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)生混色問題。
[0005]為了避免混色問題發(fā)生，在美國專利第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，為了避免混色問題發(fā)生，在美國專利第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，成像元件的像素已經(jīng)達(dá)到數(shù)百萬像素，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)圖像感測器102形成于其上，圖像感測器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)圖像感測器102，此圖像感測器102是對(duì)應(yīng)至上述具有光線通過的彩色濾光片區(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