[發明專利]光學感測器及其形成方法

有效

• 申請號: 201811156105.0
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN110970449B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 李新輝;曾漢良;林學榮
• 申請（專利權）人: 世界先進積體電路股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯;任默聞

本發明提供了一種光學感測器及其形成方法，該光學感測器包含基板及位于基板之上的光準直層。上述基板包含具有多個感測像素的感測像素陣列。上述光準直層包含：圖案化晶種層，于基板之上且露出感測像素陣列；多個透光柱，設置于感測像素陣列之上；金屬材料層，位于圖案化晶種層之上且填充于這些透光柱之間；以及遮光層，位于金屬材料層之上。本發明不僅能夠提升光學感測裝置的靈敏度，亦可大幅提升工藝良品率以及降低工藝成本。

技術領域

本發明涉及一種光學元件，尤其涉及一種光學感測器及其形成方法。

背景技術

現今的行動電子裝置(例如手機、平板電腦、筆記型電腦等)通常配備有使用者辨識系統，用以保護個人資料安全。由于每個人的指紋皆不同，因此指紋感測器是一種常見并可靠的使用者辨識系統。

市面上的指紋感測器常使用光學技術以感測使用者的指紋，這種基于光學技術的指紋感測器的光學元件可包括光準直器(light?collimator)、分束器、聚焦鏡以及線性感測器等，其中使用準直器(collimator)來使入射到感測器的光線平行前進，以減少因光發散所導致的能量損失。然而，在制作光準直器過程中，光準直器的內部結構將影響光準直器的準直效果，并進一步影響光學指紋感應器的良品率。

雖然現有的光學指紋感測器大致符合需求，但并非各方面皆令人滿意，特別是提升高光學指紋感應器的光準直器的結構強度仍需進一步改善。

發明內容

本發明實施例提供一種光學感測器，用以提升光學指紋感應器的光準直器的結構強度。

本發明的一些實施例提供光一種光學感測器，此光學感測器包含基板及光準直層。此基板包含感測像素陣列，此感測像素陣列包含多個感測像素。此光準直層，位于此基板之上，其中此光準直層包含：圖案化晶種層，于基板之上且露出感測像素陣列；多個透光柱，設置于感測像素陣列之上；金屬材料層，位于圖案化晶種層之上且填充于這些透光柱之間；以及遮光層，位于此金屬材料層之上。

本發明的一些實施例提供一種光學感測器的形成方法，包含：提供基板，其中此基板具有感測像素陣列，其中此感測像素陣列包含多個感測像素；以及形成光準直層于此基板之上。形成此光準直層于基板之上的步驟包含：形成圖案化晶種層于此基板之上，其中此圖案化晶種層露出上述的感測像素陣列；形成多個透光柱于上述的感測像素陣列之上；在形成這些透光柱之后，形成金屬材料層于圖案化晶種層之上，以填充于這些透光柱之間；以及形成遮光層于此金屬材料層之上。

在本發明實施例中，形成光準直層于包含感測像素陣列的基板之上，在形成光準直層的步驟中，于形成多個透光柱于感測像素陣列之后才形成金屬材料層填充于這些透光柱之間，此可以有效防止感測像素被碎屑或污染物遮蔽，造成工藝上良品率不佳，并且被遮蔽的感測像素也會失去或降低感測入射光線的功能。本發明實施例所提供的光學感測器及其形成方法，不僅能夠提升光學感測裝置的靈敏度，亦可大幅提升工藝良品率以及降低工藝成本。

本發明的光學感測器可應用于多種類型的光學指紋辨識系統，為讓本發明的上述目的、特征及優點能更明顯易懂，下文特舉數個實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。

附圖說明

以下將配合所附圖式詳述本發明實施例。應注意的是，依據在業界的標準做法，各種特征并未按照比例繪制且僅用以說明例示。事實上，可能任意地放大或縮小元件的尺寸，以清楚地表現出本發明實施例的特征。

圖1是根據本發明的一些實施例，繪示出光學感測裝置感測目標物的示意圖。

圖2是根據本發明的一些實施例，繪示出光學感測器的形成方法的示例性流程圖。

圖3-圖8是根據本發明的一些實施例，繪示出光學感測器于工藝的各種階段的剖面示意圖。

圖9A是根據本發明的一些實施例，繪示出遮光層的頂面略高于透光柱的頂面的示意圖。