專利名稱：包含高填充率的微透鏡陣列的互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器(CMOS imagers)，具體 說，涉及互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器的微透鏡陣列結(jié)構(gòu)和制造該微透 鏡陣列的方法。
背景技術(shù)：
相比于電荷耦合裝置(Charge Coupled Device, CDD)成像器，由于 依互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體技術(shù)制造的成像器成本低，所以目前得以日益 廣泛的應(yīng)用。最初，這些互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器用于制造質(zhì)量低 劣的低分辨率圖像傳感器(例如網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī))。如今，經(jīng)過在研發(fā)方面的 大量投資，互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器能夠與電荷耦合裝置成像器展 開競(jìng)爭(zhēng)。本發(fā)明就是改進(jìn)該成像器技術(shù)的一部分成果。
圖l表示利用互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器對(duì)圖片和/或視頻幀進(jìn)行 抓取的示例模塊，用于例如置入像移動(dòng)電話、照相機(jī)或者攝像機(jī)這樣的便 攜式設(shè)備。模塊1包含框架2、透鏡保持塊3、裝在透鏡保持塊3上的透鏡4、 紅外濾光片5和支架6?；パa(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器10安裝在支架6上 并且接收透過微透鏡和紅外濾光片的光。
互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器10歸入半導(dǎo)體芯片的形式，該成像器 包含幾個(gè)感光點(diǎn)，每個(gè)感光點(diǎn)形成一個(gè)像素(圖l未顯示)。每一像素包 含光敏二極管和用于控制和互連光敏二極管的電路。像素按矩陣方式排 列，像素矩陣上面是通常依照拜爾(Bayer)架構(gòu)(一排像素單元按紅綠 或綠藍(lán)交替排列)鋪展的紅、綠、藍(lán)濾光片的拼接。這樣以來，每一像素 都被指定原色-紅、綠或藍(lán)-濾光片所覆蓋，并提供與被指定的原色相關(guān)的 亮度信息，這些亮度信息形成像素信息。圖2是對(duì)應(yīng)于三個(gè)像素PIX1、 PIX2、 PIX3的區(qū)域內(nèi)互補(bǔ)型金屬氧化物 半導(dǎo)體成像器10的示意性剖視圖。從底部到頂部，能看到層ll、 12、 13、 14、 15和微透鏡L0 (L0-1、 L0-2、 L0-3)。層ll是上面放置成像器的半 導(dǎo)體基板。因此，該層ll代表成像器的有效部件并且包含光敏二極管和其 附屬的控制和互連電路(未詳述)。層12由介電材料形成，它完全覆蓋基 板ll。層13是互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體制造工藝的最后階段沉積在成像器 上的鈍化層(passivation layer)。層14由有色樹脂形成且包含紅、綠或者 藍(lán)色部分14-1、 14-2、 14-3，所述紅、綠或者藍(lán)色部分基于像素的單色濾 光片形成上述原色濾光片。層15是樹脂的中間層，其為微透鏡LO形成支承 并具有高平坦度。以像素形成的微透鏡為基礎(chǔ)，微透鏡LO排列在稱為 "MLA"的微透鏡陣列里。
圖3是表示像素PIXi結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器10的分解 剖視圖。像素的有色濾光片14和微透鏡L0-i表示成遠(yuǎn)離于有效部件12，該
有效部件未示出其介電材料以顯示其中所包含的組件。這樣，在置于基板 11中摻雜d的阱ll'上面形成的摻雜n+的光敏二極管121連同用于形成控制
和互連光敏二極管電路的元件一起表示出來。這些元件包含例如放大器晶 體管122 (amplifier transistor)、歹(J選擇總線晶體管123 (column selection bus transistor)、復(fù)位晶體管124 (resettransistor)、行選擇總線晶體管125 (row selection bus)。
圖3所示互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器的一個(gè)顯著特征是，光敏二 極管僅占據(jù)像素總表面的一部分，剩余的部分被用于控制和互連光敏二極 管的電路所占據(jù)?；谠撛颍パa(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體像素通常稱為"有 效像素"(activepixel)，相反地，對(duì)于電荷耦合裝置成像器的像素來說, 光敏二極管實(shí)質(zhì)上占據(jù)像素的整個(gè)表面。實(shí)際上，光敏二極管通常僅占像 素表面的50%。
微透鏡L0用于收集像素接收的光子并將其聚焦于光敏二極管121上。 如果不用微透鏡，成像器的產(chǎn)率(yield)(接收光能與收集并轉(zhuǎn)化為電壓 的光能的比值)會(huì)較差，所供圖像會(huì)具有低亮度和低對(duì)比度。所以，"填 充系數(shù)"("fill factor")是指像素有效表面(光敏二極管的表面)所占像素整個(gè)表面的百分比。提供微透鏡陣列會(huì)得到較高的填充系數(shù)。因而填充 系數(shù)與微透鏡所占表面與成像器有效部件的總表面的比值相對(duì)應(yīng)，因?yàn)槲?透鏡收集的所有光被認(rèn)為都發(fā)送到光敏二極管上了 。
圖4表示微透鏡陣列L0常規(guī)結(jié)構(gòu)的俯視圖。微透鏡有圓形基底和不變 的直徑，并且它們之間被稱作"間距"的中心與中心間的距離Pch分隔開
來；該間距對(duì)應(yīng)于光敏二極管陣列的間距。微透鏡最接近的邊和邊之間不
接觸，相距距離為s。該距離至通常減小至制造方法所能提供.的最小值口
min。作為實(shí)例，利用現(xiàn)有的光刻法，最好的最小間隔距離口min為0.4微 米。這樣，對(duì)于一個(gè)4微米的間距來說，微透鏡可選擇的最大直徑為3.6微 米。數(shù)學(xué)上，如考慮到微透鏡的圓形基底，則得到的填充系數(shù)約為64%。
因此，盡管提供了微透鏡陣列，但每一像素36%的表面，即成像器總 表面的36%也要損失。該缺點(diǎn)不僅歸因于微透鏡的圓形基底，而且歸因于 鄰近微透鏡的邊與邊之間的距離口min。
圖5A至圖5E所示為該微透鏡結(jié)構(gòu)的常規(guī)制造方法，包含如下步驟
將一層光敏聚合物樹脂21 (感光性樹脂)沉積于成像器晶片20上并軟 烤(softbake)該層樹脂(圖5A)，
將樹脂層21透過暴曬掩膜M0暴露于紫外光線下(圖5B)，
用有機(jī)溶劑從樹脂層21除去被暴曬部分(圖5C)，得到扁平球粒P0 陣列，
使球粒PO熱蠕變得到上表面向外凸起的微透鏡LO (圖5D)， 二次焙烤微透鏡LO以確保其硬化(圖5E)。
所用樹脂是一種陽性樹脂，即紫外照射后在合適溶劑(浸蝕劑)存在 下具有良好溶解性。這樣，暴曬掩膜MO的暗區(qū)形狀與要制造的微透鏡的 形狀相同，分布在暗區(qū)間的透明區(qū)域?qū)?yīng)于要除去的樹脂區(qū)域。微透鏡LO 的邊之間的最小間隔距離Qmin對(duì)應(yīng)于掩膜MO暗區(qū)間的最小距離。當(dāng)?shù)陀?最小距離時(shí)，未完全分開的球粒PO的邊上出現(xiàn)閃光，導(dǎo)致蠕變階段后微透 鏡形狀變形?？傊鲜鑫⑼哥R的常規(guī)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是填充系數(shù)遠(yuǎn)不及100%的理想
值， 一方面是因?yàn)橄拗铺畛涞奈⑼哥R的圓形形狀，另一方面是因?yàn)槲⑼哥R
邊之間的最小間隔距離口min。
所以，本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供一種微透鏡陣列結(jié)構(gòu)，其填充系數(shù) 高于常規(guī)微透鏡陣列所能提供的填充系數(shù)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造微透鏡陣列的方法，該陣列中微 透鏡緊密排布而不留邊間空隙。

發(fā)明內(nèi)容
為達(dá)到這些目的，本發(fā)明提供互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體的成像器，該 成像器包含感光點(diǎn)陣列和微透鏡陣列，其中微透鏡陣列包含第一類微透鏡 和第二類微透鏡，第一類微透鏡用具有第一半徑的第一圓形模板制成，第 二類微透鏡用具有第二半徑的第二圓形模板制成，其中第二半徑小于第一 半徑，第一模板和第二模板具有交迭區(qū)域。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，模板的交迭區(qū)域被第二類微透鏡所占據(jù)，第一類微 透鏡具有帶圓邊的八角形的基底且并不占據(jù)交迭區(qū)域。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第二類微透鏡在模板的交迭區(qū)域覆蓋第一類微透
鏡o
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一類微透鏡為多焦點(diǎn)而第二類微透鏡為單焦點(diǎn)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一模板和第二模板的半徑為使得第一模板的表面 減去交迭區(qū)域的表面等于第二模板的表面。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一類微透鏡和第二類微透鏡依不變間距Pch交替 分布，并且第一模板的半徑等于符合下述方程的R1值Rl = l/2(。2*PCh-□)，其中口指兩個(gè)鄰近的第一類微透鏡的邊間距離。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，成像器包含第一類微透鏡和第二類微透鏡的最接近 的邊之間的間隔距離，其等于成像器制造方法的公差。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，成像器包含第一類微透鏡和第二類微透鏡最接近的 邊之間的間隔距離，其等于零或者小于成像器制造方法的公差。
本發(fā)明還涉及到一種便攜式裝置，例如移動(dòng)電話、照相機(jī)或者攝像機(jī)， 該裝置包含根據(jù)本發(fā)明的成像器。
本發(fā)明還涉及包含感光點(diǎn)陣列的互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器的 制造方法，該方法包含在成像器的一面制造微透鏡陣列的步驟，該制造微 透鏡陣列的步驟包含制造第一類微透鏡的步驟和制造第二類微透鏡的步 驟，第一類微透鏡用具有第一半徑的第一圓形模板制得，第二類微透鏡用 具有第二半徑的第二圓形模板制得，其中第二半徑小于第一半徑，第一模 板和第二模板具有交迭區(qū)域。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一類微透鏡制成具有帶圓邊的八角形的基底，并 且不鋪展到第一模板和第二模板的交迭區(qū)域。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該方法包含制造具有帶圓邊的八角形輪廓的樹脂球 粒的步驟，和使該球粒蠕變制得第一類微透鏡的步驟。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該方法包含制造具有圓形輪廓的第一類微透鏡的步 驟和蝕刻第一類微透鏡以使第一類微透鏡具有帶圓邊的八角形的基底的 步驟。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第二類微透鏡在第一類微透鏡之后制得且在模板交 迭區(qū)域覆蓋第一類微透鏡。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該方法包含預(yù)先計(jì)算第一和第二模板的半徑，使得 第一模板的表面減去交迭區(qū)域的表面等于第二模板的表面的步驟。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一類微透鏡和第二類微透鏡依不變間距Pch交替
分布，并且該方法包含按照如下方程確定第一模板的半徑R1的步驟Rl =
1/2(口2fPch-口)，其中口是兩個(gè)鄰近的第一類微透鏡的邊之間的距離。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，制造第一類微透鏡的步驟和制造第二類微透鏡的步 驟同時(shí)進(jìn)行。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該方法包含以下步驟將一層樹脂沉積于成像器晶 片上，透過暴曬掩膜暴曬該層樹脂，從該層樹脂除去被暴曬部分，以得到 第一類和第二類樹脂球粒，以及使第一類球粒和第二類球粒熱蠕變，以得 到第一類和第二類微透鏡。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，制造第二類微透鏡的步驟在制造第一類微透鏡的步 驟之后進(jìn)行。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該方法包含以下步驟將第一層樹脂沉積于成像器 晶片上，透過第一暴曬掩膜暴曬第一層樹脂，從該層樹脂除去被暴曬部分， 以得到第一類樹脂球粒，使球粒熱蠕變以得到第一類微透鏡，將第二層樹 脂沉積于成像器晶片上，透過第二暴曬掩膜暴曬第二層樹脂，從該層樹脂 除去被暴曬部分，以得到第二類樹脂球粒，使第二類球粒熱蠕變以得到第 二類微透鏡。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，使第一暴曬掩膜的形狀形成使第一類樹脂球粒具有 帶圓邊的八角形輪廓。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該方法包含以下步驟將第一層樹脂沉積于成像器 晶片上，透過第一暴曬掩膜暴曬第一層樹脂，從該層樹脂除去被暴曬部分， 以得到具有圓形輪廓的第一類樹脂球粒，使球粒熱蠕變以得到具有圓形基 底的第一類微透鏡，蝕刻第一類微透鏡使得該第一類微透鏡具有帶圓邊的 八角形基底，將第二層樹脂沉積于成像器晶片上，透過第二暴曬掩膜暴曬 第二層樹脂，從樹脂中除去被暴曬部分，以得到第二類樹脂球粒，使第二 類球粒熱蠕變以得到第二類微透鏡。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，蝕刻第一類球粒的步驟通過氣態(tài)等離子體進(jìn)行。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，蝕刻第一類球粒的步驟透過蝕刻掩膜進(jìn)行，該蝕刻 掩膜通過在成像器晶片上沉積一層掩膜樹脂、透過暴曬掩膜暴曬該層掩膜 樹脂、以及除去被暴曬的掩膜樹脂以獲得蝕刻掩膜而形成。


結(jié)合以下但并不限于以下附圖，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的微透鏡陣列和該微透 鏡的不同制造方法的如下具體說明會(huì)詳細(xì)展示本發(fā)明的這些以及其它目 的、優(yōu)點(diǎn)及其新穎性
前述圖l表示采用互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器的幀抓取模塊，
前述圖2是互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器的示意性剖視圖，
前述圖3是互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器的像素的分解圖，
前述圖4是互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器的一種常規(guī)微透鏡陣列的
俯視圖，
前述圖5A至5E表示制造圖4中微透鏡陣列的一種常規(guī)方法，
圖6是根據(jù)本發(fā)明的微透鏡陣列的俯視圖，包含第一類微透鏡和第二 類微透鏡，
圖7是表示確定第二類微透鏡半徑的步驟的圖示，
圖8A至8E是表示制造圖6微透鏡陣列的第一種方法的剖視圖，
圖9表示第一種方法所用的暴曬掩膜，
圖10是依照第一種方法制得的微透鏡陣列的俯視圖，
圖11是第一類微透鏡的俯視圖，圖12A和圖12B是該微透鏡依照兩個(gè) 不同截面軸的剖視圖，
圖13表示依照第一種制造方法制得的第一類微透鏡的光學(xué)性質(zhì)，
圖14表示依照第二種制造方法制得的第二類微透鏡的光學(xué)性質(zhì)，
圖15A至15J為制造圖6中微透鏡陣列的第二種方法的剖視圖，
圖16和圖17表示第二種方法所用的暴曬掩膜，
圖18是依照第二種方法制得微透鏡陣列的俯視圖，
圖19A至19J是制造圖6中微透鏡陣列的第三種方法的剖視圖，
圖20和圖21表示第三種方法所用的暴曬掩膜，
圖22是依照第三種方法制得的微透鏡陣列的剖視圖的等效圖，圖23是對(duì)應(yīng)于圖19F剖視圖的俯視圖，表示制造過程中的微透鏡， 圖24是依照第三種方法制得的微透鏡陣列的俯視圖， 圖25表示依照第三種方法制得的第一類微透鏡的光學(xué)性質(zhì)， 圖26表示依照第三種方法制得的第二類微透鏡的光學(xué)性質(zhì)， 圖27A至270是表示制造圖6中微透鏡陣列的第四種方法的剖視圖， 圖28、 29、 30表示第四種方法所用的暴曬掩膜， 圖31是依照第四種方法制得的微透鏡陣列的俯視圖， 圖32表示依照第四種方法制得的第一類微透鏡的光學(xué)性質(zhì)，并且 圖33表示依照第四種方法制得的第二類微透鏡的光學(xué)性質(zhì)。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的微透鏡陣列的結(jié)構(gòu)
圖6是根據(jù)本發(fā)明的微透鏡陣列俯視圖的簡(jiǎn)要表示。俯視圖中微透鏡 的形狀對(duì)應(yīng)于微透鏡基底的形狀。該陣列包含第一類微透鏡L1，或者用第 一模板G1制得的微透鏡L1，和第二類微透鏡L2，或者用第二模板G2制得 的微透鏡L2。模板用點(diǎn)畫線表示，微透鏡基底用實(shí)線表示。
微透鏡陣列有下列總體特征
模板G1和G2為半徑為R1和R2的圓形，并且依照陣列的行和列交替排 布，陣列的行和列用形成網(wǎng)格的水平點(diǎn)畫線和垂直點(diǎn)畫線表示，
微透鏡L1中心和相鄰微透鏡L2中心的距離等于對(duì)應(yīng)互補(bǔ)型金屬氧化 物半導(dǎo)體成像器的感光點(diǎn)(像素)陣列的間距Pch，所以也是微透鏡陣列 的間距，
半徑Rl和半徑R2的總和大于間距Pch，這樣，模板Gl和G2有交迭區(qū)域， 如圖所示，
微透鏡L2的基底具有與模板G2對(duì)應(yīng)的形狀(這樣，模板G2的點(diǎn)畫線 被代表微透鏡L2的實(shí)線覆蓋)，微透鏡L1基底形狀界定一個(gè)區(qū)域，該區(qū)域?qū)?yīng)于模板G1所覆蓋的區(qū) 域，從該區(qū)域減去與相鄰微透鏡L2的模板G2交迭的區(qū)域(每個(gè)微透鏡L1 有四個(gè)交迭區(qū)域)。
結(jié)果是，微透鏡L1基底具有"帶圓邊的八角形狀"，其具有對(duì)應(yīng)于模 板Gl角形部分的四個(gè)正向彎曲的邊Sll、 S12、 S13、 S14，和對(duì)應(yīng)于相鄰 微透鏡L2模板G2角形部分的四個(gè)負(fù)向彎曲的邊S15、 S16、 S17、 S18。
確定模板G1和G2
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，所選微透鏡L1和L2的有效表面(實(shí)際表面) 選擇成相同的，這樣以來，微透鏡L1所覆蓋的感光點(diǎn)接收的光的量與微透 鏡L2所覆蓋的感光點(diǎn)所接收的光的量相同(在相同光照條件下)。因此， 優(yōu)選確定模板的半徑R1和R2使得微透鏡L1和L2的有效表面相同。為此目 的，先算出半徑R1，然后根據(jù)半徑R1確定半徑R2。
Rl的計(jì)算指兩個(gè)+齡Pf^^Ll，即屬于兩個(gè)禾齡財(cái)訝口兩個(gè)木齡咧的兩個(gè)I^M 鏡的中心01和中心Q2力司的距離。足g^
等于P輛J網(wǎng)格的對(duì)角線，也ft^說:=。[Pch2+Pch2] (1) 另外，微G1的雜R1月^Ut弒
2R1+ □ =
(2)
其中，s是+齡鵬個(gè)tt^竟Li6mt間的足瞎。
結(jié)合(1)和(2)推出，咲系
Rl = 1/2(V2氺Pch國(guó)口) (3) 鵬被隨s,、至審隨方激凝的最/嫩8min (此方湖么嗜)，總駄 填減數(shù)，結(jié)果艷R1等于
Rl = l/2(E12*Pch-nmin) (4)這樣，例如，如果間距Pch等于4微米并且口min等于0.4微米，則半 徑R1等于2.63微米。
R2的計(jì)算
由己知的Pch和口min的值得知半徑Rl，就可以利用圖7所示示圖求出 L1類微透鏡和L2類微透鏡表面相等的方程式。該圖的橫坐標(biāo)軸以)Lim為刻 度單位、縱坐標(biāo)軸以iam2 (平方微米)為刻度單位。畫出代表當(dāng)R2增大時(shí) 微透鏡L2表面值的曲線SC2，以及接下畫出依據(jù)R2 (Rl為常數(shù))代表微透 鏡L1表面的曲線SC1 。因?yàn)樵摫砻娴拿娣e等于模板G1的面積減去交迭區(qū)域 的面積，所以當(dāng)R2增大時(shí)該表面減小，當(dāng)R2減小時(shí)該表面增大。所以， 這兩條曲線有一個(gè)交點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)于微透鏡L1和L2的表面一致的點(diǎn)。交點(diǎn)的 橫坐標(biāo)為所需的R2值。例如，當(dāng)R1等于2.63微米時(shí)半徑R2必須等于約2.22 微米，因?yàn)槲⑼哥RL1和L2的表面要相同。實(shí)際上，利用包含計(jì)算微透鏡表 面算法的可選模擬軟件也能確定半徑R2，例如像ZEMAX模擬器(ZEMAX simulator)。
微透鏡陣列的該結(jié)構(gòu)有能提供高填充系數(shù)(與陣列整個(gè)表面相比微透 鏡陣列的有用表面)的優(yōu)點(diǎn)。微透鏡L1可以為單焦點(diǎn)(對(duì)應(yīng)光敏二極管上 很少光點(diǎn))或者多焦點(diǎn)(光敏二極管上的光斑)，而微透鏡L2優(yōu)選為單焦占。
優(yōu)選地,微透鏡L1的焦距必須實(shí)質(zhì)上等于微透鏡L2的焦距并且該共同 焦距必須對(duì)應(yīng)于微透鏡陣列和光敏二極管陣列間的距離(圖2中層12、 13、 14、 15的厚度)。焦距作為微透鏡半徑和高度的函數(shù)，如果第一類微透鏡 L1和第二類微透鏡L2的焦距相同則它們的高度原則上不同。例如，半徑 R1等于2.63微米的單焦點(diǎn)微透鏡L1和半徑R2等于2.22微米的單焦點(diǎn)微透 鏡L2，要得到約8微米的相同焦距，必須各自具有高度Hb930納米和高度 H2二672納米。不過，也取得折衷，下文會(huì)述及微透鏡L1和L2高度相同的 一個(gè)實(shí)施例。最后，微透鏡L1制成多焦點(diǎn)，確定微透鏡L1高度使得透鏡的平均焦距
(最小焦距和最大焦距之間的平均值)優(yōu)選地等于微透鏡陣列和光敏二極 管陣列間的距離，以避免光斑擴(kuò)延超出光敏二極管的范圍。
微透鏡陣列的制造
下面說明根據(jù)本發(fā)明的制造微透鏡陣列的四種方法。這四種方法將被
稱為"方法l""方法2""方法3"和"方法4"，并分別由組圖8A-8E、 組圖15A-15J、組圖19A-19J和組圖27A-270進(jìn)行說明。
這些不同方法中，微透鏡陣列在由層20所表示的成像器晶片上制成。 該層20包含圖2所示的層11至層15，層ll (基板和組件)形成該成像器的 有效部件。
盡管上述附圖僅描述少數(shù)微透鏡陣列的制備，方法1至方法4可用于在 硅晶片上一起制造數(shù)個(gè)成像器，然后裁切得到單個(gè)成像器芯片。
每種方法包含以下步驟沉積和軟烤一層或者兩層樹脂，透過暴曬掩 膜(陽性樹脂)暴曬樹脂層，從樹脂中除去被暴曬的部分，使停留在成像 器晶片上的樹脂蠕變和硬化樹脂。這些步驟視工藝參數(shù)按常規(guī)執(zhí)行。因而， 通過在成像器晶片20的中心沉積定量的陽性樹脂并通過離心法鋪展晶片 上的樹脂來進(jìn)行沉積樹脂層的步驟。在數(shù)十秒內(nèi)溫度約100。C進(jìn)行軟烤的 步驟。在對(duì)應(yīng)于約300毫焦光子能量轉(zhuǎn)化的一段時(shí)間內(nèi)用紫外光實(shí)施暴曬 的步驟。除去被暴曬樹脂的步驟包含在確定溫度下(例如23°)將樹脂層 浸入有機(jī)溶劑槽中并持續(xù)約數(shù)十秒(例如80秒)的步驟。通過將樹脂暴曬 于大約200。C至240。C溫度下約數(shù)十秒(例如30秒到60秒)執(zhí)行蠕變步驟。 最后，硬化步驟是微透鏡二次烘烤步驟，在約200。C的溫度下幾分鐘的時(shí) 間內(nèi)進(jìn)行。
方法l，圖8A至8E
該方法僅使用一個(gè)暴曬掩膜MIO，如圖9所示(局部視圖)，其包含 帶圓邊的八角形的暗區(qū)M(L 1),和蝕刻樹脂層21的同時(shí)制造L 1類微透鏡和 L2類微透鏡的圓形暗區(qū)M(L2)。掩膜M10暗區(qū)間的最小距離，例如0.4微米，由該方法所決定，其限定了兩個(gè)微透鏡間的最小距離口min (邊與邊之間 的距離)。
方法l更具體地包含下列步驟
將樹脂層21沉積于成像器晶片20上并軟烤該層樹脂(圖8A)，
透過掩膜M10將該層樹脂暴露于紫外光線下(圖8B)，
從樹脂層21除去被暴曬的部分，得到第一類樹脂球粒P1和第二類樹脂 球粒P2 (圖8C)，
使球粒P1和球粒P2熱蠕變得到第一類微透鏡U和第二類微透鏡L2 (圖8D),
硬化微透鏡L1和微透鏡L2 (圖8E)。
圖10是所得微透鏡陣列的俯視圖(局部視圖)。Ll類微透鏡的基底如 上所述為帶圓邊的八角形狀，而微透鏡L2也如上所述為圓形(參見R1和 R2的計(jì)算)。這里，球粒P1和P2在蝕刻該層樹脂時(shí)給出這些八角形和圓形 的形狀(圖8C)，球粒上表面在蠕變效應(yīng)下"膨脹"而形成微透鏡向外凸 起的上表面之后界定微透鏡基底的形狀。由于使用陽性樹脂所以掩膜MIO 的暗區(qū)具有和球粒P1以及P2—樣的形狀。
球粒P1具有帶圓邊的八角形狀而球粒P2為圓形，球粒P1蠕變后所得微 透鏡L1為多焦點(diǎn)而微透鏡L2為單焦點(diǎn)。參照?qǐng)D11至圖14將更易理解。
圖11表示微透鏡L1的俯視圖，圖12A表示微透鏡L1依圖11所示軸AA' 的剖視圖，圖12B表示依也示于圖11中的軸BB'的微透鏡L1。軸AA'是微透 鏡Ll最大直徑的軸且沿該軸微透鏡具有直徑Dlmax。軸BB'是微透鏡L1最 小直徑的軸且沿該軸微透鏡具有直徑Dlmin。因此，如圖13所示，微透鏡 Ll等同于數(shù)個(gè)不同直徑的微透鏡，每一該微透鏡具有確定的焦距，該焦距 包含在對(duì)應(yīng)于最小直徑Dlmin的最小焦距DFlmin和對(duì)應(yīng)于最大直徑 Dlmax的最大焦距DFlmax之間。微透鏡Ll具有的平均焦距DFlav (焦距的 平均值)必須優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于微透鏡陣列和成像器光敏二極管陣列之間的距 離，以使微透鏡所提供的光斑不超過光敏二極管的范圍。相反地，如圖14所示，微透鏡L2僅具有一個(gè)焦距DF2，其也必須優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于微透鏡陣列 平面和成像器光敏二極管陣列平面之間的距離。
為使微透鏡Ll的平均焦距DFlav等于微透鏡L2的焦距DF2，微透鏡L1 必須有確定的高度且微透鏡L2具有不同于H1的高度H2。這些高度隨著蝕 刻前樹脂層的厚度，即樹脂球粒蠕變前的高度而變化。通過由樹脂生產(chǎn)商 提供或者通過實(shí)驗(yàn)建立的計(jì)算可給出球粒高度和微透鏡厚度之間的關(guān)系。 不過，由同一樹脂層所制得的微透鏡L1和L2有必要達(dá)到折衷。例如，選擇 樹脂層的厚度使得微透鏡L1的實(shí)際高度和理論值H1的差值約等于微透鏡 L2的實(shí)際高度和理論值H2的差值。
因?yàn)榫嚯x口min必須考慮在同類或者不同類相鄰微透鏡的邊之間，因 此實(shí)施方法1所得的填充系數(shù)約為80% 。
方法2至4
現(xiàn)對(duì)方法2至4進(jìn)行說明，其有利地具有下列特征-
利用兩層樹脂差異化控制L1類微透鏡和L2類微透鏡的高度，
抑制相鄰的Ll類微透鏡和L2類微透鏡的邊之間的距離口min,并獲得 約為96%的填充系數(shù)，
得到L1類單焦點(diǎn)微透鏡(僅方法3和4)。
盡管得到單焦點(diǎn)微透鏡L1在此處是優(yōu)點(diǎn)，制造多焦點(diǎn)微透鏡L1 (方法 l和方法2)對(duì)實(shí)施本發(fā)明來說并不必然是缺點(diǎn)，重要的是多焦點(diǎn)微透鏡所 得的光斑不超出光敏二極管的范圍。因此，實(shí)際上，最好方法的選擇取決 于所用光刻設(shè)備的特征和性能，以及微透鏡的成本價(jià)格。可以在方法的準(zhǔn) 確性(微透鏡特征分布)、所得微透鏡的類型(多焦點(diǎn)或者單焦點(diǎn))之間 取得折衷，也可以把目標(biāo)應(yīng)用考慮在內(nèi)(精密成像器(quality imagers)或 者"下限"成像器("bottom陽of畫the陽range" imagers))。
方法2，圖15A至15J
該方法不同于方法1之處在于，微透鏡L 1和微透鏡L2通過兩層樹脂21 、 22和圖16及17所示(局部視圖)的兩種暴曬掩膜M20和M21制造。掩膜M20包含使L1類微透鏡首先制造出來的帶圓邊的八角形暗區(qū)M(L1)。掩膜 M21包含接下來使L2類微透鏡制造出來的圓形暗區(qū)M(L2)。
更具體地講，方法2包含下列步驟
將樹脂層21沉積于成像器晶片20上并軟烤該層樹脂層21 ， 透過掩膜M20暴曬該層樹脂層21 ，
從該樹脂層21除去被暴曬的部分得到第一類樹脂球粒P1 (圖15C)， 使球粒熱蠕變得到第一類微透鏡L1 (圖15D)， 通過二次烘烤硬化微透鏡L1 (圖15E),
將樹脂層22沉積于成像器晶片20上并軟烤該樹脂層22 (圖15F)， 透過掩膜M21暴曬該樹脂層22 (圖15G)，
從該樹脂層22除去被暴曬的部分，得到第二類樹脂球粒P2 (圖15H), 使球粒P2熱蠕變得到第二類微透鏡L2 (圖151)， 硬化微透鏡L2 (圖15J)。
像沉積樹脂層21—樣來沉積樹脂層22，通過離心，樹脂通過毛細(xì)管現(xiàn) 象以及離心力的作用下在沒有樹脂的區(qū)域鋪展，并在微透鏡L1之間鋪展。 在蝕刻該樹脂層22的過程中，微透鏡L1不受有機(jī)溶劑的侵蝕，因?yàn)槎魏?烤工藝補(bǔ)償樹脂對(duì)蝕刻劑(etchingagent)的耐受。
所以，由于對(duì)樹脂層21和22厚度的相應(yīng)控制，微透鏡L1和L2的各自高 度在這里以差異化的方式進(jìn)行調(diào)整。這樣，微透鏡L1和L2的焦距可更精準(zhǔn) 地得以控制，使它們相等或者接近。
如前所述，由于球粒P1在蠕變前具有掩膜M20所給予的帶圓邊的八角 形輪廓，所以L1類微透鏡是多焦點(diǎn)的。如前所述，由于球粒P2在蠕變前具 有掩膜M21所給予的圓形輪廓，所以L2類微透鏡是單焦點(diǎn)的。
同樣值得注意的是上述優(yōu)點(diǎn)相鄰的L1類微透鏡的邊之間的最小距離 口min不會(huì)受到抑制(參見圖16中的掩膜M20)，但由于進(jìn)行兩層樹脂的 蝕刻并用到兩種暴曬掩膜，所以相鄰的L1類微透鏡和L2類微透鏡的邊之間距離會(huì)受到抑制。為此，掩膜M21的暗區(qū)M(L2)應(yīng)具有適合的直徑。這樣 就得到圖18所示微透鏡陣列，其中微透鏡L1的邊緊鄰微透鏡L2的邊，填充 系數(shù)約為96%。
最后，樹脂層21、 22優(yōu)選用相同樹脂制得，并因此具有相同的光學(xué)性 質(zhì)。不過，在所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可研究得知的變型中，可以使用具有 不同光學(xué)指標(biāo)的樹脂，從而更自由地選擇微透鏡的高度。
方法3，圖19A至19J
和方法2—樣，該方法包含沉積兩層樹脂21、 22。此處的這些層勢(shì)必 用相同樹脂制得，具有相同光學(xué)性質(zhì)(指標(biāo))，原因見下文。
方法3不同于方法2之處在于，在經(jīng)蠕變得到帶圓邊的八角形前不蝕刻 制得微透鏡L1的球粒P1。這些球粒用暴曬掩膜M30制得，如圖20所示(局 部視圖)，暴曬掩膜包含具有圓形輪廓的暗區(qū)M(L1)。因此，球粒L1蠕變 之后，得到單焦點(diǎn)微透鏡L1。此外，用如圖21 (局部視圖)所示的暴曬掩 膜M31制得L2類微透鏡，該暴曬掩膜與方法2中的掩膜M21 (圖17)相同， 也具有圓形輪廓。為得到表征微透鏡L1俯視圖下的帶圓邊的八角形，將微 透鏡L2形成于微透鏡L1上的交迭區(qū)域上。
更具體地講，方法3包含下列步驟
將樹脂層21沉積于成像器晶片20上并軟烤該樹脂層21 (圖19A)， 透過掩膜M30暴曬該樹脂層21 (圖19B)，
從該樹脂層21除去被暴曬的部分，得到在這里是圓形的P1類樹脂球粒 (圖19C)，
使球粒P1熱蠕變，得到單焦點(diǎn)的第一類L1微透鏡(圖19D)， 通過二次烘烤硬化微透鏡L1 (圖19E),
將樹脂層22沉積于成像器晶片上并軟烤該樹脂層22 (圖19F)， 透過掩膜M31暴曬該樹脂層22 (圖19G)，
從該樹脂層22除去被暴曬的部分，得到此處覆蓋微透鏡L1的邊的P2 類樹脂球粒(圖19H)，使球粒P2熱蠕變，得到第二類L2微透鏡(圖191)， 通過二次烘烤硬化微透鏡L2 (圖19J)，
圖23是微透鏡陣列形成過程中，在沉積樹脂22層之后、蝕刻該層之前 (步驟見圖19F)，的俯視圖。微透鏡L1被樹脂層22部分覆蓋且僅僅微透 鏡頂部從層22中出現(xiàn)。蝕刻樹脂層22并使球粒P2蠕變之后，得到圖24所示 的微透鏡陣列，該俯視圖中的陣列與用方法2所得陣列相同(圖18)。
依對(duì)應(yīng)于微透鏡L1最小直徑的截面軸(也就是通過交迭區(qū)域的軸)， 圖22的剖視圖是圖19I或者19J所示微透鏡陣列的等效圖(在光學(xué)層面上)。 該等效圖說明，如果由相同樹脂制成微透鏡，微透鏡L2與微透鏡L1的交迭 不改變微透鏡的光學(xué)性質(zhì)。更準(zhǔn)確地說，該等效圖顯示示微透鏡L1和L2 不留空隙地肩并肩地排列，并且垂直邊沿S1和S2相互平行。換句話說，從 光學(xué)角度來看，被微透鏡L2的樹脂所覆蓋微透鏡L1的樹脂是微透鏡L2的 一部分而不屬于微透鏡U。很明顯，圖22所示的垂直邊沿僅涉及到交迭區(qū) 域微透鏡L1、 L2向外凸出的上表面在未交迭區(qū)域具有去往微透鏡基底的 圓的弧形輪廓。
所屬領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)注意到，因?yàn)榻坏鼌^(qū)域，與對(duì)應(yīng)于模板G2的理論 有效表面相比，微透鏡L2的有效表面實(shí)質(zhì)上減小。相反地，與模板G1表 面減去與模板G2交迭區(qū)域的表面所對(duì)應(yīng)的理論有效表面相比，微透鏡L1 的有效表面實(shí)質(zhì)上增大。因此，模板G1、 G2與設(shè)計(jì)時(shí)的理論模板相比得 以修正，以考慮到由于交迭區(qū)域而引起的有效表面的變化。
圖25和26分別表示依微透鏡L1和L2最小直徑的截面軸、以及依這些微 透鏡隨其高度H1和H2而變化的各自焦距DF1和DF2的微透鏡L1和L2的剖 視圖。此處，微透鏡L1為單焦點(diǎn)，其焦距DF1如果不接近，就優(yōu)選地等于 微透鏡L2的焦距DF2。
方法4，圖27A至270
方法4不同于方法3之處在于，使用三層樹脂21、 210、 22和圖28、 29、 30所示的三個(gè)暴曬掩膜M40、 M210、 M41。樹脂層210是臨時(shí)層，其利用 掩膜M210蝕刻形成蝕刻掩膜P210，該蝕刻掩膜使用后被抑制。該蝕刻掩膜能使微透鏡L 1通過氣態(tài)等離子體蝕刻，從而給出帶圓邊的八角形的微透
鏡L1的基底。這樣，如圖29所示，掩膜M210包含帶圓邊的八角形的暗區(qū) M(H)。
掩膜M40用來蝕刻樹脂層21且與方法3中的掩膜M30相同。因此而得到 圓形球粒P1且所得微透鏡L1為單焦點(diǎn)，盡管接下來用等離子體進(jìn)行處理蝕 刻為帶圓邊的八角形。掩膜M41同樣用以蝕刻樹脂層22且制成微透鏡L2， 該掩膜與方法3中的掩膜M3 l相同。
方法4更具體地包含下列步驟
將樹脂層21沉積于成像器晶片20上并軟烤該樹脂層21 (圖27A)，
透過暴曬掩膜M40暴曬該樹脂層21 (圖27B)，
從樹脂層21除去被暴曬的部分，得到圓形的樹脂球粒P1 (圖27C)，
使球粒P1熱蠕變，得到單焦點(diǎn)圓形基底的微透鏡L1 (圖27D)，
通過二次烘烤硬化微透鏡L1 (圖27E)，
將樹脂層210沉積于成像器晶片上并軟烤該樹脂層(圖27F),
透過暴曬掩膜M210暴曬該樹脂層210 (圖27G)，
從層210除去被暴曬的部分，在樹脂P210里得到暴曬掩膜，其是暴曬 掩膜M210的映像，該掩膜包含覆蓋微透鏡L1的帶圓邊的八角形區(qū)域(圖 27H和圖29:暴曬掩膜M210的形狀)，
透過樹脂P210里的蝕刻掩膜等離子體蝕刻微透鏡L1，以使微透鏡L1 具有帶圓邊的八角形狀(圖271)，
用有機(jī)溶劑除去樹脂里蝕刻掩膜的剩余部分(圖27J)(等離子體蝕 刻過程中一部分蝕刻掩膜的厚度被破壞)，
將樹脂層22沉積于成像器晶片上并軟烤該樹脂層22 (圖27K)，
透過暴曬掩膜M41暴曬該樹脂層22 (圖27L)，
從層22除去被暴曬的部分，得到樹脂球粒P2 (圖27M)，
使球粒P2熱蠕變，得到微透鏡L2 (圖27N)，并且通過二次烘烤硬化微透鏡(圖27CO ，
圖27J至270中等離子體蝕刻給出模板G1、 G2交迭區(qū)域的微透鏡L1的 右垂直邊沿。如圖31所示，俯視圖中的微透鏡陣列與方法2和3所得的陣列 相同。
圖32和33分別表示依微透鏡L1最小直徑的截面軸的微透鏡L1和L2 的剖視圖，也表示隨其高度H1和H2變化的微透鏡L1和L2的焦距DF1和 DF2。如同方法2，微透鏡L1為單焦點(diǎn)，其焦距DF1如果不接近，就優(yōu)選地 等于微透鏡L2的焦距DF2。
所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)清晰發(fā)現(xiàn)，能夠提供這些方法的其他不同 實(shí)施例，并且也能夠用其他沉積和形成微透鏡的方法制造微透鏡。
依照本發(fā)明的微透鏡陣列結(jié)構(gòu)本身易被修改，尤其是依照成像器表面 的感光點(diǎn)分布。例如， 一些成像器在其中心或者邊緣具有較大密度的感光 點(diǎn)，以用"魚眼"鏡頭拍攝具有不變像素密度的照片(廣角鏡頭可到180。)。 這種情況下，成像器感光點(diǎn)密度較低的區(qū)域可以用微透鏡陣列的常規(guī)結(jié)構(gòu) 覆蓋，成像器感光點(diǎn)密度較高的區(qū)域可以用依照本發(fā)明的微透鏡陣列結(jié)構(gòu) 覆蓋。依照陣列的區(qū)域得到一種混合微透鏡陣列，其包含不同于L1類和L2 類微透鏡的分布。也能夠提供任何其他微透鏡L1、 L2的組合，例如組合 L2-L2/L1/L2-L2,組合L1-L1/L2-L2-L2/L1-L1等。(符號(hào)"/"表示存在交 迭區(qū)域，而"-"表示不存在交迭區(qū)域)。
權(quán)利要求
1.互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器，包含感光點(diǎn)陣列和微透鏡陣列，其特征在于微透鏡陣列包含第一類微透鏡(L1)和第二類微透鏡(L2)，第一類微透鏡(L1)用具有第一半徑(R1)的第一圓形模板(G1)制成，第二類微透鏡(L2)用具有第二半徑(R2)的第二圓形模板(G2)制成，其中第二半徑小于第一半徑，并且第一模板(G1)和第二模板(G2)具有交迭區(qū)域。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的成像器，其中模板(G1,G2)的交迭區(qū)域被第二類微透鏡(L2)所占據(jù)，并且第一類微透鏡(Ll)具有帶圓邊(S11, S12, S13, S14， S15， S16， S17, S18)的八角形的基底并且不占據(jù)交迭區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的成像器，其中第二類微透鏡(L2)在模板交 迭區(qū)域覆蓋第一類微透鏡(Ll)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像器，其中第一類微透鏡(Ll)為多焦點(diǎn) 而第二類微透鏡(L2)為單焦點(diǎn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2和3其中之一所述的成像器，其中第一類微透鏡 (Ll)和第二類微透鏡(L2)是單焦點(diǎn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5其中之一所述的成像器，其中第一模板(Gl) 和第二模板(G2)的半徑(R1，R2)為使得第一模板(Gl)的表面減去交 迭區(qū)域的表面等于第二模板(G2)的表面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6其中之一所述的成像器，其中第一類微透鏡(Ll)和第二類微透鏡(L2)依固定間距Pch交替分布，并且第一模板(G1) 的半徑等于遵循下列方程的Rl值Rl = 1/2(口2承Pch-口)其中e為兩個(gè)鄰近的第一類微透鏡(Ll)的邊間距離。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至6其中之一所述的成像器，包含第一類微透鏡 (Ll)和第二類微透鏡(L2)的最接近的邊之間的間隔距離(口)，其等于成像器制造方法的公差(口min)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8其中之一所述的成像器，包含第一類微透鏡 (Ll)和第二類微透鏡(L2)的最接近的邊之間的間隔距離，其等于零或者小于成像器制造方法的公差(口min)。
10. —種便攜式裝置，例如移動(dòng)電話、照相機(jī)或者攝影機(jī)，該裝置包 含根據(jù)權(quán)利要求1至9所述的成像器。
11. 制造包含感光點(diǎn)陣列的互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器的方法， 包含在成像器的一面制造微透鏡陣列的步驟，其特征在于該制造微透鏡陣 列的步驟包含制造第一類微透鏡(Ll)的步驟和制造第二類微透鏡(L2) 的步驟，并且用具有第一半徑(Rl)的第一圓形模板(Gl)制成第一類微透鏡(Ll),用有第二半徑(R2)的第二圓形模板(G2)制成的第二類微透鏡(L2)， 其中第二半徑小于第一半徑，并且第一模板(Gl)和第二模板(G2)具有交迭區(qū)域。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中第一類微透鏡(Ll)制成具有 帶圓邊(S11，S12，S13，S14, S15, S16，S17，S18)的八角形的基底，并且不 鋪展到第一模板(Gl)和第二模板(G2)的交迭區(qū)域。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，包含制造有具有帶圓邊(S11, S12， S13,S14，S15，S16,S17,S18)的八角形輪廓的樹脂球粒(Pl)的步驟，和 使該球粒蠕變得到第一類微透鏡(Ll)的步驟。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，包含制造圓形輪廓的第一類微透鏡 (Ll)的步驟，和蝕刻第一類微透鏡以使第一類微透鏡具有帶圓邊的八角形的基底的步驟。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中在第一類微透鏡(Ll)之后制 得第二類微透鏡(L2)，并且在模板(G1,G2)的交迭區(qū)域內(nèi)覆蓋第一類 微透鏡。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11至15其中之一所述的方法，包含預(yù)先計(jì)算第一模 板(Gl)和第二模板(G2)的半徑(R1,R2)，使得第一模板(G1)的表面 減去交迭區(qū)域的表面等于第二模板(G2)的表面的步驟。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11至16其中之一所述的方法，其中第一類微透鏡(Ll)和第二類微透鏡(L2)依固定間距Pch交替分布，并且包含按照下 列方程確定第一模板(Gl)的半徑R1的步驟Rl = 1/2(口2承Pch-D)其中s是兩個(gè)鄰近的第一類微透鏡(Ll)的邊之間的距離。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11至17其中之一所述的方法，其中制造第一類微透 鏡(Ll)的步驟和制造第二類微透鏡(L2)的步驟同時(shí)進(jìn)行。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，包含以下步驟 將一層樹脂沉積于成像器晶片上(圖8A)， 透過暴曬掩膜暴曬該層樹脂(圖8B)，從該層樹脂除去被暴曬部分，得到第一類樹脂球粒(PO和第二類樹 脂球粒(P2，圖8C)，并且使第一類球粒(P1)和第二類球粒(P2)熱蠕變，得到第一類微透鏡(L1) 和第二類微透鏡(L2，圖8D)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求11至17其中之一所述的方法，其中在制造第一類微 透鏡(Ll)的步驟之后進(jìn)行制造第二類微透鏡(L2)的步驟。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，包含下列步驟 將第一層樹脂沉積于成像器晶片上(圖15A， 19A)， 透過第一暴曬掩膜暴曬該第一層樹脂(圖15B， 19B)，從該層樹脂除去被暴曬部分，得到第一類樹脂球粒(P1，圖15C， 19C)， 使球粒熱蠕變，得到第一類微透鏡(Ll，圖15D， 19D), 將第二層樹脂沉積于成像器晶片上(圖15F， 19F)， 透過第二暴曬掩膜暴曬該第二層樹脂(圖15G， 19G)， 從該層樹脂除去被暴曬部分，得到第二類樹脂球粒(P2，圖15H， 19H)，并且使第二類球粒熱蠕變，得到第二類微透鏡(L2，圖151， 191)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中使第一暴曬掩膜的形狀形成使 第一類樹脂球粒具有帶圓邊的八角形輪廓。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，包含下列步驟將第一層樹脂沉積于成像器晶片上(圖27A)，透過第一暴曬掩膜暴曬該第一層樹脂(圖27B)，從該層樹脂除去被暴曬部分，得到具有圓形輪廓的第一類樹脂球粒 (P1,圖27C)，使球粒熱蠕變，得到具有圓形基底的第一類微透鏡(Ll，圖27D)，蝕刻第一類微透鏡(L1)使得第一類微透鏡具有帶圓邊的八角形的基底 (圖27D ，將第二層樹脂沉積于成像器晶片上(圖27K)， 透過第二暴曬掩膜暴曬該第二層樹脂(圖27L)， 從樹脂除去被暴曬部分，得到第二類樹脂球粒(P2，圖27M),并且 使第二類球粒熱蠕變，得到第二類微透鏡(L2，圖27N)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中蝕刻第一類球粒(Pl)的步驟 通過氣態(tài)等離子體進(jìn)行。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23和24其中之一所述的方法，其中蝕刻第一類球粒 (Pl)的步驟透過蝕刻掩膜(P210)進(jìn)行，該蝕刻掩膜通過在成像器晶片上沉積一層掩膜樹脂(210)、透過暴曬掩膜(M210,圖27G)暴曬該層掩膜樹脂、以及除去被暴曬的掩膜樹脂以得到該蝕刻掩膜(P210，圖27H)而形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器，包含感光點(diǎn)陣列和微透鏡陣列，其中微透鏡陣列包含第一類微透鏡(L1)和第二類微透鏡(L2)，第一類微透鏡(L1)用具有第一半徑(R1)的第一圓形模板制成，第二類微透鏡(L2)用具有第二半徑(R2)的第二圓形模板(G2)制成，其中第二半徑小于第一半徑，第一模板(G1)和第二模板(G2)具有交迭區(qū)域。優(yōu)點(diǎn)制造高填充率的互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體成像器。
文檔編號(hào)G02B3/00GK101317105SQ200680044494
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2006年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月30日
發(fā)明者卡若琳·佛沙提, 奧立維亞·賈格利安諾, 布瑞得·唐納 申請(qǐng)人:意法半導(dǎo)體(胡希)公司;法國(guó)保羅塞尚埃克斯馬賽第三大學(xué)