影像感测元件及其制作方法

文档序号:8432370
影像感测元件及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种影像感测元件及其制作方法。
【背景技术】
[0002]随着数位相机、扫瞄器等电子商品不断的开发与成长,消费市场对影像感测元件的需求亦持续的增加。一般而言,目前常用的影像感测元件,包括了电荷耦合感测元件(charge coupled device, CCD sensor)以及CMOS影像感测兀件(CMOS image sensor, CIS)两大类。其中,由于CMOS影像感测元件具有低操作电压、低功率消耗与高操作效率、可根据需要进行随机存取(random access)等因素,并且可以整合于目前的半导体技术来大量制造,因此受到极广泛的应用。
[0003]CMOS影像感测装置的感光原理将入射光线区分为各种不同波长光线的组合,再分别由半导体基底上的多个感光元件(optically sensitive element)予以接收,并转换为不同强弱的数字信号。例如,将入射光区分为红、蓝、绿三色光线的组合,再由相对应的感光二极管(photod1de)予以接收,进而转换为数字信号。因此,在各光学感测元件上方必须形成一彩色滤光阵列以区分入射光线的波长。
[0004]然而,现今以有机材料或有机金属(organometallic)材料所构成的彩色滤光阵列由于无法承受高温的特性以及曝光制作工艺的影响容易产生劣化(degradat1n)。例如,由有机材料所构成的彩色滤光片在一般情况下无法承受高于摄氏300度以上的制作工艺温度,进而影响到整个元件的效能。

【发明内容】

[0005]有鉴于此,本发明揭露一种制作影像感测元件的方法来解决上述现有制作工艺所遇到的瓶颈。
[0006]本发明较佳实施例是揭露一种制作影像感测元件的方法。首先提供一基底,该基底上设有一介电层。然后形成多个滤光层于介电层上并图案化该等滤光层以形成一第一滤光元件。接着形成一材料层于介电层上并使材料层的上表面与第一滤光元件的上表面齐平,之后再形成多个彩色滤光片于第一滤光元件上。
[0007]依据本发明的一实施例是揭露一种制作影像感测元件的方法。首先提供一基底,该基底上设有一介电层。然后形成一凹槽于介电层中,并形成多个彩色滤光片于凹槽内。接着形成一平坦层于介电层及彩色滤光片上,随后再形成一滤光元件于平坦层上。
[0008]依据本发明的一实施例是揭露一种影像感测元件,其主要包含:一基底,其上设有一介电层;一材料层设于介电层上;一第一滤光元件嵌设于材料层中,其中第一滤光元件的上表面与介电层的上表面齐平;以及多个彩色滤光片设于第一滤光兀件上。
[0009]依据本发明的一实施例是揭露一种影像感测元件,其主要包含:一基底,其上设有一介电层;多个彩色滤光片嵌设于介电层中;一平坦层设于彩色滤光片及介电层上;以及一滤光兀件设于平坦层上。
【附图说明】
[0010]图1-图2为本发明第一实施例制作一影像感测元件的方法示意图;
[0011]图3为本发明第二实施例制作一影像感测元件的方法示意图;
[0012]图4至图6为本发明第三实施例制作一影像感测元件的方法示意图。
[0013]主要元件符号说明
[0014]12 基底14 介电层
[0015]16 滤光元件18 材料层
[0016]20 彩色滤光片32 基底
[0017]34 介电层36 第一滤光兀件
[0018]38 第二滤光元件 40 第三滤光元件
[0019]42 材料层44 彩色滤光片
[0020]62 基底64 介电层
[0021]66 凹槽68 彩色滤光片
[0022]70 平坦层72 滤光元件
【具体实施方式】
[0023]请参照图1-图2,图1-图2为本发明第一实施例制作一影像感测元件的方法示意图。如图1所示,首先提供一基底12,其上已形成有多个呈阵列排列的光学元件(opticalelement)(未显不)以及多层金属内连线(未显不),然后形成一介电层14于基底12表面。
[0024]接着交错设置多个具有高折射系数的无机层以及多个具有低折射系数的无机层于介电层14上以形成多个滤光层,其中该等滤光层较佳包含氮化硅(SiN)及氧化硅(S12),氧化钛(T12)及氧化硅,氧化钽(Ta2O5)及氧化硅,或银(Ag)及氧化硅。依据本发明的较佳实施例,各滤光层的折射率较佳取决于所选择的材料,因此滤光层中的奇数层所构成的材料较佳不同于偶数层所构成的材料。
[0025]举例来说,多个由氧化钛所构成的奇数层的滤光层可分别交错堆叠在多个由氧化硅所构成的偶数层的滤光层,或多个由氧化钽所构成的奇数层的滤光层可分别交错堆叠叠于多个由氧化硅所构成的偶数层的滤光层上以产生具有高折射系数与低折射系数的滤光层。
[0026]然后进行一图案转移制作工艺,搭配干蚀刻及剥离(lift-off)制作工艺,将滤光层图案化而形成一滤光元件16。本实施例的滤光元件16较佳为一红外线滤光元件(IR cutfilter)来过滤红外线,但不局限于此。
[0027]接着形成一材料层18于介电层14及滤光元件16上,然后进行一曝光制作工艺,通过调整曝光能量以及/或聚焦深度(cbpth of focus, D0F)等的制作工艺参数来使材料层18的上表面与滤光元件16的上表面齐平。依据本发明的较佳实施例,材料层18较佳由负型光致抗蚀剂(negative photoresist)所构成,但不局限于此。
[0028]然后如图2所示,形成多个彩色滤光片20于滤光元件16及材料层18上。彩色滤光片20可包含红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片、青绿色(cyan)滤光片、洋红色(magenta)滤光片、以及黄色(yellow)滤光片等,此皆属本发明所涵盖的范围,且由于形成彩色滤光片的方法乃此领域所熟知技术,在此不另加赘述。
[0029]请参照图3,图3为本发明第二实施例制作一影像感测元件的方法示意图。如图3所示,首先提供一基底32,其上已形成有多个呈阵列排列的光学元件(未显示)以及多层金属内连线(未显不),然后形成一介电层34于基底32表面。
[0030]接着如上述第一实施例般交错设置多个具有高折射系数的无机层以及多个具有低折射系数的无机层于介电层34上以交错形成多个滤光层,其中该等滤光层较佳包含氮化硅(SiN)及氧化硅(S12),氧化钛(T12)及氧化硅,氧化钽(Ta2O5)及氧化硅,或银(Ag)及氧化硅。依据本发明的较佳实施例,各滤光层的折射率较佳取决于所选择的材料,因此滤光层中的奇数层所构成的材料较佳不同于偶数层所构成的材料。
[0031]举例来说,多个由氧化钛所构成的奇数层的滤光层可分别交错堆叠在多个由氧化硅所构成的偶数层的滤光层,或多个由氧化钽所构成的奇数层的滤光层可分别交错堆叠于多个由氧化硅所构成的偶数层的滤光层上以产生具有高折射系数与低折射系数的滤光层。
[0032]然后进行一图案转移制作工艺,搭配干蚀刻及剥离(lift-off)制作工艺,将滤光层图案化而形成一第一滤光兀件36。
[0033]接着于第一滤光元件36形成后于第一滤光元件36旁再形成一第二滤光元件38与第三滤光元件40。依据所构成材料的不同,图3所揭露第一滤光元件36、第二滤光元件38与第三滤光元件40之间分别具有不同高度。本实施例的第一滤光元件36、第二滤光元件38与第三滤光元件40较佳各为一红外线滤光元件(IR cut filter),但不局限于此。
[0034]随后形成一材料层42于介电层34、第一滤光兀件36、第二滤光兀件38与第三滤光元件40上,然后进行一曝光制作工艺,通过调整曝光能量以及/或聚焦深度(cbpth offocus, D0F)等的制作工艺参数来使材料层42的上表面与第一滤光元件36的上表面齐平。由于第二滤光元件38及第三滤光元件40具有较低高度,材料层42除了盖住介电层34
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