[发明专利]具有凸透镜结构的像元结构及制造方法

权利要求书

1.一种具有凸透镜结构的像元结构，其特征在于：其包括硅衬底上的光敏元件和用于标准CMOS器件的多层结构，该光敏元件的上方具有向下凸的下凸透镜和向上凸的上凸透镜，该上凸透镜位于下凸透镜的上方，并与下凸透镜组成全凸透镜；其中，所述多层结构包括CMOS工艺器件、接触孔层、铜互连线层以及PAD钝化层，所述多层结构的顶面的上设有容纳下凸透镜的容纳层，该容纳层具有凹槽，该下凸透镜设于该凹槽内。

2.根据权利要求1所述的具有凸透镜结构的像元结构，其特征在于：该凹槽底部由透光材料填充，该下凸透镜设于该透光材料的上方。

3.根据权利要求2所述的具有凸透镜结构的像元结构，其特征在于：该上凸透镜位于下凸透镜的上表面之上，并与下凸透镜为一体。

4.根据权利要求3所述的具有凸透镜结构的像元结构，其特征在于：所述多层结构的顶面与容纳层的中间还具有一层彩色滤光层。

5.根据权利要求4所述的具有凸透镜结构的像元结构，其特征在于：该容纳层为透光材料，该凹槽面积大于光敏元件区域的面积。

6.根据权利要求1至5任一项所述的具有凸透镜结构的像元结构，其特征在于：该光敏元件是光敏二极管。

7.一种权利要求1所述具有凸透镜结构的像元结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S301，在硅衬底上排布光敏元件和用于标准CMOS器件的多层结构，在多层结构表面涂覆第一透光材料，刻蚀该第一透光材料以形成凹槽，实现容纳层；

步骤S302，该凹槽底部填充第二透光材料，形成具有圆弧形凹形表面的半填充结构，去除凹槽外围的第二透光材料；

步骤S303，利用第三透光材料对凹形半填充结构进行填充，并涂覆盖没容纳层，刻蚀去除凹槽区域以外的第三透光材料；

步骤S304，加热并使第三透光材料熔融，利用其表面张力以形成上凸透镜，实现全凸透镜结构。

8.根据权利要求7所述的具有凸透镜结构的像元结构的制造方法，其特征在于：步骤S303包括利用第三透光材料对凹形半填充结构进行填充，形成下凸透镜，并实现表面平坦化；在第三透光材料上涂覆第四透光材料，并刻蚀去除下凸透镜区域以外的第四透光材料；步骤S304为加热并使第四透光材料熔融，利用其表面张力以形成上凸透镜，实现全凸透镜结构，其中，该第三透光材料与第四透光材料是不同材质，且第三透光材料的熔融温度高于第四透光材料的熔融温度。