專利名稱：影像模塊、影像感應(yīng)裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種關(guān)于微電子的光電產(chǎn)品，特別涉及一種關(guān)于微電子的影 像感應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)及其堆疊方法。
背景技術(shù)：
固影像感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)隨著光電產(chǎn)品的日新月異，對影像感應(yīng)器的需求不斷增加。而目前一般的影像感應(yīng)器分為兩大類，即CCD(Charge Coupled Device,電荷耦合元件) 影像感應(yīng)器與CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,互補(bǔ)性氧 化金屬半導(dǎo)體)影像感應(yīng)器。一影像感應(yīng)器用于記錄一影像的光線變化，再將光線轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮有盘枺?其被處理芯片記錄和解讀后，再重新還原為影像予以輸出、重現(xiàn)或儲存。該 影像感應(yīng)器是由為數(shù)眾多的多個感光元件組合而成，而該感光元件通常由 CCD或CMOS所形成。CCD是一種密排的MOS(Metal Oxide Semiconductor,金屬氧化物半導(dǎo)體) 電容陣列，利用空穴捕獲電子的原理工作。其制備方式為先在一N型(P型也可)無雜質(zhì)單晶硅片上建構(gòu)一二氧化硅層，再于該二氧化硅層上方建構(gòu)一 層接受光子輻射的一PN型MOS電容結(jié)構(gòu)，該MOS電容結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)將光線轉(zhuǎn) 換為電子信號，如同光電二極管。該MOS電容陣列外圍則配置絕緣層和信 號傳輸電路，最后形成緊密分布在單晶硅片上的CCD單元，再加入電源配 置并利用集成電路制作工藝予以制備，便完成一 CCD感光元件。CMOS為一種可記錄光束變化的半導(dǎo)體，其主要材料為硅(Si)和鍺(Ge) 兩種元素，使其在CMOS上共存著N級(帶負(fù)電)和P級(帶正電)的半 導(dǎo)體，這兩個半導(dǎo)體因互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流，被處理芯片記錄和解讀后， 再重新以影像的方式呈現(xiàn)或輸出。CCD和CMOS唯一的區(qū)別就是CCD是形 成于半導(dǎo)體單晶硅材料上，而CMOS是形成于金屬氧化物的半導(dǎo)體材料上，
但兩者的工作原理基本上是相同的。為了使影像感應(yīng)器能夠感應(yīng)并輸出一彩色影像，基本上該影像感應(yīng)器除 了包含上述能夠進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的半導(dǎo)體感光元件外，還需具有多個色彩濾片(color filter),通常是以陣列(array)的形式存在。色彩濾片陣列通常選擇兩個 三原色組(three-colorprimary configuration)中的一組，公知采用紅(R)、綠(G)、 藍(lán)(B)所組成的RGB色彩濾光陣列，或黃(Y)、紅(magenta， M)、綠(cyan， C) 所組成的YMC色彩濾光陣列其中之一。在公知技術(shù)中，半導(dǎo)體感光元件置于色彩濾光陣列下方，而色彩濾光陣 列上方則設(shè)置多個微透鏡，通常為凸透鏡，利用凸透鏡聚光的特性，將入射 光線予以收斂、聚焦，并投射至半導(dǎo)體感光元件，所述多個微透鏡能將光線 聚光縮小投射至面積更小的光傳感器上以增加影像感應(yīng)器整體的光敏度。因 此公知的影像感應(yīng)器，無論采用CCD半導(dǎo)體感光元件或CMOS半導(dǎo)體感光 元件，其整體結(jié)構(gòu)若按照光線入射方向排列，可大致分為包含多個微透鏡、 一色彩濾光陣列及一半導(dǎo)體感光元件的三個部分。以下介紹一種公知的CMOS影像感應(yīng)器。請參閱圖1，其為CMOS感光 元件的公知結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中的CMOS感光元件IO包括一基層11、 一第 一感光二極管12a、 一第二感光二極管12b、 一第三感光二極管12c、 一金屬 不透光層13、 一第一色彩過濾層14a、 一第二色彩過濾層14b、 一第三色彩 過濾層14c、 一微透鏡層15。圖1中還示出了一光束16。其中該第一色彩過 濾層14a通常用以過濾綠光。該第二色彩過濾層14b通常用以過濾紅光。該 第三色彩過濾層14c通常用以過濾藍(lán)光。通常一個感光元件稱為像素(pixd)，不論其為CCD或CMOS材料，而 為數(shù)眾多的多個像素即構(gòu)成一影像感應(yīng)器， 一個影像感應(yīng)器通常是由上百萬 個像素所構(gòu)成。對一影像感應(yīng)器而言，所含像素的多少對該影像感應(yīng)器的成 像質(zhì)量有重大的影響。對一CCD型的影像感應(yīng)器，每一欄(column)中的每一 個像素所產(chǎn)生的電子信號，將依序傳輸至一緩沖器(buffer)中，再輸出至位于 CCD旁的ADC (Analog to Digital Converter,模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器)轉(zhuǎn)換器中進(jìn) 行電子信號的放大并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再傳輸至處理芯片。但對一 CMOS 型的影像感應(yīng)器，每一個像素旁就直接連接ADC轉(zhuǎn)換器，將每一像素產(chǎn)生 的電子信號直接放大并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并傳送至處理芯片解讀后成為影 像。故CCD型的影像感應(yīng)器和CMOS型的影像感應(yīng)器在結(jié)構(gòu)的最大不同， 即為ADC轉(zhuǎn)換器的位置和數(shù)量。請參閱圖2，其為一 CMOS影像感應(yīng)器部分的像素結(jié)構(gòu)(pixel structure) 示意圖，一 CMOS感光元件與一 ADC轉(zhuǎn)換器構(gòu)成一像素。圖2中的CMOS 影像感應(yīng)器20包括多個像素21、 一 CMOS感光元件22及一 ADC轉(zhuǎn)換器 23。該CMOS型的影像感應(yīng)器的每一個像素旁就直接連接ADC轉(zhuǎn)換器，將 每一像素產(chǎn)生的電子信號直接放大并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并傳送至處理芯片解 讀后成為影像?！龉鈱W(xué)串音效應(yīng)、亮度差與感光元件布局均勻性但無論采用上述任何一種的影像感應(yīng)器，光學(xué)串音效應(yīng)形成的光干擾長 久以來一直是影像感應(yīng)器研發(fā)者所致力解決的棘手問題。光學(xué)串音效應(yīng)是 指，當(dāng)一光束入射某像素的一微透鏡時，若該光束角度偏離該微透鏡的法線， 由于其入射角過大，以至于該光束被相鄰像素的感光二極管所吸收而產(chǎn)生光 學(xué)上的干擾，此種現(xiàn)象稱為光學(xué)串音效應(yīng)(optical crosstalk)。請參閱圖3，其為光學(xué)串音效應(yīng)示意圖。首先，圖3中部分公知的影像 感應(yīng)器30包括一第一微透鏡(micro lens)31a、 一第二微透鏡31b、 一第三微 透鏡31c、 一第一色彩過濾片32a、 一第二色彩過濾片32b、 一第三色彩過濾 片32c、 一光罩33(light shidd)、 一 IC堆疊層34、 一第一感光二極管 (photodiode)35a、 一第二感光二極管35b、 一第三感光二極管35c。圖3中還 示出了一垂線36、 一第一入射光37a、 一第二入射光37b、 一第一入射角38a 及一第二入射角38b。其中該第一入射角38a為該第一入射光37a與該垂線 36的夾角，該第二入射角38b為該第二入射光37b與該垂線36的夾角。正常無干擾狀況下，經(jīng)過該第二微透鏡31b的光束，應(yīng)該被該第二感光 二極管35b所吸收；而干擾狀況在于，經(jīng)過該第二微透鏡31b的光束由于入 射角過大會被該第二感光二極管35b相鄰的感光二極管所吸收，造成干擾。 對該第一入射光37a而言，該第一入射光37a穿透該第二微透鏡31b、該第 二色彩過濾片32b、該IC堆疊層34，而被該第二感光二極管35b所吸收， 屬正常無干擾狀況。而該第二入射光37b，由于入射角過大，也就是該第二 入射角38b大于該第一入射角38a，因此該第二入射光37b穿透該第二微透 鏡31b、該第二色彩過濾片32b、該IC堆疊層34后，偏離至該第一感光二
極管35a，并被其吸收，這就屬于發(fā)生干擾的狀況，被稱為光學(xué)串音效應(yīng)。關(guān)于亮度差是指對一感光二極管而言，需要接收來自不同角度的光源， 也就是該感光二極管需要接收不同入射角的入射光，入射角越小的入射光， 在該感光二極管上形成的光壓越強(qiáng)，而入射角越大的入射光，在該感光二極 管上所形成的光壓越弱，當(dāng)光信號轉(zhuǎn)為電子信號時，此光壓差會以明暗的方 式呈現(xiàn)，光壓越強(qiáng)處亮度較高，光壓越弱處亮度較低，此現(xiàn)象稱之為亮度差。關(guān)于感光元件布局均勻性是指對像素陣列之間其CMOS感光元件與 ADC轉(zhuǎn)換器之間的面積比及其布局方式。請參閱圖11，圖11為一感光元件 均勻偏心布局實(shí)例俯視圖，該均勻偏心布局的部分包括一像素lll陣列、一 CMOS感光二極管元件112陣列、一 ADC轉(zhuǎn)換器113陣列、 一微透鏡114 陣列，其中該感光元件布局實(shí)例采用現(xiàn)有的0.35pm制作工藝技術(shù)，該CMOS 感光二極管元件112與ADC轉(zhuǎn)換器113的面積比約為40%~60%，此例中該 CMOS感光二極管元件112位于該像素111的下方，因此所搭配設(shè)計的微透 鏡需做如圖11所示的均勻偏心布局，方能將微透鏡所聚的光線導(dǎo)入二極管 上，在0.35pm制作工藝技術(shù)中，CMOS感光二極管元件具有空間上周期排 列的特性。然而，在0.13pm制作工藝技術(shù)中，為求維持面積比及提高信號 轉(zhuǎn)換性能，需將ADC轉(zhuǎn)換器盡可能布局在一組中，請參閱圖12，其為一感 光元件不均勻偏心布局實(shí)例俯視圖，該不均勻偏心布局的部分包括一像素 121陣列、一 CMOS感光二極管元件122陣列、一 ADC轉(zhuǎn)換器123陣列、 一微透鏡124陣列，其中該感光元件布局實(shí)例采用現(xiàn)有的0.13拜制作工藝 技術(shù)，該CMOS感光二極管元件122與該ADC轉(zhuǎn)換器123的面積比仍約為 40%~60%，此例中四個該像素121形成一組共享對，因此所搭配設(shè)計的微透 鏡需做如圖12所示的不均勻偏心布局，但是會發(fā)生微透鏡的重疊問題。對于此光學(xué)串音效應(yīng)、亮度差與與感光元件布局均勻性，各家影像感應(yīng) 器制造大廠均致力于研發(fā)解決之道，以改善影像感應(yīng)器所輸出的影像質(zhì)量與 提高光學(xué)性能。因此在本發(fā)明之前，關(guān)于改善影像感應(yīng)器輸出影像質(zhì)量的發(fā) 明共有兩個，將如后分述。現(xiàn)有技術(shù)一TW200525773號的中國臺灣發(fā)明專利該發(fā)明的目的在于提供一在芯片上的不同區(qū)域可獲得更均一光能量的 影像傳感器，特別是中央?yún)^(qū)域與邊緣區(qū)域之間。該發(fā)明的另一目的在于提供
一避免產(chǎn)生串?dāng)_現(xiàn)象的影像傳感器。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，該發(fā)明的第一實(shí)施例設(shè)計一影像傳感器。 一微透鏡 層包含多個分別對應(yīng)多個感測區(qū)的微透鏡，微透鏡的尺寸為微透鏡至一芯片 中心距離的函數(shù)，并且微透鏡的尺寸隨微透鏡至芯片中心距離的增加而增 加，因此利用微透鏡尺寸的不同以解決不同區(qū)域入射光不均一的問題。該發(fā)明的第二實(shí)施例如下。設(shè)計一影像傳感器， 一微透鏡層包含多個分 別對應(yīng)多個感測區(qū)的微透鏡， 一微透鏡中心與一對應(yīng)感測區(qū)中心的距離為一 對應(yīng)感測區(qū)如一感光二極管至芯片中心距離的函數(shù)，即隨著微透鏡至芯片中 心距離的增加，微透鏡朝向芯片中心移動。當(dāng)微透鏡移動，對應(yīng)的彩色濾光 單元也隨之移動以確保入射光不會通過相鄰的色彩濾光單元，由此，可改善 不均一入射光的問題。第二實(shí)施例為一具有1284X 1028像素的感測芯片。每一像素的寬度為4 微米，離芯片中心最遠(yuǎn)的邊緣區(qū)域，其透鏡需要移動2.1微米，而按照微透 鏡至芯片中心距離的遠(yuǎn)近，將像素區(qū)分為31個族群，族群1代表位于芯片 中心處的像素群，族群31代表離芯片中心最遠(yuǎn)處的像素群。請參閱圖4，其為第二實(shí)施例中前三族群1，2，3中微透鏡、色彩濾光單 元及光敏元件修飾前與修飾后的排列圖。圖4中部分的影像傳感器41包括 一微透鏡42、彩色濾光單元43、 一IC堆疊層44、 一感測區(qū)45、 一基底46、 修飾后A、修飾前B、每一微透鏡中心e及其對應(yīng)感測區(qū)中心f。在族群1A中，因位于芯片中心處，故該微透鏡42、該彩色濾光單元43 及該感測區(qū)45均維持相同位置。在族群2A中，該微透鏡42及該彩色濾光 單元43以一 0.07微米的距離朝向芯片中心移動。該微透鏡42中心e與對應(yīng) 該感測區(qū)45的距離為0.07微米。以此規(guī)則可類推其它族群的平移(shift)狀況， 可改善不均一入射光的問題，但無法改善光學(xué)串音效應(yīng)所造成的光干擾?，F(xiàn)有技術(shù)二 US6803250號的美國發(fā)明專利該發(fā)明的特征在于在公知的一影像感應(yīng)器中，在一微透鏡與一光感應(yīng) 區(qū)中嵌入一凹面鏡層(concave lensing layer),以提高該影像感應(yīng)器的光學(xué)性 能。請參閱圖5，其為該現(xiàn)有技術(shù)二的發(fā)明代表圖。圖5中部分的影像感應(yīng) 器50包括一基層(substrate)51、 一光感應(yīng)區(qū)(photoactive region)52、 一第一介
電質(zhì)層(first planarizing passivation layer)53、 一第一導(dǎo)體層(first conductor layer)54a、 一第一導(dǎo)體層(first conductor layer)54b、 一第二介電質(zhì)層(second planarizing passivation layer)55、 ~^第二導(dǎo)體層(second conductor layer)56a、 一 第二導(dǎo)體層(second conductor layer)56b 、 一第 一 間隙(first spacer layer)57 、 一 色彩濾光層(color filter layer)58、 一第二間隙(second spacer layer)59及一微透 鏡(Microlens layer)510 。圖5中該基層51為公知的半導(dǎo)體基層。該光感應(yīng)區(qū)52為公知的感光二 極管，其嵌入于該基層51。該第一介電質(zhì)層53中嵌入一對該第一導(dǎo)體層54a, 54b。該第二介電質(zhì)層53中嵌入一對該第二導(dǎo)體層56a， 56b。該第二介電質(zhì) 層55位于該第一介電質(zhì)層53之上。該第一介電質(zhì)層53與該第二介電質(zhì)層 55由可透光的非導(dǎo)體材料形成，用于改變?nèi)肷涔馐恼凵浣嵌?。該第一介?質(zhì)層53與該第二介電質(zhì)層55由氧化硅、氮化硅或氮氧化硅所形成。該第一 介電質(zhì)層53等同于具有一凹透鏡的效果。該發(fā)明主要利用該第一介電質(zhì)層 53與該第二介電質(zhì)層55來改變?nèi)肷涔馐恼凵浣嵌?，但仍無法完全消除光 學(xué)串音效應(yīng)與亮度差。因此一般公知的影像感應(yīng)器，無論采用何種方法，仍均無法同時消除光 學(xué)串音效應(yīng)與亮度差，因此目前市場上的影像感應(yīng)器仍有很大的改進(jìn)空間。鑒于公知技術(shù)中所產(chǎn)生的缺陷，申請人經(jīng)過悉心試驗(yàn)與研究構(gòu)思出本發(fā) 明"影像模塊、影像感應(yīng)裝置及其制造方法"，其能夠克服上述影像感應(yīng)的 公知缺點(diǎn)，以下為本發(fā)明的簡要說明。發(fā)明內(nèi)容本申請?zhí)岢鲆环N影像感應(yīng)裝置，其利用一微棱鏡，將具有較大角度的一 入射光角度，修整為較小角度的一入射光角度，能夠消除入射主光角偏移造 成的亮度差(shading)與入射主光角偏移過大造成的光學(xué)串音效應(yīng)及解決感光 元件布局不均勻的問題。這種影像感應(yīng)裝置能夠大幅提高光學(xué)性能。這種影 像感應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)利用一集成電路制作工藝與一基體光學(xué)制作工藝制備。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，提出了一種影像感應(yīng)裝置，用以接收一入射光，該 入射光具有一入射角，其包括 一影像感應(yīng)器及一微棱鏡。其中該影像感應(yīng) 器用以將該入射光還原為影像，該微棱鏡用以修整該入射光的該入射角。
具體而言，本發(fā)明提供了一種這樣的影像感應(yīng)裝置，用以接收入射光，所述裝置的結(jié)構(gòu)包括 一微棱鏡，用以修整入射光角度； 一微透鏡，用以聚 光；一 IC堆疊層，用以將光電轉(zhuǎn)換信號進(jìn)行信號處理；以及一感光器，用 以接收光信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感應(yīng)裝置中該影像感應(yīng)器包含一 微透鏡、 一感光器及一 IC堆疊層。其中該微透鏡，用以聚集該入射光，增 加集光效率，該感光器，用以接收該入射光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，該IC堆疊層， 用以將光電轉(zhuǎn)換信號進(jìn)行信號處理。較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感應(yīng)裝置中，該微棱鏡將具有較大 角度的該入射光的該入射角，修整為較小角度的該入射角。較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感應(yīng)裝置中，該微棱鏡為介電質(zhì)材 料或高分子材料。較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感應(yīng)裝置中，該微棱鏡的寬度，約 在數(shù)微米(micrometer,，，其中)量級的大小，與該感光器同一量級。較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感應(yīng)裝置中，包括一中間層，用以 分隔微透鏡及微棱鏡產(chǎn)生較佳折光效果。較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感應(yīng)裝置中，該中間層為氧化硅、 氮化硅(、氮氧化硅與高分子材料其中之一。較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感應(yīng)裝置中，該中間層包括多個間 隙層(spacer)。較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感應(yīng)裝置中，該中間層包括多個色 彩濾片。較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感應(yīng)裝置中，其排列組合方式，按 照光線入射方向排列包括該IC堆疊層，位于該感光器上層；該微透鏡， 位于該IC堆疊層上層，該微棱鏡，位于該微透鏡上層。較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感應(yīng)裝置中，其排列組合方式，按 照光線入射方向排列，并包括該IC堆疊層，位于該感光器上層；該微棱 鏡，位于該IC堆疊層上層；該中間層，位于微棱鏡上層；該微透鏡，位于 該中間層上層。較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感應(yīng)裝置中，其排列組合方式，按
照光線入射方向排列包括該IC堆疊層，位于該感光器上層，該微透鏡， 位于該IC堆疊層上層，該中間層，位于該微透鏡上層，該微棱鏡，位于該 中間層上層。較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感應(yīng)裝置中，其特征在于有效降低 亮度差與光學(xué)串音效應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，提出一種影像感應(yīng)裝置的制造方法，包含下列堆疊 步驟提供一基層；以集成電路制作工藝制備一感光器；以集成電路制作工 藝制備一 IC堆疊層；以積體光學(xué)制作工藝制備一微透鏡；及以積體光學(xué)制 作工藝制備一微棱鏡。具體而言，這種影像感應(yīng)裝置的制造方法包含下列堆疊步驟提供一基 層；在該基層上以集成電路制作工藝制備一感光器；在該感光器上以集成電 路制作工藝制備一 IC堆疊層；在該IC堆疊層上以積體光學(xué)制作工藝制備一 微透鏡；及在該微透鏡上以積體光學(xué)制作工藝制備一微棱鏡。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，提出一種影像感應(yīng)裝置的制造方法，包含下列堆疊 步驟提供一基層；以集成電路制作工藝制備一感光器；以集成電路制作工 藝制備一 IC堆疊層；以積體光學(xué)制作工藝制備一微棱鏡；以積體光學(xué)制作 工藝制備一中間層；及以積體光學(xué)制作工藝制備一微透鏡。具體而言，這種影像感應(yīng)裝置的制造方法包含下列堆疊步驟提供一基 層；在該基層上以集成電路制作工藝制備一感光器；在該感光器上以集成電 路制作工藝制備一 IC堆疊層；在該IC堆疊層上以積體光學(xué)制作工藝制備一 微棱鏡；在該微棱鏡上以積體光學(xué)制作工藝制備一中間層；及在該中間層上 以積體光學(xué)制作工藝制備一微透鏡。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，提出一種影像感應(yīng)裝置的制造方法，包含下列堆疊 步驟提供一基層；以集成電路制作工藝制備一感光器；以集成電路制作工 藝制備一 IC堆疊層；以積體光學(xué)制作工藝制備一微透鏡；以積體光學(xué)制作 工藝制備一中間層；及以積體光學(xué)制作工藝制備一微棱鏡。具體而言，這種影像感應(yīng)裝置的制造方法包含下列堆疊步驟提供一基 層；在該基層上以集成電路制作工藝制備一感光器；在該感光器上以集成電 路制作工藝制備一 IC堆疊層；在該IC堆疊層上以積體光學(xué)制作工藝制備一 微透鏡；在該微透鏡上以積體光學(xué)制作工藝制備一中間層；及在該中間層上 以積體光學(xué)制作工藝制備一微棱鏡。較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感 應(yīng)裝置中，該基層為半導(dǎo)體基層。較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感應(yīng)裝置中，該微棱鏡由不透光的 介電質(zhì)材料所形成。較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感應(yīng)裝置中，該微棱鏡利用灰階光罩(gray mask)制作工藝、光阻層(photoresist)制作工藝與蝕刻制作工藝其中之 一制備。較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感應(yīng)裝置中，該中間層利用等離子 體輔助化學(xué)氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD) 制作工藝，沉積氧化硅、氮化硅、與氮氧化硅其中之一而形成。較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感應(yīng)裝置中，該中間層由髙分子材 料(high polymer material)形成。較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感應(yīng)裝置中，該中間層由間隙形成。 較佳地，在本發(fā)明所提供的這種影像感應(yīng)裝置中，該中間層由間隙形成。 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種影像模塊，包含有 一成 像透鏡組，用以將物空間影像轉(zhuǎn)換為像空間影像；及一影像感應(yīng)器，用以將 像空間影像光信號轉(zhuǎn)換為電信號；其中該影像感應(yīng)器具有微棱鏡以修整不同 的入射光角度。本發(fā)明的影像感應(yīng)裝置、其制造方法及其取像模塊，能夠?qū)⒐馐较蜃?一修整以消除入射主光角偏移所造成的亮度差以及入射主光角偏移過大造 成的光學(xué)串音效應(yīng)，進(jìn)而有效改善影像感應(yīng)器所輸出的影像質(zhì)量與提高光學(xué) 性能及解決未來光感應(yīng)器不均勻偏心的問題。


圖1為多個CMOS感光元件的公知結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為一 CMOS影像感應(yīng)器部分的像素結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為光學(xué)串音效應(yīng)示意圖。圖4為現(xiàn)有技術(shù)一的發(fā)明代表圖。圖5為現(xiàn)有技術(shù)二的發(fā)明代表圖。圖6為本發(fā)明利用微棱鏡修整主光角的原理示意圖。
圖7(a)為實(shí)施例一中未加入微棱鏡時光學(xué)串音效應(yīng)的示意圖。圖7(b)為實(shí)施例一中配置微棱鏡修整主光角的示意圖。圖8(a)為實(shí)施例二中未加入微棱鏡時光學(xué)串音效應(yīng)的示意圖。圖8(b)為實(shí)施例二中配置微棱鏡修整主光角的示意圖。圖9(a)為實(shí)施例三中未加入微棱鏡時光學(xué)串音效應(yīng)的示意圖。圖9(b)為實(shí)施例三中配置微棱鏡修整主光角的示意圖。圖10(a)為實(shí)施例四中未加入微棱鏡時光學(xué)串音效應(yīng)的示意圖。圖10(b)為實(shí)施例四中配置微棱鏡修整主光角的示意圖。圖11為感光元件均勻偏心布局實(shí)例的俯視圖。圖12為感光元件不均勻偏心布局實(shí)例的俯視圖。圖13為實(shí)施例五中配置微棱鏡的影像傳感器與成像透鏡組的影像模塊 搭配的側(cè)視圖。圖14為實(shí)施例六中配置微棱鏡的影像傳感器與成像透鏡組的影像模塊 搭配的俯視圖。圖15 (a)及(b)為本發(fā)明作為等效微棱鏡的微光柵結(jié)構(gòu)的俯視圖與剖 面圖。圖15 (c)及(d)為實(shí)施例七中配置微光柵結(jié)構(gòu)作為等效微棱鏡的影像 傳感器模塊搭配的示意圖。 其中，附圖標(biāo)記說明如下 10: CMOS感光元件 12a:第一感光二極管 12c:第三感光二極管 14a:第一色彩過濾層 14c:第三色彩過濾層 16:光束 21:多個像素 23: ADC轉(zhuǎn)換器 31a:第一微透鏡31c:第三微透鏡 32b:第二色彩過濾片11:基層12b:第二感光二極管 13:金屬不透光層 14b:第二色彩過濾層 15:微透鏡層 20: CMOS影像感應(yīng)器 22: CMOS感光元件 30:公知影像感應(yīng)器部分 31b:第二微透鏡 32a:第一色彩過濾片 32c:第三色彩過濾片
33:光罩34:IC堆疊層35a:第一感光二極管35b:第二感光二極管35c:第三感光二極管36:垂線37a:第一入射光37b:第二入射光38a:第一入射角38b:第二入射角41:影像傳感器部分42:微透鏡43:彩色濾光單元44:IC堆疊層45:感測區(qū)46:基底50:影像感應(yīng)器部分51:基層52:光感應(yīng)區(qū)53:第一介電質(zhì)層54a:第一導(dǎo)體層54b:第一導(dǎo)體層55:第二介電質(zhì)層56a:第二導(dǎo)體層56b:第二導(dǎo)體層57:第一間隙58:色彩濾光層59:第二間隙510:微透鏡61:介質(zhì)62:微棱鏡63:棱鏡傾斜角64:入射面64a:入射面法線65:出射面65a:出射面法線66x:第一邊長66y:第二邊長66z:第三邊長67a:入射光束67b:出射光束68a:第一夾角69a:第一主光角610:感光器70:基層71:感光器72:IC堆疊層73:中間層74:微透鏡75:微棱鏡76:小角度主光角77:大角度主光角78a:第一邊長78b:第二邊長80:基層81:感光器82:IC堆疊層83:中間層84:微透鏡85:微棱鏡
86:小角度主光角87:大角度主光角88a:第一邊長88b:第二邊長90:基層91:感光器92: IC堆疊層93:微棱鏡94:中間層95:微棱鏡96:小角度主光角97:大角度主光角98a:第一邊長98b:第二邊長100:基層101:感光器102: IC堆疊層103:中間層104:微透鏡105:微棱鏡106:小角度主光角107:大角度主光角108a:第一邊長108b:第二邊長111:像素112: CMOS感光二極管元件113: ADC轉(zhuǎn)換器114:微透鏡121:像素122: CMOS感光二極管元件123: ADC轉(zhuǎn)換器124:微透鏡131:多個微棱鏡132:多個微透鏡133:多個感光器134:透鏡成像鏡組141:多個像素142:多個微棱鏡143:多個微透鏡144:多個感光器160:影像感應(yīng)模塊161:感光元件162:入射光線163:等效微棱鏡結(jié)構(gòu)具體實(shí)施方式
本發(fā)明可由以下的實(shí)施例說明而得到充分了解，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以據(jù)以完成之，然而本發(fā)明的實(shí)施并非可由下列實(shí)施例來限制其專利保護(hù)范 圍?！鰧?shí)施原理在一影像感應(yīng)裝置中，對每一個像素布置一微棱鏡(micro prism)，應(yīng)用 光束穿過不同介質(zhì)時產(chǎn)生折射的自然規(guī)律，調(diào)整光束行進(jìn)方向，將原本較大 的主光角(chief ray angle)修整為較小的主光角，有效降低像素之間的光學(xué)串 音效應(yīng)。請參閱圖6，其為本發(fā)明利用微棱鏡修整主光角的原理示意圖。圖6中 示出了 一介質(zhì)61 、 一微棱鏡62 、 一棱鏡傾斜角63 、 一入射面(entrance plane)64、 一入射面法線64a、 一出射面(exitplane)65、 一出射面法線65a、 一第一邊長 66x、 一第二邊長66y、 一第三邊長66z、 一入射光束67a、 一出射光束67b、 一第一夾角68a、 一第一主光角69a及一感光器610。再定義如下的多個參數(shù)該微棱鏡62的該入射面64與水平線之間的夾角，為該棱鏡傾斜角63 <《該入射光束67a與水平線之間的夾角，為該第一主光角69a。 該出射光束67b與水平線之間的夾角，為第二主光角。 該入射光束67a與該入射面法線64a之間的該第一夾角68a。 該出射光束67b與該入射面法線64a之間的第二夾角。 該介質(zhì)61的一第一折射率。 該微棱鏡62的一第二折射率。 該第一邊長66x。 該第二邊長66y。 該第三邊長66z。所述多個參數(shù)彼此之間有如下關(guān)系存在:o; = tan-1公式-《=a + A 公式二(a) e2=a + -2 公式二(b) 所述多個參數(shù)必定滿足斯涅爾定律(Snell，s law),該定律描述光束穿過不同介質(zhì)時，光束行進(jìn)方向的改變，會隨著不同介質(zhì)所具有的不同折射率而有所改變，該定律為一自然規(guī)律的必然結(jié)果，也就是' 公式三a = tan一1將公式二(a)，(b)帶入公式三: a=mn nn 公式四 將公式四展開為通常，該微棱鏡62由可透光的介電質(zhì)材料制成，且該介質(zhì)61為一空氣或一低折射率材料，因此"2< >，當(dāng)光束的行進(jìn)遵循斯涅爾定律如此的自然規(guī)律時，則《<《，連帶-2<4，故經(jīng)過該微棱鏡62調(diào)整之后，該第二主光角 將小于該第一主光角69a，可將較大的主光角修整為較小的主光角。因此能 夠有效降低亮度差與光學(xué)串音效應(yīng)。本發(fā)明適用于各類型的影像感應(yīng)裝置，通常，此類影像感應(yīng)裝置的尺寸 并不大，因此本發(fā)明的微棱鏡62的第三邊長66z，也就是該微棱鏡62的寬 度，約為微米(micrometer,戸，其中= 10_6)量級的尺寸。因此，適當(dāng)?shù)倪\(yùn)用該微棱鏡修整主光角的能力，能夠有效消除光學(xué)串音 效應(yīng)與亮度差及其所帶來的光干擾?！鰧?shí)施例一請參閱圖7(a)，其為實(shí)施例一中未加入微棱鏡時光學(xué)串音效應(yīng)的示意圖。 請參閱圖7(b)，其為實(shí)施例一中配置微棱鏡修整主光角的示意圖。圖7(a)與 圖7(b)中示出了一基層70、 一感光器71、 一IC堆疊層72、 一中間層73、 一微透鏡74、 一微棱鏡75、 一小角度(如0° )的主光角76、 一大角度(如20 ° )的主光角77、 一第一邊長78a及一第二邊長78b。請參閱圖7(b),下面將以下列堆疊步驟來說明本發(fā)明的影像感應(yīng)裝置的 制作。首先以集成電路制作工藝制備該基層70，再以集成電路制作工藝制備 該感光器71，其位于該基層70上方，再以集成電路制作工藝制備該IC堆疊 層72，其位于該感光器71上方，再以集成電路制作工藝制備該中間層73, 其位于該IC堆疊層72上方，再以積體光學(xué)制作工藝制備該微透鏡74，其位 于該中間層73上方，再以積體光學(xué)制作工藝制備該微棱鏡75，其位于該微 透鏡74上方。本發(fā)明在運(yùn)作時，經(jīng)由調(diào)整該微棱鏡55的該第一邊長與該第二邊長， 使得該大角度(如20。)的主光角77被修整為該小角度(如0。)的主光角76，
由此實(shí)現(xiàn)降低光學(xué)串音效應(yīng)的目的。本實(shí)施例一可輕易的實(shí)施于目前任何一 種影像感應(yīng)器結(jié)構(gòu)中。 ■實(shí)施例二請參閱圖8(a)，其為實(shí)施例二中未加入微棱鏡時光學(xué)串音效應(yīng)的示意圖。 請參閱圖8(b)，其為實(shí)施例二中配置微棱鏡修整主光角的示意圖。圖8(a)與 圖8(b)中示出了一基層80、 一感光器81、 一IC堆疊層82、 一中間層83、 一微棱鏡84、 一微透鏡85、 一小角度(如0。)的主光角86、 一大角度(如20 ° )的主光角87、 一第一邊長88a及一第二邊長88b。請參閱圖8(b)，下面將以下列堆疊步驟來說明本發(fā)明的影像感應(yīng)裝置的 制作。首先以集成電路制作工藝制備該感光器81，再以集成電路制作工藝制 備該IC堆疊層82，其位于該感光器81上方，再以集成電路制作工藝制備該 中間層83，其位于該IC堆疊層82上方，再以積體光學(xué)制作工藝制備該微棱 鏡84，其位于該中間層83上方，再以積體光學(xué)制作工藝制備該微透鏡85， 其位于該微棱鏡84上方。其中微棱鏡、微透鏡與光感應(yīng)器間可設(shè)計為偏心 或非偏心布局以達(dá)到最佳化。本發(fā)明在運(yùn)作時，經(jīng)由調(diào)整該微棱鏡84的該第一邊長高度與該第二邊 長高度，使得該大角度(如20。)的主光角87被修整為該小角度(如0。)的主 光角86，由此實(shí)現(xiàn)降低光學(xué)串音效應(yīng)的目的。本實(shí)施例二可輕易的實(shí)施于目 前任何一種影像感應(yīng)器結(jié)構(gòu)中。■實(shí)施例三請參閱圖9(a)，其為實(shí)施例三中未加入微棱鏡時光學(xué)串音效應(yīng)的示意圖。 請參閱圖9(b)，其為實(shí)施例三中配置微棱鏡修整主光角的示意圖。圖9(a)與 圖9(b)中示出了一基層90、 一感光器91、 一IC堆疊層92、 一微棱鏡93、 一中間層94、 一微透鏡95、 一小角度(如0。)的主光角96、 一大角度(如20 ° )的主光角97、 一第一邊長98a及一第二邊長98b。請參閱圖9(b)，下面將 以下列堆疊步驟來說明本發(fā)明的影像感應(yīng)裝置的制作。首先以集成電路制作 工藝制備該感光器91，再以集成電路制作工藝制備該IC堆疊層92，其位于 該感光器91上方，再以積體光學(xué)制作工藝制備該微棱鏡93,其位于該IC堆 疊層92上方，再以集成電路制作工藝制備該中間層94，其位于該微棱鏡93 上方，再以積體光學(xué)制作工藝制備該微透鏡95，其位于該中間層94上方。 本發(fā)明在運(yùn)作時，經(jīng)由調(diào)整該微棱鏡93的該第一邊長高度與該第二邊 長高度，使得該大角度(如20。)的主光角97被修整為該小角度(如0。)的主 光角96，由此實(shí)現(xiàn)降低光學(xué)串音效應(yīng)的目的。本實(shí)施例三可輕易的實(shí)施于目 前任何一種影像感應(yīng)器結(jié)構(gòu)中?！鰧?shí)施例四請參閱圖10(a)，其為實(shí)施例四中未加入微棱鏡時光學(xué)串音效應(yīng)的示意 圖。請參閱圖10(b)，其為實(shí)施例四中配置微棱鏡修整主光角的示意圖。圖 10(a)與圖10(b)中示出了一基層100、 一感光器101、 一IC堆疊層102、 一微 透鏡103、 一中間層104、 一微棱鏡105、 一小角度(如0° )的主光角106、 一大角度(如20。)的主光角107、 一第一邊長108a及一第二邊長108b。請參閱圖10(b),下面將以下列堆疊步驟來說明本發(fā)明的影像感應(yīng)裝置 的制作，首先以集成電路制作工藝制備該感光器101，再以集成電路制作工 藝制備該IC堆疊層102，其位于該感光器101上方，再以積體光學(xué)制作工藝 制備該中間層104，其位于該IC堆疊層102上方，再以積體電路制作工藝制 備該微透鏡103，其被該中間層104包覆，再以積體光學(xué)制作工藝制備該微 棱鏡105，其位于該中間層104上方。本發(fā)明在運(yùn)作時，經(jīng)由調(diào)整該微棱鏡105的該第一邊長高度與該第二邊 長高度，使得該大角度(如20。)的主光角107被修整為該小角度(如0。)的主 光角106，由此實(shí)現(xiàn)降低光學(xué)串音效應(yīng)的目的。本實(shí)施例四可輕易的實(shí)施于 目前任何一種影像感應(yīng)器結(jié)構(gòu)中。在上述四個實(shí)施例中，其中所述基層70， 80,卯，IOO采用公知的半導(dǎo)體 基層。所述感光器71，81，91，101嵌入于所述基層70，80，卯，100，其為公知 的感光二極管，用以接收光線進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，所述感光器71， 81，91， 101有 多種選擇，其型態(tài)并非被限制于某種特定的公知感光二極管，只要與用途符 合的光電轉(zhuǎn)換元件即可采用。該IC堆疊層72， 82， 92， 102由金屬材料堆疊而 成，用以將光電轉(zhuǎn)換信號進(jìn)行信號處理。所述微透鏡74， 85, 95， 103由可透 光的介電質(zhì)材料所制成，為一凸透鏡形式，利用凸透鏡的聚光效果，將入射 光束予以集中，以增加集光效率。其中所述微棱鏡75，84,93， 105用以修整一入射光角度。所述微棱鏡75, 84， 93, 105的所述第一邊長78a， 88a， 98a， 108a與所述第二邊長78b， 88b， 98b，
108b可以調(diào)整，隨著其所在的像素相對于該影像感應(yīng)裝置的位置，所述第一 邊長78a， 88a， 98a, 108a與所述第二邊長78a， 88a， 98a， 108a有著不同的大小， 以修整一入射光角度，其原理已如前述。所述微棱鏡75， 84, 93， 105為利用 灰階光罩(gray mask)制作工藝、光阻層(photoresist)制作工藝與蝕刻其中之一 的制作工藝，處理氧化硅、氮化硅或氮氧化硅等可透光的介電質(zhì)材料而制成， 且為一棱鏡形式。所述微棱鏡75, 84, 93， 105的材料并非被限制于前述的材 料，只要與用途符合即可作為該微棱鏡75， 84， 93， 105的材料。所述微棱鏡 75， 84， 93， 105的特征在于能夠有效降低亮度差與光學(xué)串音效應(yīng)。其中所述中間層73， 83, 94， 104利用等離子體輔助化學(xué)氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)制作工藝，沉積氧化硅、氮化 硅或氮氧化硅等可透光材料而形成。所述中間層73， 83， 94， 104的材料并非 被限制于前述的材料，只要與用途符合即可作為所述中間層73， 83， 94， 104 的材料。所述中間層73， 83, 94， 104也可由高分子材料或間隙形成。所述中 間層73， 83， 94， 104可用于配置多個色彩濾片，或促進(jìn)光學(xué)效率。所述中間 層73， 83， 94, 104可按照使用上的需要選擇設(shè)置所述中間層73， 83， 94， 104， 或不設(shè)置所述中間層73, 83， 94， 104，本發(fā)明的實(shí)施并非可由中間層的有無而 被限制其實(shí)施狀態(tài)?！鰧?shí)施例五請參閱圖13，其為實(shí)施例五中配置微棱鏡的影像傳感器與成像透鏡組的 影像模塊搭配的側(cè)視圖。圖13的影像感應(yīng)模塊130部分包括多個微棱鏡131、 多個微透鏡132、多個感光器133、 一透鏡成像鏡組134， CRA(chief ray angle) 表示對每一個微棱鏡而言的入射光角度。在圖13中，在一CMOS影像感應(yīng) 裝置中采用實(shí)施例四的實(shí)施方式，對該CMOS影像感應(yīng)裝置加入多個微棱鏡 以修整不同的入射光角度，所述不同的入射光角度由于物體與每一個感光器 的相對位置不同而造成，由圖13中可看出，該不同的入射光角度經(jīng)由所述 多個微棱鏡131修整后，能夠以接近0度，也就是最佳的角度，投射至該多 個感光器133，故該影像感應(yīng)模塊130可大幅降低感應(yīng)器邊緣的串音及大幅 提升感應(yīng)器邊緣的亮度差特性。因此，通過在影像感應(yīng)模塊130的每一個感 光器133上加入微棱鏡131的設(shè)計，可以有效地消除透鏡成像鏡組134所造 成的主光角的大角度變化。而由于透鏡成像鏡組134所造成的主光角變化的
效應(yīng)可以被微棱鏡131有效的消除，因此，搭配此一微棱鏡設(shè)計的影像感應(yīng) 模塊130可以進(jìn)一部設(shè)計為微小照相模塊(Compact Camera Module, CCM)。 在此一微小照相模塊中，微棱鏡可以采用如圖13所示的離散式布局，即相 鄰微棱鏡間留有空隙，或采用連續(xù)式布局，也即是相鄰微棱鏡間不留空隙。 ■實(shí)施例六請參閱圖14，其為實(shí)施例六中配置微棱鏡的影像傳感器與成像透鏡組的 影像模塊搭配的俯視圖。圖14的影像感應(yīng)模塊140部分包括多個像素141 陣列、多個微棱鏡142陣列、多個微透鏡143陣列、多個感光器144陣列。 其中圖14中的影像感應(yīng)模塊140，加入多個微棱鏡142陣列，用以將不同的 入射光修整投射至不均勻偏心的多個感光器144陣列上。所實(shí)現(xiàn)的影像感應(yīng) 器可解決未來像素縮小時不均勻偏心的問題。■實(shí)施例七請參閱圖15 (a)及圖15 (b)，其分別表示一種替代本發(fā)明前述的微 棱鏡結(jié)構(gòu)的微光柵結(jié)構(gòu)的俯視圖與剖面圖。如圖中所示，該微光柵結(jié)構(gòu)163 是通過在一特定區(qū)域上制作一規(guī)則且重復(fù)的微結(jié)構(gòu)排列，以作為一等效微棱 鏡(Effective Micro Prism)結(jié)構(gòu)，達(dá)到調(diào)整入射光線主光角的目的。請進(jìn)一步 參閱圖15 (c)，其表示本發(fā)明中配置該等效微棱鏡結(jié)構(gòu)163的影像感應(yīng)模 塊160的第七具體實(shí)施例。如圖中所示，入射該影像感應(yīng)模塊160的入射光 線162的主光角可以經(jīng)過該等效微棱鏡結(jié)構(gòu)163的作用而產(chǎn)生角度調(diào)整的效 果。該等效微棱鏡結(jié)構(gòu)163在該影像感應(yīng)模塊160中的配置，與前述各實(shí)施 例中的微棱鏡結(jié)構(gòu)的配置方式完全相同。另外，如圖15 (d)所示在本設(shè)計 另一較佳具體實(shí)施例中，該微光柵結(jié)構(gòu)163可以同時配置在多個感光器161(a) 及161(b)上，同樣可以達(dá)到調(diào)整主光角的目的。總而言之，使用該種影像感應(yīng)裝置，能夠?qū)⒐馐较蜃鲆恍拚韵?射主光角偏移所造成的亮度差與入射主光角偏移過大造成的光學(xué)串音效應(yīng)， 進(jìn)而有效改善影像感應(yīng)器所輸出的影像質(zhì)量、提高光學(xué)性能及解決未來光感 應(yīng)器不均勻偏心的問題。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所作的各種 修飾，均不脫離權(quán)利要求書所欲保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種影像感應(yīng)裝置，用以接收入射光，所述影像感應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)包括一微棱鏡，用以修整入射光角度；一微透鏡，用以聚光；一IC堆疊層，用以將光電轉(zhuǎn)換信號進(jìn)行信號處理；以及一感光器，用以接收光信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。
2. 如權(quán)利要求1所述的影像感應(yīng)裝置，其中該微棱鏡將具有較大角度的入射光的入射角修整為具有較小角度的入 射角；該微棱鏡由介電質(zhì)材料或高分子材料制成；及/或 該微棱鏡的寬度約在數(shù)微米數(shù)量級，且與該感光器同一量級。
3. 如權(quán)利要求1所述的影像感應(yīng)裝置，其中該影像感應(yīng)裝置還包括一 中間層，用以分隔該微透鏡及該微棱鏡，以產(chǎn)生折光效果。
4. 如權(quán)利要求3所述的影像感應(yīng)裝置，其中該中間層由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅與高分子材料其中之一制成；該中間層包括多個間隙層；該中間層包括多個色彩濾片；該影像感應(yīng)裝置按照光線入射方向排列組合為該微透鏡位于該中間層 上層；該中間層位于該微棱鏡上層；該微棱鏡位于該IC堆疊層上層；及該 IC堆疊層位于該感光器上層；或該影像感應(yīng)裝置按照光線入射方向排列組合為該微棱鏡位于該微透鏡 上層；該微透鏡位于該IC堆疊層上層；及該IC堆疊層位于該感光器上層。
5. 如權(quán)利要求1所述的影像感應(yīng)裝置，其中該微棱鏡、該微透鏡與該感光器三者之間在光線入射方向采用一非偏心 布局；或該微棱鏡、該微透鏡與該感光器三者之間在光線入射方向采用一偏心布局。
6. 如權(quán)利要求5所述的影像感應(yīng)裝置，其中該偏心布局包括一規(guī)則偏 心布局與一非規(guī)則偏心布局。
7. 如權(quán)利要求1所述的影像感應(yīng)裝置，其中該影像感應(yīng)裝置按照光線入射方向排列組合為該微棱鏡位于該微透鏡上層；該微透鏡位于該IC堆 疊層上層；及該IC堆疊層位于該感光器上層。
8. 如權(quán)利要求1所述的影像感應(yīng)裝置，其中該微棱鏡為一微光柵結(jié)構(gòu) 所構(gòu)成的一等效微棱鏡。
9. 一種影像感應(yīng)裝置的制造方法，包含下列堆疊步驟 提供一基層；在該基層上以集成電路制作工藝制備一感光器； 在該感光器上以集成電路制作工藝制備一 IC堆疊層； 在該IC堆疊層上以積體光學(xué)制作工藝制備一微透鏡；及 在該微透鏡上以積體光學(xué)制作工藝制備一微棱鏡。
10. —種影像感應(yīng)裝置的制造方法，包含下列堆疊步驟 提供一基層；在該基層上以集成電路制作工藝制備一感光器； 在該感光器上以集成電路制作工藝制備一 IC堆疊層； 在該IC堆疊層上以積體光學(xué)制作工藝制備一微棱鏡； 在該微棱鏡上以積體光學(xué)制作工藝制備一中間層；及 在該中間層上以積體光學(xué)制作工藝制備一微透鏡。
11. 一種影像感應(yīng)裝置的制造方法，包含下列堆疊步驟-提供一基層；在該基層上以集成電路制作工藝制備一感光器； 在該感光器上以集成電路制作工藝制備一 IC堆疊層； 在該IC堆疊層上以積體光學(xué)制作工藝制備一微透鏡； 在該微透鏡上以積體光學(xué)制作工藝制備一中間層；及 在該中間層上以積體光學(xué)制作工藝制備一微棱鏡。
12. 如權(quán)利要求9到11中任一項所述的制造方法，其中該基層為半導(dǎo) 體基層。
13. 如權(quán)利要求9到11中任一項所述的制造方法，其中該微棱鏡由透 光的一微光柵結(jié)構(gòu)及/或一介電質(zhì)材料所形成。
14. 如權(quán)利要求9到11中任一項所述的制造方法，其中該微棱鏡利用 灰階光罩制作工藝、光阻層制作工藝與蝕刻制作工藝其中之一制備。
15. 如權(quán)利要求10或11所述的制造方法，其中該中間層利用等離子體輔助化學(xué)氣相沉積制作工藝沉積氧化硅、氮化硅 與氮氧化硅其中之一而形成；或 該中間層由高分子材料形成。
16. —種影像模塊，包含有一成像透鏡組，用以將物空間影像轉(zhuǎn)換為像空間影像；及 一影像感應(yīng)器，用以將像空間影像光信號轉(zhuǎn)換為電信號； 其中該影像感應(yīng)器具有微棱鏡以修整不同的入射光角度。
17. 如權(quán)利要求16所述的影像模塊，其中該影像感應(yīng)器包含 多個微棱鏡，用以修整多個角度的入射光；多個微透鏡，用以聚集所述入射光，增加聚光效率； 多個IC堆疊層，用以將光電轉(zhuǎn)換信號進(jìn)行信號處理；及 多個感光器，用以接收所述入射光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。
18. 如權(quán)利要求17所述的影像模塊，其中所述多個微棱鏡將具有較大角度的入射光的入射角修整為具有較小角 度的入射角；所述多個微棱鏡為介電質(zhì)材料或高分子材料；所述多個微棱鏡的寬度約在數(shù)微米數(shù)量級，與該感光器同一量級； 該微棱鏡、該微透鏡與該感光器三者之間在光線入射方向采用一非偏心 布局；該微棱鏡、該微透鏡與該感光器三者之間在光線入射方向采用一偏心布局；該偏心布局包括一規(guī)則偏心布局與一非規(guī)則偏心布局；或 該影像感應(yīng)裝置按照光線入射方向排列組合為所述多個微棱鏡位于所述多個微透鏡上層；所述多個微透鏡位于所述多個IC堆疊層上層；及所述多個IC堆疊層位于所述多個感光器上層。
19. 如權(quán)利要求17所述的影像模塊，其中所述影像模塊包括多個中間 層，用以分隔所述多個微透鏡及所述多個微棱鏡，以產(chǎn)生折光效果，其中所述多個中間層為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅與高分子材料其中之一； 所述多個中間層包括多個間隙層； 所述多個中間層包括多個色彩濾片；該影像感應(yīng)裝置按照光線入射方向排列組合為所述多個微透鏡位于所 述多個中間層上層；所述多個中間層位于所述多個微棱鏡上層；所述多個微 棱鏡位于所述多個IC堆疊層上層；及所述多個IC堆疊層位于所述多個感光 器上層；或該影像感應(yīng)裝置按照光線入射方向排列組合為所述多個微棱鏡位于所 述多個中間層上層；所述多個中間層位于所述多個微透鏡上層；所述多個微 透鏡位于所述多個IC堆疊層上層；及所述多個IC堆疊層位于所述多個感光 器上層。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種影像感應(yīng)裝置、其制造方法及其取像模塊，以能夠大幅提高影像感應(yīng)裝置的光學(xué)性能。這種影像感應(yīng)裝置包括一微棱鏡、一微透鏡、一感光器與一IC堆疊層。其中該微棱鏡用以修整一入射光角度，該微透鏡用以增加集光效率，該感光器用以接收光線進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，該IC堆疊層用以將光電轉(zhuǎn)換信號進(jìn)行信號處理，該種影像感應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)，利用一集成電路制作工藝與一積體光學(xué)制作工藝制備。
文檔編號H01L27/146GK101154673SQ200610159559
公開日2008年4月2日 申請日期2006年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月27日
發(fā)明者李孝文 申請人:采鈺科技股份有限公司