发明名称 影像感应装置与其制造方法
摘要 本发明系提出一种影像感应装置、其制造方法与其取像模组应用,能够大幅提高影像感应装置之光学性能。该种影像感应装置系包括一微菱镜、一微透镜、一感光器与一IC堆叠层。其中该微菱镜系用以修整一入射光角度,该微透镜系用以增加集光效率,该感光器系用以接收光线进行光电转换,该IC堆叠层系用以将光电转换讯号进行讯号处理,该种影像感应装置之结构,系利用一积体电路制程与一积体光学制程制备。
申请公布号 TWI288973 申请公布日期 2007.10.21
申请号 TW094133609 申请日期 2005.09.27
申请人 采钰科技股份有限公司 发明人 李孝文
分类号 H01L27/146(2006.01);H01L21/205(2006.01) 主分类号 H01L27/146(2006.01)
代理机构 代理人 蔡清福 台北市中山区中山北路3段27号13楼;白大尹 台北市中山区中山北路3段27号13楼
主权项 1.一种影像感应装置,用以接收入射光,其结构包括 : 一微菱镜,系用以修整入射光角度; 一微透镜,系用以聚光; 一IC堆叠层,系用以将光电转换讯号进行讯号处理; 及一感光器,系用以接收光讯号进行光电转换。 2.如申请专利范围第1项所述之装置,其中该微菱镜 系将具有较大角度的该入射光之该入射角,修整为 较小角度的该入射角。 3.如申请专利范围第1项所述之装置,其中该微菱镜 系为介电质材料或高分子材料。 4.如申请专利范围第1项所述之装置,其中该微菱镜 之宽度,约在数微米(micro meter,m,其中=10-6)如此 量级的大小,与该感光器同一量级。 5.如申请专利范围第1项所述之装置,包括一中间层 ,用以分隔该微透镜及该微菱镜产生较佳折光效果 。 6.如申请专利范围第5项所述之装置,其中该中间层 系为氧化矽(SiO2)、氮化矽(Si2N3)、氮氧化矽(SiON)与 高分子材料(polymer material)其中之一。 7.如申请专利范围第5项所述之装置,其中该中间层 包括复数个间隙层(spacer)。 8.如申请专利范围第5项所述之装置,其中该中间层 包括复数个色彩滤片(color filter)。 9.如申请专利范围第1项所述之装置,其中该微菱镜 、该微透镜、与该感光器三者间在光线入射方向 采用一非偏心布局。 10.如申请专利范围第1项所述之装置,其中该微菱 镜、该微透镜、与该感光器三者间在光线入射方 向采用一偏心布局。 11.如申请专利范围第10项所述之装置,其中该偏心 布局包括一规则偏心布局与一非规则偏心布局。 12.如申请专利范围第1项所述之装置,其排列组合 方式,按照光线入射方向排列包括: 该微菱镜,位于该微透镜上层; 该微透镜,位于该IC堆叠层上层; 该IC堆叠层,位于该感光器上层。 13.如申请专利范围第5项所述之装置,其排列组合 方式,按照光线入射方向排列包括: 该微透镜,位于该中间层上层; 该中间层,位于该微菱镜上层; 该微菱镜,位于该IC堆叠层上层; 该IC堆叠层,位于该感光器上层。 14.如申请专利范围第5项所述之装置,其排列组合 方式,按照光线入射方向排列包括: 该微透镜,位于该中间层上层; 该中间层,位于该微菱镜上层; 该微菱镜,位于该IC堆叠层上层; 该IC堆叠层,位于该感光器上层。 15.如申请专利范围第1项所述之装置,其特征在于 有效降低亮度差(shading)、光学串音(optical crosstalk) 效应与感光器布局均匀性。 16.一种影像感应装置的制造方法,包含下列堆叠步 骤: 提供一基层; 于该基层上以积体电路制程制备一感光器; 于该感光器上以积体电路制程制备一IC堆叠层; 于该IC堆叠层上以积体光学制程制备一微透镜;及 于该微透镜上以积体光学制程制备一微菱镜。 17.一种影像感应装置的制造方法,包含下列堆叠步 骤: 提供一基层; 于该基层上以积体电路制程制备一感光器; 于该感光器上以积体电路制程制备一IC堆叠层; 于该IC堆叠层上以积体光学制程制备一微菱镜; 于该微菱镜上以积体光学制程制备一中间层;及 于该中间层上以积体光学制程制备一微透镜。 18.一种影像感应装置的制造方法,包含下列堆叠步 骤: 提供一基层; 于该基层上以积体电路制程制备一感光器; 于该感光器上以积体电路制程制备一IC堆叠层; 于该IC堆叠层上以积体光学制程制备一微透镜; 于该微透镜上以积体光学制程制备一中间层;及 于该中间层上以积体光学制程制备一微菱镜。 19.如申请专利范围第16,17,18项所述之方法,其中该 基层系为半导体基层。 20.如申请专利范围第16,17,18项所述之方法,其中该 微菱镜系由透光之介电质材料所形成。 21.如申请专利范围第16,17,18项所述之方法,其中该 微菱镜系利用灰阶光罩(gray mask)制程、光阻层( photoresist)制程与蚀刻制程其中之一制备。 22.如申请专利范围第17,18项所述之方法,其中该中 间层系利用电浆辅助化学气相沈积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)制程,沈积氧化矽(SiO2)、 氮化矽(Si2N3)、与氮氧化矽其中之一而形成。 23.如申请专利范围第17,18项所述之方法,其中该中 间层系由高分子材料(polymer material)形成。 24.一种影像模组,包含有 一成像透镜组,系用以将物空间影像转换为像空间 影像;及 一影像感应器,系用以将像空间影像光讯号转换为 电讯号; 其中该影像感应器的特征系具备了微菱镜以将不 同入射光角度做修整。 25.如申请专利范围第24项所述之影像模组,其中该 影像感应器系包含: 复数个微菱镜,用以修整该复数个角度入射光; 复数个微透镜,用以聚集该入射光,增加聚光效率; 复数个IC堆叠层,系用以将光电转换讯号进行讯号 处理; 及复数个感光器,用以接收该入射光并进行光电转 换。 26.如申请专利范围第25项所述之影像模组,其中该 复数个微菱镜系将具有较大角度的该入射光之该 入射角,修整为较小角度的该入射角。 27.如申请专利范围第25项所述之影像模组,其中该 复数个微菱镜系为介电质材料或高分子材料。 28.如申请专利范围第25项所述之影像模组,其中该 复数个微菱镜之宽度,约在数微米(micro meter,m,其 中=10-6)如此量级的大小,与该感光器同一量级。 29.如申请专利范围第25项所述之影像模组,包括复 数个中间层,用以分隔该复数个微透镜及该复数个 微菱镜产生较佳折光效果。 30.如申请专利范围第29项所述之影像模组,其中该 复数个中间层系为氧化矽(SiO2)、氮化矽(Si2N3)、氮 氧化矽与高分子材料(high polymer material)其中之一 。 31.如申请专利范围第29项所述之影像模组,其中该 复数个中间层包括复数个间隙层(spacer)。 32.如申请专利范围第29项所述之影像模组,其中该 复数个中间层包括复数个色彩滤片(color filter)。 33.如申请专利范围第25项所述之影像模组,其中该 微菱镜、该微透镜、与该感光器三者间在光线入 射方向采用一非偏心布局。 34.如申请专利范围第25项所述之影像模组,其中该 微菱镜、该微透镜、与该感光器三者间在光线入 射方向采用一偏心布局。 35.如申请专利范围第25项所述之影像模组,其中该 偏心布局包括一规则偏心布局与一非规则偏心布 局。 36.如申请专利范围第25项所述之影像模组,其排列 组合方式,按照光线入射方向排列包括: 该复数个微菱镜,位于该复数个微透镜上层; 该复数个微透镜,位于该复数个IC堆叠层上层; 该复数个IC堆叠层,位于该复数个感光器上层。 37.如申请专利范围第29项所述之影像模组,其排列 组合方式,按照光线入射方向排列包括: 该复数个微透镜,位于该复数个中间层上层; 该复数个中间层,位于该复数个微菱镜上层; 该复数个微菱镜,位于该复数个IC堆叠层上层; 该复数个IC堆叠层,位于该复数个感光器上层。 38.如申请专利范围第29项所述之影像模组,其排列 组合方式,按照光线入射方向排列包括: 该复数个微菱镜,位于该复数个中间层上层; 该复数个中间层,位于该复数个微透镜上层; 该复数个微透镜,位于该复数个IC堆叠层上层; 该复数个IC堆叠层,位于该复数个感光器上层。 图式简单说明: 第一图 复数个CMOS感光元件之习知结构示意图。 第二图 一CMOS影像感应器部分之像元结构示意图 。 第三图 光学串音效应示意图。 第四图 先前技术一之发明代表图。 第五图 先前技术二之发明代表图。 第六图 本发明利用微菱镜修整主光角之原理示意 图。 第七图(a) 实施案例一中未加入微菱镜时光学串音 效应示意图。 第七图(b) 实施案例一中配置微菱镜修整主光角示 意图。 第八图(a) 实施案例二中未加入微菱镜时光学串音 效应示意图。 第八图(b) 实施案例二中配置微菱镜修整主光角示 意图。 第九图(a) 实施案例三中未加入微菱镜时光学串音 效应示意图。 第九图(b) 实施案例三中配置微菱镜修整主光角示 意图。 第十图(a) 实施案例四中未加入微菱镜时光学串音 效应示意图。 第十图(b) 实施案例四中配置微菱镜修整主光角示 意图。 第十一图 感光元件均匀偏心布局实例俯视图。 第十二图 感光元件不均匀偏心布局实例俯视图。 第十三图 实施案例五中配置微菱镜的影像感测器 与成像透镜组的影像模组搭配之侧视图。 第十四图 实施案例六中配置微菱镜的影像感测器 与成像透镜组的影像模组搭配之俯视图。
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