[发明专利]CMOS图像传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种方法，包括：

在具有主像素区和虚拟像素区的半导体基板之上形成具有多个光电二极管的外延层；

在所述外延层之上沉积并平整化氧化物以形成器件钝化层；

在所述器件钝化层之上沉积并平整化氧化硅以形成氧化硅层；

在所述主像素区之上构图所述氧化硅以形成凹凸结构；

从多个暗矩阵元件形成暗矩阵图案，每个暗矩阵元件包括在形成所述氧化物图案的所述主像素区之上的双层和金属层；以及

形成与在所述主像素区中的所述光电二极管对准的微透镜。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光电二极管区之上的凸起氧化硅层的高度与在其余区域之上的凹入氧化硅层的高度之间的差异大约为400到1000。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述暗矩阵图案包括：

在所述基板的整个表面之上沉积由钛基材料构成的所述双层；

在所沉积的双层之上沉积金属以形成具有高柔性的金属层；以及

执行平整化工艺，直到暴露主像素区的氧化硅图案的顶部。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述主像素区的所述微透镜在所述氧化硅图案的暴露顶部之上形成。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双层由Ti和TiN形成。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属层由钨形成。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：

在所述虚拟像素区，形成具有与所述氧化硅图案凹入部分相等的厚度的平坦氧化硅层。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述主像素区的所述微透镜在所述暗矩阵元件之间形成。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，构图在所述主像素区之上的所述氧化硅以形成凹凸结构的步骤使用光致抗蚀剂工艺。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微透镜在所述虚拟像素区中的所述光电二极管之上形成并与该光电二极管对准。

11.一种装置，包括：

具有多个光电二极管的外延层，该外延层在半导体基板之上所限定的主像素区和虚拟像素区形成；

在所述外延层之上的器件钝化氧化物层；

在所述器件钝化氧化物层之上的氧化硅层，该氧化硅层具有在所述主像素区的凹凸图案和在所述虚拟像素区处的平坦图案；

多个暗矩阵元件，每一个包括在所述氧化硅层之上的双层和金属层；以及

与所述主像素区中光电二极管对准的微透镜。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述凹凸图案具有在将要形成光电二极管的光电二极管区与其余区域之间的氧化硅高度差异。

13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述氧化硅的平坦图案的厚度等于所述氧化硅的凹凸图案凹入部分厚度。

14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述器件钝化氧化物层包括位于所述外延层之上的用于信号处理的多个器件和用于互联各自信号处理器件的多个金属配线。

15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述双层包括Ti和TiN。

16.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述金属层包括钨。

17.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述微透镜在所述暗矩阵元件之间形成。

18.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述主像素区中的微透镜在所述氧化硅层的暴露部分之上。

19.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述虚拟像素区包括在光电二极管之上形成并且与该光电二极管对准的微透镜。

20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，金属层在所述虚拟像素区中的光电二极管之上形成，并且所述微透镜在所述金属层之上形成。