固态成像装置制造方法及图纸

本公开提供固态成像装置，包含基底具有多个光电转换元件排列成像素阵列，彩色滤光层含有多个彩色滤光部件设置于光电转换元件之上，以及分隔网格含有多个分隔物，每个分隔物设置在两个相邻的彩色滤光部件之间，且彩色滤光层与分隔网格设置在同一层中。此外，分隔物包含第一分隔物设置在像素阵列的中心线，以及第二分隔物设置在像素阵列的边缘，且第二分隔物的顶部宽度大于第一分隔物的顶部宽度。本公开可应用在BSI和FSI成像装置，提高位于像素阵列边缘的像素的灵敏度和量子效率(QE)，且进一步改善固态成像装置的角响应(AR)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及成像装置，特别有关于固态成像装置的分隔网格。
技术介绍
固态成像装置例如电荷耦合元件(chargecoupleddevice；CCD)影像感测器和互补式金属氧化半导体(complementarymetaloxidesemiconductor；CMOS)影像感测器已经广泛地用在各种影像拍摄设备中，例如数字摄影机、数字相机等类似的设备。在固态成像装置中，多个像素排列在半导体基底例如硅晶片上，每一个像素具有一个光电转换器例如光电二极管(photodiodes)，光电二极管接收入射光线后会进行光电转换而产生信号电荷，通过CCD型或CMOS型的读取电路可得到在光电二极管中产生的光电子所对应的信号电荷。固态成像装置可依据光线入射至光接收单元的方向而大致区分为两个种类，一种是前照式(front-sideilluminated；FSI)成像装置，其接收入射至半导体基底正面上的光线，在半导体基底的正面则具有读取电路的导线层形成于其上。另一种是背照式(back-sideilluminated；BSI)成像装置，其接收入射至半导体基底背面上的光线，在半导体基底的背面并无导线层形成于其上。此外，为了彩色影像的成像，在前照式(FSI)和背照式(BSI)成像装置中通常会提供彩色滤光片，并且在前照式和背照式成像装置中可具有遮光格子状结构来阻隔像素之间的光线，以避免混色现象发生。在前照式和背照式成像装置中，于成像装置的像素阵列的全部位置上的遮光格子状结构通常具有一致的宽度和高度。
技术实现思路
在固态成像装置中，入射光线通常是以倾斜角度照射至像素阵列的边缘，并且入射光线通常是以垂直角度照射至像素阵列的中心，上述倾斜角度大于垂直角度。入射光线的角度是以固态成像装置的光接收面的法线(normalline)为基准开始计算，例如，入射光线照射至像素阵列边缘的倾斜角度通常约为±20度至±40度，且入射光线照射至像素阵列中心的垂直角度约为0度。若像素中的光电转换元件接收到具倾斜角度的入射光线会导致灵敏度降低，因此，位于像素阵列边缘作为光电转换元件的光电二极管的灵敏度低于像素阵列中心的光电二极管的灵敏度。依据本公开的实施例，提供固态成像装置的分隔网格(partitiongrid)的各种尺寸设计，以提高在像素阵列边缘的光电二极管的灵敏度。此外，固态成像装置的分隔网格的各种尺寸设计还可以让位于像素阵列边缘的光电二极管的灵敏度一致。因此，依据本公开的实施例也可以提升固态成像装置的角响应(angularresponse，AR)，使得位于固态成像装置的像素阵列边缘作为光电转换元件的光电二极管具有一致的量子效率(quantumefficiency，QE)。如此，在固态成像装置的像素阵列边缘的那些像素在颜色或其他效应例如量子效率和灵敏度上的效能会是对称的。在一些实施例中，提供固态成像装置，此固态成像装置包含基底，基底含有多个光电转换元件排列成像素阵列。此固态成像装置也包含彩色滤光层，彩色滤光层含有多个彩色滤光部件，并设置于这些光电转换元件之上。此固态成像装置还包含分隔网格，分隔网格含有多个分隔物，每个分隔物设置于两个相邻的彩色滤光部件之间，并且彩色滤光层和分隔网格设置于同一层中。此外，这些分隔物包含第一分隔物设置在像素阵列的中心线及第二分隔物设置在像素阵列的边缘，且第二分隔物的顶部宽度大于第一分隔物的顶部宽度。在一些实施例中，提供固态成像装置，此固态成像装置包含基底，基底含有多个光电转换元件排列成像素阵列。此固态成像装置也包含彩色滤光层，彩色滤光层含有多个彩色滤光部件，并且设置于这些光电转换元件之上。此固态成像装置还包含分隔网格，分隔网格含有多个分隔物，每个分隔物围绕一个彩色滤光部件，且彩色滤光层和分隔网格设置于同一层中。此外，彩色滤光层的一单元是由多种彩色滤光部件构成，在单元中的一个彩色滤光部件被第一分隔物围绕，在此单元中的其他彩色滤光部件被第二分隔物围绕，且第一分隔物的顶部宽度大于第二分隔物的顶部宽度。本公开可应用在BSI和FSI成像装置，提高位于像素阵列边缘的像素的灵敏度和量子效率(QE)，且进一步改善固态成像装置的角响应(AR)。附图说明为了让本公开的各种实施例的目的、特征、及优点能更明显易懂，以下配合说明书附图作详细说明如下：图1显示依据本公开的一些实施例，固态成像装置的局部剖面示意图；图2显示依据本公开的一些实施例，固态成像装置的分隔网格的平面示意图；图3A-3F显示依据本公开的一些实施例，固态成像装置的各种分隔网格的多个分隔物的剖面示意图，其是沿着图2所示的X轴方向和Y轴方向，从像素阵列的中心线CL至边缘E；图4A显示依据本公开的一些实施例，在固态成像装置中被局部的分隔网格所围绕的彩色滤光层的一单元的平面示意图，此单元是由多种彩色滤光部件构成；图4B-4C显示依据本公开的一些实施例，沿着图4A的剖面线4-4’，在固态成像装置中被各种分隔网格围绕的彩色滤光层的一单元的剖面示意图，此单元是由多种彩色滤光部件构成；图5显示依据本公开的一些实施例，具有各种顶部宽度的分隔物的固态成像装置的R、G、B和W像素的量子效率(QE)对波长的曲线图；图6A显示入射光线照射在不具有本公开的分隔网格的尺寸设计的固态成像装置的像素回应对入射光线角度的曲线图；图6B显示入射光线照射在具有依据本公开的一些实施例的分隔网格的尺寸设计的固态成像装置的像素回应对入射光线角度的曲线图。其中，附图标记说明如下：100～固态成像装置；102～基底；102F～基底的正面；102R～基底的背面；104～导线层；106～光电转换元件；107～护层；108～分隔网格；108’～局部的分隔网格；108P、108P-1、108P-2、108P-3、108P-4、108P-5、108P-CL、108P-E～分隔物；108P-A～第一遮光分隔物；108P-B～第二遮光分隔物；110～像素阵列；120～彩色滤光层；120-S、120-A、120-B、120-C、120-D～彩色滤光部件；130～微透镜结构；140、141～入射光线；150～单元；P～像素；C～像素阵列的中心；E～像素阵列的边缘；CL～像素阵列的中心线；WCL、WE、TW1、TW2、TW3、TW4、TW5、TWA、TWB～顶部宽度；BW1、BW2、BW3、BW4、BW5、BWA、BWB～底部宽度；p1、p2、p3、p4～间距；H、H1、H2、H3、H4、H5～高度；A1～第一区；A2～第一区。具体实施方式参阅图1，其显示依据本公开的一些实施例，固态成像装置100的剖面示意图。固态成像装置100可由互补式金属氧化半导体(CMOS)影像感测器或电荷耦合元件(CCD)影像感测器形成，固态成像装置100包含基底102，例如为半导体基底，其具有正面102F和背面102R，半导体基底可以是晶圆或晶片。基底102含有多个光电转换元件106形成于其中，且这些光电转换元件106排列成像素阵列，光电转换元件106例如为光电二极管，因此在后续的描述中将光电转换元件106称为光电二极管106。每个光电二极管106是各自设置在固态成像装置100的像素阵列的一个像素P(pixel)中，并且基底102中的这些光电二极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态成像装置，包括：一基底，含有多个光电转换元件排列成一像素阵列；一彩色滤光层，包含多个彩色滤光部件，设置于该多个光电转换元件之上；以及一分隔网格，包含多个分隔物，每个该分隔物设置于两个相邻的所述彩色滤光部件之间，且该彩色滤光层和该分隔网格设置于同一层中，其中该多个分隔物包含一第一分隔物设置在该像素阵列的一中心线，以及一第二分隔物设置在该像素阵列的一边缘，且该第二分隔物的一顶部宽度大于该第一分隔物的一顶部宽度。

【技术特征摘要】
2015.09.22 US 14/861,3781.一种固态成像装置，包括：一基底，含有多个光电转换元件排列成一像素阵列；一彩色滤光层，包含多个彩色滤光部件，设置于该多个光电转换元件之上；以及一分隔网格，包含多个分隔物，每个该分隔物设置于两个相邻的所述彩色滤光部件之间，且该彩色滤光层和该分隔网格设置于同一层中，其中该多个分隔物包含一第一分隔物设置在该像素阵列的一中心线，以及一第二分隔物设置在该像素阵列的一边缘，且该第二分隔物的一顶部宽度大于该第一分隔物的一顶部宽度。2.如权利要求1所述的固态成像装置，其中该分隔网格的折射率低于该彩色滤光层的折射率，且该分隔网格的材料包括氧化硅或有机光致抗蚀剂材料。3.如权利要求1所述的固态成像装置，其中该多个分隔物从该像素阵列的该中心线到该边缘具有不同的顶部宽度，且该多个分隔物的该多个顶部宽度从该像素阵列的该中心线到该边缘逐渐增加。4.如权利要求1所述的固态成像装置，其中该多个分隔物从该像素阵列的该中心线到该边缘的具有不同的高度，且该多个分隔物的该多个高度从该像素阵列的该中心线到该边缘逐渐增加。5.如权利要求1所述的固态成像装置，其中设置在该像素阵列的一第一区的该多个分隔物具有一第一顶部宽度和一第一底部宽度，设置在该像素阵列的一第二区的该多个分隔物具有一第二顶部宽度和一第二底部宽度，入射光线以0至±20度的角度照射该第一区，并且入射光线以大于±20度的角度照射该第二区，在该第一区内该第一顶部宽度小于该第一底部宽度，在该第二区内该第二顶部宽度等于该第二底部宽度，且该第二顶部宽度大于该第一顶部宽度。6.如权利要求1所述的固态成像装置，其中设置在该像素阵列的一第一区的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智杰，林绮涵，
申请(专利权)人：采钰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71