[發明專利]集成光學傳感器及其制造方法

在審

• 申請號: 202010190551.4
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111261652A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 周正三;范成至
• 申請（專利權）人: 神盾股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/357;H04N5/369;H04N5/374;G06K9/00
• 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;湯在彥

1.一種集成光學傳感器，其特征在于，至少包含：

一基板，具有多個感測像素；

一光模組層，位于該基板上；以及

多個微透鏡，位于該光模組層上，其中該光模組層的厚度定義出所述多個微透鏡的焦距，所述多個微透鏡將來自一目標物的目標光線，通過該光模組層作光學處理后聚焦于所述多個感測像素中，該光模組層至少包含一第一金屬阻光層以及位于該第一金屬阻光層上方的一第一金屬層間介電層，該目標光線通過該第一金屬阻光層的多個第一光孔而進入所述多個感測像素。

2.如權利要求1所述的集成光學傳感器，其特征在于，該基板為半導體基板。

3.如權利要求1所述的集成光學傳感器，其特征在于，該光模組層至少還包含一第二金屬阻光層以及位于該第二金屬阻光層上方的一第二金屬層間介電層，所述多個微透鏡位于該第二金屬層間介電層上，該目標光線的正向光通過該第二金屬阻光層的多個第二光孔及所述多個第一光孔該而進入所述多個感測像素，該目標光線的相鄰透鏡斜向光被該第二金屬阻光層而無法進入該第一金屬層間介電層及所述多個感測像素。

4.如權利要求3所述的集成光學傳感器，其特征在于，該光模組層至少還包含一第三金屬阻光層，位于該第二金屬阻光層上方以及相鄰的所述多個微透鏡之間，該第三金屬阻光層阻擋該目標光線的透鏡間隙斜向光進入該第二金屬層間介電層中。

5.如權利要求3所述的集成光學傳感器，其特征在于，該光模組層至少還包含一抗反射層，設置于該第二金屬阻光層及該第一金屬阻光層的一者或兩者上，用于吸收反射的雜散光。

6.如權利要求3所述的集成光學傳感器，其特征在于，該光模組層至少還包含一雜散光吸收層，位于該第二金屬阻光層上方以及相鄰的所述多個微透鏡之間，并吸收于該第二金屬層間介電層中行進的雜散光。

7.如權利要求3所述的集成光學傳感器，其特征在于，還包含一濾光結構層，位于所述多個微透鏡與該第二金屬阻光層之間，用來對該目標光線作濾光處理。

8.如權利要求1所述的集成光學傳感器，其特征在于，該基板為玻璃基板。

9.如權利要求1所述的集成光學傳感器，其特征在于，每個該微透鏡為等離子體聚焦透鏡。

10.如權利要求1所述的集成光學傳感器，其特征在于，還包含一濾光結構層，位于該第一金屬阻光層與所述多個微透鏡之間，用來對該目標光線作濾光處理。

11.如權利要求10所述的集成光學傳感器，其特征在于，該濾光結構層為等離子體濾波層。

12.如權利要求11所述的集成光學傳感器，其特征在于，每個該微透鏡為等離子體聚焦透鏡。

13.一種集成光學傳感器的制造方法，其特征在于，至少包含以下步驟：

利用半導體工藝，于一基板上形成多個感測像素；

于該半導體工藝中，于該基板及所述多個感測像素上形成一光模組層；以及

于該半導體工藝中，于該光模組層上形成多個微透鏡，其中該光模組層的厚度定義出所述多個微透鏡的焦距，所述多個微透鏡將來自一目標物的目標光線，通過該光模組層作光學處理后聚焦于所述多個感測像素中，該光模組層至少包含一第一金屬阻光層以及位于該第一金屬阻光層上方的一第一金屬層間介電層，該目標光線通過該第一金屬阻光層的多個第一光孔而進入所述多個感測像素。

14.如權利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述多個微透鏡利用二氧化硅材料或高分子材料，配合灰階掩膜及刻蝕來形成。

15.如權利要求13所述的制造方法，其特征在于，該光模組層至少還包含一第二金屬阻光層以及位于該第二金屬阻光層上方的一第二金屬層間介電層，所述多個微透鏡位于該第二金屬層間介電層上，該目標光線的正向光通過該第二金屬阻光層的多個第二光孔及所述多個第一光孔該而進入所述多個感測像素，該目標光線的相鄰透鏡斜向光被該第二金屬阻光層而無法進入該第一金屬層間介電層及所述多個感測像素。