影像感測(cè)裝置及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及影像感測(cè)裝置，且特別設(shè)及其內(nèi)具有彩色濾光物材料與微透鏡材料之 間的減少折射率差異情形的一種影像感測(cè)裝置及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 影像感測(cè)裝置為當(dāng)今如數(shù)碼相機(jī)、行動(dòng)電話W及玩具等眾多光電裝置內(nèi)的必要構(gòu) 件之一?，F(xiàn)有影像感測(cè)裝置則包括電禪合裝置（charge coupled device, CCD)影像感測(cè)裝 置與互補(bǔ)型金氧半導(dǎo)體（complementary metal oxide oxide, CMO巧影像感測(cè)裝置。
[0003] 影像感測(cè)裝置通常包括了平面陣列化的多個(gè)像素胞（pixel cells),其中各像素 胞包括了一光電管（photogate)、一光導(dǎo)體（photocon化Ctor)或具有用于累積光電電荷用 的滲雜區(qū)的一感光二極管（photodiode)。于此平面陣列化的像素胞上則疊設(shè)有由不同色彩 的染料所構(gòu)成的周期性圖樣（periodic pattern)。上述的周期性圖樣即為現(xiàn)有的彩色濾光 陣列（color filter array)。于彩色濾光陣列上則疊設(shè)有多個(gè)微透鏡（microlens)。利用 圓形或方形的微透鏡可聚焦入射光于各像素胞內(nèi)的電荷累積區(qū)處。通過收集來自廣大的光 線收集區(qū)的光線并將的透過影像感測(cè)裝置微透鏡而聚焦于一小的感光區(qū)處可顯著地改善 了影像傳感器的感測(cè)度。
[0004] 然而，基于如紅、綠或藍(lán)的不同顏色的彩色濾光物材料W及形成于其上的微透鏡 材料間的折射率Cre化active index, n)差異情形，當(dāng)入射光線抵達(dá)介于微透鏡與彩色濾光 物之間的介面（interhce)時(shí)會(huì)產(chǎn)生不期望的折射情形。如此，便會(huì)降低穿透微透鏡與彩 色濾光物的光線的能量，并因此減少了影像感測(cè)裝置內(nèi)像素的感測(cè)度（sensitivity)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種影像感測(cè)裝置及其制造方法，W消除或降低起因于 影像感測(cè)裝置內(nèi)彩色濾光物材料與微透鏡材料之間折射率差異情形而造成的入射光能量 降低情形。
[0006] 依據(jù)一實(shí)施例，本發(fā)明提供一種影像感測(cè)裝置，包括：一主動(dòng)層，具有多個(gè)感光元 件；一色彩圖案，設(shè)置于該些感光元件之一上，其中該色彩圖案的色彩選自由紅色、綠色與 藍(lán)色所組成的族群；一微透鏡，設(shè)置于該色彩圖案上；W及一透光圖案，鄰近于該色彩圖案 且位于該些感光元件的另一的上，其中該透光圖案包括一彩色濾光部與一微透鏡部，而該 微透鏡與該色彩圖案的間的折射率差的絕對(duì)值少于0. 3,且該透光圖案的該微透鏡部與該 彩色濾光部的折射率的間沒有差異。
[0007] 依據(jù)另一實(shí)施例，本發(fā)明提供一種影像感測(cè)裝置的制造方法，包括：提供一影像感 測(cè)結(jié)構(gòu)，包括具有多個(gè)感光元件的一主動(dòng)層與一色彩圖案，其中該色彩圖案設(shè)置于該些感 光元件之一上，該彩色圖案的色彩選自由紅色、綠色與藍(lán)色所組成族群；形成一透光圖案， 鄰近于該色彩圖案且位于該些感光元件的另一的上，其中該透光圖案包括一彩色濾光部與 位于該彩色濾光部上的一微透鏡部；W及形成一微透鏡于該色彩圖案上，其中該微透鏡與 該色彩圖案的折射率差的絕對(duì)值少于0. 3,而該透光圖案的該微透鏡部與該彩色濾光部的 折射率的間則沒有差異。
[0008] 為讓本發(fā)明的上述目的、特征及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配 合所附的圖式，作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0009] 圖1-8為一系列剖面示意圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的一種影像感測(cè)裝置 的制造方法；W及
[0010] 圖9為一俯視示意圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的適用于影像感測(cè)裝置的一 種彩色濾光陣列。
[0011] 其中，附圖標(biāo)記說明如下：
[001引 100~半導(dǎo)體基板
[0013] 102~主動(dòng)層
[0014] 104~感光元件
[0015] 106~保護(hù)層
[001引 108~遮光金屬
[0017] 110~色彩圖案
[001引 112~色彩圖案
[0019] 114~透光層
[0020] 114a~上方部
[002。 114b~下方部
[0022] 116~硬罩幕圖案
[0023] 116,~硬罩幕圖案
[0024] 118~熱制程
[00巧]120~蝕刻制程 [002引 122~透光圖案
[0027] 124~微透鏡圖案
[002引 124,~微透鏡圖案
[0029] 126~熱制程
[0030] 128~微透鏡圖案 [00引]128,~微透鏡圖案
[0032] 130~熱制程
[0033] 200~單元圖案
[0034] 300~單元圖案
【具體實(shí)施方式】
[0035] 圖1-8為一系列剖面示意圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的一種影像感測(cè)裝置 的制造方法。
[0036]請(qǐng)參照?qǐng)D1，首先提供大體制備的一影像感測(cè)結(jié)構(gòu)（image sensingStruc化re)， 包括一半導(dǎo)體基板100、位于基板100上的具有多個(gè)感光元件（photo-sensing elements) 104形成于其內(nèi)的一主動(dòng)層102、位于主動(dòng)層102上的具有多個(gè)遮光金屬 (Ii曲t-shielding metal) 108形成于其內(nèi)的一保護(hù)層106, W及形成于保護(hù)層106上的多 個(gè)色彩圖案110與112。此些感光元件104可為如感光二極管（photodiode)或互補(bǔ)型金氧 半導(dǎo)體（CM0巧感測(cè)元件，且其可分隔地形成于主動(dòng)層102內(nèi)。而形成于保護(hù)層106內(nèi)的此 些遮光金屬108則分別形成于主動(dòng)層102上不會(huì)覆蓋此些感光元件104的一位置處，藉W 定義出遮蔽像素區(qū)內(nèi)除了感光元件104 W外的遮光區(qū)域。形成于保護(hù)層106上的此些色彩 圖案110與112交錯(cuò)且分隔地形成于其下方的感光元件104之一上，而介于兩相鄰的色彩 圖案110與112之間則留有空間（space)。因此，位于介于兩相鄰色彩圖案110與112之間的 空間下的感光元件104并未為此些色彩圖案110與112所覆蓋。于一實(shí)施例中，此些色彩圖 案110與112可包括染料型或顏料型的色阻，且可包括選自由紅色（red)、藍(lán)色化Iue)、與 綠色（green)所組成的族群顏色的不同色彩，并可通過如旋轉(zhuǎn)涂布與微影制程而分別地形 成。于一實(shí)施例中，色彩圖案110與112可具有如約1. 7-1. 9的折射率Cre化activeindex， n) W作為紅色濾光物、如約1. 5-1. 7的折射率W作為藍(lán)色濾光物及如約1. 5-1. 7的折射率 W作為綠色濾光物。下列的表1-3顯示了用于形成具有如紅色、藍(lán)色、綠色等色彩的色彩圖 案110與112的材料范例。
[0037] 表一：綠色似色彩圖案材料

[0044] 請(qǐng)參照?qǐng)D2,接著通過如旋轉(zhuǎn)涂布制程的一沉積制程于保護(hù)層106上坦覆地形成 一透光層（transmissive laye;r)114,其覆蓋了此些色彩圖案110與112, W及位于相鄰的 兩色彩圖案110與112之間的空間。此透光層114可包括高度透光材料，但于其內(nèi)不具有 特定顏色的染料或顏料，并具有如約1. 75-1. 95的折射率（n)。此透光層114可包括感光型 阻劑，且可通過如旋轉(zhuǎn)涂布方式而形成。下述表四顯示了用于形成透光層114的材料的范 例。
[0045]表四：透光層的材料
[0047] 請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D2,接著形成多個(gè)硬罩幕圖案116,其分隔地形成于透光層114上，并 分別覆蓋位于此些色彩圖案110與112之間的空間上的透光層114的一部分。此些硬罩幕 圖案116可包括感光材料，且可通過一微影制程（未顯示）所形成，進(jìn)而形成了位于透光層 114上的多個(gè)硬罩幕圖案116。此些硬罩幕圖案116具有長(zhǎng)方形形狀。接著，施行一熱制程 118,例如為一熱板熱回流制程化Otplatethermalreflowprocess), W改變此些硬罩幕 圖案116的形狀。
[004引請(qǐng)參照?qǐng)D3,于熱制程118之后，便形成了多個(gè)具圓滑化形狀（roundshape)的硬 罩幕圖案116'，其分別覆蓋了位于色彩圖案110與112的間的空間上的透光層114的部 分。于一實(shí)施例中，此些硬罩幕圖案116'的圓滑化形狀可為完全圓滑化或大體圓滑化，且 其可為、關(guān)于或被采用W使得某物轉(zhuǎn)向、彎曲或環(huán)繞地圓滑化。如圖3所示，此些硬罩幕圖 案116'可為半圓形形狀，但并非W其為限。接著，采用此些硬罩幕圖案116'作為蝕刻罩幕， W針對(duì)透光層114施行如干蝕刻的一蝕刻制程120。
[0049] 請(qǐng)參照?qǐng)D4,于蝕刻制程120后，于保護(hù)層106上形成了分隔的多個(gè)透光圖案 (transmissive patterns) 122。此些透光圖案122分別地形成于位于相鄰的色彩圖案