
此外，在背側(cè)照明(BSI)裝置中，可使用平面鏡材料來(lái)將光穿過(guò)光電二極管反射 回去，進(jìn)而促使將更多入射光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及在CMOS圖像傳感器(CIS)工藝中在光電二極管有源區(qū)域(收集區(qū)域) 上方集成曲面鏡。曲面微鏡將已經(jīng)穿過(guò)收集區(qū)域的光反射回到光電二極管中。在一個(gè)實(shí) 施例中，曲面微鏡實(shí)施在BSI裝置中。


圖1說(shuō)明具有微透鏡的現(xiàn)有技術(shù)CMOS圖像傳感器的示意橫截面部分。
圖2說(shuō)明具有微透鏡的現(xiàn)有技術(shù)背側(cè)照明裝置的示意橫截面部分。
圖3說(shuō)明具有從現(xiàn)有技術(shù)平面微鏡反射的光路徑的背側(cè)照明裝置的示意橫截面部分。
圖4說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例具有從曲面微鏡反射的光路徑的背側(cè)照明裝置的 示意橫截面部分。
圖5說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在金屬前介電層上方具有曲面微鏡的背側(cè)照明裝 置的示意橫截面部分。
圖6說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于制造在金屬前介電層上方具有曲面微鏡的背 側(cè)照明裝置的工藝。
圖7說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例具有制作在金屬前介電層內(nèi)的微鏡的背側(cè)照明裝
置的示意橫截面部分。
圖8說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于制作具有制作在金屬前介電層內(nèi)的微鏡的背 側(cè)照明裝置的步驟。
圖9說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例具有制作在背側(cè)照明裝置的硅表面上的微鏡的背
側(cè)照明裝置的示意橫截面部分。
圖10說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于制作具有制作在背側(cè)照明裝置的硅表面上
的微鏡的背側(cè)照明裝置的步驟。
圖U展示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例制作微鏡的方法的流程圖。 圖12展示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例制作微鏡的方法的流程圖。 圖13展示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例制作微鏡的方法的流程圖。 圖14展示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例制作微鏡的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在以下描述內(nèi)容中，提供大量特定細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的徹底理解。然而， 相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，可在沒(méi)有所述特定細(xì)節(jié)中的一者或一者以上的情況下或利 用其它方法、組件、材料等來(lái)實(shí)踐本發(fā)明。在其它情況下，未展示或描述眾所周知的結(jié) 構(gòu)、材料或操作以便避免混淆本發(fā)明的各方面。
整個(gè)說(shuō)明書(shū)中對(duì)"一個(gè)實(shí)施例"或"實(shí)施例"的提及意味著結(jié)合所述實(shí)施例描述且 包含在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。因此，整個(gè)說(shuō)明書(shū)中各處 出現(xiàn)短語(yǔ)"在一個(gè)實(shí)施例中"或"在實(shí)施例中"并不一定全部指代相同實(shí)施例。此外， 在一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例中可以任何適宜方式組合所述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。
圖i說(shuō)明具有微透鏡190的現(xiàn)有技術(shù)CMOS圖像傳感器100的示意橫截面部分。襯 底110在其中形成有光電二極管且耦合到金屬前介電(PMD)層120。金屬前介電(PMD) 層120耦合到層間介電(ILD)層130和第一金屬層135。層間介電(ILD)層130耦合 到層間介電(ILD)層140和第二金屬層145。層間介電(ILD)層140耦合到層間介電 (ILD)層150和第三金屬層155。層間介電層150耦合到抗反射層160并位于抗反射層 160下方?？狗瓷鋵?60耦合到平面化層165并位于平面化層165下方。平面化層165 耦合到彩色濾光器170。彩色濾光器170耦合到平面化層180。平面化層180耦合到微 透鏡l卯。
圖1所示的圖像傳感器的現(xiàn)有技術(shù)橫截面可包含較少或較多的介電層和/或金屬層。 然而， 一般概念是相同的，即光電二極管形成在襯底中，且各種介電層和金屬層形成在
襯底頂部上。此外，彩色濾光器層和微透鏡形成在像素頂部上以完成橫截面視圖中的主 要功能結(jié)構(gòu)。圖1展示從襯底的頂部表面入射光的常規(guī)"前側(cè)"圖像傳感器。
圖2說(shuō)明具有微透鏡210的現(xiàn)有技術(shù)背側(cè)照明裝置200的示意橫截面部分。微透鏡 210耦合到平面化層220。平面化層220耦合到彩色濾光器230。彩色濾光器230耦合到 平面化層240。最后，平面化層240形成在含有光電二極管的襯底250的背側(cè)(或底部 表面)。在襯底250的頂部表面上，襯底具有如圖1所示的各種介電層和金屬層，所述 介電層和金屬層用于向像素和/或傳感陣列的其它組件進(jìn)行電互連。因此，襯底250耦合 到金屬前介電(PMD)層260。 PMD層260耦合到層間介電(ILD)層270和第一金屬 層275。 ILD層270耦合到層間介電(ILD)層280和第二金屬層285。 ILD層280耦合 到層間介電(ILD)層290和第三金屬層295。
圖3說(shuō)明具有從平面微鏡360反射的光路徑的現(xiàn)有技術(shù)背側(cè)照明裝置300的示意橫 截面部分。微透鏡310耦合到平面化層320。平面化層320耦合到彩色濾光器330。彩 色濾光器330耦合到光電二極管層340。光電二極管層340耦合到金屬前介電(PMD) 層350。 PMD層350耦合到平面微鏡360。入射光受到損失，或更糟糕地導(dǎo)致對(duì)鄰近像 素產(chǎn)生串?dāng)_。
圖4說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。圖4展示具有從曲面微鏡460反射的光路徑的背側(cè)照明裝 置400的示意橫截面部分?？梢钥吹角遗c圖3形成對(duì)比，曲面微鏡460有效地俘獲較多 量的"穿過(guò)"入射光并穿過(guò)光電二極管區(qū)域?qū)⑵渲匦乱龑?dǎo)回去。這對(duì)于增加光電二極管 所產(chǎn)生的信號(hào)是有利的。
圖5說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在金屬前介電層560上方具有曲面微鏡565的背 側(cè)照明裝置500的示意橫截面部分。從以下論述中將容易了解到，微鏡565可放置在包 含層560-590的"介電堆疊"中的多種位置中。事實(shí)上，微鏡565可放置在襯底550與 金屬前介電層560之間，或放置在金屬前介電層590頂部上。精確放置通常取決于圖像 傳感器的各種特定設(shè)計(jì)參數(shù)和尺寸，但通常被放置成使到光電二極管上的光反射最大 化。
如圖5中可見(jiàn)，在襯底550的背側(cè)上，微透鏡510耦合到平面化層520。平面化層 520耦合到彩色濾光器530。彩色濾光器530耦合到平面化層540。最后，平面化層540 耦合到襯底550。
在襯底550的頂側(cè)上，金屬前介電(PMD)層560形成在襯底550的頂部上。PMD 層560耦合到曲面微鏡565。 PMD層560還耦合到層間介電(ILD)層570和第一金屬 層575。 ILD層570耦合到層間介電(ILD)層580和第二金屬層585。 ILD層580耦合
到層間介電(ILD)層590和第三金屬層595。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可處理CIS直到第一金屬層，且在PMD層560頂部上 處理無(wú)機(jī)微透鏡。反射材料(例如，金屬)薄層可毯覆式沉積在晶片上方；反射材料的 厚度可約為10到50nm。接著可用光致抗蝕劑覆蓋晶片。使用標(biāo)準(zhǔn)平版印刷技術(shù)，可對(duì) 光致抗蝕劑進(jìn)行圖案化以從除無(wú)機(jī)微透鏡/金屬膜的彎曲表面以外的所有區(qū)域處去除光 致抗蝕劑?？赏ㄟ^(guò)濕式蝕刻或通過(guò)干式蝕刻來(lái)蝕刻掉暴露的金屬?？扇コＳ嗟墓庵驴?蝕劑，且可繼續(xù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)BSI處理。
圖6說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于制造在金屬前介電層上方具有曲面微鏡的背 側(cè)照明裝置的工藝。圖6(a)說(shuō)明處理CM0S圖像傳感器(CIS)直到金屬1的步驟。圖 6(b)說(shuō)明在金屬前電介質(zhì)(PMD)頂部上處理無(wú)機(jī)微透鏡(即，氧化硅或氮化硅)的步 驟。圖6(c)說(shuō)明將反射材料(例如金屬)薄層毯覆式沉積在晶片上方的步驟。厚度將隨 著材料、裝置結(jié)構(gòu)和處理?xiàng)l件而變化，然而，預(yù)期此材料應(yīng)處于納米數(shù)量級(jí)UOnm到 50nm)。圖6(d)說(shuō)明接著用光致抗蝕劑覆蓋晶片的步驟。圖6(e)說(shuō)明使用標(biāo)準(zhǔn)平版印刷 技術(shù)對(duì)光致抗蝕劑進(jìn)行圖案化以從除無(wú)機(jī)微透鏡/金屬膜的彎曲表面以外的所有區(qū)域處 去除抗蝕劑的步驟。圖6(f)說(shuō)明通過(guò)濕式或干式蝕刻來(lái)蝕刻掉暴露金屬的步驟。圖6(g) 說(shuō)明去除剩余的光致抗蝕劑且繼續(xù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)BSI處理的步驟。
圖7說(shuō)明具有制作在金屬前介電層760內(nèi)的曲面微鏡765的背側(cè)照明裝置700的示 意橫截面部分。圖7的實(shí)施例的大部分結(jié)構(gòu)類(lèi)似于圖5的結(jié)構(gòu)。微透鏡710耦合到平面 化層720。平面化層720耦合到彩色濾光器730。彩色濾光器730耦合到平面化層740。 平面化層740耦合到襯底750。襯底750耦合到金屬前介電(PMD)層760。與微鏡565 形成在PMD層560頂部上的圖5實(shí)施例不同，在此實(shí)施例中，PMD層760在其屮一體 式形成有微鏡765。 PMD層760耦合到層間介電(ILD)層770和第一金屬層775。 ILD 層770耦合到層間介電(ILD)層780和第二金屬層785。ILD層780耦合到層間介電(ILD) 層7卯和第三金屬層795。
在此實(shí)施例中，處理CIS直到金屬PMD沉積。此時(shí)，沉積PMD層760的一部分。 可在PMD層760的第一部分的頂部上處理無(wú)機(jī)微透鏡710 (例如，二氧化硅或氮化硅)。 可在晶片上方毯覆式沉積反射材料(例如金屬)薄層。反射材料層的厚度可約為10到 50 nm。接著可用光致抗蝕劑覆蓋晶片。使用標(biāo)準(zhǔn)平版印刷技術(shù)，可對(duì)光致抗蝕劑進(jìn)行 圖案化以從除無(wú)機(jī)微透鏡/金屬膜的彎曲表面以外的所有區(qū)域處去除光致抗蝕劑?？赏ㄟ^(guò) 濕式或干式蝕刻來(lái)蝕刻掉暴露的金屬?？扇コＳ嗟墓庵驴刮g劑，且可沉積PMD層760 的剩余部分?？赡苄枰缤ㄟ^(guò)CMP對(duì)PMD層760的剩余部分進(jìn)行平面化?？蓮拇它c(diǎn)
繼續(xù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)BSI處理。此技術(shù)的缺點(diǎn)是，可能需要對(duì)PMD層760進(jìn)行平面化，這是
額外的處理步驟。
圖8說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于制作具有制作在金屬前介電層內(nèi)的微鏡的背 側(cè)照明裝置的步驟。圖8(a)說(shuō)明處理CMOS圖像傳感器(CIS)直到金屬PMD沉積的步 驟。此時(shí)，沉積PMD加厚物的一部分(PMD/n)。圖8(b)說(shuō)明在第一 PMD層頂部上處 理無(wú)機(jī)微透鏡(即，氧化硅或氮化硅)的步驟。圖8(c)說(shuō)明在晶片上毯覆式沉積反射材 料(例如金屬)薄層的步驟。厚度將隨著材料、裝置結(jié)構(gòu)和處理?xiàng)l件而變化，然而，預(yù) 期此材料應(yīng)處于納米數(shù)量級(jí)(10nm到50mn)。圖8(d)說(shuō)明接著用光致抗蝕劑覆蓋晶片 的步驟。圖8(e)說(shuō)明使用標(biāo)準(zhǔn)平版印刷技術(shù)對(duì)光致抗蝕劑進(jìn)行圖案化以從除無(wú)機(jī)微透鏡/ 金屬膜的彎曲表面以外的所有區(qū)域處去除抗蝕劑的步驟。圖8(f)說(shuō)明通過(guò)濕式或干式蝕 刻來(lái)蝕刻掉暴露金屬的步驟。圖8(g)說(shuō)明去除剩余的光致抗蝕劑且沉積PMD層的剩余 部分的步驟。依據(jù)厚度而定，可能需要例如通過(guò)CMP對(duì)第二 PMD層進(jìn)行平面化。圖 8(h)說(shuō)明繼續(xù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)BSI處理的步驟。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，圖9說(shuō)明在形成任何金屬前介電層之前在襯底940上制 作有微鏡的背側(cè)照明裝置的示意橫截面部分。請(qǐng)注意，微鏡不與襯底940直接接觸，而 是位于與本發(fā)明無(wú)密切關(guān)系的各種其它薄層(例如，柵極氧化物、硅化物等...)的頂部 上。因此，術(shù)語(yǔ)"在襯底940上"是廣義的且通常意味著在任何厚介電層之前。在此實(shí) 施例中，可處理CIS直到金屬PMD沉積步驟。可在硅表面的頂部上處理無(wú)機(jī)微透鏡(例 如，氧化硅或氮化硅)。微透鏡與硅表面之間可能存在層，例如接觸蝕刻終止層；此類(lèi) 層通常由氧化硅或氮化硅制成。可在晶片上毯覆式沉積反射材料(例如金屬)薄層；此 反射材料可為10到50nm厚。接著可用光致抗蝕劑覆蓋晶片。使用標(biāo)準(zhǔn)平版印刷技術(shù)， 可對(duì)光致抗蝕劑進(jìn)行圖案化以從除無(wú)機(jī)微透鏡/金屬膜的彎曲表面以外的所有區(qū)域處去 除抗蝕劑?？赏ㄟ^(guò)濕式或干式蝕刻來(lái)蝕刻掉暴露的金屬。可去除剩余的光致抗蝕劑，且 可從此點(diǎn)繼續(xù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)BSI處理。依據(jù)微鏡和PMD層的厚度而定，在標(biāo)準(zhǔn)BSI處理之 前可能需要額外的平面化步驟。此實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，其減小光將散射到鄰近裝置中的 可能性。
圖10說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于制作具有制作在背側(cè)照明裝置的硅表面上 的微鏡的背側(cè)照明裝置的步驟。圖10(a)說(shuō)明處理CMOS圖像傳感器(CIS)直到金屬 PMD沉積的步驟。圖10(b)說(shuō)明在硅表面的頂部上處理無(wú)機(jī)微透鏡(即，氧化硅或氮化 硅)的步驟。微透鏡與硅表面之間可能存在層，例如接觸蝕刻終止層；所述層通常由氧 化硅或氮化硅制成。圖10(c)說(shuō)明在晶片上方毯覆式沉積反射材料(例如金屬)薄層的歩
驟。厚度將隨著材料、裝置結(jié)構(gòu)和處理?xiàng)l件而變化，然而，預(yù)期此材料應(yīng)處于納米數(shù)量 級(jí)(10nm到50nm)。圖10(d)說(shuō)明接著用光致抗蝕劑覆蓋晶片的步驟。圖10(e)說(shuō)明使用 標(biāo)準(zhǔn)平版印刷技術(shù)對(duì)光致抗蝕劑進(jìn)行圖案化以從除無(wú)機(jī)微透鏡/金屬膜的彎曲表面以外 的所有區(qū)域處去除抗蝕劑的步驟。圖10①說(shuō)明通過(guò)濕式或干式蝕刻來(lái)蝕刻掉暴露金屬的 步驟。圖10(g)說(shuō)明去除剩余的光致抗蝕劑且從此點(diǎn)繼續(xù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)BSI處理的步驟。在 此情況下，下一步驟將最有可能是PMD沉積。依據(jù)新近形成的微鏡和PMD層的厚度而 定，可能需要額外的平面化步驟。
圖11展示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例制作微鏡的方法的流程圖1100。在歩驟1110中， 制作圖像傳感器直到(但不包含)第一金屬化層。在步驟1120中，在金屬前介電(PMD) 層的頂部上處理無(wú)機(jī)微透鏡(即，氧化硅或氮化硅)。在步驟1130中，在晶片上方毯覆 式沉積反射材料(例如金屬)薄層。厚度將隨著材料、裝置結(jié)構(gòu)和處理?xiàng)l件而變化，然 而，預(yù)期此材料應(yīng)處于納米數(shù)量級(jí)(10nm到50nm)。
在步驟1140中，接著用光致抗蝕劑覆蓋晶片。在步驟1150中，對(duì)光致抗蝕劑進(jìn)行 圖案化以從除無(wú)機(jī)微透鏡/金屬膜的彎曲表面以外的所有區(qū)域處去除抗蝕劑。在步驟1160 中，通過(guò)濕式或干式蝕刻來(lái)蝕刻掉暴露的金屬。在步驟1170中，去除剩余的光致抗蝕 劑，且繼續(xù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)BSI處理。
圖12展示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例制作微鏡的方法的流程圖1200。在步驟1210中， 制作圖像傳感器直到(但不包含)第一金屬化層。在步驟1220中，在圖像傳感器的金 屬前介電(PMD)層的頂部上處理無(wú)機(jī)微透鏡(即，氧化硅或氮化硅)。在步驟1230中， 在晶片上方毯覆式沉積反射材料(例如金屬)薄層。厚度將隨著材料、裝置結(jié)構(gòu)和處理 條件而變化，然而，預(yù)期此材料應(yīng)處于納米數(shù)量級(jí)U0nm到50nm)。在步驟1240中， 接著用光致抗蝕劑覆蓋晶片。在步驟1250中，對(duì)光致抗蝕劑進(jìn)行圖案化以從除無(wú)機(jī)微 透鏡/金屬膜的彎曲表面以外的所有區(qū)域處去除抗蝕劑。在步驟1260中，通過(guò)濕式或干 式蝕刻來(lái)蝕刻掉暴露的金屬。在步驟1270中，去除剩余的光致抗蝕劑，且繼續(xù)進(jìn)行標(biāo) 準(zhǔn)BSI處理。
圖13展示根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例制作微鏡的方法的流程圖1300。在步驟1310中， 制作圖像傳感器直到(但不包含)第一金屬化層。在步驟1320中，施加用于第一金屬 化層的掩模。所述掩模指定微鏡。在步驟1330中，蝕刻第一金屬化層。在步驟1340中， 沉積第一金屬化層以形成微鏡。
圖14展示根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例制作微鏡的方法的流程圖1400。在步驟1410中， 制作圖像傳感器直到金屬PMD沉積。此時(shí)，沉積PMD厚度的一部分(PMD/n)。在歩
驟1420中，在第一 PMD層的頂部上處理無(wú)機(jī)微透鏡(即，氧化硅或氮化硅)。在步驟 1430中，在晶片上方毯覆式沉積反射材料(例如金屬)薄層。厚度將隨著材料、裝置結(jié) 構(gòu)和處理?xiàng)l件而變化，然而，預(yù)期此材料應(yīng)處于納米數(shù)量級(jí)(10nm到50nm)。
在步驟1440中，接著用光致抗蝕劑覆蓋晶片。在步驟1450中，使用標(biāo)準(zhǔn)平版印刷 技術(shù)對(duì)光致抗蝕劑進(jìn)行圖案化以從除無(wú)機(jī)微透鏡/金屬膜的彎曲表面以外的所有區(qū)域處 去除抗蝕劑。在步驟1460中，通過(guò)濕式或干式蝕刻來(lái)蝕刻掉暴露的金屬。在步驟1470 中，去除剩余的光致抗蝕劑。在步驟1480中，沉積PMD層的剩余部分。依據(jù)厚度而定， 可能需要例如通過(guò)CMP對(duì)第二 PMD層進(jìn)行平面化。
從上文中將了解，本文己出于說(shuō)明目的描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但可在不脫離 本發(fā)明精神和范圍的情況下作出各種修改。因此，本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求書(shū)限定。
權(quán)利要求
1.一種方法，其包括制作圖像傳感器直到但不包含第一金屬化層；在金屬前介電層上制作微透鏡；在所述微透鏡和金屬前介電層上沉積反射材料金屬層；用光致抗蝕劑覆蓋所述金屬層；對(duì)所述光致抗蝕劑進(jìn)行圖案化以從除所述微透鏡的表面以外的所有區(qū)域處去除所述光致抗蝕劑；蝕刻掉暴露的金屬層；去除剩余的光致抗蝕劑；以及用介電材料層覆蓋所述微鏡。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述圖像傳感器是CMOS圖像傳感器。
3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述圖像傳感器是背側(cè)照明圖像傳感器。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述金屬前介電層可達(dá)800納米厚。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述反射材料層是金屬。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述反射材料層的厚度在10與50納米之間。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述微透鏡是曲面的。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述微透鏡是凹面的。
9、一種制作圖像傳感器的微鏡的方法，所述方法包括 制作圖像傳感器直到但不包含第一金屬化層；在第一金屬前介電層上制作微透鏡，其中所述第一金屬前介電層是PMD層的某 一部分；在所述微透鏡和所述PMD層的第一部分上沉積反射材料層； 用光致抗蝕劑覆蓋所述反射材料層；對(duì)所述光致抗蝕劑進(jìn)行圖案化以從除所述微透鏡的表面以外的所有區(qū)域處去除 所述光致抗蝕劑； 蝕刻掉暴露的金屬；去除剩余的光致抗蝕劑；以及在所述微透鏡上方沉積第二金屬前介電層，其中所述第二金屬前介電層是所述 PMD的剩余部分。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述PMD層被平面化。
11. 一種制作圖像傳感器的微鏡的方法，所述方法包括-制作圖像傳感器直到但不包含第一金屬化層；在所述圖像傳感器的硅表面上制作微透鏡；在所述微透鏡和硅表面上沉積反射材料金屬層；在所述圖像傳感器上方沉積反射材料層；用光致抗蝕劑覆蓋所述圖像傳感器；對(duì)所述光致抗蝕劑進(jìn)行圖案化以從除所述微透鏡以外的所有區(qū)域處去除所述光 致抗蝕劑；蝕刻掉暴露的反射層； 去除剩余的光致抗蝕劑；以及 用介電材料層覆蓋所述微鏡。
12. —種包括具有微鏡的圖像傳感器的設(shè)備，所述圖像傳感器進(jìn)一步包括-金屬前介電層；微透鏡，其耦合到所述金屬前介電層；金屬層，其耦合到所述微透鏡且形成微鏡；以及介電材料層，其覆蓋所述微鏡。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括處于所述金屬前介電層上方的曲面微鏡。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括處于所述金屬前介電層內(nèi)的曲面微鏡。
15. —種包括具有微鏡的圖像傳感器的設(shè)備，所述圖像傳感器進(jìn)一步包括-背側(cè)照明裝置； 金屬前介電層；微透鏡，其耦合到所述金屬前介電層；金屬層，其耦合到所述微透鏡且形成微鏡；以及介電材料層，其覆蓋所述微鏡。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括處于所述金屬前介電層上方的曲面微 鏡。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括處于所述金屬前介電層內(nèi)的曲面微鏡。
18. —種包括具有微鏡的圖像傳感器的設(shè)備，所述圖像傳感器進(jìn)一步包括背側(cè)照明裝置； 微透鏡，其耦合到所述背側(cè)照明裝置的表面； 金屬層，其耦合到所述微透鏡且形成微鏡；以及 介電材料層，其覆蓋所述微鏡。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括曲面微透鏡。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括凹面微透鏡。
全文摘要
本發(fā)明涉及在CMOS圖像傳感器(CIS)工藝中在光電二極管有源區(qū)域(收集區(qū)域)上方集成曲面微鏡。所述曲面微鏡將已經(jīng)穿過(guò)所述收集區(qū)域的光反射回到所述光電二極管中。所述曲面微鏡最佳實(shí)施在背側(cè)照明裝置(BSI)中。
文檔編號(hào)H01L21/71GK101188208SQ20071016349
公開(kāi)日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月26日
發(fā)明者文森特·韋內(nèi)齊亞, 泰新吉 申請(qǐng)人:全視科技有限公司