專利名稱：固態成像裝置及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種包括內層透鏡的固態成像裝置及其制造方法。
背景技術：
在固態成像裝置中，當每個傳感器部分的光接收表面的微型化進步和層疊不同的膜如光屏蔽圖案和布線圖案時，入射光比率惡化。具體地，在其中層疊多個光屏蔽圖案和布線圖案的CMOS型固態成像裝置中，布線等干擾了入射光而惡化了入射光比率。作為防范入射光比率惡化的措施，有一種已知方法，其中提供了內層透鏡，即在對應于光接收表面的上部的布線層之間設置內層聚光鏡，以在不受布線干擾的情況下將光會聚到傳感器部分上，使得光會聚率得到改善。(例如請參考日本公開專利申請第2001-94085號)通常，具有多層布線的CMOS型固態成像裝置的內層聚光鏡用以下方式形成。即其上形成有傳感器部分的襯底上平行形成其間具有絕緣層的第一布線之后，在其整個表面形成流體膜(稱為回流膜)。通過例如CVD(化學氣相沉積)法，層疊一種具有折射率大致為1.4至1.46的BPSG(硼磷硅酸鹽玻璃)膜作為流體膜。之后，該BPSG膜經受800℃至950℃的熱處理以回流。通過采用屏蔽圖案的階躍差量(stepped difference)的回流工藝，該BPSG膜形成為柱狀凹形以與第一布線平行。之后，通過等離子CVD法將具有折射率大致為2.0的氮化硅膜層疊其上，且然后通過CMP(化學機械拋光)法將該氮化硅膜平面化。因此，在一個方向上延伸的第一柱狀內層聚光鏡由具有小折射率的凹形的BPSG膜和具有大折射率的平面化的氮化硅形成。之后，在構成與第一布線垂直相交的第一柱狀內層聚光鏡的膜上平行形成在其間具有傳感器部分的第二布線之后，沿第二布線相似地形成柱狀凸形BPSG膜，且在其上形成平面化的氮化硅膜以形成第二柱狀內層聚光鏡。這兩個相互交叉的第一和第二柱狀內層聚光鏡形成內層聚光鏡組，其由各自的傳感器部分被分成單元。
于是，對應于使用上述的流體膜的內層聚光鏡的形狀，通過下置的光屏蔽膜或布線的距離和高度以自對準的方式決定透鏡的高度、位置和曲度。因此，獲得最佳光會聚所需的內層聚光鏡的形狀是困難的。
另外，因為在流體膜的回流工藝中需要在800℃至950℃的高溫的熱處理，不可能使用可靠應用于布線的Al。

發明內容
本發明提供了一種包括具有高精度的能夠最佳會聚光的單一內層透鏡的固態成像裝置及其制造方法。
根據本發明的一種固態成像裝置包括多個像素，每個包括光接收部分、布線層，其包括多條布線和多個形成在光接收部分上方的透鏡，其中多個透鏡中的至少一個是內層透鏡，其包括由蝕刻形成的具有凹面部分的第一層和形成以埋覆凹面部分的第二層。
布線層至少包括形成于光接收部分的兩側上的第一和第二布線，且第一和第二布線對應于從光接收部分的距離形成的不同。內層透鏡設置于第一和第二布線之間。
可以一體形成第一布線和第二布線以連接至預定的電壓源。像素具有電荷讀出晶體管(charge readout transistor)和覆蓋被平面化的電荷讀出晶體管的柵極電極的平面化膜，且多條布線形成于平面化膜上方。因此，第一層可以由絕緣層形成，該絕緣層構成通過直接覆蓋多條布線形成的布線層。因此，第一層可以由形成于布線層上的絕緣層形成。在離成像區域的中心較遠的像素中，內層透鏡可以形成為其中心從光接收部分中心的上方偏移至成像區域的中心側。多個透鏡中的至少一個可以被做成形成于內層透鏡的上方的芯片上透鏡(on-chip lens)。
根據本發明的固態成像裝置包括多個像素，每個包括光接收部分、布線層，其包括多條布線和多個形成在光接收部分上方的透鏡，其中多個透鏡中的至少一個是內層透鏡，其包括由蝕刻形成的具有凸面部分的第一層和形成以埋覆凸面部分的第二層。
布線層至少包括形成于光接收部分的兩側上的第一和第二布線，且第一和第二布線對應于光接收部分距離形成的不同。內層透鏡設置于第一和第二布線之間。第三層形成于第一和第二層之間以覆蓋凸面部分。
依據本發明的固態成像裝置，在CMOS型固態成像裝置中，因為形成內層透鏡(凹透鏡)以使第二層埋覆由蝕刻第一層形成的對應于各自的光接收部分的凹面部分，所以可以在合適的位置設置內層透鏡而不受布線不平的影響。因此，入射光可以最佳地會聚在光接收部分上。成為單一內層透鏡使得內層透鏡的結構簡化。在第一和第二布線層形成于光接收部分的兩側且對應于光接收部分的距離不同的情況下，有一個很高的可能性，即當內層透鏡的形成和使用受到布線不平的影響時，內層透鏡不能設置于對應于光接收部分的所需位置。但是依據本發明，即使在所包括的布線對應于光接收部分的距離不同的情況下，內層透鏡(凹透鏡)可以設置于所需的位置而不受布線的影響。在設置布線以使第一和第二布線一體成形以連接至所需的電壓源的情況下，內層透鏡也可以在不受布線影響的情況下設置于所需的位置。即使在讀出晶體管的柵極電極對應于光接收部分不對稱形成的固態成像裝置中，內層透鏡可以設置于所需位置而不受柵極電極的不平的影響。
當為構成布線層的絕緣層提供凹面部分之后形成內層透鏡時，可以在靠近光接收部分的位置形成內層透鏡。因此，可以減小在光接收部分上方的厚度以把固態成像裝置作成小尺寸。在與布線層分開形成的絕緣層中制作凹面部分以形成內層透鏡的情況下，當會聚的光通過布線層的邊緣導入光接收部分時，也可以使用與布線層分開形成的絕緣層的界面上的折射。可以依據在成像區域內入射光的傾斜偏差設置內層透鏡而不受包含在布線層中的布線不平的影響。當在遠離成像區域中心的像素中形成內層透鏡，且成像區域的中心形成為具有從光接收部分的中心至成像區域的中心側的偏差時，可以改善由斜射光引起的黑點(shading)，從而使光瞳校正成為可能。通過使多個透鏡中的至少一個成為形成在內層透鏡上方的芯片上透鏡，入射光可以通過芯片上透鏡和內層透鏡的共同作用被會聚在光接收部分上。
依據本發明的固態成像裝置，在CMOS型固態成像裝置中，由于形成內層透鏡(凸透鏡)使得在蝕刻第一層后形成的凹面部分用第二層來埋覆，內層透鏡可以對應于光接收部分設置于合適的位置而不受布線不平的影響。因此，入射光可以被最佳地會聚在光接收部分上。成為單一的內層透鏡使得內層透鏡的結構簡化。在第一和第二布線層在光接收部分的兩側形成且其對光接收部分的距離不同的情況下，存在一個很高的可能性，即當內層透鏡的形成和使用受到布線的不平影響時，內層透鏡不能設置于對應于光接收部分的所需位置。但是依據本發明，即使在所包括的布線對光接收部分的距離不同的情況下，內層透鏡(凸透鏡)可以設置于所需的位置而不受布線的影響。當在第一和第二層之間形成第三層以覆蓋凸面部分時，內層透鏡的凸形可以平滑地形成。
根據本發明的制造固態成像裝置的方法，包括的步驟有在襯底表面上形成多個光接收部分；在所述光接收部分的兩側形成布線；形成具有第一折射率的第一絕緣層；使用蝕刻掩模蝕刻第一絕緣層且在所述光接收部分上方形成凹面部分；和形成具有第二折射率的第二絕緣層以埋覆凹面部分。在形成布線的工藝之前，該制造方法還可以包括的步驟有形成電荷讀出晶體管；形成柵極電極以操作電荷讀出晶體管；和形成平面化膜以覆蓋被平面化的柵極電極，使得在平面化膜上方可形成布線和凹面部分。
依據本發明的制造固態成像裝置的方法，蝕刻具有第一折射率的第一絕緣層以形成凹面部分和形成具有第二折射率的第二絕緣層以埋覆對應于光接收部分的凹面部分，使得凹透鏡的內層透鏡可以在合適的位置形成而不受布線不平的影響。因此，可以制造CMOS型固態成像裝置，其中入射光可以被最佳地會聚在光接收部分上。在形成布線的工藝之前，制造方法包括的步驟有形成電荷讀出晶體管；形成其柵極電極；和形成平面化膜以覆蓋被平面化的柵極電極，且通過在平面化膜上方形成布線和凹面部分，凹面鏡的內層透鏡可以在靠近光接收部分的位置形成。因此，光接收部分上方的層的厚度得到減小以制造小尺寸的固態成像裝置。
根據本發明的一種制造固態成像裝置的方法，包括的步驟有在襯底表面上形成多個光接收部分；在光接收部分的兩側形成布線；形成具有第一折射率的第一絕緣層；在對應于第一絕緣層上的光接收部分的位置形成具有凸表面的回流膜；通過用回流膜回蝕刻(etching back)第一絕緣層，轉移凸表面至第一絕緣層上；和在第一絕緣層上形成具有第二折射率的第二絕緣層。在該制造方法中，在形成第二絕緣層的工藝之前，形成第三絕緣層以覆蓋第一絕緣層的凸表面。
依據本發明的一種制造固態成像裝置的方法，在具有第一折射率的第一絕緣層上對應于每個光接收部分的位置形成具有凸表面的回流膜；具有回流膜的第一絕緣層被回蝕刻以將凸表面轉移至第一絕緣層上；且在第一絕緣層上形成具有第二折射率的第二絕緣層，使得可以在合適的位置形成凸面鏡的內層透鏡而不受布線不平的影響。因此，可以制造CMOS型固態成像裝置，其中入射光被最佳地會聚在光接收部分上。當在形成第二絕緣層的工藝之前形成第三絕緣層以覆蓋第一絕緣層的凸表面時，內層透鏡可以由凸透鏡形狀形成。
本發明的固態成像裝置包括多個由光接收傳感器部分和MOS晶體管制成的像素，且對應于每個光接收傳感器部分形成單一內層聚光鏡。
可以構建該固態成像裝置使得在光接收傳感器部分上方形成的部分最上層布線設置于光接收傳感器部分的兩側。可以形成內層聚光鏡，在成像區域的較遠周邊，其中心從光接收傳感器部分的中心偏離至成像區域的中心。
可以構建該固態成像裝置使得在光接收傳感器部分上方形成的部分最上層布線對應于每個光接收傳感器部分不對稱地設置于光接收傳感器部分的兩側，且內層聚光鏡在不受不對稱布線的影響下形成。
包括Al的金屬材料可以用來形成布線。
依據本發明的固態成像裝置，在CMOS型固態成像裝置中，可以對應于每個光接收傳感器部分提供單一內層聚光鏡。因此，即使在層疊多層光屏蔽圖案、布線圖案等的結構中，可以在光接收傳感器部分上最佳地會聚入射光。另外，成為單一內層聚光鏡可以使內層聚光鏡的結構簡化。另外，對應于處在成像區域邊緣上的內層聚光鏡，當形成透鏡的中心以從處于較遠周邊的光接收傳感器部分的中心偏離至成像區域的中心側時，可以改善由斜射光引起的黑點。因為CMOS型固態成像裝置的布線可以由包括Al的金屬材料形成，可以獲得布線的可靠性。
當部分最上層布線對應于每個光接收傳感器部分不對稱地設置于光接收傳感器部分的兩側，且在不受不對稱布線的影響下形成內層聚光鏡時，可以在不注意布線和光屏蔽膜的配置的情況下形成單一內層聚光鏡。因此，可以提供CMOS型固態成像裝置，其中通過高精度單一內層聚光鏡改善光會聚率和獲得高可靠性。
根據本發明的一種制造固態成像裝置的方法，包括的步驟有在半導體區域上形成布線，其中排列多個每個包括光接收部分和MOS晶體管的像素以每個光接收傳感器部分在之間的方式穿過絕緣層；形成在其整個表面具有第一折射率的第一絕緣層；在對應于光接收傳感器部分的位置用蝕刻掩模通過各向同性的蝕刻選擇性地去除第一絕緣層以形成對應于每個光接收傳感器部分的凹面部分；形成在包括凹面部分的整個表面具有第二折射率的第二絕緣層；和平面化第二絕緣層且在凹面部分內保留第二絕緣層以形成具有第一和第二絕緣層的單一內層聚光鏡。
依據本發明的一種制造固態成像裝置的方法，第一絕緣層的凹面部分通過抗蝕掩模經受各向同性蝕刻，且隨后，形成第二絕緣層以組成內層聚光鏡。因此，可以在CMOS型固態成像裝置中容易地形成單一內層聚光鏡。由于不需要高溫回流工藝，布線可以由包括Al的金屬材料形成。通過改變抗蝕掩模的開口圖案、蝕刻條件等，可以容易地調整內層聚光鏡的形狀(透鏡的高度、位置、曲度等)。另外，僅通過改變抗蝕掩模的開口圖案，可以把內層聚光鏡的中心從光接收部分的中心偏移至成像區域的中心側。因此，可以采用使用偏置透鏡的光瞳校正方法作為防范由成像區域的周邊上的斜射光引起的黑點的方法。如上所述，依據本發明的制造方法，在CMOS型固態成像裝置中可以形成具有高精度的內層聚光鏡。
根據本發明的一種制造固態成像裝置的方法，包括的步驟有在半導體區域上形成布線，其中排列多個每個包括光接收傳感器部分和MOS晶體管的像素以光接收傳感器部分在其間的方式穿過絕緣層；形成在其整個表面具有第一折射率的第一絕緣層；在第一絕緣層上對應于每個光接收傳感器部分的位置由回流工藝形成其表面為凸形的回流膜；以回流膜回蝕刻第一絕緣層且將凸表面轉移至第一絕緣層上；和在第一絕緣層上形成具有第二折射率的平面化膜以形成第一絕緣層和平面化膜的單一內層透鏡。
依據本發明的制造固態成像裝置的方法，在具有第一折射率的第一絕緣層上對應于每個光接收傳感器部分的位置由回流工藝形成回流膜，且回蝕刻包含回流膜的第一絕緣層，使得將凸表面轉移至第一絕緣層上。因為在第一絕緣層上形成具有第二折射率的平面化膜(絕緣層)后形成凸面鏡的內層聚光鏡，可以容易地形成單一內層聚光鏡。具體地，在部分最上層布線平行設置于光接收傳感器部分的兩側且對應于光接收傳感器部分對稱設置的情況下，對應于每個光接收傳感器部分的內層聚光鏡可以在不受下置布線影響下形成。通過改變回流膜的光抗蝕劑圖案、蝕刻條件等，可以容易地調整內層聚光鏡的形狀(透鏡的高度、位置、曲度)。只通過改變抗蝕掩模的圖案，可以把內層聚光鏡的中心從光接收部分的中心偏移至成像區域的中心側。因此，可以采用使用偏置透鏡的光瞳校正方法作為防范由成像區域的周邊上的斜射光引起的黑點的方法。如上所述，依據本發明的制造方法，在CMOS型固態成像裝置中可以形成具有高精度的內層聚光鏡。


圖1為繪示本發明的CMOS型固態成像裝置的實施例的像素部分的等效電路圖。
圖2為繪示本發明的CMOS型固態成像裝置的實施例的像素部分的平面圖。
圖3為圖2的A-A線上的截面圖；圖4為繪示本發明的CMOS型固態成像裝置的實施例的成像區域的周邊上的像素部分的截面圖；圖5A至5C為繪示本發明的制造CMOS型固態成像裝置的實施例的(第一)制造工藝示意圖；圖6A至6C為繪示本發明的制造CMOS型固態成像裝置的實施例的(第二)制造工藝示意圖；圖7A至7C為繪示本發明的制造CMOS型固態成像裝置的另一實施例的(第一)制造工藝示意圖；圖8A至8C為繪示本發明的制造CMOS型固態成像裝置的另一實施例的(第二)制造工藝示意圖；圖9A和9B為繪示本發明的制造CMOS型固態成像裝置的另一實施例的(第三)制造工藝示意圖；圖10為繪示本發明的CMOS型固態成像裝置的另一實施例的截面圖；圖11A至11C為繪示本發明的制造CMOS型固態成像裝置的另一實施例的(第一)制造工藝示意圖；圖12A至12C為繪示本發明的制造CMOS型固態成像裝置的另一實施例的(第二)制造工藝示意圖；圖13A和13B為繪示本發明的制造CMOS型固態成像裝置的另一實施例的(第三)制造工藝示意圖；圖14A和14B為繪示本發明的制造CMOS型固態成像裝置的另一實施例的(第四)制造工藝示意圖；圖15為繪示本發明的制造CMOS型固態成像裝置的另一實施例的(第五)制造工藝示意圖。
具體實施例方式
下文，將參考

本發明的一實施例。
圖1和圖2繪示了根據本發明的固態成像裝置的一實施例的相關部分，即像素部分的結構。該實施例的固態成像裝置是被稱為CMOS型固態成像裝置。如圖1所示，固態成像裝置1具有成像區域，其包括以矩陣狀態設置的多個單元像素5而且每個包括為傳導光電轉化的光接收部分，即光接收傳感器(即光二極管)2、縱向選擇開關元件(MOS晶體管)3以選擇像素和讀出開關元件(MOS晶體管)4。讀出開關元件4的一個主要電極被連接至光接收傳感器部分2，且讀出開關元件4的控制電極(稱為柵極電極)被連接至縱向選擇開關元件3的一電極。在每行中縱向選擇線6被連接至縱向選擇開關元件3的控制電極(稱為柵極電極)，且來自縱向掃描電路(未示出)的縱向掃描脈沖輸出被提供給縱向選擇線6。每列中縱向選擇開關元件3另一個主要電極被連接至讀出脈沖線7，且來自水平掃描電路(未示出)的讀出脈沖輸出被提供給讀出脈沖線7。每列中讀出開關元件4的另一個主要電極被連接至縱向信號線8。另外，由MOS晶體管形成的縱向開關元件(未示出)被連接在縱向信號線8和水平信號線(未示出)之間，且來自水平掃描電路的水平掃描脈沖輸出被提供給水平開關元件的控制電極。
圖2繪示了對應于圖1的等效電路的成像區域的相關部分的結構平面示意圖。在垂直方向上形成讀出脈沖線7和縱向信號線8，且在水平方向上以直角橫跨脈沖線7和縱向信號線8形成縱向選擇線6。在光接收傳感器部分2和半導體區域11之間通過柵極絕緣層形成L形柵極電極12，且讀出開關元件4由光接收傳感器部分2、半導體區域11和柵極電極12形成。縱向選擇開關元件3由與縱向選擇線6集成的柵極電極14和以柵極電極14在其間的成為源極區域和漏極區域的兩個區域15、16形成。標記17表示組成讀出開關元件4的半導體區域11和縱向信號線之間的接觸部分，標記18表示讀出開關元件4的柵極電極12和縱向選擇開關元件3的另一區域16之間的接觸部分，和標記19分別表示縱向選擇開關元件3的一區域15和讀出脈沖線7之間的接觸部分。
圖3繪示圖2的A-A線上的截面結構。在該實施例中，在特別與光接收傳感器部分2形成的半導體襯底21上，形成縱向選擇開關3(未示出)和讀出開關元件4、例如穿過內層絕緣層22的第一層布線的縱向選擇線6、例如第二層布線的讀出脈沖線7和縱向信號線8；另外，在其上，單一內層透鏡，即內層聚光鏡(凹面鏡、凸面鏡)23在相鄰的布線組(讀出脈沖線和縱向信號線8)之間形成以對應于每個光接收傳感器部分2的位置。在內層透鏡23的上方形成彩色濾光片24，且另外，在其上，在對應于每個光接收傳感器部分2的位置，即對應于每個內層聚光鏡23的位置形成芯片上微透鏡25。在該實施例中，在光接收傳感器部分2的兩側設置的最上層的第二層布線7和8被設計為對應于光接收傳感器部分2不對稱。因此，像素的第二層布線8和相鄰像素的第二層布線7設置于對光接收傳感器部分的距離不同的位置。
這里，下側內層絕緣層22覆蓋柵極電極的不平處和用于讀出在光接收傳感器部分2所集聚的電荷的讀出晶體管4的不平處且功能為平面化膜。另外，形成包括第一層布線的縱向選擇線6和絕緣該布線的內層絕緣層22的第一布線層。形成包括讀出脈沖線7和縱向信號線8的第二層布線以及絕緣那些布線的絕緣層26以形成內層聚光鏡23的第二布線層。
圖4繪示成像區域的周邊上的像素部分。在該實施例中，作為防范由入射在周邊側的像素上的斜射光L1引起的黑點的措施，形成內層聚光鏡23使得對于成像區域的周邊上較遠處的內層聚光鏡23，透鏡的中心從光接收傳感器部分2的中心偏離至成像區域的中心側。
下面，將參考圖5A-6C說明制造上述的實施例的CMOS型固態成像裝置的方法的實施例。
首先，如圖5A所示，在組成所謂的CMOS傳感器的光接收傳感器部分2之后，縱向選擇開關元件3和讀出開關元件4(未示出)在半導體襯底21上形成，通過內層絕緣層22形成彼此絕緣的光屏蔽膜和布線，在該實施例中，形成縱向選擇線6作為第一層布線在光接收傳感器部分2的兩側的方向上延伸，而且形成于光接收傳感器部分2的兩側的讀出脈沖線7和縱向信號線8作為第二層布線組在以直角橫跨上述的一個方向的另一方向上延伸。那些縱向選擇線6、讀出脈沖線7和縱向信號線8由包括Al的金屬材料形成，在該實施例中由Al形成。在如圖2所示的該實施例中，作為第二層布線組的讀出脈沖線7和縱向信號線8對應于光接收傳感器部分2不對稱地形成。因此，像素的縱向信號線8和相鄰像素的讀出脈沖線7設置于對應于光接收傳感器部分2的距離不同的位置。
之后，如圖5B所示，在包括讀出脈沖線7和縱向信號線8的整個表面形成具有第一折射率的第一絕緣層26，然后平面化第一絕緣層26。例如，可以通過用高密度等離子CVD、等離子TEOS等將低溫CVD膜，例如BPSG(硼磷硅酸鹽玻璃)膜層疊，形成第一絕緣層26。上述的BPSG膜具有大約1.40至1.46的折射率。可以用CMP(化學機械拋光)法平面化第一絕緣層26。
之后，如圖5C所示，在第一絕緣層26上形成光致抗蝕膜，然后其被構圖使得在對應于光接收傳感器部分2的位置形成開口27A以形成抗蝕掩模27。采用通過抗蝕掩模27的各向同性蝕刻，選擇性地蝕刻和去除第一絕緣層26。因此，在第一絕緣層26中形成對應于每個光接收傳感器部分2的凹面部分28以形成內層聚光鏡。通過抗蝕掩模27的開口27A、蝕刻時間等，任意地控制凹面部分28的位置、尺寸、曲度、深度等。
之后，如圖6A所示，在去除抗蝕掩模27之后，在整個表面上形成具有第二折射率的第二絕緣層29以埋覆凹面部分28。例如，可以用等離子CVD法通過層疊氮化硅(P-SiN)膜形成第二絕緣層29。該氮化硅膜具有大約2.0的折射率。
之后，如圖6B所示，通過回蝕刻等工藝平面化第二絕緣層29。因此，形成包括具有小折射率的第一絕緣層26和具有大折射率的第二絕緣層29的單一內層聚光鏡(凹面鏡)23。在該內層聚光鏡23中，在平面化的第二絕緣層29的上界面和未平面化的第一絕緣層26的上界面上，結合其折射率之間的相對關系在會聚方向上折射光。
之后，如圖6C所示，在上述平面化的上表面上形成彩色濾光片24，且另外在彩色濾光片24上形成芯片上微透鏡25，以獲得目標的CMOS型固態成像裝置1。
依據本發明的CMOS型固態成像裝置1，提供單一內層聚光鏡，即本實施例中對應于每個光接收傳感器部分2的凹面鏡23，以使即使在包括光屏蔽圖案、布線圖案等的結構中也可以在光接收傳感器部分2上最佳地會聚入射光。而且在最上層布線7和8設置于光接收傳感器部分2的兩側的情況下，由于每個光接收傳感器部分具有單一內層聚光鏡，光會聚率可以被改善。另外，在不合并兩個柱狀內層聚光鏡的情況下成為單一內層聚光鏡使得其結構簡化。由于布線6、7和8由包括Al的金屬材料形成，可以獲得布線6、7和8的可靠性。另外，由于形成在成像區域的周邊上的內層聚光鏡23以從在成像區域的較遠周邊的光接收傳感器部分2的中心偏離至成像區域的中心側，可以改善由于斜射光引起的黑點。因為對應于光接收傳感器部分2不對稱地設置布線7和8且在不受下置布線影響下形成內層聚光鏡23，可以很好地接收光。因此，通過具有高精度的單一內層聚光鏡改善了光會聚率，而且可以提供具有高可靠性的CMOS型固態成像裝置。
依據本發明的制造CMOS型固態成像裝置的方法，由于通過抗蝕掩模27第一絕緣層26的凹面部分28經受各向同性蝕刻，且然后提供第二絕緣層29以形成內層聚光鏡23，可以容易地形成單一內層聚光鏡。具體地，在部分最上層布線平行設置于光接收傳感器部分2的兩側上且對應于其不對稱地設置的情況下，可以在每個光接收傳感器部分在不受下置的布線影響下形成內層聚光鏡23。通過改變抗蝕掩模27的開口27A的圖案(稱為開口圖案)、蝕刻條件等，可以調整內層聚光鏡23的形狀(高度、位置、曲度等)。由于不需要高溫回流工藝，布線6、7和8可以由包括Al的金屬材料形成。另外，通過改變抗蝕掩模27的開口圖案，內層聚光鏡23的中心可以簡單地從光接收傳感器部分2的中心偏離至成像區域的中心側。因此，作為防范由在成像區域的周邊上的斜射光引起的黑點的措施，可以應用所謂偏置透鏡光瞳校正法。如上所述，依據本實施例的制造方法，在CMOS型固態成像裝置中可以形成具有高精度的內層聚光鏡23。
接下來，參考圖7A-9B說明CMOS型固態成像裝置的另一實施例及其制造方法。
首先，如圖7A所示和上面所述，在組成所謂的CMOS傳感器的光接收傳感器部分2之后，在半導體襯底21上形成縱向選擇開關元件3和讀出開關元件4(未示出)，通過內層絕緣層22形成彼此絕緣的光屏蔽膜和布線。在該實施例中，布線為在光接收傳感器部分2的兩側的方向上延伸且在光接收傳感器部分2的兩側形成的第一層布線的縱向選擇線6，和在光接收傳感器部分2的兩側的作為第二層布線組在以直角橫跨上述的一方向的另一方向上延伸的讀出脈沖線7和縱向信號線8。那些縱向選擇線6、讀出脈沖線7和縱向信號線8由包括Al的金屬材料形成，在該實施例中由Al形成。在如圖2所示，在對應于光接收傳感器部分2的位置不對稱地形成讀出脈沖線7和縱向信號線8。因此，像素的縱向信號線8和相鄰像素的讀出脈沖線7設置于對光接收傳感器部分2的距離不同的位置。
之后，如圖7B所示，在包括讀出脈沖線7和縱向信號線8的整個表面形成第一平面化膜(絕緣層)261。然后形成具有第一折射率的第一絕緣層291。例如，可以通過用高密度等離子CVD、等離子TEOS等將低溫CVD膜，例如等離子SiN膜(易傳播紫外光的膜)或具有與第一絕緣層大致相同的折射率的BPSG(硼磷硅酸鹽玻璃)膜層疊，形成第一絕緣層291。這里，用如上述相同的方法，形成包括縱向選擇線6和內層絕緣層22的第一布線層以絕緣布線。另外，形成包括讀出脈沖線7、縱向信號線8的第二布線層和用以絕緣那些布線的平面化膜261。
之后，如圖7C所示，在第一絕緣層291上形成光致抗蝕膜，然后對其構圖以在對應于光接收傳感器部分上方的位置形成由光致抗蝕膜制成的回流膜27。
然后，如圖8A所示，在所需溫度對回流膜27進行回流工藝以形成具有凸表面的回流膜271。
之后，如圖8B所示，形成有具有凸表面的回流膜271的下層第一絕緣層291經受回蝕刻且將回流膜271的表面形狀轉移至第一絕緣層291以在第一絕緣層291上形成凸面部分291A。通過回流膜271的形狀、蝕刻時間等，任意地控制該凸面部分291A的位置、尺寸、曲度、深度等。
之后，如圖8C所示，在第一絕緣層291上沿其表面形狀形成具有與第一絕緣層291大致相同的折射率的第二絕緣層301。第二絕緣層301可以由具有例如折射率為大致2.0的氮化硅膜(P-SiN膜)由等離子CVD法形成。
之后，如圖9A所示，在第二絕緣層301上形成具有第二折射率的第二平面化膜(絕緣層)302。第二平面化膜302可以由具有例如折射率大致為1.5的絕緣層形成。第二平面化膜302可以由例如熱固性丙烯酸樹脂膜形成。因此，在凸形部分291A形成包括具有大折射率的第一絕緣層291和第二絕緣層301以及具有小折射率的第二平面化層302的單一內層聚光鏡231(凸透鏡)。在該內層聚光鏡231中，在第二平面化膜302與第一和第二絕緣層291和301的上表面之間的界面上，結合其折射率之間的相對關系，在會聚方向上折射光。
之后，如圖9B所示，在第二平面化膜302上形成彩色濾光片24，而且還在彩色濾光片24上形成芯片上微透鏡25以獲得目標的CMOS型固態成像裝置100。
另外，在第二絕緣層301和平面化膜302的界面上，可以形成具有折射率在兩層之間的反射阻擋膜，且在第一平面膜261和第一絕緣層291之間的界面上可以形成具有折射率在那兩層之間的反射阻擋膜。
由于本實施例的CMOS型固態成像裝置100對應于每個光接收傳感器部分具有單一內層聚光鏡，即在本實施例中的凸透鏡231，即使在層疊多個光屏蔽凸案、布線圖案等的結構中，可以在光接收傳感器部分2上最佳地會聚入射光。而且在最上層布線7和8設置于光接收傳感器部分2的兩側的情況下，由于每個光接收傳感器部分2具有單一內層聚光鏡，可以改善光會聚率。另外，不用合并兩個柱狀內層聚光鏡而成為單一內層聚光鏡可以使其結構簡化。因為布線6、7和8可以由包括Al的金屬材料形成，可以獲得布線6、7和8的可靠性。另外，由于形成的成像區域的周邊側上的內層聚光鏡231以從成像區域的中心較遠的透鏡的中心偏離至光接收傳感器部分2的中心側，可以改善由于斜射光引起的黑點。即使當布線7和8對應于光接收傳感器部分2不對稱地設置時，在不受下置布線的影響下形成內層聚光鏡231，且光被很好地會聚。因此，通過高精度的單一內層聚光鏡可以改善光會聚率，而且可以提供具有高可靠性的CMOS型固態成像裝置。
依據本實施例的制造CMOS型固態成像裝置100的方法，在第一絕緣層291上形成對應于每個光接收傳感器部分2的具有凸面表面的回流膜271且回蝕刻具有回流膜271的第一絕緣層291；因此，回流膜的表面形狀，即凸面表面被轉移至第一絕緣層291。在沿凸面部分291A在第一絕緣層上形成具有與第一絕緣層291(第一折射率)大致相同的折射率的第二絕緣層301之后，在第二絕緣層301的整個表面形成具有第二折射率的第二平面化層302以形成凸面鏡的內層聚光鏡231，以使容易地形成單一內層聚光鏡。具體地，在部分最上層布線平行設置于光接收傳感器部分2的兩側且對應于其不對稱地設置的情況下，在不受下置布線的影響下可以形成對應于光接收傳感器部分2的內層聚光鏡231。通過改變光致抗蝕膜的回流膜的圖案、蝕刻條件等，可以容易地調節內層聚光鏡231的形狀(透鏡的高度、位置、曲度和其他等)。由于不需要于高溫回流工藝，布線6、7和8可以由包括Al的金屬材料形成。另外，內層聚光鏡的中心可以通過只改變回流膜的形狀圖案來簡單地從光接收傳感器部分2的中心偏離至成像區域的中心側。因此，作為防范在成像區域的周邊上由斜射光引起的黑點的措施，應用了所謂偏置透鏡光瞳校正方法。如上所述，依據本實施例的制造方法，可以在CMOS型固態成像裝置中形成高精度的內層聚光鏡23。
圖10繪示根據本發明的CMOS型固態成像裝置的另一實施例。在該實施例中，在每個像素中提供了多個內層透鏡。
具體地，根據本實施例的固態成像裝置101包括在具有光接收傳感器部分2的半導體襯底21上，如在上述圖3相似地形成縱向選擇開關元件3和讀出開關元件4，通過內層絕緣層22形成第一層布線的縱向選擇傳感器部分6和第二層布線的讀出脈沖線7和縱向信號線8，而且在其上，在對應于每個光接收傳感器部分2的位置通過內層絕緣層26形成下層內層聚光鏡23。另外，形成內層絕緣層40，且在內層絕緣層40上形成布線9，然后在覆蓋被平面化的布線9的絕緣層46A上形成上層內層聚光鏡43。在上層內層聚光鏡43上形成彩色濾光片24，且在其上對應于每個光接收傳感器部分2以及內層聚光鏡23和43的位置形成芯片上微透鏡25。設置布線9以使一像素的布線9和相鄰像素的布線9設置于對光接收傳感器部分2的距離不同的位置。這里，形成包括縱向選擇線6和將形成的該布線絕緣的內層絕緣層22的第一布線層。形成包括讀出脈沖線7、縱向選擇線8的第二布線層和將那些形成的布線絕緣的絕緣層26。另外，形成包括布線9的第三布線層和將該布線絕緣的絕緣層46A。
在該固態成像裝置中，在縱向信號線8和讀出脈沖線7的更上方形成布線9，且在一像素的布線9和相鄰像素的布線9之間的位置的上方相應地形成組成上層內層聚光鏡43的凹面部分。這里，在覆蓋被平面化的縱向信號線8和讀出脈沖線7的絕緣層26的上表面上形成下層側內層聚光鏡的凹面部分，而在覆蓋平面化的布線9的絕緣層46A上分別形成的絕緣層46B的表面上形成上層側內層聚光鏡的凹面部分。在分別形成絕緣層46A和46B的情況下，通過利用在界面上的折射可以有效地將光導入光接收傳感器部分2。相反地，在只使用絕緣層26的情況下，可以簡化結構。
另外，圖10繪示提供兩個凹面部分內層透鏡的情況，但是，可以包括凸面內層透鏡，且還可以增加內層透鏡的數目。
另外，在圖10的提供多個內層透鏡的情況下，作為防范黑點的方法，靠近成像區域周邊的像素越多，則需要形成的內層透鏡可能越偏向成像區域的中心側。
圖10中在絕緣層26和46A之間提供內膜40，其不是必須的。
由于提供多個相交透鏡，通過多次折射入射光，可以將入射光有效地引入光接收部分。
接下來，參考圖11A至15將說明根據上述實施例的制造CMOS型固態成像裝置101的另一實施例。
首先，如圖11A所示，在組成所謂的CMOS傳感器的光接收傳感器部分2之后，在半導體襯底21上形成縱向選擇開關元件3和讀出開關元件4(未示出)，通過內層絕緣層22形成彼此絕緣的光屏蔽膜和布線。在該實施例中，形成縱向選擇線6作為第一層布線在光接收傳感器部分2的兩側的方向上延伸，而且形成在光接收傳感器部分2的兩側的讀出脈沖線7和縱向信號線8作為第二層布線組在以直角橫跨上述的一個方向的另一方向上延伸。那些縱向選擇線6、讀出脈沖線7和縱向信號線8由包括Al的金屬材料形成，在該實施例中由Al形成。在如圖2所示的該實施例中，作為第二層布線組的讀出脈沖線7和縱向信號線8對應于光接收傳感器部分2不對稱地形成。因此，像素的縱向信號線8和相鄰像素的讀出脈沖線7設置于對光接收傳感器部分2的距離不同的位置。
之后，如圖11B所示，在包括讀出脈沖線7和縱向信號線8的整個表面形成具有第一折射率的第一絕緣層26，然后平面化第一絕緣層26。例如，可以通過用高密度等離子CVD、等離子TEOS等將低溫CVD膜，例如BPSG(硼磷硅酸鹽玻璃)膜層疊來形成第一絕緣層26。上述的BPSG膜具有大約1.40至1.46的折射率。可以用CMP(化學機械拋光)法平面化第一絕緣層26。
之后，如圖11C所示，在第一絕緣層26上形成光致抗蝕膜，然后其被構圖使得在對應于光接收傳感器部分2的位置形成開口27A以形成抗蝕掩模27。采用通過抗蝕掩模27的各向同性蝕刻，選擇性地蝕刻和去除第一絕緣層26。因此，在第一絕緣層26中形成對應于每個光接收傳感器部分2的凹面部分28以形成內層聚光鏡。通過抗蝕掩模27的開口27A、蝕刻時間等，任意地控制凹面部分28的位置、尺寸、曲度、深度等。
之后，如圖12A所示，在去除抗蝕掩模27之后，在整個表面上形成具有第二折射率的第二絕緣層29以埋覆凹面部分28。例如，可以用等離子CVD法通過層疊氮化硅(P-SiN)膜形成第二絕緣層29。該氮化硅膜具有大約2.0的折射率。
之后，如圖12B所示，通過回蝕刻等平面化第二絕緣層29。因此，形成包括具有小折射率的第一絕緣層26和具有大折射率的第二絕緣層29的下層單一內層聚光鏡(凹面鏡)23。在該內層聚光鏡23中，在平面化的第二絕緣層29和未平面化的第一絕緣層26的上界面上，結合其折射率之間的相對關系折射光。
之后，如圖12C所示，在下層內層聚光鏡鏡23的表面上形成內層絕緣層40之后，在內層絕緣層40上形成布線9。
之后，如圖13A所示，在包括布線9的整個表面形成絕緣層46A，隨后平面化絕緣層46A。另外，絕緣層46B形成在被平面化的絕緣層46A上且被平面化。例如，可以通過用高密度等離子CVD、等離子TEOS等將低溫等離子CVD膜，例如BPSG(硼磷硅酸鹽玻璃)膜層疊來形成第一絕緣層46A。上述的BPSG膜具有大約1.40至1.46的折射率。可以用CMP(化學機械拋光)法進行平面化。
之后，如圖13B所示，在絕緣層46B上形成光致抗蝕膜，然后其被構圖使得在對應于每個光接收傳感器部分2的位置形成開口47A以形成抗蝕掩模47。通過該抗蝕掩模47，通過各向同性蝕刻選擇性地蝕刻以去除絕緣層46B。因此，在絕緣層46B中形成凹面部分48以形成對應于每個光接收傳感器部分2的內層聚光鏡。通過抗蝕掩模47的開口47A、蝕刻時間等，任意地控制凹面部分48的位置、尺寸、曲度、深度等。
之后，如圖14A所示，在去除抗蝕掩模47之后，在整個表面上形成具有折射率的絕緣層49以埋覆凹面部分48。例如，可以用等離子CVD法通過層疊氮化硅(P-SiN)膜形成第二絕緣層49。該氮化硅膜具有大約2.0的折射率。
之后，如圖14B所示，通過回蝕刻等平面化第二絕緣層49。因此，在凹面部分48中形成包括具有小折射率的第三絕緣層46B和具有大折射率的第四絕緣層49的上層單一內層聚光鏡(凹面鏡)43。在該上層內層聚光鏡43中，在平面化的第四絕緣層49的上界面和未平面化的第三絕緣層46B的上界面上，結合折射率之間的相對關系在會聚方向上折射光。
之后，如圖15所示，在上述平面化的上表面上形成彩色濾光片24，且另外在彩色濾光片24上形成芯片上微透鏡25，以獲得目標的CMOS型固態成像裝置101。
注意在上述實施例中，下層內層聚光鏡23和上層內層聚光鏡43由具有相同折射率的絕緣層形成；但是其他情況是可能的。內層聚光鏡23和43可以由具有不同折射率的絕緣層形成。
本發明的CMOS型固態成像裝置101包括單一內層聚光鏡，即本實施例中對應于每個光接收傳感器部分2的凹面鏡23和43，即使在包括多個光屏蔽圖案、布線圖案等的結構中也可以在光接收傳感器部分2上最佳地會聚入射光。具體地，在該實施例中，通過提供對應于每個光接收傳感器部分2的多個內層聚光鏡23和43，入射光可以被多次折射以將入射光有效地導入光接收傳感器部分2。而且，用上述同樣的方式，每個聚光鏡23和43為不合并兩個柱狀透鏡的單一內層聚光鏡，以使內層聚光鏡的結構簡化。由于布線6、7、8和9可以由包括Al的金屬材料形成，可以獲得布線6、7、8和9的可靠性。另外，由于形成成像區域的周邊上的內層聚光鏡23和43使其當透鏡的中心靠近周邊時偏離至光接收傳感器部分2的中心側，可以改善由斜射光引起的黑點。即使當對應于光接收傳感器部分2不對稱地設置布線7和8或布線9時，可以在不受下置布線的影響下形成上層和下層內層聚光鏡，以使光可以很好地會聚。因此，通過具有高精度的內層聚光鏡可以改善光會聚率而且可以提供具有高可靠性的CMOS型固態成像裝置。
在本實施例的制造CMOS型固態成像裝置101的方法中，通過抗蝕掩模，第一絕緣層的凹面部分經受各向同性蝕刻；然后，提供第二絕緣層以形成下層內層聚光鏡23；通過抗蝕掩模，第三絕緣層的凹面部分相似地經受各向同性蝕刻；然后提供第四絕緣層以形成上層內層聚光鏡43，使得可以容易地形成多個每個有單一內層聚光鏡23和43的像素。具體地，在部分布線平行設置于光接收傳感器部分2的兩側上且對應于光接收傳感器部分2不對稱地設置時，可以在不受下置的布線影響下形成多個內層聚光鏡。另外，如上所述，可以通過改變抗蝕掩模27的開口圖案27A、抗蝕掩模47的開口圖案47A、蝕刻條件等調整上層和下層內層聚光鏡23和43的形狀(高度、位置、曲度等)。由于不需要高溫的回流工藝，布線6、7和8可以由包括Al的金屬材料形成。通過只改變抗蝕掩模27和47的開口圖案，內層聚光鏡23和43的中心可以從光接收傳感器部分2的中心偏移至成像區域的中心側。因此，作為防范在成像區域的周邊上的由斜射光引起的黑點的措施，可以應用所謂偏置透鏡光瞳校正法。
在根據上述實施例的制造CMOS型固態成像裝置的方法中，顯示了像素具有一個或者兩個內層透鏡的情況。但是，同樣的制造方法可以用于像素具有三個或更多內層透鏡的情況，且可以形成其中合并凹透鏡和凸透鏡的多個內層透鏡。
另外，雖然在上述說明中省略，先于上述制造工藝，在大多數情況下包括這樣的工藝形成電荷讀出晶體管以從光接收部分讀出電荷，形成柵極電極以操作電荷讀出晶體管以及形成覆蓋被平面化的柵極電極的平面化層。
此外，本發明可以應用于CMOS型固態成像裝置，其中在最上層中設置環繞每個光接收傳感器部分一體形成的布線以屏蔽光。在那種情況下，最上層布線經常被連接至預定電壓的電源。
另外，在上述的說明中，一個像素的縱向信號線8和相鄰像素的讀出脈沖線7作為設置于對光接收傳感器部分的距離不同的位置的布線；但是，不受該結構的限制，漏極信號線、不同的晶體管驅動脈沖線等可以用作那些布線，并且不是相鄰像素的布線而是可以使用屬于同一像素的兩條布線的布線。
另外，“固態成像裝置”不限于上述情況，其中只包括了上述說明中用的結構，而是指示其中將需要的光系統、成像芯片、信號處理芯片等集成為模塊的裝置。
如上所述，本發明的固態成像裝置是具有每個包括光接收傳感器部分和MOS晶體管的像素的所謂CMOS型固態成像裝置。在本發明的固態成像裝置中，對應于每個光接收傳感器部分形成內層聚光鏡，使得即使在層疊多個屏蔽圖案、布線圖案等時，可以在光接收傳感器部分上最佳地會聚光。另外，每個成為單一內層聚光鏡使得其結構簡化，帶來其的高可靠性。
依據本發明的制造固態成像裝置的方法，在形成像素的半導體區域上形成的具有第一折射率的第一絕緣層通過抗蝕掩模采用各向同性蝕刻選擇性地去除后，在對應于每個光接收傳感器部分的位置形成凹面部分，以使可以任意地設定凹面部分的尺寸、位置、曲度等。另外，可以在不受下層影響的情況下可以形成內層聚光鏡。因此，可以形成能夠最佳地會聚光的內層聚光鏡。
依據本發明的制造固態成像裝置的方法，通過對應于光接收傳感器部分的具有凸曲表面的回流膜，回蝕刻具有第一折射率的第一絕緣層以轉移回流膜的形狀至第一絕緣層，且形成具有第二折射率的平面化膜以制作內層聚光鏡，使得優化透鏡的尺寸、位置、曲度等。另外，在不受下層影響的情況下可以形成內層聚光鏡。因此，可以形成能夠最佳地會聚光的內層聚光鏡。
權利要求
1.一種固態成像裝置，包括多個像素，每個像素包括光接收部分；一布線層，其包括多條布線；和多個形成在所述光接收部分上方的透鏡，其中所述的多個透鏡中的至少一個為內層透鏡，其包括具有由蝕刻形成的凹面部分的第一層和形成為埋覆所述凹面部分的第二層。
2.根據權利要求1的固態成像裝置，其中所述布線層至少包括在所述光接收部分的兩側形成的第一布線和第二布線；所述第一布線和第二布線對光接收部分的距離設置得不同；且在所述第一布線和所述第二布線之間設置有所述內層透鏡。
3.根據權利要求2的固態成像裝置，其中所述第一和第二布線為一體成形且連接于預定的電壓源。
4.根據權利要求1的固態成像裝置，其中每個所述像素包括電荷讀出晶體管和平面化膜，其覆蓋被平面化的所述電荷讀出晶體管的柵極電極，而且在所述平面化膜上形成有所述多條布線。
5.根據權利要求1的固態成像裝置，其中所述第一層為形成以直接覆蓋組成所述布線層的所述多個布線的絕緣層。
6.根據權利要求1的固態成像裝置，其中所述第一層為形成在所述布線層上的絕緣層。
7.根據權利要求1的固態成像裝置，其中在遠離成像區域的中心的像素中形成所述內層透鏡的中心，其從所述光接收部分的中心的上方偏離至所述成像區域的中心側。
8.根據權利要求1的固態成像裝置，其中所述多個透鏡中的至少一個為形成在所述內層透鏡上方的芯片上透鏡。
9.一種固態成像裝置，包括多個像素，每個像素包括光接收部分，一包括多條布線的布線層，和多個形成在所述光接收部分上方的透鏡，其中所述的多個透鏡中的至少一個為內層透鏡，其包括具有由蝕刻形成的凸面部分的第一層和形成以覆蓋所述凸面部分的第二層。
10.根據權利要求9的固態成像裝置，其中所述布線層至少包括形成在所述光接收部分的兩側的第一布線和第二布線；所述第一布線和第二布線對所述光接收部分的距離設置的不同；且所述內層透鏡設置在所述第一布線和所述第二布線之間。
11.根據權利要求9的固態成像裝置，其還包括形成在所述第一和第二層之間的第三層以覆蓋所述凸面部分。
12.一種制造固態成像裝置的方法，其包括的步驟有在襯底表面上形成多個光接收部分；在所述光接收部分的兩側形成布線；形成具有第一折射率的第一絕緣層；使用蝕刻掩模蝕刻所述第一絕緣層且在每個所述光接收部分上方形成凹面部分；和形成具有第二折射率的第二絕緣層以埋覆所述凹面部分。
13.根據權利要求12的制造固態成像裝置的方法，還包括的步驟有先于形成所述布線的步驟，形成電荷讀出晶體管；形成柵極電極以操作所述電荷讀出晶體管；和形成平面化膜，其覆蓋所述被平面化的柵極，其中在所述平面化膜上方形成所述布線和所述凹面部分。
14.一種制造固態成像裝置的方法，其包括的步驟為在襯底表面上形成多個光接收部分；在所述光接收部分的兩側形成布線；形成具有第一折射率的第一絕緣層；在對應于所述第一絕緣層上的所述光接收部分的位置形成具有凸表面的回流膜；用所述回流膜回蝕刻所述第一絕緣層且轉移所述凸表面至所述絕緣層上；和在所述第一絕緣層上形成具有第二折射率的第二絕緣層。
15.根據權利要求14的制造固態成像裝置的方法，還包括的步驟有先于形成所述第二絕緣層的步驟，形成第三絕緣層以覆蓋所述第一絕緣層的凸表面。
16.一種固態成像裝置，包括多個像素，布置成每個像素包括光接收部分和MOS晶體管，其中相對每個所述的光接收部分形成有單一內層透鏡。
17.根據權利要求16的固態成像裝置，其中形成在所述光接收部分上方的部分最頂端層布線設置在每個所述光接收部分兩側。
18.根據權利要求16的固態成像裝置，其中當靠近成像區域的邊緣時，所述內層透鏡的中心從所述光接收部分的中心偏離至成像區域的中心側。
19.根據權利要求16的固態成像裝置，其中相對于所述光接收部分不對稱地設置有位于每個所述光接收部分的兩側的部分最頂端層布線，且所述內層透鏡在不受所述不對稱布線的影響下形成。
20.根據權利要求16的固態成像裝置，其中所述布線由包括Al的金屬材料形成。
21.一種制造固態成像裝置的方法，其包括的步驟有在半導體區域上形成布線，在該半導體區域通過絕緣層布置多個每個包括光接收部分和MOS晶體管的像素，光接收部分在兩者之間；形成在其整個表面具有第一折射率的第一絕緣層；在對應于所述光接收部分的位置用掩模通過各向同性蝕刻選擇性地去除所述絕緣層以形成對應于每個光接收部分的凹面部分；形成在包括所述凹面部分的整個表面具有第二折射率的第二絕緣層；和平面化所述第二絕緣層且用所述第一和第二絕緣層使得所述第二絕緣層保留在所述凹面部分內以形成單一內層透鏡。
22.一種制造固態成像裝置的方法，其包括的步驟為在半導體區域形成布線，其中通過絕緣層布置多個每個包括光接收部分和MOS晶體管的像素，光接收部分在兩者之間；形成在其整個表面具有第一折射率的第一絕緣層；在對應于所述第一絕緣層上的各個光接收部分的位置以凸曲表面形成回流膜；用所述回流膜回蝕刻所述第一絕緣層且轉移所述的凸曲表面至所述絕緣層上；和在所述第一絕緣層上形成具有第二折射率的平面化膜以形成包括所述第一絕緣層和所述平面化膜的單一內層透鏡。
全文摘要
本發明涉及一種CMOS型固態成像裝置和制造其的方法，而且提供了一種能夠通過單一內層透鏡最佳地會聚光的固態成像裝置和一種能夠形成具有高精度的內層透鏡的制造方法。本發明的固態成像裝置包括多條布線和在光接收部分上方的多個透鏡，其中多個透鏡中的至少一個由單一內層透鏡形成。制造本發明的固態成像制造的方法包括用選擇蝕刻法在具有第一折射率的第一絕緣層上形成凹表面或凸表面和在具有第二折射率的第二絕緣層上形成凸表面或凹表面以形成對應于光接收部分的內層透鏡。
文檔編號H01L27/14GK1685514SQ0382317
公開日2005年10月19日 申請日期2003年9月18日 優先權日2002年9月27日
發明者東宮祥哲 申請人:索尼株式會社