微透镜结构及其形成方法技术

本发明专利技术提供微透镜结构及其形成方法，所述微透镜结构包含具有第一折射率的微透镜组件，第一薄膜设置在微透镜组件上，第一薄膜具有小于第一折射率的第二折射率，以及第二薄膜设置在第一薄膜上，第二薄膜具有小于第二折射率且大于空气折射率的第三折射率。此外，本发明专利技术还提供微透镜结构的形成方法。本发明专利技术在微透镜组件上的多层结构的薄膜可以增加图像传感器的光通量，进而提升图像传感器的灵敏度。另外，每一层薄膜的应力可以通过不同厚度加以调整，还可以通过使用不同材料、不同沉积方法或不同工艺条件的沉积工艺加以调整多层结构薄膜的每一层薄膜的应力。因此，可以得到最佳总效能的多层结构的薄膜，从而得到较大的工艺容许度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微透镜结构，尤其涉及在微透镜组件上具有多层折射膜的微透镜结构以及形成多层折射膜的方法。
技术介绍
在图像感测组件中，微透镜结构通常设置在图像感测芯片上，传统的微透镜结构具有微透镜组件，并且在微透镜组件上只形成单层且仅具有一种折射率的氧化硅层。传统的制造方法经由在微透镜组件上涂布液态氧化物材料，然后对液态氧化物材料进行硬烘烤工艺，借此在微透镜组件上形成氧化硅层。然而，经由此传统的制造方法所形成的氧化硅层的阶梯覆盖率较差，约小于60%，因此经由传统的方法所形成的氧化硅层容易从微透镜组件上脱层。另一种传统的制造方法经由等离子体增强型化学气相沉积(plasma enhancedchemical vapor deposition ;PECVD)工艺在微透镜组件上形成氧化娃层，其使用的工艺温度高于20(TC,射频(radio frequency ；RF)功率高于300瓦(watt),并且需在富含氧气(O2)的环境下进行，氧气(O2)的流量为2000立方公分每分钟(standard cubic centimeter perminute ;sccm)，此传统的PECVD工艺所使用的气体源为硅烷(silane ；SiH4)和N2O,或者气体源为四乙氧基娃烧(tetraethyl orthosilicate ;TE0S)和02。然而,在传统的PECVD工艺中所使用的高工艺温度、高射频功率以及富含氧气的环境会对微透镜组件底下的有机材料层造成损伤。此外，使用气体源为SiH4和N2O的传统PECVD工艺所形成的氧化硅层的阶梯覆盖率较差，约小于70%;而使用气体源为TEOS和O2的传统PECVD工艺所形成的氧化硅层的阶梯覆盖率不佳，约小于80%。因此，此传统的制造方法所形成的氧化硅层也容易从微透镜组件上脱层。另外，在传统的微透镜结构中，微透镜组件上的氧化硅层只具有一种折射率，因此无法大幅地提升图像感测组件的灵敏度。此外，无法对单层结构的氧化硅层的应力进行调整，因此无法得到最佳的应力效能，进而使得传统的微透镜结构无法具有较大的工艺容许度(process window)。因此，业界急需可以克服上述问题的微透镜结构以及微透镜结构的形成方法。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，在本专利技术的一实施例中，提供微透镜结构。此微透镜结构包括:微透镜组件，具有第一折射率；第一薄膜设置在微透镜组件上，第一薄膜具有小于第一折射率的第二折射率；以及第二薄膜设置在第一薄膜上，第二薄膜具有小于第二折射率且大于空气折射率的第三折射率。在本专利技术的一实施例中，提供微透镜结构的形成方法。此微透镜结构的形成方法包括:形成微透镜组件，其具有第一折射率；在微透镜组件上沉积第一薄膜，其中第一薄膜具有小于第一折射率的第二折射率；以及在第一薄膜上沉积第二薄膜，其中第二薄膜具有小于第二折射率且大于空气折射率的第三折射率。本专利技术在微透镜组件上的多层结构的薄膜可以增加图像传感器的光通量，进而提升图像传感器的灵敏度。另外，每一层薄膜的应力可以通过不同厚度加以调整，还可以通过使用不同材料、不同沉积方法或不同工艺条件的沉积工艺加以调整多层结构薄膜的每一层薄膜的应力。因此，可以得到最佳总效能的多层结构的薄膜，从而得到较大的工艺容许度。为了让本专利技术的上述目的、特征、及优点能更明显易懂，以下配合附图，作详细说明如下。附图说明图1显示依据本专利技术的一实施例，微透镜结构设置在图像传感器上的局部剖面示意图；图2显示依据本专利技术的一实施例，图1的微透镜结构的一部分M的放大剖面示意图；图3显示依据本专利技术的另一实施例，微透镜结构的一部分的放大剖面示意图。其中，附图标记说明如下:10 图像传感器；12 接合垫；14 彩色滤光片；16 间隙物；18 微透镜结构；20 微透镜组件；22 第一薄膜；24 第二薄膜；26 第三薄膜；28 第三薄膜上的多层薄膜；28’ 最外层的薄膜；M 微透镜结构的一部分；NI 第一折射率；N2 第二折射率；N3 第三折射率；N4 第四折射率；N5 第三薄膜上的薄膜的折射率；Nn 最外层薄膜的折射率；N* 空气的折射率。具体实施例方式本专利技术的一实施例提供微透镜结构，其可设置在图像传感器上，以增加图像传感器的光通量，使得图像传感器的灵敏度，亦即信号对噪声比可以提升至少3% -6%。参阅图1，其显示依据本专利技术的一实施例，微透镜结构18设置在图像传感器10上的局部剖面示意图。此外，如图1所示，在图像传感器10与微透镜结构18之间还具有彩色滤光片14以及间隙物(spacer) 16，其中微透镜结构18设置在间隙物16上，图像传感器10还具有暴露出来的接合垫12，通过接合垫12与外部电路(未示出)进行电性连接。参阅图2，其显示依据本专利技术的一实施例，图1的微透镜结构18的一部分M的放大剖面示意图。微透镜结构18包含微透镜组件20，微透镜组件20具有第一折射率NI，在一实施例中，第一折射率NI约为1.55。微透镜组件20是由多个微透镜单元组成，并且这些微透镜单元以数组方式排列。在一实施例中，微透镜组件20的厚度tl约为0.35μπι至L O μ m0微透镜结构18还包含设置在微透镜组件20上的第一薄膜22，以及设置在第一薄膜22上的第二薄膜24。第一薄膜22具有小于第一折射率NI的第二折射率N2，第二薄膜24具有小于第二折射率N2且大于空气折射率N*的第三折射率N3，亦即NI (约1.55) > N2> N3 > N*( = 1.0)。在一实施例中，微透镜组件20的第一折射率NI约为1.55 ;第一薄膜22的第二折射率N2约为1.45 ;第二薄膜24的第三折射率N3约为1.40 ;并且空气的折射率为1.0。第一薄膜22可以是SiO2薄膜，第二薄膜24可以是钻石多孔膜(diamond porousfilm)、非有机膜或者由其它材料所形成的薄膜，其折射率介于N2与邻接第二薄膜24的另一薄膜的折射率之间。在一实施例中，第一薄膜22的厚度t2至少约为500人，且第二薄膜24的厚度t3也至少约为500人，第一薄膜22和第二薄膜24的总厚度约为0.1 μ m至0.2 μ m。在一实施例中，第一薄膜22可以是SiO2薄膜，其经由等离子体增强型化学气相沉积工艺进行两次而形成，通过在微透镜组件20上形成初始膜(initial film)(未示出)，并且在初始膜上形成主体膜(bulk film)(未示出)而形成第一薄膜22。初始膜的厚度约为50人至100人,主体膜的厚度大于初始膜的厚度。在一实施例中，沉积初始膜的步骤所使用的气体源为四乙氧基硅烷和02，其工艺温度低于200°C，例如约180°C，射频功率不会大于250瓦，并且O2的流量约为250-1000立方公分每分钟。由上述工艺条件所形成的初始膜具有拉伸(正)应力(tensile (positive) stress),且为凹面状态(concave state)。另夕卜，沉积主体膜的步骤所使用的气体源为四乙氧基硅烷和O2，其工艺温度低于200°C，例如约180°C，射频功率则大于250瓦，并且O2的流量约为250-2000立方公分每分钟。由上述工艺条件所形成的主体膜具有压缩(负)应力(compressive (negative) 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微透镜结构，包括：一微透镜组件，具有一第一折射率；一第一薄膜，设置在该微透镜组件上，具有一第二折射率小于该第一折射率；以及一第二薄膜，设置在该第一薄膜上，具有一第三折射率小于该第二折射率，其中该第三折射率大于空气的折射率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：翁福田，萧玉焜，
申请(专利权)人：采钰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：