光学感测器及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种光学感测器及其制造方法，光学感测器包括影像感测阵列、准直器层以及遮光层；影像感测阵列包括多个像素；准直器层设置在影像感测阵列上，包括对应像素的多个开口以及朝向影像感测阵列的第一面及与第一面相反的第二面；遮光层设置在开口的侧壁。

Optical Sensor and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
光学感测器及其制造方法
本专利技术关于一种光学感测器及其制造方法，且特别关于一种具有准直器的光学感测器及其制造方法。
技术介绍
现今的行动电子装置(例如手机、平板电脑、笔记板电脑等)通常配备有使用者辨识系统，用以保护个人数据安全。由于每个人的指纹皆不同，因此指纹感测器是一种常见并可靠的使用者辨识系统。市面上的指纹感测器常使用光学技术以感测使用者的指纹，这种基于光学技术的指纹感测器通常使用准直器(collimator)来使入射到感测器的光线平行前进。然而，目前所采用的准直器虽然大致符合需求，但是它们并非在所有方面都令人满意。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种光学感测器，包括影像感测阵列、准直器层以及遮光层；影像感测阵列包括多个像素；准直器层设置在影像感测阵列上，包括对应像素的多个开口以及朝向影像感测阵列的第一面及与第一面相反的第二面；遮光层设置在开口的侧壁。本专利技术实施例亦提供一种制造光学感测器的方法，包括：提供影像感测阵列，影像感测阵列包括像素；在影像感测阵列上形成准直器层，其中准直器层包括对应像素的开口；以及在开口的侧壁设置遮光层。本专利技术实施例另提供一种制造光学感测器的方法，包括：提供基板；在基板的正面形成凹槽；在凹槽的侧壁及底部设置第一遮光层；将基板倒置接合至影像感测阵列，使凹槽朝向影像感测阵列的像素对应设置；以及从基板的背面薄化基板，直到去除凹槽的底部的第一遮光层。本专利技术有益效果在于，附图说明以下将配合所附图式详述本专利技术的实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘示且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本专利技术的特征。图1是根据本专利技术一实施例绘示的光学感测装置对目标成像的范例。图2是一光学感测器的示意图。图3是一光学感测器的示意图。图4是根据本专利技术一实施例绘示的光学感测器的示意图。图5是根据本专利技术另一实施例绘示的光学感测器的示意图。图6是根据本专利技术又一实施例绘示的光学感测器的示意图。图7是根据本专利技术又再一实施例绘示的光学感测器的示意图。图8是根据本专利技术另一实施例绘示的光学感测器的示意图。图9A、图9B及图9C是根据本专利技术又一实施例绘示的光学感测器的示意图。图10A-图10E为用以说明本专利技术一实施例的制造光学感测器的方法的一系列剖面图。图11A-图11H为用以说明本专利技术另一实施例的制造光学感测器的方法的一系列剖面图。附图标号：100～光学感测装置；102～目标；104～盖板层；104A～上表面；106～光学感测器；200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100～光学感测器；202、302、402、502、602、702、802、902、1002、1102～准直器层；204、304、404、504、604、704、804、904、1004、1104～图像感测阵列；206、306、406、506、606、706、806、906、1006A～遮光层；208、308、408、508、608、708、808、908、1008、1108～像素；210、310、410、510、610、710、810、910、1010～开口；212、212’、312、312’、412、412’～光线；814、1014～透明材料；916、918～滤光层；1006A～底部遮光层；1006B～遮光材料层；1106A～第一遮光层；1106B～第二遮光层；1120～基板；1120A～正面；1120B～背面；1122～凹槽；D～直径；T～厚度。具体实施方式以下公开许多不同的实施方法或是例子来实行所提供的标的的不同特征，以下描述具体的元件及其排列的实施例以阐述本专利技术。当然这些实施例仅用以例示，且不该以此限定本专利技术的范围。举例来说，在说明书中提到第一特征形成于第二特征之上，其包括第一特征与第二特征是直接接触的实施例，另外也包括于第一特征与第二特征之间另外有其他特征的实施例，亦即，第一特征与第二特征并非直接接触。此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示，这些重复仅为了简单清楚地叙述本专利技术，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。此外，其中可能用到与空间相关用词，例如＂上＂、＂下＂、“下方”及类似的用词，这些空间相关用词为了便于描述图示中一个(些)元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系，这些空间相关用词包括使用中或操作中的装置的不同方位，以及图式中所描述的方位。当装置被转向不同方位时(旋转90度或其他方位)，则其中所使用的空间相关形容词也将依转向后的方位来解释。根据一些实施例，图1绘示出光学感测装置100对目标102(例如指纹)成像的范例。光学感测装置100包括盖板层104及在盖板层104下的光学感测器106。盖板层104保护光学感测装置100的其他元件，如其下的光学感测器106。盖板层104的材料可包括透明材料(例如玻璃或透明聚合物等)，以允许光线通过。当目标102接触盖板层104的上表面104A时，目标102将光源(未绘示)发出的光反射到光学感测器106上以读取。目标102具有各种轮廓特征，例如凸部与凹部(未绘示)。因此，当目标102接触盖板层104的上表面104A，目标102的凸部与盖板层104的上表面104A接触，而目标102的凹部不与盖板层104的上表面104A接触，亦即在102的凹部与盖板层104的上表面104A间有一气隙。因此，在目标102的凸部与凹部下方的像素所接受到的光线强度将会不同，从而可藉此对目标102的轮廓特征进行识别。请参阅图2，在一些实施例中，光学感测器200包括准直器层202、准直器层202下的图像感测阵列20，其中准直器层202是设置为层状的准直器。图像感测阵列204另有多个个像素208与准直器层202中的开口210对应设置，使得入射光212可通过准直器层202的开口210入射到像素208上。准直器层202由有序排列且可吸收入射光的结构所形成，在这些结构间具有开口210，用以仅允许垂直图像感测阵列204的入射光212通过，而不垂直于垂直图像感测阵列204的入射光会被大抵反射阻挡，进而降低抵达像素208上的散射光线，以窄化或聚焦入射光。因此，可改善像素208所感测到的图像模糊的问题。然而，如图2所示，某些不垂直图像感测阵列204的入射光212’会被开口210的侧壁反射，从而抵达像素208(如虚线箭头所示)。这种被开口210的侧壁反射的非垂直图像感测阵列204的入射光212’会造成图像感测的误差。此外，在制造此种光学感测器时，工艺中的异物容易进入开口210中挡住像素208，从而使像素208无法有效地感测入射光。因此有必要对此种准直器层进行改良。请参阅图3，在一些实施例中，光学感测器300包括准直器层302、准直器层302下的图像感测阵列304。图像感测阵列304另有多个个像素308与准直器层302中的开口310对应设置。此外，准直器层302中更包括多个平行于图像感测阵列304表面的遮光层306。如图3所示，遮光层306可进一步阻挡不垂直像素308的入射光312’，以确保仅有垂直像素308的入射光312入射到像素308上。举例来说，遮光层306可吸收入射到开口310中不垂直像素308的入射光312’，使其不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学感测器，其特征在于，包括：一影像感测阵列，包括多个像素；一准直器层，设置在该影像感测阵列上，包括对应该些像素的多个开口，且该准直器层包括朝向该影像感测阵列的一第一面及与该第一面相反的一第二面；以及一遮光层，设置在该些开口的侧壁。

【技术特征摘要】
1.一种光学感测器，其特征在于，包括：一影像感测阵列，包括多个像素；一准直器层，设置在该影像感测阵列上，包括对应该些像素的多个开口，且该准直器层包括朝向该影像感测阵列的一第一面及与该第一面相反的一第二面；以及一遮光层，设置在该些开口的侧壁。2.如权利要求1所述的光学感测器，其特征在于，该遮光层更设置在该准直器层的该第一面及/或该第二面上。3.如权利要求1-2中任一项所述的光学感测器，其特征在于，该遮光层的材料包括不透明树脂或深色树脂。4.如权利要求1-2中任一项所述的光学感测器，其特征在于，该遮光层在200-1100nm波长下的光吸收率大于99％。5.如权利要求1-2中任一项所述的光学感测器，其特征在于，该遮光层具有多层结构。6.如权利要求1所述的光学感测器，其特征在于，更包括一滤光层，设置在该准直器层的该第一面上及/或在该第二面上。7.如权利要求1所述的光学感测器，其特征在于，该些开口的直径为1-100μm。8.如权利要求1所述的光学感测器，其特征在于，该准直器层的厚度为1-500μm。9.如权利要求1所述的光学感测器，其特征在于，更包括一透明材料，设置在该些开口中。10.如权利要求9所述的光学感测器，其特征在于，该透明材料在200-1100nm波长下的光穿透率大于70％。11.如权利要求9所述的光学感测器，其特征在于，该透明材料包括树脂或玻璃。12.一种制造光学感测器的方法，其特征在于，包括：提供一影像感测阵列，该影像感测阵列包括多个像素；在该影像感测阵列上...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾汉良，李新辉，
申请(专利权)人：世界先进积体电路股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71