专利名称：图像感测装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及图像感测装置，尤其涉及一种提高量子效率的图像感测装置。
背景技术：
半导体图像传感器可用于感测光。互补式金属氧化物半导体(CMOS)图像传感 器(CIS)及电荷耦合器(charge-coupled device ;CCD)已普遍使用于各种应用中，例 如数字相机或手机相机的应用。这些装置利用在基材中的像素阵列，例如光电二极管 (photodiodes)及晶体管，吸收朝向基材投射的辐射并将其感测到的辐射转换成电子信号。 因此，图像传感器的感测效率决定于像素可吸收多少辐射。然而，以目前技术来制造图像传 感器并不能将像素对于辐射的吸收最佳化。因此，尽管现有制造图像传感器的方法一般可 满足其原本的目的，但却不能广泛地应用于所有情况。
发明内容
为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供一种图像感测装置，包含；一具有一前端 及一背端的装置基材，该装置基材具有一辐射感测区域以感测具有一相对应波长的辐射； 一第一层，形成于该装置基材的该前端上，该第一层具有一第一折射系数及一第一厚度，该 第一厚度为该第一折射系数的函数；以及一第二层，形成于该第一层上，该第二层不同于该 第一层且具有一第二折射系数及一第二厚度，该第二厚度为该第二折射系数的函数。在所述的图像感测装置中，该第一厚度为该波长的函数，及该第二厚度为该波长 的函数。在所述的图像感测装置中，该第一厚度的值近似于(1/4) * (波长/第一折射系数) 及该第二厚度的值近似于(1/4) * (波长/第二折射系数)。在所述的图像感测装置中，该第一层包含氧化硅及该第二层包含氮化硅或氮氧化娃。所述的图像感测装置还包含一第三层，形成于该第二层上，该第三层具有一近似 于该第一折射系数的第三折射系数及一近似于该第一厚度的第三厚度；及一第四层，形成 于该第三层上，该第四层具有一近似于该第二折射系数的第四折射系数及一近似于该第二 厚度的第四厚度。所述的图像感测装置中还包含一内连线结构，形成于该第二层上，该内连线结构 具有一对齐于辐射感测区域的金属层，用以反射该辐射朝向该辐射感测区域；一载板，由该 前端连结至该基材；及一彩色滤光片及一微透镜，形成于该装置基材的背端上。在所述的图像感测装置中，该金属层为虚置金属层、尺寸重调的金属层(resized metal film)及再配置的金属层其中之一。本发明也提供一种图像感测装置的制造方法，包含提供一具有一前端及一背端 的装置基材；形成一辐射感测区域于该装置基材中，以感测具有一相对应波长的辐射；形 成一第一层于该装置基材的该前端上，该第一层具有一第一折射系数及一第一厚度，该第一厚度为该第一折射系数的函数；以及形成一第二层于该第一层上，该第二层不同于该第 一层且具有一第二折射系数及一第二厚度，该第二厚度为该第二折射系数的函数。本发明的图像传感器可以将像素对于辐射的吸收最佳化。为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施 例，并配合附图，作详细说明如下
图1为依照本发明实施例所示出的半导体装置的制造方法的流程图。图2 图9为依照图1的方法制造半导体装置的一系列部分剖面图。其中，附图标记说明如下30 图像传感器32 装置基材34 前端36 后端38 初始厚度40 像素44 注入处理46、48 隔离结构50 入射光50A 经布式布拉格反射镜反射的光50B 穿透分布式布拉格反射镜的光50C 经虚置导线反射的光60、70、80、90 膜层65、75、85、95 膜层厚度100 内连线结构105、110、110A、110B、115 导线120 内层介电层 125 金属间介电层130 介电层140 导孔150 虚置导线160 内层介电层厚度165 介电层厚度 170 载板180 薄化工艺185 装置基材薄化后的厚度190 彩色滤光片 200 微透镜
具体实施例方式本发明接下来将会提供许多不同的实施例以实施本发明中不同的特征。各特定实 施例中的组成及配置将会在以下作描述以简化本发明。这些仅为了简化表示的实施例而非 用于限定本发明。此外，一第一元件形成于一第二元件“上”可包含实施例中的该第一元件 与第二元件直接接触，或也可包含该第一元件与第二元件之间还有其他额外元件使该第一 元件与第二元件无直接接触。各种元件可能以任意不同比例显示以使图示清晰简洁。图1示出为依照本发明各种实施例的制造增加量子效率的背部发光(back-side illuminated ；BSI)图像传感器的方法11的流程图。参见图1，方法11起始于方框13，其 为提供一具有前端(front side)及背端(back side)的装置基材。接着进行方框15，其为在装置基材中形成辐射感测区域。此辐射感测区域可以感测具有相对应波长的辐射。接 着进行方框17，其为在装置基材的前端上形成第一层。此第一层具有第一折射系数及第一 厚度，且此第一厚度为第一折射系数的函数。接着进行方框19，其为在第一层上形成第二 层。此第二层不同于第一层，并具有第二折射系数及第二厚度，且此第二厚度为第二折射系 数的函数。接着，继续进行方框21，其为在第二层上形成内连线结构。此内连线结构具有与 辐射感测区域对齐的金属层，且此金属层可反射辐射朝向辐射感测区域。接着，继续进行方 框23，其为由背端薄化装置基材。接着，继续进行方框25，其为在装置基材的背端形成彩色 滤光片及微透镜。图2至图9示出为依照图1方法11所制造的BSI图像感测装置30的各种实施 例于各个阶段的部分剖面图。图像感测装置30包含用以感测及记录射向图像感测装置 30背端的辐射(例如光)强度的像素阵列或网格。图像感测装置30可包含电荷耦合装置 (charge-coupled device ;CCD)、互补式金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)及有 源像素传感器(active-pixelsensor ；APS)或无源像素传感器。图像感测装置30还包含提 供邻近像素网格的额外电路及输入/输出，以提供像素可操作的环境及支援像素的对外传 输。可了解的是，图2至图9为已作简化以使本发明的概念易于明了。参见图2，图像传感器30包含装置基材32。装置基材32为掺杂P型杂质(例如 硼)的硅基材(例如P型基材)。或者，装置基材32可为另一种合适的半导体基材。例 如，装置基材32可为掺杂N型杂质(例如磷或砷)的硅基材(例如N型基材)。装置基材 32可包含其他元素半导体，例如锗及钻石。装置基材32可选择性地包含化合物半导体及/ 或合金半导体。此外，装置基材32已可选择性地包含外延层、应变以增进性能(strained forperformance enhancement)及可包含绝缘层上覆硅(S0I)结构。装置基材32具有前 端32及背端36。装置基材32的初始厚度38约为100 y m至3000 u m。在本实施例中，其 初始厚度约为700 iim。图像传感器包含辐射感测区域，例如形成在装置基材中的像素40。在本实施例中， 像素40包含光电二极管(photodiode)。在其他实施例中，像素40可包含钉扎层光电二极 管(pinned layer photodiode)、光H极(photogate)、重设晶体管(reset transistortr) 及转移晶体管(transfer transistor).为了简化以方便明了，在图2中仅绘出一个像素 40为例，但可知的是，可在装置基材32上应用任何数量的像素40。本实施例中的像素40 为经由在装置基材32上进行注入工艺44形成。此注入工艺44包含掺杂例如硼的P型杂 质至装置基材32。在其他实施例中，此注入工艺44可包含掺杂例如磷或砷的N型杂质至装 置基材32。装置基材32也包含位于像素40两侧的隔离结构46及48，以使像素40可与邻 近的像素电性隔离。隔离结构46及48包含浅沟槽隔离(STI)结构，其为由介电材料形成， 例如氧化硅。在其他实施例中，隔离结构46及48可包含掺杂隔离元件，例如n型的重掺杂 区域。像素35可用来感测射向基材背端36的辐射，例如入射光50 (随后将其称的为光 50)。光50包含在可见光频谱中看到的颜色的对应波长。例如，红光在光谱中的相对应波 长范围约在622nm至780nm之间；橘光在光谱中的相对应波长范围约在597nm至622nm之 间；黄光在光谱中的相对应波长范围约在577nm至597nm之间；绿光在光谱中的相对应波 长范围约在492nm至577nm之间。在此，以下讨论举例为具有相对应波长约为650nm的光50(对应于红光)。像素40感测光50的效率是由像素40可以吸收多少的光50来决定。此 效率即可称为像素的量子效率。量子效率较高的像素会使图像传感器具有较佳的图像反应 特性及性能。然而，于现有的技术中，光50的主要部分会穿透像素40而未被像素40所吸 收。目前可发现到，像素40的量子效率会随光50的波长增加而衰减。现在请参见图3，膜层60形成在装置基材32的前端34上。膜层60为介电层并包 含氧化硅，且其可由化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)、前述的 组合或其他合适的技术形成。膜层60具有一折射系数值。通常介质的折射系数值为量测波 速的快慢(例如光或声音)，相对于波在真空中的传播，波在介质中传播的速度会减小。例 如，如果介质对于光的折射系数为2，则光在介质中的传播速度即为1/2，也即相当于光在 真空下的速度的0.5倍。对于特定介质的折射系数值也决定于波的波长或频率。在本实施 例的讨论中，在此所讨论的相对媒介的折射系数值意指为相对于波长约为650nm的光50。 可由公知技术中了解的是，如果两种媒介具有不同的折射系数值，则波(例如光)从第一介 质传播至第二介质时，入射光的角度会有所改变。相对媒介的折射系数值与入射角之间的 关系为由折射的司乃耳定律来决定介质1的折射系数值*sine(入射角1)=介质2的折 射系数值*(入射角2)。在本实施例中，膜层60的折射系数值约为1.46。膜层60厚度65为光50的波长及膜层60的折射系数值的函数。在本实施例中， 膜层60厚度65近似于(1/4) * (光50的波长)/ (膜层60的折射系数值)，其约为11 lnm。 膜层60也可作为抵抗保护氧化(Resist ProtectiveOxide ；RP0)层。此抵抗保护氧化层可 在硅化工艺或其他合适工艺中作为阻挡/保护层。然后，在膜层60上形成膜层70。膜层70包含氮化硅，并可由化学气相沉积(CVD)、 物理气相沉积(PVD)、原子层沉积法(ALD)、前述的组合或其他公知合适技术形成。膜层70 的折射系数值约为2. 3。膜层70厚度75为光50的波长及膜层70的折射系数值的函数。 在本实施例中，厚度75的值近似于(1/4) * (光50的波长)/ (膜层70的折射系数值)，其 约为70nm。在另一实施例中，膜层70可选择性地包含折射系数值约为2的氮氧化硅。在 该另一实施例中，膜层70的厚度75近似于(1/4)*(入射光50的波长)/(膜层70的折射 系数值)，其约为81nm。在本实施例及另一实施例中，膜层70也皆可作为接触蚀刻停止层 (CESL)。随后，在膜层70上形成膜层80。膜层80包含氧化硅并可由化学气相沉积(CVD)、 物理气相沉积(PVD)、原子层沉积法(ALD)、前述的组合或其他公知合适技术形成。膜层80 的折射系数约为1.46。膜层80厚度为光50的波长及膜层80的折射系数的函数。在本实 施例中，厚度85的值近似于(1/4) * (入射光50的波长)/ (膜层80的折射系数值)，其约为 11 lnm。换句话说，膜层80的折射系数值及厚度85大致上各自与膜层60的折射系数值及 厚度65相同。接着，在膜层80上形成膜层90。膜层90包含氧化硅，并可由化学气相沉积(CVD)、 物理气相沉积(PVD)、原子层沉积法(ALD)、前述的组合或其他公知合适技术形成。膜层90 的折射系数值约为2. 3。膜层90厚度为光50的波长及膜层90的折射系数的函数。在本实 施例中，厚度95的值近似于(1/4) * (入射光50的波长)/ (膜层80的折射系数值)，其约为 70nm。在另一实施例中，膜层70可选择性地包含折射系数值约为2的氮氧化硅。在该另一 实施例中，膜层90的厚度95近似于(1/4) * (光50的波长)/ (膜层90的折射系数值)，其约为81nm。在本实施例及另一实施例中，膜层70也皆可作为接触蚀刻停止层(CESL)。换 句话说，膜层90的折射系值数及厚度95大致上各自与膜层70的折射系数值及厚度75相 同。膜层 60、70、80 及 90 形成分布式布拉格反射镜(distributed Braggreflector)。 此分布式布拉格反射镜可用于反射辐射波(例如光)，其结构是由多个具有不同的折射系 数值及厚度的材料的膜层所交替组成，导致在反射镜中的有效折射系数具有周期性的变 化。每个膜层的边界均会造成辐射波的部分反射。当这些波的波长近似于膜层的光学厚度 (optical thickness)的4倍时，许多反射会伴随有建设性干涉，其中膜层的光学厚度可定 义为(膜层的反射系数值)*(膜层的厚度)。并且，此膜层扮演为对于辐射波的高品质反射 镜。分布式布拉格反射镜的反射率(reflectivity)可定义为辐射反射量除以辐射入射量， 其可由下列等式计算 其中R代表分布式布拉格反射镜的反射率，n,为位于分布式布拉格反射镜的第一 层周围的介质的折射系数值，nt为位于分布式布拉格反射镜的会后一层周围的介质的折射 系数值，nri为分布式布拉格反射镜的第一层的折射系数值，为分布式布拉格反射镜的第 二层的折射系数值，且N为布拉格反射镜中第一层与第二层成对的重复次数。在本实施例中，分布式布拉格反射镜的第一层为膜层60(折射系数值约为1. 46)， 第二层为膜层70 (折射系数值约为2. 3)。因此，在本实施例中的及的值各自约为 1.46及2. 3。装置基材32位于分布式布拉格反射镜的第一层(膜层60)的周围。装置基 材32包含硅材料，因此其折射系数值约为3. 87 (硅的折射系数值为3. 87)。因此，在本实施 例中，^的值约为3. 87。此外，虽然于图3中未举例，氧化硅材料位于分布式布拉格反射镜 的最后一层(膜层90)的周围。因此，在本实施例中， 的值约为1.46。并且，在本实施例 中，既然此分布式布拉格反射镜包含两对交替的氧化硅层及氮化硅层，代表N= 2。可以了 解的是，上述提供的这些材料及数值仅为示范的实施例，在其他实施例中也可使用不同的 材料来形成分布式布拉格反射镜，且其可选择成对的交替膜层的数量N来因应设计或制造 的需求作最佳化。例如，在另一第一实施例中N的数量为1，其代表分布式布拉格反射镜包 含1个氧化硅层及1个氮化硅层，且因此代表其含有1对互相具有不同折射系数值的膜层。 在另一第二实施例中，N可为3，其代表分布式布拉格反射镜包含3个氧化硅层及3个氮化 硅层，其中氧化层及氮化层为互相交替。因此，在该另一第二实施例中，分布式布拉格反射 镜包含3对折射系数值不同且相互交替的膜层。请重新参见图3，当光50传播通过图像传感器50时，部分的光50可被像素40所 吸收。入射光50剩余未被像素40吸收的部分则继续朝向装置基材32的前端34传播。由于此部分是由分布式布拉格反射镜的膜层60-90形成，一部分未被吸收的光会反射回去朝 向装置基材32的背端，如光50A。此反射光50A可被像素40再次吸收，因此增加像素40的 量子效率(因此增加图像传感器30的量子效率)。另一部分未被吸收的光传播通过分布 式布拉格反射镜，如50B，则不会被像素40所吸收。如上述讨论，分布式布拉格反射镜的反 射率可表示为反射光50A除以入射光50。可了解的是，经过模拟及实验，入射光50的波长 约在650nm，例如在本实施例中，N值为2时，反射率约为31%。此外，对于N值为1、6及9 时，相对应的反射率各自约为25%、33%及34%。现在请参见图4，内连线结构100形成在膜层90上。内连线结构100包含多条导 线以提供在装置基材32中各种掺杂元件(例如像素40)、电路及图像感测装置30的输入/ 输出元件之间的内连线。以图4为例，其表示为导线105、110及115。导线105、110及115 也可各自称为第一层金属、第二层金属及第三层金属。在一实施例中，内连线结构100为铝 内连线结构。于铝内连线结构100中，导线105-115为金属膜，其包含铝、铝/硅/铜合金、 钛、氮化钛、钨、多晶硅、金属硅化物或前述的组合。导线105-115可由物理气相沉积(PVD或 溅镀)、化学气相沉积(CVD)或前述的组合形成。在另一实施例中，内连线结构100为铜内 连线结构。于铜内连线结构100中，导线100-115为金属膜，其包含铜、铜合金、钛、氮化钛、 钽、氮化钽、钨、多晶硅、金属硅化物或前述的组合。导线105-115可由化学气相沉积(CVD)、 溅镀、电镀或其他合适工艺形成。导线105-115 为由内层介电(inter-level dielectric ILD)层 120、金属间介 电(inter-metal dielectric ;IMD)层125及介电层围绕。在本实施例中，内层介电层 120及金属间介电层125包含氧化硅。在其他实施例中，内层介电层120及金属间介电层 125可包含氟掺杂玻璃(FSG)、低介电常数材料或前述的组合。低介电常数材料可包含碳 惨杂氧化娃(carbon doped siliconoxide)、Black Diamond (Applied Materials of Santa Clara, California)、凝胶(Xerogel)、溶胶(Aerogel)、非结晶氟化碳、聚对二甲苯 (Parylene)、双苯环丁烯(bis-benzocyclobutenes ；BCB)、SiLK(Dow Chemical, Midland, Michigan)、聚酰亚胺及/或其他材料。请回见图4，介电层130在本实施例中作为蚀刻停止 层并包含氮化硅。在另一实施例中，介电层130可包含氮氧化硅或碳化硅。导线105-115为经由导孔140来作内连线。导孔140的形成方法包含蚀刻沟槽以 延伸穿过用以分离导线105-115的介电层。例如，使用光刻工艺，对在导线105及110之间 的介电层蚀刻出沟槽。接着以导电材料(例如钨)填满此沟槽。可知的是，在其他实施例 中，可使用其他导电材料来形成导孔140。导线105-115具有反射率质以使其能反射辐射(例如光50)。因此在本实施例中， 形成虚置导线150于像素40上并与其对齐。虚置导线150没有连接至任何导孔140并仅 用于作为反射镜。回想图3所讨论的光50B。其为传播穿过由膜层60-90形成的分布式布 拉格反射镜并传播进入内连线结构100。当光50B触及虚置导线150时，虚置导线150会反 射部分的光50B朝向像素40，如光50C。此反射光50C会被像素40再次吸收。因此，虚置 导线150C增加像素40量子效率(及因此增加图像传感器30的量子效率)，理由如同于图 3的讨论。可知的是，虽然图4显示虚置导线150与导线110形成在相同膜层，在其他实施 例中，虚置导线150也可形成在其他膜层。此外，虚置导线150可具有任何适于设计需求及 制造限制的大小(或宽度)。
现在请参见图5，其示出为内连线结构100的另一实施例。重新调整导线110的尺 寸至导线110A，有部分的导线110A位于像素40上并有部分与像素40对齐。与前述于图4 所讨论的理由相同，重新调整导线110A的尺寸可反射光50B朝向像素40，以增加像素40的 量子效率。可了解的是，虽然图5示出为重新调整尺寸的导线110，也可在其他实施例中重 新调整其他导线的尺寸。例如，可重新调整导线105的尺寸。此外，导线110的尺寸调整可 使导线110A尺寸(或宽度)适于任何设计需求及制造限制。现在参见图6，其示出为内连线结构100的另一实施例。对导线110进行再配置以 变成部分位于像素40上的导线110B。与前述于图4所讨论的理由相同，再配置的导线110A 可反射光50B朝向像素4。以增加像素40的量子效率。可了解的是，虽然图5示出为导线 110的再配置，也可在其他不同实施例中重新调整其他导线的尺寸。例如，可对导线105作 再配置。此外，导线110的再配置可使导线110B大小(或宽度)适于任何设计需求及制造 限制。现在请参见图7，其示出为内连线结构100的又一实施例。在图7所示出的实施例 中，调控内层介电层120的厚度、金属间介电层125的厚度及介电层130的厚度，使内连线 结构100变成反射镜以将光50B反射回朝向像素40。在一实施例中，内连线结构100为之 前于图3所述的分布式布拉格反射镜。例如，内层介电层120及介电层130的厚度各自为 160及165。内层介电层120及介电层130也包含相对折射系数值。在图7所显示的实施例 中，内层介电层120的折射系数值约为1. 46，如果内层介电层120包含氧化硅材料。介电层 130的折射系数值约为2. 3，如果介电层130包含氮化硅材料。厚度160近似于(1/4)*(光 50B的波长)/ (内层介电层120的折射系数值)，及厚度165近似于(1/4) * (光50B的波 长)/ (介电层130的折射系数值)。因此，厚度160及165可依照光50B的波长来变化，及 形成N = 1的分布式布拉格反射镜。相同地，金属间介电层125的厚度及内连线结构100的 其他介电层130的厚度可随着前述的等式变化，以形成N > 1的分布式布拉格反射镜。基 于与图3的讨论有同样的理由，由内连线结构100形成的分布式布拉格反射镜将光50B反 射回朝向像素40而增加量子效率。可以了解的是，图7所述的实施例可与图5-图7中的 实施例作结合。现在请参见图8，载板170连结于装置基材32的前端34，以进行装置基材32的背 端36的工艺。在本实施例中，载板170为借由分子力与内连线结构100连结(一种被称为 直接键结或光学融合键结的技术，其需要光滑且平坦的表面)。在其他实施例中，载板170 可与内连线结构100以像是金属扩散或阳极键合法(anodic bonding)等公知技术连结。 载板170可与装置基材32相似并包含硅材料。或者，载板170可选择性地包含玻璃材料。 载板170可对各种形成在装置基材32中的元件提供保护，且也可对如以下讨论的装置基材 32的背端36的工艺提供机械强度及支撑。可以了解的是，可在与载板170作连结之前，先 在内连线结构上形成缓冲层(在此未显示)，以使表面光滑且平坦而有较佳的连结，及使装 置基材32及载板170之间能电性隔离。在连结之后，装置基材32与载板170可选择性地进行退火以增强连结强度。随后， 由背端36对装置基材32进行薄化工艺180。此薄化工艺180可包含机械研磨工艺及化学 薄化工艺。可进行机械研磨工艺对装置基材32作第一次移除，移除大部分的装置基材。之 后，再进行化学薄化工艺对背端36作化学蚀刻以进一步薄化装置基材32至厚度185。在本实施例中，厚度185约为小于3i!m。可以了解的是，本实施例所提供的特定厚度仅用于示 范，也可依照图像传感器30于其他形态的应用及设计需求而采用其他的厚度现在请参见图9，在装置基材32的背端36形成彩色滤光片190。可调整彩色滤光 片190的位置使入射光50指向或穿过彩色滤光片190。彩色滤光片190可包含以染料为主 (或以颜料为主)的聚合物或树脂来过滤光50的特定波长辐宽，其对应于彩色光谱(例如 红、绿及蓝)。在本实施例中，彩色滤光片可过滤光的频谱而具有红光。随后，在彩色滤光片190上形成微透镜200以指引及聚焦辐射(例如光50)朝 向装置基材32中的像素40。可依各种排列方式来调整此微透镜200的位置，且此微透镜 200可依照微透镜所使用的材料的折射系数值及微透镜与传感器表面的距离而具有各种 形状。可以了解的是，装置基材32也可在形成彩色滤光片190及微透镜200之前，先选择 性地进行激光退火工艺。并且，可在装置基材32及彩色滤光片190之间形成抗反射涂布 (anti-reflective-coating)层0虽然本发明已以数个优选实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何本 领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作任意的更动与润饰，因此本发 明的保护范围当视随附的权利要求所界定的范围为准。
权利要求
一种图像传感器装置，包含一具有一前端及一背端的装置基材，该装置基材具有一辐射感测区域以感测具有一相对应波长的辐射；一第一层，形成于该装置基材的该前端上，该第一层具有一第一折射系数及一第一厚度，该第一厚度为该第一折射系数的函数；以及一第二层，形成于该第一层上，该第二层不同于该第一层且具有一第二折射系数及一第二厚度，该第二厚度为该第二折射系数的函数。
2.如权利要求1所述的图像感测装置，其中该第一厚度为该波长的函数，及该第二厚 度为该波长的函数。
3.如权利要求2所述的图像感测装置，其中该第一厚度的值近似等于(1/4)*(波长/ 第一折射系数)及该第二厚度的值近似等于(1/4)*(波长/第二折射系数)。
4.如权利要求1所述的图像感测装置，其中该第一层包含氧化硅及该第二层包含氮化 硅或氮氧化硅。
5.如权利要求1所述的图像感测装置，还包含一第三层，形成于该第二层上，该第三层具有一近似等于该第一折射系数的第三折射 系数及一近似等于该第一厚度的第三厚度；及一第四层，形成于该第三层上，该第四层具有一近似等于该第二折射系数的第四折射 系数及一近似等于该第二厚度的第四厚度。
6.如权利要求1所述的图像感测装置，还包含一内连线结构，形成于该第二层上，该内连线结构具有一对齐于辐射感测区域的金属 层，用以反射该辐射朝向该辐射感测区域； 一载板，由该前端连结至该基材；及 一彩色滤光片及一微透镜，形成于该装置基材的背端上。
7.如权利要求6所述的图像感测装置，其中该金属层为虚置金属层、尺寸重调的金属 层及再配置的金属层其中之一。
8.一种图像感测装置的制造方法，包含 提供一具有一前端及一背端的装置基材；形成一辐射感测区域于该装置基材中，以感测具有一相对应波长的辐射 形成一第一层于该装置基材的该前端上，该第一层具有一第一折射系数及一第一厚 度，该第一厚度为该第一折射系数的函数；以及形成一第二层于该第一层上，该第二层不同于该第一层且具有一第二折射系数及一第 二厚度，该第二厚度为该第二折射系数的函数。
9.如权利要求8所述的图像感测装置的制造方法，其中该第一层的形成使该第一厚度 为该波长的函数；及其中该第二层的形成使该第二厚度为该波长的函数。
10.如权利要求9所述的图像感测装置的制造方法，其中该第一层的形成使该第一厚 度的值为近似等于(1/4)*(波长/第一折射系数)，及该第二层的形成使该第二厚度的值近 似等于(1/4) * (波长/第二折射系数)。
11.如权利要求8所述的图像感测装置的制造方法，其中该第一层包含氧化硅，该第二 层包含氮化硅或氮氧化硅。
12.如权利要求8所述的图像感测装置的制造方法，还包含形成一第三层于该第二层上，该第三层具有一近似等于该第一折射系数的第三折射系 数及一近似等于该第一厚度的第三厚度；以及形成一第四层于该第三层上，该第四层具有一近似等于该第二折射系数的第四折射系 数及一近似等于该第二厚度的第二厚度。
13.如权利要求8所述的图像感测装置的制造方法，还包含形成一内连线结构于该第二层上，该内连线结构具有一对齐于辐射感测区域的金属 层，用以反射辐射朝向该辐射感测区域；由该前端连结一载板至该基材；及形成一彩色滤光片及一微透镜于该装置基材的背端上。
14.如权利要求13所述的图像感测装置的制造方法，其中该金属层的形成使该金属层 为虚置金属层、尺寸重调的金属层及再配置的金属层其中之一。
15.如权利要求13所述的图像感测装置的制造方法，其中该内连线结构的形成使该内 连线结构包含一蚀刻停止层，该蚀刻停止层具有一第三折射系数及一第三厚度，该第三厚 度为该第三折射系数及该波长的函数。
全文摘要
本发明提供一种图像感测装置及其制造方法。该图像感测装置包含一具有一前端及一背端的装置基材。装置基材具有一辐射感测区域，其可感测具有一相对应波长的辐射。图像传感器也包含一形成于装置基材的前端上的第一层。第一层具有一第一折射系数及一第一厚度，第一厚度为第一折射系数的函数。图像传感器具有一形成于第一层上的第二层。第二层不同于第一层并具有一第二折射系数及一第二厚度，第二厚度为第二折射系数的函数。本发明可以将像素对于辐射的吸收最佳化。
文档编号H01L27/146GK101853872SQ20101015845
公开日2010年10月6日 申请日期2010年3月31日 优先权日2009年3月31日
发明者刘人诚, 刘汉琦, 庄俊杰, 杨敦年, 林政贤, 王文德 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司