[發(fā)明專利]固態(tài)成像元件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310244660.X
• 申請(qǐng)日: 2013-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN104051475B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 涂宗儒;林宗澔;蕭玉焜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 采鈺科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): H01L27/146
• 代理公司: 隆天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司72003
• 代理人: 張艷杰,張?jiān)≡?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

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)

一般而言，固態(tài)成像元件具有將光線轉(zhuǎn)換成電荷的光電轉(zhuǎn)換器，例如為電荷耦合元件(charge?coupled?device；CCD)、金屬氧化半導(dǎo)體(metal?oxide?semiconductor；MOS)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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

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。

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。此外，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。

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。

附圖說明

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：

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；