感测器装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种感测器装置及其制造方法。感测器装置包括至少一感测器单元。感测器单元包括至少一感测器元件、中间层、钝化层、微透镜结构、开口与第一反射层。中间层设置于感测器元件上。钝化层设置于中间层上。微透镜结构设置于钝化层上。开口设置于微透镜结构中。第一反射层设置于微透镜结构上。此外，第一反射层从开口延伸至钝化层。

【技术实现步骤摘要】
感测器装置及其制造方法
本专利技术实施例涉及一种感测器装置及其制造方法，特别涉及可改善生物感测的集光效率的一种光学感测器装置。
技术介绍
互补式金属氧化物半导体(CMOS)影像感测器广泛用于电子装置中，包括数码相机、医学成像设备、分光计(spectrometer)或雷达装置等。互补式金属氧化物半导体影像感测器通常包括集成电路与光电二极管(photodiode)，因此可捕获光线并将其转换成电信号。近来，互补式金属氧化物半导体影像感测器也用于生物或化学分析。在这些分析中，生物或生化样品可置于光电二极管上，并利用光学结构引导生物或生化样品所散发的光线收集至光电二极管中。利用光电二极管检测样品的荧光(fluorescence)或化学冷光(chemiluminescence)，而判断荧光与化学冷光的光谱分布与强度。光谱与强度可用以识别生物或生化样品的交互作用或特性。虽然现有的互补式金属氧化物半导体影像感测器普遍符合它们的需求，但并不是在所有方面皆令人满意。例如，光电二极管对生物反应的散发光的集光效率较低(例如，低于50％)，因为往光电二极管反方向散发的光线可能不会被检测到。因此，互补式金属氧化物半导体影像感测器有一些问题仍需被解决。
技术实现思路
根据本专利技术的一些实施例，提供一种感测器装置。感测器装置包括至少一感测器单元。感测器单元包括：至少一感测器元件、中间层、钝化层、微透镜结构、开口以及第一反射层。中间层设置于至少一感测器元件上。钝化层设置于中间层上。微透镜结构设置钝化层上。开口设置于微透镜结构中。第一反射层设置于微透镜结构上。此外，第一反射层从开口延伸至钝化层。根据本专利技术的一些实施例，提供一种感测器装置的制造方法。感测器装置的制造方法包括以下步骤：提供基板，其包括至少一感测器元件；于至少一感测器元件上形成中间层；于中间层上形成钝化层；于钝化层上形成微透镜结构；于微透镜结构上顺应地形成第一反射层；以及移除第一反射层的一部分与微透镜结构的一部分，并于微透镜结构中形成开口。此外，第一反射层从开口延伸至钝化层。以下实施例中参照说明书附图提供详细叙述。附图说明搭配说明书附图阅读后续的详细叙述与范例将能更全面地理解本专利技术实施例，其中：图1是根据本专利技术的一些实施例所示出的感测器装置的剖面图；图2是根据本专利技术的一些实施例所示出的感测器装置的剖面图；图3A至图3C是根据本专利技术的一些实施例所示出的感测器装置的上视图；图4是根据本专利技术的一些实施例所示出的感测器装置的剖面图；图5是根据本专利技术的一些实施例所示出的感测器装置的剖面图；图6A至图6B是根据本专利技术的一些实施例所示出的感测器单元的剖面图；图7是根据本专利技术的一些实施例所示出的感测器装置的剖面图；图8A至图8C是根据本专利技术的一些实施例所示出的感测器单元的剖面图；图9是根据本专利技术的一些实施例所示出的感测器装置的剖面图；图10是根据本专利技术的一些实施例所示出的感测器装置的剖面图；图11是根据本专利技术的一些实施例所示出的感测器装置的剖面图；图12A至图12J是根据本专利技术的一些实施例所示出的感测器单元的上视图；图13A至图13H是根据本专利技术的一些实施例所示出的感测器装置在制造过程中各个阶段的剖面图；图14A至图14H是根据本专利技术的一些实施例所示出的感测器装置在制造过程中各个阶段的剖面图；图15A至图15H是根据本专利技术的一些实施例所示出的感测器装置在制造过程中各个阶段的剖面图；以及图16A至图16H是根据本专利技术的一些实施例所示出的感测器装置在制造过程中各个阶段的剖面图。附图标记说明：10A,10B,10C,10D,10E,10F,10G,10H：感测器装置100U：感测器单元101：基板102：感测器元件104：中间层104A：第一层104B：第二层106：钝化层104t,106t,108t,112t：顶表面108：微透镜结构108b：底部部分108bs：底表面108p：开口108s：侧壁110：第一反射层112：平坦化层114：表面改质层116：金属层210：第二反射层210p：孔洞310：波导结构A-A’：线段D1：距离EL,EL’,EL”,EL”’：激发光L：光线PR：光刻胶RL：反射光RR：反应区SA：样品T：厚度W1,W2,W3,W4：宽度具体实施方式以下详述本专利技术实施例的感测器装置及其制造方法。为了说明的目的，以下详细叙述中阐述许多特定细节与实施例以完整理解本专利技术实施例。以下详细叙述中所述的特定元件与配置是用以清楚描述本专利技术实施例。然而，此述的实施例显然仅是作为范例，本专利技术实施例的概念并非以此为限。此外，为了清楚描述本专利技术实施例，不同实施例的附图可使用类似及/或相对应的数字，以表示类似及/或相对应的元件。然而，并不表示不同的实施例之间有任何关连。应能理解的是，此例示性实施例的叙述可配合附图一并理解，本专利技术实施例的附图亦被视为本专利技术实施例说明的一部分。附图并未以实际装置及元件的比例示出。此外，结构及装置是以示意的方式示出以简化附图。此外，当述及第一材料层位于第二材料层上或之上以及第一材料层设置于第二材料层上或之上时，包括第一材料层与第二材料层直接接触的情形。或者，亦可能间隔有一或更多其它材料层的情形，在此情形中，第一材料层与第二材料层之间可能不直接接触。此外，此说明书中使用了相对性的用语。例如，“较低”、“底部”、“较高”或“顶部”，以描述一个元件对于另一元件的相对位置。应能理解的是，如果将装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“较低”侧的元件将会成为在“较高”侧的元件。应能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种元件、组件、区域、层、及/或部分，这些元件、组件、区域、层、及/或部分不应被这些用语限定。这些用语仅是用来区别不同的元件、组件、区域、层、及/或部分。因此，以下讨论的第一元件、组件、区域、层、及/或部分可在不偏离本专利技术实施例的教示下被称为第二元件、组件、区域、层、及/或部分。“约”与“大抵”的用语通常表示在一给定值或范围的10％之内，优选是5％之内，或3％之内，或2％之内，或1％之内，且优选是0.5％之内。在此给定的数量为大约的数量，亦即在没有特定说明“约”或“大抵”的情况下，仍可隐含“约”或“大抵”的含义。除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与本专利技术所属
中技术人员所通常理解的相同涵义。应能理解的是，这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有与相关技术及本专利技术的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种感测器装置，包括：/n至少一感测器单元，其包括：/n至少一感测器元件；/n一中间层，设置于该至少一感测器元件上；/n一钝化层，设置于该中间层上；/n一微透镜结构，设置于该钝化层上；/n一开口，设置于该微透镜结构中；以及/n一第一反射层，设置于该微透镜结构上，其中该第一反射层从该开口延伸至该钝化层。/n

【技术特征摘要】
20191004 US 16/593,4171.一种感测器装置，包括：
至少一感测器单元，其包括：
至少一感测器元件；
一中间层，设置于该至少一感测器元件上；
一钝化层，设置于该中间层上；
一微透镜结构，设置于该钝化层上；
一开口，设置于该微透镜结构中；以及
一第一反射层，设置于该微透镜结构上，其中该第一反射层从该开口延伸至该钝化层。


2.如权利要求1所述的感测器装置，其中该第一反射层从该开口的一侧壁延伸至该钝化层的一顶表面，且该第一反射层的材料对散发光具有高反射的特性。


3.如权利要求1所述的感测器装置，其中该微透镜结构于剖面中具有一半圆、半椭圆、三角形、长方形或使该微透镜结构反射光线朝向该至少一感测器元件的其他形状。


4.如权利要求1所述的感测器装置，其中该微透镜结构产生一平行光线或具有对应至一个感测器元件的一单一焦点、对应至两个感测器元件的两个焦点，或对应至三或四个感测器元件的多个焦点。


5.如权利要求1所述的感测器装置，其中该至少一感测器单元还包括一第二反射层，其设置于该中间层与该微透镜结构之间，其中该开口与该第二反射层重叠，且其中该第二反射层的材料对激发光具有高反射的特性。


6.如权利要求5所述的感测器装置，其中该至少一感测器单元还包括一波导结构，其设置于该第二反...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢馨仪，
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