[發(fā)明專(zhuān)利]固態(tài)影像感測(cè)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111347420.3
• 申請(qǐng)日: 2021-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115642163A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉浩偉;謝佳倩;鄭圣傳;吳慶強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 采鈺科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L27/146
• 分類(lèi)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: 黃艷

提供一種固態(tài)影像感測(cè)器。固態(tài)影像感測(cè)器包含多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件。固態(tài)影像感測(cè)器也包含嵌鑲圖案層，嵌鑲圖案層設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換元件的上方。嵌鑲圖案層包含紅外光通過(guò)區(qū)段及多個(gè)彩色濾光片區(qū)段，彩色濾光片區(qū)段設(shè)置于紅外光通過(guò)區(qū)段的周?chē)９虘B(tài)影像感測(cè)器還包含第一聚光結(jié)構(gòu)，第一聚光結(jié)構(gòu)設(shè)置于嵌鑲圖案層之上。紅外光通過(guò)區(qū)段與彩色濾光片區(qū)段共享第一聚光結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)實(shí)施例涉及一種影像感測(cè)器，且特別涉及一種包含嵌鑲圖案層的固態(tài)影像感測(cè)器。

背景技術(shù)

固態(tài)影像感測(cè)器(例如，電荷耦合元件(charge-coupled device,CCD)影像感測(cè)器、互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(complementarymetal-oxide semiconductor,CMOS)影像感測(cè)器等)已經(jīng)廣泛使用于各種影像拍攝設(shè)備，例如：數(shù)字靜止影像相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z影機(jī)和類(lèi)似的設(shè)備。固態(tài)影像感測(cè)器中的光感測(cè)部分可形成在多個(gè)像素中的每個(gè)像素處，并且可以根據(jù)在光感測(cè)部分中所接收的光量產(chǎn)生信號(hào)電荷。此外，可以傳送和放大在光感測(cè)部分中產(chǎn)生的信號(hào)電荷，進(jìn)而獲得影像信號(hào)。

近來(lái)，在傳統(tǒng)的固態(tài)影像感測(cè)器中，紅色像素、綠色像素和藍(lán)色像素通常排列為重復(fù)的拜耳圖案(Bayerpattern)。在一些傳統(tǒng)的固態(tài)影像感測(cè)器中，一個(gè)或多個(gè)彩色像素(例如，綠色像素)可由一個(gè)單位拜耳圖案中的一個(gè)紅外光像素代替。然而，當(dāng)像素尺寸持續(xù)減小的同時(shí)，在影像感測(cè)器的設(shè)計(jì)和制造上仍存在各種挑戰(zhàn)。

舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)像素尺寸小于約1μm時(shí)，由于低紅外光吸收，紅外光像素可能具有低紅外光靈敏度和低紅外光訊噪(signal-to-noise,S/N)比。一個(gè)大的微透鏡(micro lens)可用于提升紅外光靈敏度，但它也可能導(dǎo)致高通道分離(channel separation)。通道分離將使影像檢測(cè)變得困難。

發(fā)明內(nèi)容

在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，固態(tài)影像感測(cè)器包含嵌鑲圖案層。嵌鑲圖案層包含具有特定排列的紅外光通過(guò)區(qū)段及彩色濾光片區(qū)段，且聚光結(jié)構(gòu)(例如，微透鏡)設(shè)置于嵌鑲圖案層之上并覆蓋嵌鑲圖案層，其可有效提升紅外光靈敏度并改善通道分離，借此改善來(lái)自固態(tài)影像感測(cè)器的光電轉(zhuǎn)換元件的影像信號(hào)的品質(zhì)。

根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例，提供一種固態(tài)影像感測(cè)器。固態(tài)影像感測(cè)器包含多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件。固態(tài)影像感測(cè)器也包含嵌鑲圖案層，嵌鑲圖案層設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換元件的上方。嵌鑲圖案層包含紅外光通過(guò)區(qū)段及多個(gè)彩色濾光片區(qū)段，彩色濾光片區(qū)段設(shè)置于紅外光通過(guò)區(qū)段的周?chē)９虘B(tài)影像感測(cè)器還包含第一聚光結(jié)構(gòu)，第一聚光結(jié)構(gòu)設(shè)置于嵌鑲圖案層之上。紅外光通過(guò)區(qū)段與彩色濾光片區(qū)段共享第一聚光結(jié)構(gòu)。

在一些實(shí)施例中，嵌鑲圖案層還包含多個(gè)透明區(qū)段，透明區(qū)段設(shè)置于紅外光通過(guò)區(qū)段的四個(gè)角落。

在一些實(shí)施例中，透明區(qū)段對(duì)波長(zhǎng)大于10nm且小于1mm的光的透射率超過(guò)90％。

在一些實(shí)施例中，紅外光通過(guò)區(qū)段、彩色濾光片區(qū)段與透明區(qū)段形成m×n陣列，m×n陣列具有m×n個(gè)像素空間，紅外光通過(guò)區(qū)段占據(jù)m×n陣列的p×q個(gè)像素空間，m與n是大于或等于3的正整數(shù)，而p與q是小于m與n的正整數(shù)。

在一些實(shí)施例中，在固態(tài)影像感測(cè)器的上視圖中，嵌鑲圖案層具有至少一對(duì)稱(chēng)軸。

在一些實(shí)施例中，對(duì)稱(chēng)軸與紅外光通過(guò)區(qū)段的一個(gè)對(duì)角線部分重疊。

在一些實(shí)施例中，每個(gè)像素空間的寬度在0.4μm至1μm的范圍內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，嵌鑲圖案層還包含多個(gè)紅外光截止區(qū)段，紅外光截止區(qū)段設(shè)置于彩色濾光片層與透明區(qū)段之上。

在一些實(shí)施例中，紅外光截止區(qū)段設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換元件與彩色濾光片區(qū)段之間，或者設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換元件與透明區(qū)段之間。

在一些實(shí)施例中，紅外光截止區(qū)段設(shè)置于彩色濾光片區(qū)段與第一聚光結(jié)構(gòu)之間，或者設(shè)置于透明區(qū)段與第一聚光結(jié)構(gòu)之間。