专利名称：用于图像传感器的半导体器件的制作方法
技术领域：
本发明设计涉及半导体器件的制备，尤其涉及一种制备用于具有微透镜的 图像传感器的半导体器件的方法。
背景技术：
某些通讯设备仅能够处理声音信号，而其它更复杂设备能够处理声音信号 和图像信号。近年来，更多的通讯设备能够同时处理声音信号和图像信号。因 此，对于用于可以处理图像信号的图像传感器的半导体器件的需求不断增加， 并且其重要性持续增长。图1A到1E是示出根据现有技术的制备用于图像传感器的半导体器件的程序的横截面视图。参考图1A，绝缘材料可沉积在半导体基板102上并可在半导体基板102 的整个表面上形成下绝缘膜104。光电元件和逻辑电路可在半导体基板102中 形成。参考图1B，为了形成上绝缘膜106，绝缘材料可沉积于下绝缘膜104上。 在形成上绝缘膜106的过程中，可形成金属接线(未示出)。就是说，在形成 上绝缘膜106之后，可形成通孔或接触孔。随后，可在所形成的通孔或接触孔 中埋入金属，并且金属接线可通过执行诸如CMP工艺的平整化工艺形成。因 此，可能形成平的上绝缘膜106。参考图1C,光致抗蚀剂可涂覆在半导体基板102的整个表面上。随后， 为了选择性去除光致抗蚀剂的一部分，可使用掩模执行曝光工艺，由此形成光 致抗蚀剂图案。另外，可能使用光致抗蚀剂图案在上绝缘膜106上形成可具有特定图案的
滤色片108。参考图1D，可在半导体基板102上涂覆光致抗蚀剂。可在滤色片108之 上形成平整化层110。参考图1E，可在半导体基板102上涂覆光致抗蚀剂。为了选择性去除光 致抗蚀剂的一部分，可能随后使用掩模执行曝光工艺，由此仅在对应在光致抗 蚀剂下面形成的滤色片108的位置上，即在可能形成滤色片108的位置上，留 下光致抗蚀剂。接下来，可能在残余光致抗蚀剂上执行热处理工艺。因此，通过光致抗蚀 剂流动工艺，可在平整化层110上形成具有特定曲率半径的凸形微透镜112。在通过上述工艺形成的用于图像传感器的现有技术半导体器件中，可能在 平整化层110的平坦表面上形成可能用于采集光线的微透镜112。由此，光线接收区域可能较小。就是说，可能投射光线的区域可能有限， 这限制了待捕获真实图像的范围。滤色片108可接收已经通过微透镜112的光线并且可能仅传输特定波长的 光线。因此，光电二极管可将己经通过滤色片108的光线转换为信号，并且随 后输出信号。然而，在上述现有技术中，投射光线可能不是全部通过滤色片108并且光 线可能在滤色片108之间作为自然光泄漏，这可在信号中导致噪音。另外，己经通过滤色片108的波长足够短的光线可能还在相邻滤色片108 下面的另一光电二极管上入射，这可导致色度亮度干扰现象。色度亮度干扰现 象可能恶化图像传感器的特征。发明内容实施例涉及半导体器件的制备，尤其涉及一种制备用于具有微透镜的图像 传感器的半导体器件的方法。实施例涉及半导体器件，尤其涉及一种用于具有 微透镜的图像传感器的半导体器件。实施例涉及一种制备用于能够扩展微透镜光线接收区域的图像传感器的 半导体器件的方法。实施例涉及一种制备用于能够防止由于滤色片之间的光线泄漏产生的噪 音的图像传感器的半导体器件的方法。 实施例涉及一种制备用于能够防止色度亮度干扰现象的图像传感器的半 导体器件的方法。根据实施例，制备用于图像传感器的半导体器件的方法可能包括在基板 上形成具有空洞的下绝缘膜；在下绝缘膜上形成具有空洞的上绝缘膜；在上绝 缘膜上形成具有金属膜的保护绝缘膜；在保护绝缘膜上形成具有特定图案的多 个滤色片；在滤色片上形成具有特定曲率的平整化层，以便将滤色片埋入到平 整化层中；以及在平整化层上在对应滤色片的各个位置处形成多个微透镜。根据实施例，可在保护绝缘膜中形成金属膜，以便在滤色片之间下面区域 中分别形成金属膜。根据实施例，可在滤色片之间的区域下方分别形成金属膜，并且可在对应 金属膜的位置的上绝缘膜的内部中分别形成上绝缘膜的空洞。另外，在对应上 绝缘膜空洞的位置的下绝缘膜内部中分别形成下绝缘膜的空洞。根据实施例，可在单元像素之间的边界处形成下绝缘膜的空洞和上绝缘膜 的空洞。根据实施例，形成平整化层可包括涂覆具有特定曲率的光致抗蚀剂，并且 毯式蚀刻所涂覆的光致抗蚀剂。
图1A到1E是示出根据现有技术的制备用于图像传感器的半导体器件的 程序的横截面视图；图2A到2E是示出根据实施例的一种用于图像传感器的半导体器件及制备用于图像传感器的半导体器件的程序的横截面视图。
具体实施方式
图2A到2E是示出根据实施例的一种用于图像传感器的半导体器件及制备用于图像传感器的半导体器件的程序的横截面视图。参考图2A，绝缘材料可沉积在半导体器件202上，并且可在半导体器件 202的表面，例如整个表面上形成下绝缘膜204。光电元件和逻辑电路可在半 导体基板102中形成。空洞206可在下绝缘膜204中形成。
在下绝缘膜204中，空洞206可在图像传感器单元像素之间的边界处形成。 空洞206可如下形成。活性离子蚀刻(RIE)可在下绝缘膜204的单元像素之间的边界上执行并 且可能形成沟槽。随后，可能在包括沟槽的下绝缘膜204上涂覆氧化物膜。因此，沟槽的上 部可能以氧化物膜覆盖并且可能形成作为下绝缘膜204中的空间的空洞206。根据实施例，可能在下绝缘膜204上形成具有大深宽比的沟槽。随后，气 态氧化物可沉积在沟槽上，并且可能由此集中在沟槽的开口部分上。由此氧化 物膜可能仅涂覆在沟槽的开口部分上。在形成空洞206之后，化学机械抛光(CMP)工艺可执行并且可平整化下 绝缘膜204的表面。随后绝缘材料可沉积在下绝缘膜204上并且可形成上绝缘膜208。根据实施例，当形成上绝缘膜208时，金属粘结垫(未示出)和金属接线 (未示出)可形成。为了形成金属粘结垫和金属接线，金属材料可形成于下绝 缘膜204的表面上，例如下绝缘膜204的整个表面上。随后，可使用蚀刻掩模 执行蚀刻工艺并且可选择性去除金属材料的一部分。这可选择性暴露下绝缘膜 204的上部。因此，金属粘结垫(未示出)和金属接线(未示出)可在下绝缘 膜204上部上以特定图案形成。参考图2B，空洞207可在上绝缘膜208中形成。根据实施例，上绝缘膜 208中的空洞207可在图像传感器单元像素之间的边界处以与下绝缘膜204中 的空洞206相同的方式形成。就是说，可在像素的边缘处形成空洞207。根据实施例，可以与形成下绝缘膜204中空洞206的上述方式相同的方式 形成上绝缘膜208中的空洞207。根据实施例，沉积工艺可在具有金属粘结垫的半导体基板202的表面，例 如整个表面，上执行，并且可将具有空洞207的上绝缘膜208的表面平整化成 平坦的。根据实施例，可在像素边缘处形成上绝缘膜208中的空洞207。因此，在 像素边缘的介质可能具有比临近部分小的反射率。根据实施例，当光线通过具 有到反射率的上绝缘膜208和下绝缘膜204之后到达空洞206时，全反射可能 发生并且可能防止光线进入相邻的光电二极管。
参考图2C,可在半导体基板202的表面，例如整个表面上涂覆光致抗蚀 齐l」。根据实施例，可随后执行曝光工艺、显影工艺等等并且可能形成蚀刻掩模。为了选择性去除上绝缘膜208的一部分，可能使用蚀刻掩模执行蚀刻工艺。通 过蚀刻上绝缘膜208，可能暴露金属粘结垫(未示出)的上部。另外，在去除蚀刻上绝缘膜208中所用的蚀刻掩模后，可能在半导体基板 202的表面，例如整个表面上形成保护绝缘膜210的薄膜。随后，可能在保护绝缘膜210中形成金属膜212并且防止光线在后续形成 的滤色片之间泄漏。根据实施例，可能将金属膜212分别放置在滤色片之间区 域下面，如附图所示。参考图2D，可能在半导体基板202的表面，例如整个表面上涂覆光致抗 蚀剂。为了选择性去除光致抗蚀剂的一部分，可能使用掩模执行曝光工艺，并 且可形成光致抗蚀剂图案。另外，可使用光致抗蚀剂图案在保护绝缘膜210 上形成具有特定图案的滤色片214。可能随后在滤色片214之上形成平整化层216。根据实施例，平整化层216 可具有凸起顶表面和特定曲率半径。根据实施例的形成平整化层216的工艺可能如下所述。首先，可沉积光致 抗蚀剂并且可覆盖滤色片214。随后，可涂覆具有特定曲率的光致抗蚀剂并且 可能形成平整化层216，例如通过氇式蚀刻D根据实施例，可能根据实施例如下放置滤色片214、在保护绝缘膜210中 形成的金属膜212、在上绝缘膜208中形成的空洞207和在下绝缘膜204中形 成的空洞206。就是说，可能在滤色片214之间的区域下面分别形成保护绝缘 膜210中的金属膜212。另外，可能在对应金属膜212位置的上绝缘膜208内 部分别形成在上绝缘膜208中的空洞207。另外，可在对应上绝缘膜208中空洞207的位置的下绝缘膜204内部处分 别形成在下绝缘膜204中的空洞206，根据实施例。参考图2E，可在半导体基板202的表面，例如整个表面上涂覆用于形成 微透镜218的光致抗蚀剂。根据实施例，为了选择性去除光致抗蚀剂的一部分，可能使用掩模执行曝 光工艺。由此光致抗蚀剂可能仅存留在对应光致抗蚀剂下面形成的滤色片214 的位置处，即在已经形成滤色片214的部分上。
根据实施例，可在残余光致抗蚀剂上执行热处理工艺。根据实施例，通过光致抗蚀剂流动工艺，可在平整化层216上形成具有特 定曲率半径的凸形微透镜218。可在具有特定曲率的凸形平整化层216上形成微透镜218，并且可由此扩 展微透镜218充分接收光线的区域。根据实施例，可在凸形弯曲表面中形成平整化层，由此扩展在平整化层上 形成的微透镜的光线接收区域。因此，可能能够改进图像传感器的性能。另外，可在滤色片之间的区域下面分别形成金属膜，并且可防止光线在滤 色片之间泄漏。因此，根据实施例，可能能够防止由泄漏光线所产生的噪音。另外，介质在像素边缘具有比相邻部分处小的反射率，并且可由此防止光 线入射到临近光电二极管上。因此，可能能够防止色度亮度干扰现象的发生。对于本领域的普通技术人员，显而易见的是可以对实施例作出各种修改和 改变。因此，本发明的实施例意欲实施例覆盖在附加的权利要求范围内的修改 和改变。还应该理解的是，当将层称为在另一层或基板"上"或"上方"时， 其可以直接在该另一层或基板上，或者也可能存在中间层。
权利要求
1.一种方法，包括在基板上形成具有空洞的下绝缘膜；在所述下绝缘膜上形成具有空洞的上绝缘膜；在所述上绝缘膜上形成具有金属膜的保护绝缘膜；在所述保护绝缘膜上形成具有规定图案的多个滤色片；在所述滤色片上形成具有特定曲率的平整化层；以及在所述平整化层之上在对应所述滤色片位置的各个位置处形成多个微透镜。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述保护绝缘膜中形成金 属膜，以便在所述滤色片之间的区域下面分别形成所述金属膜。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述滤色片之间的区域下 面分别形成所述金属膜，并且在对应所述金属膜位置的所述上绝缘膜的内部中 分别形成所述上绝缘膜的空洞。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，在对应所述上绝缘膜空洞位 置的所述下绝缘膜内部中分别形成所述下绝缘膜的所述空洞。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在单元像素之间的边界处形 成所述下绝缘膜的空洞和所述上绝缘膜的空洞。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述平整化层包括 涂覆具有特定曲率的光致抗蚀剂；以及 毯式蚀刻所涂覆的光致抗蚀剂。
7. —种器件，包括 在基板之上的具有空洞的下绝缘膜； 在所述下绝缘膜之上的具有空洞的上绝缘膜； 在所述上绝缘膜之上的具有金属膜的保护绝缘层； 在所述保护绝缘膜之上的具有规定图案的多个滤色片； 在所述滤色片之上的具有特定曲率的平整化层；以及 在所述平整化层之上在对应所述滤色片位置的各自位置处的多个微透镜。
8. 如权利要求7所述的器件，其特征在于，所述金属膜位于在所述滤色 片之间的区域下面的所述保护绝缘膜中。
9. 如权利要求7所述的器件，其特征在于，所述金属膜分别位于在所述 滤色片之间的区域下面，并且所述上绝缘膜的所述空洞分别位于对应所述金属 膜位置的所述上绝缘膜内部中。
10. 如权利要求9所述的器件，其特征在于，所述下绝缘膜的空洞分别位于对应所述上绝缘膜空洞位置的所述下绝缘膜内部中。
11. 如权利要求7所述的器件，其特征在于，所述下绝缘膜的空洞和所述 上绝缘膜的空洞位于单元像素之间的边界处。
12. 如权利要求7所述的器件，其特征在于，所述平整化层通过涂覆具有 特定曲率的光致抗蚀剂并且毯式蚀刻所涂覆的光致抗蚀剂形成。
13. —种器件，包括 在基板之上形的具有空洞的绝缘膜； 在所述绝缘膜之上的多个金属膜； 在所述多个金属膜之上的具有规定图案的多个滤色片； 在对应所述多个滤色片位置的各个位置之上的多个微透镜。
14. 如权利要求13所述的器件，其特征在于，所述绝缘膜包括 在所述基板之上的具有空洞的下绝缘膜；以及 在所述下绝缘膜之上的具有空洞的上绝缘膜。
15. 如权利要求14所述的器件，其特征在于，多个金属膜中的每一个位 于在所述滤色片之间的区域下面。
16. 如权利要求15所述的器件，其特征在于，所述上和下绝缘膜的所述 空洞基本对准所述金属膜的位置。
17. 如权利要求16所述的器件，其特征在于，所述上和下绝缘膜的所述 空洞位于单元像素之间的边界处。
18. 如权利要求17所述的器件，其特征在于，还包括在所述滤色片之上 的具有特定曲率的平整化层，其中该平整化层通过涂覆具有特定曲率的光致抗 蚀剂并且毯式蚀刻所涂覆的光致抗蚀剂而形成。
全文摘要
本发明的实施例涉及一种用于图像传感器的半导体器件和一种制备用于具有微透镜的图像传感器的半导体器件的方法。根据实施例，方法可包括在基板上形成具有空洞的下绝缘膜；在下绝缘膜上形成具有空洞的上绝缘膜；在上绝缘膜上形成具有金属膜的保护绝缘膜；在保护绝缘膜上形成具有特定图案的多个滤色片；在滤色片上形成具有特定曲率的平整化层，以便将滤色片埋入到平整化层中；以及在平整化层上对应滤色片的各个位置处形成多个微透镜。
文档编号H01L21/71GK101211814SQ20071019488
公开日2008年7月2日 申请日期2007年12月27日 优先权日2006年12月29日
发明者朴东彬 申请人:东部高科股份有限公司