UV、R、G、B、IR之任意组合滤光结构及制作方法技术

一种UV、R、G、B、IR之其中任意组合滤光结沟，其包括一基板及一滤光层，其中该基板为晶圆半导体感测元件或透光元件的产品，该滤光层形成于该基板的一侧面，由矩阵排列的复数基本单元所组成，每一基本单元包含由真空镀膜方式形成的复数像素滤光膜，该复数像素滤光膜包含UV像素滤光膜、R像素滤光膜、G像素滤光膜、B像素滤光膜或IR像素滤光膜中的任意组合，且使该复数像素滤光膜仅只能供相对应波长的光线通过，而其制作方法则是利用光阻屏蔽与真空镀膜的配合形成；由此可使滤光薄膜均匀性较佳(uniformity

【技术实现步骤摘要】
UV、R、G、B、IR之任意组合滤光结构及制作方法


[0001]本专利技术涉及一种关于应用于环境光源感测芯片(Ambient Light Sensor，ALS)、近接感测芯片(Proximity Sensor，PS)、RGB色温感测芯片及手势感测芯片等光学传感器的感测芯片上的滤光结构及制法方面的
，尤指一种可使滤光薄膜均匀性较佳(uniformity
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5nm)，以及提供更广域的波段，以形成更多不同波长的图像，使具有更高敏感的分辨率可符合光学规格需求的UV、R、G、B、IR之任意组合滤光结构及制作方法。

技术介绍

[0002]传统的光学传感器，如可见光摄像模块，需要采用红外光截止滤波器，将不必要的低频近红外光过滤掉，以免红外光线对可见光部分造成影响，产生伪色或波纹，但该传统的可见光摄像模块，未有UV像素及IR像素。
[0003]一般已知的彩色滤光片及其制造方法，如中国台湾第100112527号专利所示，其主要是使用喷墨印刷法，彩色滤光薄膜厚度在5微米左右，对于颜料光阻液的使用较为浪费，分辨率及位置重现性较差，制造流程随着基板尺寸逐步的增大，最初光阻剂涂布的方式是由中央滴下(tube)再加上旋涂(spin coat)，演进至今成为狭缝式涂布(slit)加上旋涂，其目的无非是为了降低光阻剂的使用量，而未来基板尺寸的更大型化，将会造成滤光薄膜的均匀性(uniformity)无法达到规格需求(
±
2％)及光学透光度和波长无法达到规格需求(截止带低于穿透率1％)，截止带穿透率过高，其造成噪声。已知金属彩色滤光器中所使用材料为银，其在环境上来说不稳定且容易腐蚀。
[0004]有鉴于此，本专利技术人乃针对上述问题，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术主要目的在于有效的解决已知彩色滤光片及其制造方法所存在的制作大型基板尺寸时滤光薄膜均匀性(uniformity)无法达到规格需求(
±
2％)及光学透光度和波长无法达到规格需求(截止带低于穿透率1％)等问题，从而提供提供一种UV、R、G、B、IR之任意组合滤光结构。
[0006]为达上述目的，本专利技术提供一种UV、R、G、B、IR之任意组合滤光结构，包括一基板及一滤光层，其中，该基板为晶圆半导体感测元件或透光元件的产品。该滤光层形成于该基板的一侧面，由矩阵排列的数个基本单元所组成，每一基本单元包含由真空镀膜方式形成的数个像素滤光膜，该数个像素滤光膜包含一UV像素滤光膜、一R像素滤光膜、一G像素滤光膜、一B像素滤光膜或一IR像素滤光膜中的任意组合，且使该像素滤光膜仅只能供相对应波长的光线通过。
[0007]本专利技术还提供一种UV、R、G、B、IR之任意组合滤光结构的制作方法，包括(a)于基板上形成光阻屏蔽：于一基板的一侧面上形成一光阻屏蔽，于该光阻屏蔽上欲镀像素滤光膜处设有镂空的复数镀膜区域；(b)真空镀膜：利用真空镀膜方法于该镀膜区域形成由不同厚
度的复数铷层及复数高折射率层相互堆栈的复数像素滤光膜；(c)涂布光阻剂：于镀完该像素滤光膜的该光阻屏蔽的镂空镀膜区域上涂布光阻剂，以封住该镂空镀膜区域；(d)蚀刻：利用蚀刻方式于该光阻屏蔽上欲镀复数另一像素滤光膜处形成镂空的复数另一镀膜区域；(e)再次真空镀膜：利用真空镀膜方法于蚀刻形成的该复数另一镀膜区域形成由不同厚度的复数铷(Rb)层及比复数高折射率层相互堆栈的复数另一像素滤光膜；(f)清除光阻屏蔽：清除该光阻屏蔽即完成。
[0008]承上，在(e)步骤后可依需要重覆(c)～(e)步骤，再进行(f)步骤，以制作出由三种或多种像素滤光膜组成的滤光结构。
[0009]本专利技术所提供的UV、R、G、B、IR之任意组合滤光结构及制作方法，可藉由真空镀膜配合光阻屏蔽的制作方式，使得即使是在制作大型基板尺寸时，均匀性达
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5nm以下，而符合截止带穿透率低于1％规格需求，此等UV、R、G、B、IR之任意组合滤光结构具有更高透过率及更窄通带，导致色彩更鲜艳及更明亮，进而当其应用于环境光感测芯片(Ambient Light Sensor，ALS)、近接感测芯片(Proximity Sensor，PS)、RGB色温感测芯片及手势感测芯片等光学传感器的感测芯片时，可使反应时间更为快速，相对于同产品颜色辨别率及调整灵敏度可大幅提高，更是可大大提升感光对比的亮度呈现，更有业者将光打向水果(如柳橙、奇异果等)，并且使用应用本申请的感测芯片以及AI判别，精确办别水果内皮层熟度，用以实现水果成熟辨识/分级，快速降低过往人力辨别成本。
附图说明
[0010]图1为本专利技术的结构示意图。
[0011]图2为本专利技术的滤光层的基本单元配置示意图。
[0012]图3为本专利技术的UV像素滤光膜的光谱图。
[0013]图4为本专利技术的R像素滤光膜的光谱图。
[0014]图5为本专利技术的G像素滤光膜的光谱图。
[0015]图6为本专利技术的B像素滤光膜的光谱图。
[0016]图7为本专利技术的IR像素滤光膜的光谱图。
[0017]图8为本专利技术的制作方法的制作流程示意图。
[0018]图9为本专利技术的光阻屏蔽的制作流程示意图。
[0019]图10为本专利技术的真空溅射反应镀膜系统的结构示意图。
[0020]符号说明：
[0021]10:基板
[0022]20:滤光层
[0023]21:基本单元
[0024]22:像素滤光膜
[0025]23:铷(Rb)层
[0026]24:高折射率层
[0027]30:真空溅射反应镀膜系统
[0028]31:滚筒
[0029]32:镀膜腔室
[0030]33:溅射源
[0031]34:反应源区域
[0032]35:靶材。
具体实施方式
[0033]请参阅图1及图2所示，显示本专利技术所述的UV、R、G、B、IR之任意组合滤光结构，其包括一基板10及一滤光层20，其中：
[0034]该基板10，为晶圆半导体感测元件。
[0035]该滤光层20，形成于该基板10的一侧面，由矩阵排列的复数基本单元21所组成，每一基本单元21包含由真空镀膜方式形成的复数像素滤光膜22。该复数像素滤光膜22包含一UV像素滤光膜、一R像素滤光膜、一G像素滤光膜、一B像素滤光膜及一IR像素滤光膜之其中任意复数，且使该复数像素滤光膜仅只能供相对应波长的光线通过。
[0036]本专利技术的每一基本单元21的复数像素滤光膜22的组合方式可为UV像素滤光膜、R像素滤光膜、一G像素滤光膜、一B像素滤光膜及一IR像素滤光膜中的其中任意二种、任意三种或多种的组合，本实施例是以其中的四种组合举例。其中：
[0037]该UV像素滤光膜，是由复数铷(Rb)层23及折射率比铷(Rb)层高的复数高折射率层24相互堆栈形成，使具有在300nm至1100nm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种UV、R、G、B、IR之任意组合滤光结构，其特征在于，其包括：一基板，为晶圆半导体感测元件或透光元件的产品中的任一种；以及一滤光层，形成于该基板的一侧面，由矩阵排列的数个基本单元所组成，每一基本单元包含由真空镀膜方式形成的数个像素滤光膜，该像素滤光膜包含一UV像素滤光膜、一R像素滤光膜、一G像素滤光膜、一B像素滤光膜及一IR像素滤光膜中的任意组合，使该像素滤光膜仅只能供相对应波长的光线通过。2.如权利要求1所述的UV、R、G、B、IR之任意组合滤光结构，其特征在于，所述UV像素滤光膜，是由数层铷层及折射率比铷层高的数层高折射率层相互堆栈形成，通过各层不同厚度配置，使具有在300nm至1100nm波长范围内形成一通带，该通带中心波长在300nm至400nm，其余截止，该通带中心波长在入射角于0
°
时透过率大于50％，其截止带透过率平均低于1％；该R像素滤光膜，是由数层铷层及折射率比铷层高的数层高折射率层相互堆栈形成，通过各层不同厚度配置，使具有在300nm至1100nm波长范围内形成一通带，该通带中心波长在580nm至740nm，其余截止，该通带中心波长在入射角于0
°
时透过率大于55％，其截止带透过率低于1％；该G像素滤光膜，是由数层铷层及折射率比铷层高的数层高折射率层相互堆栈形成，通过各层不同厚度配置，使具有在300nm至1100nm的波长范围内形成一通带，该通带中心波长在500nm至565nm，其余截止，该通带中心波长在入射角于0
°
时透过率大于55％，其截止带透过率低于1％；该B像素滤光膜，是由数层铷层及折射率比铷层高的数层高折射率层相互堆栈形成，通过各层不同厚度配置，使具有在300nm至1100nm的波长范围内形成的一通带，该通带中心波长在400nm至500nm，其余截止，该通带中心波长在入射角于0
°
时透过率大于55％，其截止带透过率低于1％；该IR像素滤光膜，是由数层铷层及折射率比铷层高的数层高折射率层相互堆栈形成，使具有在300nm至1100nm的波长范围内形成的一通带，该中心波长在红外800nm至1100nm之波长范围内仅一部份或部分重叠形成一通带，其余截止带透过率低于1％，该通带的中心波长在入射角于0
°
时透过率大于30％。3.如权利要求2所述的UV、R、G、B、IR之任意组合滤光结构，其特征在于，所述像素滤光膜的铷层在350nm至2000nm波长范围内的折射率为0.25至0.13，消光系数为0.24至5.58，该高折射率层为五氧化三钛、二氧化钛、五氧化二铌、五氧化二钽混合膜料H4或其混合物，而且该高折射率层在350nm至1100nm的波长范围内的折射率大于1.6，消光系数接近0。4.如权利要求3所述的UV、R、G、B、IR之任意组合滤光结构，其特征在于，所述UV像素滤光膜的结构条件为下表中的任一种情形：
5.如权利要求3所述的UV、R、G、B、IR之任意组合滤光结构，其特征在于，所述R像素滤光膜的结构条件为下表中的任意一种情形：
6.如权利要求3所述的UV、R、G、B、IR之任意组合滤光结构，其特征在于，所述G像素滤光膜的结构条件为下表中的任意一种情形：
7.如权利要求3所述的UV、R、G、B、IR之任意组合滤光结构，其特征在于，所述B像素滤光膜的结构条件为下表中的任意一种情形：
8.如权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹政兴，郑暐皞，倪培元，
申请(专利权)人：晶瑞光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：