[發明專利]影像感測裝置

有效

• 申請號: 201610834254.2
• 申請日: 2016-09-20
• 公開（公告）號: CN107464821B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 林國峰;蕭玉焜;謝錦全
• 申請（專利權）人: 采鈺科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 馮志云;王芝艷

一種影像感測裝置，包括：一半導體基板；一被動層；以及一集光元件。該半導體基板包括一感光元件，而該被動層設置于該半導體基板上。該集光元件設置于該被動層上，且包括一第一回圈、一第二回圈、與一第三回圈。該第一回圈具有一第一寬度。該第二回圈環繞該第一回圈，且具有少于該第一寬度的一第二寬度。該第三回圈環繞該第一回圈與該第二回圈，且具有少于該第一寬度與該第二寬度的一第三寬度。該集光元件對準該感光元件，且該第一回圈、該第二回圈與該第三回圈包括不同的折射率。

技術領域

本發明涉及影像感測裝置(image sensing devices)，且特別涉及具有較佳量子效率(quantum efficiency)的一種影像感測裝置。

背景技術

影像感測裝置為當今如數位相機、行動電話以及玩具等眾多光電裝置內的必要構件之一。傳統影像感測裝置則包括電耦合裝置(charge coupled device,CCD)影像感測裝置與互補型金屬氧化物半導體(complementary metal oxide oxide,CMOS)影像感測裝置。

影像感測裝置通常包括了平面陣列化的多個像素胞(pixel cells)，其中各像素胞包括了一光電管(photogate)、一光導體(photoconductor)或具有用于累積光電電荷用的摻雜區的一感光二極體(photodiode)。于此平面陣列化的像素胞上則疊設有由如紅(R)、綠(G)或藍(B)的不同色彩的染料所構成的周期性圖樣(periodic pattern)。上述的周期性圖樣即為公知的彩色濾光陣列(color filter array)。于彩色濾光陣列上則選擇性地疊設有多個方形或圓形的微透鏡(microlens)以聚焦入射光于各像素胞內的電荷累積區處。通過微透鏡的使用可顯著地改善了影像感測器的感測度。

然而，由于穿透微透鏡的入射光并無法聚焦于此些像素胞之一的深部區域(deepregion)，如此多少限制了影像感測裝置內像素胞的量子效率(quantum efficiency)而無法通過微透鏡的使用而提升之。如此，恐限制了像素胞的量子效率及像素胞的感測度。

發明內容

如此，便需要一種影像感測裝置，以改善影像感測裝置的量子效率與感測度。

依據一實施例，本發明提供了一種影像感測裝置，包括：一半導體基板；一被動層；以及一集光元件。該半導體基板包括一感光元件，而該被動層設置于該半導體基板上。該集光元件設置于該被動層上，且包括一第一回圈、一第二回圈、與一第三回圈。該第一回圈具有一第一寬度。該第二回圈環繞該第一回圈，且具有少于該第一寬度的一第二寬度。該第三回圈環繞該第一回圈與該第二回圈，且具有少于該第一寬度與該第二寬度的一第三寬度。該集光元件對準該感光元件，且該第一回圈、該第二回圈與該第三回圈包括不同的折射率。

附圖說明

圖1為一剖面示意圖，顯示依據本發明的一實施例的一影像感測裝置；

圖2顯示了圖1的影像感測裝置的模擬電場影像；

圖3為一上視示意圖，顯示了圖1內的影像感測裝置；

圖4為一剖面示意圖，顯示依據本發明的另一實施例的一影像感測裝置；

圖5為一上視示意圖，顯示了圖4內的影像感測裝置；

圖6為一剖面示意圖，顯示依據本發明的又一實施例的一影像感測裝置；

圖7顯示了圖6的影像感測裝置的模擬電場影像；

圖8為一上視示意圖，顯示了圖6內的影像感測裝置；

圖9為一剖面示意圖，顯示依據本發明的另一實施例的一影像感測裝置；

圖10為一上視示意圖，顯示了圖9內的影像感測裝置；