固態(tài)成像元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供固態(tài)成像元件，包含具有多個(gè)圖像感測(cè)器的半導(dǎo)體基底，含有多個(gè)彩色濾光片區(qū)塊的彩色濾光片設(shè)置于半導(dǎo)體基底之上，每一個(gè)彩色濾光片區(qū)塊各自對(duì)應(yīng)至一個(gè)圖像感測(cè)器，此外，還包含多個(gè)分隔物設(shè)置于這些彩色濾光片區(qū)塊之間，每一個(gè)分隔物設(shè)置于任兩個(gè)相鄰的彩色濾光片區(qū)塊之間，分隔物的高度低于彩色濾光片區(qū)塊的高度，其中分隔物的高度是從彩色濾光片區(qū)塊的底部至分隔物的頂部，并且彩色濾光片區(qū)塊的高度是從彩色濾光片區(qū)塊的底部至彩色濾光片區(qū)塊的頂部。本發(fā)明公開的固態(tài)成像元件提升成像元件對(duì)于光線靈敏度。
【專利說(shuō)明】固態(tài)成像元件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及固態(tài)成像元件，特別涉及具有分隔物設(shè)置在彩色濾光片中的固態(tài)成像元件及其形成方法。

【背景技術(shù)】
[0002]—般而言，固態(tài)成像兀件具有將光線轉(zhuǎn)換成電荷的光電轉(zhuǎn)換器，例如為電荷I禹合兀件(charge coupled device ;CCD)、金屬氧化半導(dǎo)體(metal oxide semiconductor ；M0S)元件等，固態(tài)成像元件已經(jīng)被廣泛使用在各種圖像拍攝設(shè)備中，例如攝影機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等。
[0003]固態(tài)成像元件可以是彩色的固態(tài)成像元件，其具有彩色濾光片，在傳統(tǒng)的彩色固態(tài)成像元件中，由多個(gè)紅色、藍(lán)色和綠色的彩色濾光片部件所組成的三原色彩色濾光片設(shè)置在半導(dǎo)體基底上所提供的以二維方式排列的光電轉(zhuǎn)換器的光接收表面上方，此三原色彩色濾光片的每一個(gè)彩色濾光片部件各自對(duì)應(yīng)至一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器。
[0004]在傳統(tǒng)的彩色濾光片中，紅色、藍(lán)色和綠色的彩色濾光片部件鄰接在一起，并且在這些彩色濾光片部件之間不具有空隙存在。然而，進(jìn)入彩色固態(tài)成像元件的光線可能不會(huì)垂直于這些以二維方式排列的光電轉(zhuǎn)換器的光接收表面，如果光線傾斜地進(jìn)入光接收表面，并且通過(guò)一個(gè)彩色濾光片部件，則此光線將會(huì)傾斜地到達(dá)一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，此接收到光線的光電轉(zhuǎn)換器對(duì)應(yīng)至相鄰于上述具有光線通過(guò)的彩色濾光片部件的另一個(gè)彩色濾光片部件，因此，采用傳統(tǒng)彩色濾光片的固態(tài)成像元件會(huì)發(fā)生混色問(wèn)題。
[0005]為了避免混色問(wèn)題發(fā)生，在美國(guó)專利第8139131B2號(hào)所公開的固態(tài)成像元件中提供了多個(gè)彩色濾光片區(qū)塊，這些彩色濾光片區(qū)塊之間以空隙隔開，且此空隙中含有氣體。
[0006]另外，為了避免混色問(wèn)題發(fā)生，在美國(guó)專利第8049805B2號(hào)所公開的彩色固態(tài)成像元件中則提供了彩色濾光片，此彩色濾光片包含多層彩色層，每一個(gè)彩色層包含側(cè)向表面，其垂直于半導(dǎo)體基底的表面，此外，彩色層還包含傾斜的表面，此傾斜的表面從與半導(dǎo)體基底相對(duì)的側(cè)向表面的末端連續(xù)地朝向與半導(dǎo)體基底相對(duì)的彩色層的末端部分發(fā)展，這些彩色層以側(cè)向表面互相接觸且不具有空隙在這些彩色層之間的方式排列，而且這些彩色層的末端部分具有弧形表面。
[0007]近年來(lái)，成像元件的像素已經(jīng)達(dá)到數(shù)百萬(wàn)像素，隨著像素的增加，在每一個(gè)像素中，操作像素需要的各種導(dǎo)線和電子電路所占據(jù)的面積百分比也隨之增加，因此，在每一個(gè)像素中，實(shí)際上可以被光電轉(zhuǎn)換器使用來(lái)接收光線的面積百分比也隨之降低，這表示成像元件對(duì)于光線的靈敏度將降低。
[0008]上述的成像元件雖然提供了避免混色問(wèn)題發(fā)生的彩色濾光片，但是這些成像元件并未提供提升成像元件對(duì)于光線靈敏度的方法，特別是針對(duì)含有白色的彩色濾光片區(qū)塊的彩色濾光片而言，這些成像元件更未提供如何提升成像元件對(duì)于光線靈敏度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，在一示范的實(shí)施例中，提供固態(tài)成像元件，此固態(tài)成像元件包括:第一彩色濾光片區(qū)塊，其具有從第一彩色濾光片區(qū)塊的底部表面至第一彩色濾光片區(qū)塊的頂部表面測(cè)量的第一高度；第二彩色濾光片區(qū)塊，其具有從第二彩色濾光片區(qū)塊的底部表面至第二彩色濾光片區(qū)塊的頂部表面測(cè)量的第二高度；以及設(shè)置于第一彩色濾光片區(qū)塊與第二彩色濾光片區(qū)塊之間的分隔物，其具有從分隔物的底部表面至分隔物的頂部表面測(cè)量的第三高度，此分隔物的折射率低于第一彩色濾光片區(qū)塊和第二彩色濾光片區(qū)塊的折射率，并且分隔物的第三高度低于第一彩色濾光片區(qū)塊的第一高度和第二彩色濾光片區(qū)塊的第二高度。
[0010]在一示范的實(shí)施例中，提供固態(tài)成像元件，此固態(tài)成像元件包括:半導(dǎo)體基底，其包含多個(gè)圖像感測(cè)器形成于上；彩色濾光片設(shè)置于半導(dǎo)體基底之上，其包含多個(gè)彩色濾光片區(qū)塊，每一個(gè)彩色濾光片區(qū)塊包含側(cè)向表面以及設(shè)置于側(cè)向表面上方的上方部分。另外，固態(tài)成像元件還包括多個(gè)分隔物設(shè)置于這些彩色濾光片區(qū)塊之間，每一個(gè)分隔物設(shè)置于任兩個(gè)相鄰的彩色濾光片區(qū)塊之間，分隔物的折射率低于這些彩色濾光片區(qū)塊的折射率。此夕卜，彩色濾光片區(qū)塊的上方部分包含從分隔物的頂部朝向彩色濾光片區(qū)塊的頂部延伸的傾斜表面。
[0011]依據(jù)本公開的實(shí)施例，可以提升固態(tài)成像元件對(duì)于光線照射的靈敏度，此外，還可以進(jìn)一步提升固態(tài)成像元件的白色像素對(duì)于光線照射的靈敏度，其中固態(tài)成像元件的白色像素對(duì)應(yīng)至彩色濾光片的白色彩色濾光片區(qū)塊。另外，當(dāng)本公開的固態(tài)成像元件在低照度的環(huán)境中使用時(shí)，也可以改善固態(tài)成像元件對(duì)于光線照射的靈敏度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]為了讓本公開的各種實(shí)施例的目的、特征、及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下配合所附圖式作詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0013]圖1顯示依據(jù)本公開的一實(shí)施例，固態(tài)成像元件的局部剖面示意圖；
[0014]圖2A-2D顯示依據(jù)本公開的各種實(shí)施例，圖1的固態(tài)成像元件的一區(qū)域P的放大剖面示意圖；
[0015]圖3A-3C顯示依據(jù)本公開的一實(shí)施例，形成固態(tài)成像元件的方法的中間階段的局部剖面示意圖；
[0016]圖4顯示依據(jù)本公開的各種實(shí)施例，固態(tài)成像元件的白色像素對(duì)于光線照射的靈敏度和其SNRlO值相對(duì)于分隔物的各種寬度的曲線圖；以及
[0017]圖5顯示依據(jù)本公開的各種實(shí)施例，固態(tài)成像元件的白色像素對(duì)于光線照射的靈敏度和其SNRlO值相對(duì)于分隔物的高度與彩色濾光片區(qū)塊的高度的各種比率的曲線圖，這些高度的測(cè)量以彩色濾光片區(qū)塊的底部為基準(zhǔn)。
[0018]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0019]100?半導(dǎo)體基底；
[0020]100A?半導(dǎo)體基底的頂部表面；
[0021]102?圖像感測(cè)器；
[0022]104?分隔物；
[0023]105?分隔物的頂部表面；
[0024]105E?分隔物的頂部表面的邊緣；
[0025]106?抗漏電流層；
[0026]108、116?抗反射層；
[0027]108A?抗反射層的頂部表面；
[0028]109?彩色濾光片區(qū)塊的底部；
[0029]110?彩色濾光片；
[0030]110R、110G、110B、1 1W ?彩色濾光片區(qū)塊；
[0031]IlOL?彩色濾光片區(qū)塊的下方部分；
[0032]IlOU?彩色濾光片區(qū)塊的上方部分；
[0033]110UI?傾斜表面；
[0034]IlOS?側(cè)表面；
[0035]111?彩色濾光片區(qū)塊的頂部；
[0036]112?微透鏡下方層；
[0037]114?微透鏡；
[0038]120?彩色濾光片下方層；
[0039]130?彩色濾光片涂層；
[0040]130A?彩色濾光片涂布部分的平坦表面；
[0041]130R、130G、130B、130W?彩色濾光片涂布部分；
[0042]200?半調(diào)式掩模；
[0043]210?曝光工藝；
[0044]H?彩色濾光片區(qū)塊的底部以下的分隔物的高度；
[0045]C?彩色濾光片區(qū)塊的底部以上的分隔物的高度；
[0046]P?固態(tài)成像元件的一部分；
[0047]D?彩色濾光片區(qū)塊的高度；
[0048]W?分隔物的寬度；
[0049]Θ?彩色濾光片區(qū)塊的傾斜表面與分隔物的頂部表面之間的夾角。

【具體實(shí)施方式】
[0050]參閱圖1，其顯示依據(jù)本公開的一實(shí)施例，固態(tài)成像元件的局部剖面示意圖，此固態(tài)成像元件包含半導(dǎo)體基底100，半導(dǎo)體基底100含有多個(gè)圖像感測(cè)器102形成于其上，圖像感測(cè)器102可以是互補(bǔ)式金屬氧化半導(dǎo)體(complementary metal oxidesemiconductor ；CM0S)元件或電荷稱合元件(CO)),此外,用于操作每一個(gè)圖像感測(cè)器102所需的各種導(dǎo)線與電子電路也形成在半導(dǎo)體基底100上，半導(dǎo)體基底100可以是晶圓或晶片。
[0051]多個(gè)分隔物(partit1ns) 104設(shè)置在半導(dǎo)體基底100上，以定義對(duì)應(yīng)至每一個(gè)圖像感測(cè)器102的每一個(gè)像素(pixel)，在一實(shí)施例中，分隔物104的底部形成在半導(dǎo)體基底100的頂部表面100A上。彩色濾光片100包含多個(gè)彩色濾光片區(qū)塊(color filtersegments)，并且設(shè)置在半導(dǎo)體基底100之上，每一個(gè)彩色濾光片區(qū)塊具有一種顏色，例如為紅色、綠色、藍(lán)色或白色，彩色濾光片100可由紅色的彩色濾光片區(qū)塊110R、綠色的彩色濾光片區(qū)塊110G、藍(lán)色的彩色濾光片區(qū)塊110B以及白色的彩色濾光片區(qū)塊110W組成，每一個(gè)分隔物104設(shè)置在任兩個(gè)相鄰的彩色濾光片區(qū)塊之間，例如，分隔物104設(shè)置在藍(lán)色的彩色濾光片區(qū)塊IlOB與白色的彩色濾光片區(qū)塊IlOW之間。此外，每一個(gè)彩色濾光片區(qū)塊110RU10GU10B和IlOW各自對(duì)應(yīng)至一個(gè)圖像感測(cè)器102。
[0052]分隔物104由具有低折射率(refractive index ；n)的材料制成,分隔物104的折射率低于彩色濾光片110的各種彩色濾光片區(qū)塊110R、110G、1 1B和IlOW的折射率，分隔物104可由Si02、SiN, S1N或其他具有低折射率的適當(dāng)材料制成。
[0053]彩色濾光片下方層(color filter underlying layer) 120,例如為抗漏電流層(ant1-current leakage layer) 106 和抗反射層(ant1-reflect1n layer) 108 可以設(shè)置在半導(dǎo)體基底100與彩色濾光片110之間，其中抗漏電流層106形成在半導(dǎo)體基底100上，而抗反射層108則形成在抗漏電流層106上。此外，抗漏電流層106和抗反射層108都被分隔物104圍繞，抗漏電流層106和抗反射層108可由金屬材料制成，而其他具有適當(dāng)功能的其他層也可以設(shè)置在半導(dǎo)體基底100與彩色濾光片110之間，不限定于上述的抗漏電流層106和抗反射層108。由于分隔物104的底部是形成在半導(dǎo)體基底100的頂部表面100A上，因此從半導(dǎo)體基底100的頂部表面100A開始至彩色濾光片110的底部109之間所定義的分隔物104的高度H由設(shè)置在半導(dǎo)體基底100與彩色濾光片110之間的那些層的厚度總合決定。
[0054]參閱圖2A，其是顯示依據(jù)本公開的一實(shí)施例，圖1的固態(tài)成像元件的一區(qū)域P的放大剖面示意圖，如圖2A所示，分隔物104的高度C是從彩色濾光片區(qū)塊IlOW的底部109開始至分隔物104的頂部105所定義，而彩色濾光片區(qū)塊IlOW的高度D則是從彩色濾光片區(qū)塊IlOW的底部109開始至彩色濾光片區(qū)塊IlOW的頂部111所定義，亦即高度D是彩色濾光片區(qū)塊IlOW的最大厚度。依據(jù)本公開的實(shí)施例，分隔物104的高度C小于彩色濾光片區(qū)塊IlOW的高度D，分隔物104的高度C較佳為彩色濾光片區(qū)塊IlOW的高度D的約40_80%。依據(jù)本公開的實(shí)施例，分隔物104的寬度W約為0.08-0.2 μ m，圖2A中僅繪出一個(gè)彩色濾光片區(qū)塊IlOW作為彩色濾光片110的彩色濾光片區(qū)塊的代表，彩色濾光片110的其他彩色濾光片區(qū)塊110R、1 1G和IlOB也具有與彩色濾光片區(qū)塊IlOW相同的結(jié)構(gòu)特征。
[0055]如圖2A中所示，彩色濾光片區(qū)塊IlOW包含下方部分110L，其具有側(cè)向表面IlOS與分隔物104接觸，此外，彩色濾光片區(qū)塊IlOW還包含上方部分110U，其位于下方部分IlOL的側(cè)向表面IlOS上方，上方部分IlOU包含傾斜表面110UI，其從分隔物104的頂部表面105朝向彩色濾光片區(qū)塊IlOW的頂部111延伸，在彩色濾光片區(qū)塊IlOW的傾斜表面110UI與分隔物104的頂部表面105之間具有一夾角Θ，依據(jù)本公開的實(shí)施例，此夾角Θ可約為12_50度。
[0056]參閱圖2B，其是顯示依據(jù)本公開的另一實(shí)施例，圖1的固態(tài)成像元件的一區(qū)域P的放大剖面示意圖，在圖2B的實(shí)施例中，彩色濾光片區(qū)塊IlOW的傾斜表面110Π與分隔物104的頂部表面105的邊緣105E互切，而且彩色濾光片區(qū)塊IlOW的傾斜表面110Π并不會(huì)覆蓋分隔物104的頂部表面105。
[0057]依據(jù)本公開的實(shí)施例，分隔物的頂部表面被一個(gè)彩色濾光片區(qū)塊覆蓋的百分比可以是0-50%，當(dāng)分隔物的頂部表面被一個(gè)彩色濾光片區(qū)塊覆蓋的百分比為50%時(shí)，兩個(gè)相鄰的彩色濾光片區(qū)塊的傾斜表面會(huì)完全覆蓋介于這兩個(gè)相鄰的彩色濾光片區(qū)塊之間的分隔物的頂部表面。
[0058]如圖2A和圖2B中所示，彩色濾光片區(qū)塊IlOW的上方部分IlOU的剖面形狀可以是凸面的半圓形(convex hemispherical shape)。參閱圖2C,其是顯示依據(jù)本公開的另一實(shí)施例，圖1的固態(tài)成像元件的一區(qū)域P的放大剖面示意圖，如圖2C所示，彩色濾光片區(qū)塊IlOff的上方部分IlOU的剖面形狀可以是錐形(taper)，彩色濾光片區(qū)塊IlOW的傾斜表面110UI與分隔物104的頂部表面105之間的夾角Θ可約為12-50度。
[0059]參閱圖2D，其是顯示依據(jù)本公開的另一實(shí)施例，圖1的固態(tài)成像元件的一區(qū)域P的放大剖面示意圖，如圖2D所示，彩色濾光片區(qū)塊IlOW的上方部分IlOU的剖面形狀可以是梯形(trapezoid)，彩色濾光片區(qū)塊IlOW的傾斜表面110Π與分隔物104的頂部表面105之間的夾角Θ可約為12-50度。
[0060]再參閱圖1，固態(tài)成像元件更包含微透鏡結(jié)構(gòu)設(shè)置于彩色濾光片110之上，微透鏡結(jié)構(gòu)含有多個(gè)微透鏡114，每一個(gè)微透鏡114各自對(duì)應(yīng)至彩色濾光片110的每一個(gè)彩色濾光片區(qū)塊，光線被一個(gè)微透鏡收集并且通過(guò)一個(gè)彩色濾光片區(qū)塊，接著光線將抵達(dá)一個(gè)圖像感測(cè)器102，此圖像感測(cè)器102是對(duì)應(yīng)至上述具有光線通過(guò)的彩色濾光片區(qū)塊，因此，依據(jù)本公開的實(shí)施例，可以避免混色現(xiàn)象在固態(tài)成像元件發(fā)生。
[0061]另外，在彩色濾光片110與含有多個(gè)微透鏡114的微透鏡結(jié)構(gòu)之間還可以設(shè)置微透鏡下方層(microlens underlying layer) 112,微透鏡下方層112可以是由介電材料制成的平坦化層，此外，還可以在微透鏡114的表面上形成抗反射層116。
[0062]參閱圖3A-3C，其是顯示依據(jù)本公開的一實(shí)施例，形成固態(tài)成像元件的方法的中間階段的局部剖面示意圖，如第3A圖所示，首先提供含有多個(gè)圖像感測(cè)器102形成于其上的半導(dǎo)體基底100，在半導(dǎo)體基底100的頂部表面100A上形成多個(gè)分隔物104，分隔物104由低折射率的材料制成，例如S12' SiN或S1N，分隔物104的折射率低于彩色濾光片110的彩色濾光片區(qū)塊110R、110G、110B和IlOW的折射率，在一實(shí)施例中，可通過(guò)沉積、微影與蝕刻工藝形成分隔物104。
[0063]接著，在半導(dǎo)體基底100上形成抗漏電流層106，抗漏電流層106被分隔物104圍繞，然后在抗漏電流層106上形成抗反射層108，抗反射層108也被分隔物104圍繞，抗漏電流層106和抗反射層108可由金屬材料制成，在一實(shí)施例中，可通過(guò)沉積工藝形成抗漏電流層106和抗反射層108。
[0064]于抗漏電流層106和抗反射層108在半導(dǎo)體基底100上形成之后，分隔物104具有高度C高出抗反射層108的頂部表面108A。
[0065]參閱第3B圖，在抗反射層108上形成彩色濾光片涂層130，彩色濾光片涂層130包含多個(gè)彩色濾光片涂布部件，這些彩色濾光片涂布部件具有數(shù)種顏色，例如紅色、綠色、藍(lán)色和白色，在一實(shí)施例中，這些彩色濾光片涂布部件為彩色濾光片涂布部件130R、130G、130B和130W，分別具有紅色、綠色、藍(lán)色和白色的顏色，這些彩色濾光片涂布部件130R、130G、130B和130W鄰接在一起，并且具有平坦的表面130A，這些彩色濾光片涂布部件130R、130GU30B和130W的平坦表面130A高于分隔物104的頂部表面105。
[0066]在彩色濾光片涂層130上方提供半調(diào)式掩模(halftone mask) 200進(jìn)行曝光工藝210,半調(diào)式掩模200具有灰階(gray-scale)性質(zhì)的圖案,其可以讓每一個(gè)彩色濾光片涂布部件130R、130G、130B和130W在經(jīng)過(guò)使用半調(diào)式掩模200的曝光工藝210以及顯影工藝之后，所形成的每一個(gè)彩色濾光片區(qū)塊110R、110G、110B和110W的上方部分110U具有凸面的半圓形、錐形或梯形的剖面形狀。
[0067]如第3C圖所示，在一實(shí)施例中，于顯影工藝之后，每一個(gè)彩色濾光片區(qū)塊110R、110G、1 1B和IlOW的上方部分IlOU具有凸面的半圓形的剖面形狀，彩色濾光片區(qū)塊110R、110GU10B和IlOW的上方部分IlOU的剖面形狀可通過(guò)半調(diào)式掩模200的圖案以及曝光與顯影工藝的工藝參數(shù)而改變。
[0068]參閱圖2A，可以將彩色濾光片區(qū)塊IlOW的傾斜表面110Π與分隔物104的頂部表面105之間的夾角Θ調(diào)整成最適當(dāng)?shù)臈l件，以改善固態(tài)成像元件對(duì)于光線照射的靈敏度，此夾角Θ可通過(guò)半調(diào)式掩模200的圖案以及曝光與顯影工藝的工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，夾角Θ較佳盡可能為銳角，但是夾角Θ需要大于12度，依據(jù)本公開的實(shí)施例，夾角Θ較佳約為12-50度。
[0069]接著，在彩色濾光片110上形成微透鏡下方層112，然后在微透鏡下方層112上形成含有多個(gè)微透鏡114的微透鏡結(jié)構(gòu)，以完成固態(tài)成像元件。此外，在微透鏡114上還可以形成抗反射層116，以完成圖1的固態(tài)成像元件。
[0070]依據(jù)本公開的實(shí)施例，參閱圖2A，可以將分隔物104的寬度W調(diào)整成最適當(dāng)?shù)臈l件，以改善固態(tài)成像元件對(duì)于光線照射的靈敏度。參閱圖4，其是顯示固態(tài)成像元件的白色像素對(duì)于光線照射的靈敏度(W sensitivity)與SNRlO值相對(duì)于分隔物的各種寬度的曲線圖。在圖4中所示的白色像素對(duì)于光線照射的靈敏度為固態(tài)成像元件的白色像素被準(zhǔn)直的光線(collimated light)照射后所得到的靈敏度，此白色像素的靈敏度的單位為電子數(shù)/照度*秒數(shù)(number/lux*second ;e/lux*s),固態(tài)成像元件的白色像素是對(duì)應(yīng)至白色的彩色濾光片區(qū)塊110W。另外，SNRlO值則為固態(tài)成像元件的白色像素被準(zhǔn)直的光線照射后欲得到信號(hào)對(duì)噪聲的比值等于10所需的亮度指數(shù)，SNRlO值的單位為照度(lux)。對(duì)于固態(tài)成像元件而言，白色像素的靈敏度較佳為較高的數(shù)值，而SNRlO值則較佳為較低的數(shù)值,如圖4所示，為了讓白色像素的靈敏度與SNRlO值達(dá)到較佳化，固態(tài)成像元件的分隔物104的寬度較佳為在約0.08-0.20 μ m的范圍內(nèi)，然而，如果可以提升形成分隔物104的工藝能力，固態(tài)成像元件的分隔物104的寬度也可以是在約0.04-0.20 μ m的范圍內(nèi)。
[0071]依據(jù)本公開的實(shí)施例，參閱圖2A，可以將分隔物104的高度C與彩色濾光片區(qū)塊IlOff的高度D的比率調(diào)整成最適當(dāng)?shù)臈l件，以改善固態(tài)成像元件對(duì)于光線照射的靈敏度。參閱圖5，其是顯示固態(tài)成像元件的白色像素的靈敏度(W sensitivity)以及其SNRlO值相對(duì)于高度C與高度D的各種比率的曲線圖，白色像素的靈敏度與SNRlO值的定義如上所述。如圖5中所示，為了讓白色像素的靈敏度與SNRlO值達(dá)到較佳化，固態(tài)成像元件的分隔物104的高度C與彩色濾光片區(qū)塊IlOW的高度D的比率較佳為在約40-80%的范圍內(nèi)。
[0072]另外，分隔物104的頂部表面105被一個(gè)彩色濾光片區(qū)塊I1W覆蓋的百分比也會(huì)影響固態(tài)成像元件對(duì)于光線照射的靈敏度。在一實(shí)施例中，如圖2A中所示，分隔物104的頂部表面105被一個(gè)彩色濾光片區(qū)塊IlOW覆蓋的百分比為50%，亦即分隔物的頂部表面的一半被一個(gè)彩色濾光片區(qū)塊覆蓋，在此實(shí)施例中，固態(tài)成像元件被準(zhǔn)直的光線照射后所得到的白色像素的靈敏度為6379 (e/lux*s)，而固態(tài)成像元件被傾斜的光線(oblique light)照射后所得到的白色像素的靈敏度則為6059(e/luX*s)。
[0073]在另一實(shí)施例中，如圖2B中所示，分隔物的頂部表面被一個(gè)彩色濾光片區(qū)塊覆蓋的百分比為0%，亦即分隔物的頂部表面并未被彩色濾光片區(qū)塊覆蓋，在此實(shí)施例中，固態(tài)成像元件被準(zhǔn)直的光線照射后所得到的白色像素的靈敏度為6364 (e/lux*s)，而固態(tài)成像元件被傾斜的光線照射后所得到的白色像素的靈敏度則為6047(e/lux*s)。
[0074]經(jīng)由上述兩個(gè)實(shí)施例的比較結(jié)果可得知，較佳為分隔物的頂部表面的一半被一個(gè)彩色濾光片區(qū)塊覆蓋，如此可以提升固態(tài)成像元件的白色像素的靈敏度。
[0075]雖然本發(fā)明已公開較佳實(shí)施例如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可了解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求所界定為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種固態(tài)成像元件，包括: 一第一彩色濾光片區(qū)塊，具有從該第一彩色濾光片區(qū)塊的一底部表面至該第一彩色濾光片區(qū)塊的一頂部表面測(cè)量的一第一高度； 一第二彩色濾光片區(qū)塊，具有從該第二彩色濾光片區(qū)塊的一底部表面至該第二彩色濾光片區(qū)塊的一頂部表面測(cè)量的一第二高度；以及 一分隔物，設(shè)置于該第一彩色濾光片區(qū)塊與該第二彩色濾光片區(qū)塊之間，且具有從該分隔物的一底部表面至該分隔物的一頂部表面測(cè)量的一第三高度，其中該分隔物的折射率低于該第一彩色濾光片區(qū)塊的折射率，并且該分隔物的折射率也低于該第二彩色濾光片區(qū)塊的折射率，該第三高度小于該第一高度，并且該第三高度也小于該第二高度。
2.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像元件，其中該第三高度為該第一高度的40-80%，并且該第三高度也為該第二高度的40-80%。
3.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像元件，其中該分隔物具有一寬度范圍為0.08-0.2 μ m。
4.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像元件，其中該第一彩色濾光片區(qū)塊和該第二彩色濾光片區(qū)塊各自包含一與該分隔物接觸的側(cè)向表面以及一上方部分位于該側(cè)向表面上方，而且該第一彩色濾光片區(qū)塊的該上方部分包含一傾斜表面，從該分隔物的該頂部表面朝向該第一彩色濾光片區(qū)塊的該頂部表面延伸，該第二彩色濾光片區(qū)塊的該上方部分包含一傾斜表面，從該分隔物的該頂部表面朝向該第二彩色濾光片區(qū)塊的該頂部表面延伸。
5.如權(quán)利要求4所 述的固態(tài)成像元件，其中該第一彩色濾光片區(qū)塊的該傾斜表面與該分隔物的該頂部表面之間的角度為12-50度，并且該第二彩色濾光片區(qū)塊的該傾斜表面與該分隔物的該頂部表面之間的角度為12-50度。
6.如權(quán)利要求4所述的固態(tài)成像元件，其中該第一彩色濾光片區(qū)塊的該傾斜表面覆蓋該分隔物的該頂部表面的至少一部份，并且該第二彩色濾光片區(qū)塊的該傾斜表面覆蓋該分隔物的該頂部表面的至少一部份。
7.如權(quán)利要求4所述的固態(tài)成像元件，其中該第一彩色濾光片區(qū)塊的該傾斜表面以一角度與該分隔物的該頂部表面互切，并且該第二彩色濾光片區(qū)塊的該傾斜表面以一角度與該分隔物的該頂部表面互切，且其中該第一彩色濾光片區(qū)塊和該第二彩色濾光片區(qū)塊的所述多個(gè)傾斜表面不覆蓋該分隔物的該頂部表面。
8.如權(quán)利要求4所述的固態(tài)成像元件，其中該第一彩色濾光片區(qū)塊和該第二彩色濾光片區(qū)塊的所述多個(gè)傾斜表面完全覆蓋介于該第一彩色濾光片區(qū)塊和該第二彩色濾光片區(qū)塊之間的該分隔物的該頂部表面。
9.如權(quán)利要求4所述的固態(tài)成像元件，其中該第一彩色濾光片區(qū)塊和該第二彩色濾光片區(qū)塊的所述多個(gè)上方部分的剖面形狀包括凸面的半圓形、錐形或梯形。
10.一種固態(tài)成像元件,包括: 一半導(dǎo)體基底，包含多個(gè)圖像感測(cè)器； 一彩色濾光片，包含多個(gè)彩色濾光片區(qū)塊，設(shè)置于該半導(dǎo)體基底之上，其中所述多個(gè)彩色濾光片區(qū)塊各自包含一側(cè)向表面以及一上方部分設(shè)置于該側(cè)向表面上方；以及 多個(gè)分隔物，設(shè)置于所述多個(gè)彩色濾光片區(qū)塊之間，其中每一個(gè)該分隔物設(shè)置于任兩個(gè)相鄰的所述多個(gè)彩色濾光片區(qū)塊之間，每一個(gè)該分隔物的折射率低于所述多個(gè)彩色濾光片區(qū)塊的折射率，且其中該彩色濾光片區(qū)塊的該上方部分包含一傾斜表面，從該分隔物的一頂部朝向該彩色濾光片區(qū) 塊的一頂部延伸。
【文檔編號(hào)】H01L27/146GK104051475SQ201310244660
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月14日
【發(fā)明者】涂宗儒, 林宗澔, 蕭玉焜 申請(qǐng)人:采鈺科技股份有限公司