影像感测器的制造方法

影像感测器的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种影像感测器，其包括多个感测像素、配置于感测像素上的多个微透镜以及配置于感测像素与微透镜之间的多个第一光强分配元件。每一第一光强分配元件包括第一折射率图案以及环绕第一折射率图案的第二折射率图案。第一折射率图案的折射率大于第二折射率图案的折射率。
【专利说明】影像感测器

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光电装置，且特别是涉及一种影像感测器。

【背景技术】
[0002] 随着数字相机等电子商品不断的开发与成长，消费市场对影像感测器的需求日益 增加。一般而言，影像感测器可分为前照式影像感测器（front side illuminated image sensor)及背照式影像感测器（backside illuminated image sensor)二大类。
[0003] 在前照式影像感测器中，感测像素是形成在基材的正面，且感测像素上方设置有 金属线路层。入射光需穿过金属线路层，方能到达感测像素。受到金属线路层的阻挡，使得 前照式影像感测器的光灵敏度（sensitivity)低。相较于前照式影像感测器，在背照式影 像感测器中，入射光是由基材的背面入射，而不需通过金属线路层，即可到达感测像素。因 此，背照式影像感测器具灵敏度较高。
[0004] 然而，无论是在前照式影像感测器或背照式影像感测器中，当感测像素的数量增 加而每一感测像素的尺寸缩小时，入射光便不易良好地汇聚至对应的感测像素中，而使影 像感测器的性能不提升。


【发明内容】

[0005] 本发明的目的在于提供一种影像感测器，其性能佳。
[0006] 为达上述目的，本发明提供一种影像感测器，其包括多个感测像素、配置于感测像 素上的多个微透镜以及配置于感测像素与微透镜之间的多个第一光强分配元件。每一第一 光强分配元件包括第一折射率图案以及环绕第一折射率图案的第二折射率图案。第一折射 率图案的折射率大于第二折射率图案的折射率。
[0007] 在本发明的实施例中，上述的第一折射率图案与至少部分的第二折射率图案实质 上位于同一平面。
[0008] 在本发明的实施例中，上述的每一第一折射率图案具有面向微透镜的第一表面， 而第二折射率图案覆盖每一第一折射率图案的第一表面。
[0009] 在本发明的实施例中，上述的每一第一折射率图案与感测像素上的其他膜层构成 抗反射结构。
[0010] 在本发明的实施例中，上述的其他膜层为第二折射率图案。
[0011] 在本发明的实施例中，上述的每一第一光强分配元件的第一折射率图案与第二折 射率图案是透明的
[0012] 在本发明的实施例中，上述的每一第一折射率图案位于参考平面，入射光通过与 第一折射率图案对应的微透镜后在所述参考平面上形成光点，而所述光点涵盖整个第一折 射率图案。
[0013] 在本发明的实施例中，上述的第一折射率图案具有面向微透镜的第一表面、面向 感测像素的第二表面以及连接第一表面与第二表面的侧壁。来自于每一微透镜的入射光经 过第一折射率图案的侧壁时，入射光朝向第一折射率图案的中心轴偏折。第一折射率图案 的中心轴贯穿第一折射率图案的第一表面与第二表面。
[0014] 在本发明的实施例中，上述的入射光通过第一折射率图案的侧壁后汇聚于汇聚 点。与第一折射率图案对应的感测像素的受光面位于第一折射率图案与汇聚点之间或汇聚 点上
[0015] 在本发明的实施例中，上述的第一折射率图案的第一表面是第一折射率图案中最 接近微透镜的平滑面。第一折射率图案的侧壁与第一表面以及第二表面接触。第一折射率 图案的侧壁为平滑面。
[0016] 在本发明的实施例中，上述的第一折射率图案被与感测像素的受光面垂直的参考 平面截出截面。所述截面为于矩形、梯形或弓形。
[0017] 在本发明的实施例中，上述的第一折射率图案的第一表面为平面且与感测像素的 受光面平行。第一折射率图案的侧壁为平面且与感测像素的受光面垂直。
[0018] 在本发明的实施例中，上述的影像感测器还包括多个第二光强分配元件。第二光 强分配元件配置于微透镜与第一光强分配元件之间。每一第二光强分配元件包括第三折射 率图案以及环绕第三折射率图案的第四折射率图案。第三折射率图案的折射率大于第四折 射率图案的折射率。
[0019] 在本发明的实施例中，上述的第一光强分配元件与第二光强分配元件接触。
[0020] 在本发明的实施例中，上述的影像感测器还包括间隔层。间隔层位于第一光强分 配元件与第二光强分配元件之间。
[0021] 在本发明的实施例中，上述的影像感测器还包括与感测像素电连接的线路层。感 测像素配置于第一光强分配元件与线路层之间。
[0022] 在本发明的实施例中，上述的影像感测器还包括与感测像素电连接的线路层。第 一光强分配元件配置于线路层与感测像素之间。
[0023] 在本发明的实施例中，上述的每一第一折射率图案与对应的感测像素在垂直于感 测像素受光面的方向上实质上切齐
[0024] 在本发明的实施例中，上述的第一光强分配元件的第一折射率图案呈阵列分布且 彼此分离。第一光强分配元件的第二折射率图案互相接触而连接成一个图形。所述图形填 满第一折射率图案之间的空隙。
[0025] 在本发明的实施例中，上述的第一光强分配兀件的第一折射率图案属于同一膜 层，而第一光强分配兀件的第二折射率图案属于同一膜层。
[0026] 基于上述，本发明一实施例的影像感测器通过光强分配元件可将入射光有效地汇 聚至对应的感测像素上，进而提升影像感测器的性能。
[0027] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图 作详细说明如下。

【专利附图】

【附图说明】
[0028] 图1为本发明实施例的影像感测器的立体示意图；
[0029] 图2为根据图1的剖线A-A'所绘的影像感测器的剖面示意图；
[0030] 图3为图2的影像感测器的上视示意图；
[0031] 图4示出图3区域r中的部分半导体基板；
[0032] 图5为本发明另一实施例的影像感测器的剖面示意图；
[0033] 图6为本发明又一实施例的影像感测器的剖面示意图；
[0034] 图7示出入射光入射至第一光强分配元件的情形；
[0035] 图8A至图8D模拟出入射光依时序通过第一光强分配元件的过程；
[0036] 图9A模拟出本发明实施例的影像感测器的感测像素在xy平面的光强分布；
[0037] 图9B模拟出比较例的影像感测器的感测像素在xy平面的光强分布；
[0038] 图10A模拟出本发明实施例的影像感测器的感测像素在yz面的光强分布；
[0039] 图10B模拟出比较例的影像感测器的感测像素在yz面的光强分布；
[0040] 图11A模拟出入射光于本发明实施例的影像感测器的感测像素上的相对光强度；
[0041] 图11B模拟出入射光于比较例的影像感测器的感测像素上的相对光强度；
[0042] 图12A至图12C示出第一折射率图案每一种适当的大小及设置位置；
[0043] 图13A及图13B示出第一光强分配元件与对应感测像素之间适当的相对位置；
[0044] 图14、图15、图16为本发明其他实施例的第一光强分配兀件的剖面不意图；
[0045] 图17为本发明另一实施例的影像感测器的剖面示意图；
[0046] 图18为本发明又一实施例的影像感测器的剖面示意图；
[0047] 图19为本发明再一实施例的影像感测器的剖面示意图。
[0048] 符号说明
[0049] 100、100A ?100E :影像感测器
[0050] 110:感测像素
[0051] 110a:受光面
[0052] 112:非工作区
[0053] 120 :微透镜
[0054] 130 :第一光强分配元件
[0055] 130A :第二光强分配元件
[0056] 132 :第一折射率图案
[0057] 132a :第一表面
[0058] 132b :第二表面
[0059] 132c :侧壁
[0060] 132A :第三折射率图案
[0061] 134:第二折射率图案
[0062] 134A:第四折射率图案
[0063] 140 :彩色滤光层
[0064] 150、152:其他膜层
[0065] 160 :线路层
[0066] 170 :间隔层
[0067] A-A' ：剖线
[0068] B :蓝色滤光图案
[0069] C :汇聚点
[0070] G:绿色滤光图案
[0071] L:入射光
[0072] L' ：虚线
[0073] P1 :参考平面
[0074] P2 :光点
[0075] R_PD、G_PD、B_PD、R_B、G_B、B_B :曲线
[0076] r:区域
[0077] R:红色滤光图案
[0078] S :半导体基板
[0079] W :入射光波前
[0080] X:中心轴
[0081] X、y、z :方向

【具体实施方式】
[0082] 图1为本发明实施例的影像感测器的立体示意图。图2为根据图1的剖线A-A'所 绘的影像感测器的剖面示意图。请参照图1及图2,影像感测器100包括多个感测像素110、 配置于感测像素110上的多个微透镜120以及配置于感测像素110与微透镜120之间的多 个第一光强分配元件130。每一感测像素110用以将部分的入射光L转换为电信号。微透 镜120用以调整入射光L的光路径。在本实施例中，微透镜120可为汇聚透镜。通过微透镜 120,入射光L可汇聚至对应的感测像素110中，进而使影像感测器100的性能佳。然而，本 发明不限于此，在其他实施例中，微透镜120也可为其他形式的透镜，例如像差修正透镜。
[0083] 在本实施例中，多个微透镜120可利用同一透镜膜形成。但本发明不以此为限，多 个微透镜也可利用其他适当方式形成。此外，具有多个微透镜的透镜膜的数量也不限于一 层，微透镜的形式及透镜膜的数量均可视实际的需求而定。在本实施例中，感测像素110、 微透镜120以及第一光强分配元件130是互相对应的。举例而言，每一感测像素110可与 位于其正下方的一个微透镜120以及一个第一光强分配元件130重叠。但本发明不以此为 限，在其他实施例中，每一感测像素110也可与多个第一光强分配元件130重叠。此外，本 实施例的影像感测器100还可在感测像素110上配置彩色滤光层140。然而，本发明不限于 此，在其他实施例中，影像感测器100也可不配置彩色滤光层140。
[0084] 如图2所示，本实施例的感测像素110可形成在半导体基板S上。换言之，本实施 例的感测像素110可为半导体元件,例如光二极管（photo diode)。图3为图2的影像感测 器的上视示意图。图4示出图3区域r中的部分半导体基板。请参照图2、图3及图4,本 实施例的半导体基板S除了具有多个感测像素110外还具有位于感测像素110外的多个非 工作区112。此外，在本实施例中，彩色滤光层140包括红色滤光图案R、绿色滤光图案G、蓝 色滤光图案B。红色滤光图案R、绿色滤光图案G、蓝色滤光图案B分别与其重叠的多个感测 像素110及多个工作区112对应。
[0085] 如图2所示，每一第一光强分配元件130包括第一折射率图案132以及环绕第一 折射率图案132的第二折射率图案134。在本实施例中，第一折射率图案132与至少部分 的第二折射率图案134实质上位于同一平面。多个第一光强分配元件130的第一折射率图 案132可属于同一膜层。多个第一光强分配兀件130的第二折射率图案134可属于另一膜 层。第二折射率图案134所属于膜层可覆盖第一折射率图案132所属膜层。详言之，每一 第一折射率图案132具有面向微透镜120的第一表面132a，而第二折射率图案134可覆盖 每一第一折射率图案132的第一表面132a。
[0086] 在本实施例中，每一第一折射率图案132可与覆盖于第一表面132a上的部分第二 折射率图案134构成抗反射结构（AR coating)。抗反射结构可增加入射光L进入感测像 素110的比例，进而提升影像感测器100的性能。需说明的是，抗反射结构的形式并不限于 第一折射率图案132及覆盖第一表面132a的第二折射率图案134。在其他实施例中，每一 第一折射率图案132也可与感测像素110上的其他膜层构成抗反射结构。以下以图5、图6 为例说明。
[0087] 图5为本发明另一实施例的影像感测器的剖面示意图。图5的影像感测器100A与 图2的影像感测器100类似，因此相同的元件以相同的标号表示。在影像感测器100A中， 第二折射率图案134可不覆盖第一折射率图案132。环绕第一折射率图案132的第二折射 率图案134可暴露出第一折射率图案132的第一表面132a。影像感测器100A还包括第一 折射率图案132、第二折射率图案134外的其他膜层150。第一折射率图案132可与堆叠于 其上的其他膜层150构成抗反射结构。在影像感测器100A中，其他膜层150可位于微透镜 120与第一折射率图案132之间。然而，本发明不限于此，在其他实施例中，其他膜层150也 可位于第一折射率图案132与感测像素110之间。
[0088] 图6为本发明又一实施例的影像感测器的剖面示意图。图5的影像感测器100B 与图2的影像感测器100类似，因此相同的元件以相同的标号表示。影像感测器100与影 像感测器100B不同处在于：影像感测器100B还包括其他膜层152。其他膜层152与第一 折射率图案132及覆盖第一折射率图案132的第二折射率图案134可构成另一种抗反射结 构。在影像感测器100B中，其他膜层152位于微透镜120与第二折射率图案134之间。然 而，本发明不限于此，在其他实施例中，其他膜层152也可位于第一折射率图案132与感测 像素110之间。
[0089] 请再参照图2及图3,由上视的角度来看，多个第一光强分配元件130的第一折射 率图案132可呈阵列分布且彼此分离。多个第一光强分配元件130的第二折射率图案134 可互相接触而连接成一个图形，而此图形填满多个第一折射率图案132之间的空隙。此外， 在本实施例中，每一第一折射率图案132可与对应的一个感测像素110在垂直于感测像素 110受光面ll〇a的方向z上实质上切齐。
[0090] 本实施例的第一折射率图案132与第二折射率图案134可皆是透明的。换言之， 本实施例的多个第一光强分配兀件130并非光栅。本实施例的第一折射率图案132与第二 折射率图案134的材质可选自半导体制作工艺常用的透光材料，例如二氧化硅（Si02)、氮 化硅（SiNx)、氧化钛（Ti02)及碳化硅（SiC)等。换言之，第一光强分配元件130可利用半 导体制作工艺与具有感测像素110的半导体基板S -起制作，而使本实施例的影像感测器 100制作工艺简单。
[0091] 值得注意的是，每一第一光强分配元件130的第一折射率图案132的折射率大于 第二折射率图案134的折射率。通过此折射率设计以及每一第一折射率图案132与每一第 二折射率图案134的相对位置设计，第一光强分配元件130可产生汇聚入射光L的功能。 图7示出入射光入射至第一光强分配元件的情形。如图7所示，当入射光L传递至第一光 强分配元件130时，位于第一折射率图案132边缘（即第一折射率图案132与第二折射率 图案134交界处）的入射光波前W会发生形变（distortion)，进而使入射光L汇聚。详言 之，第一折射率图案132具有面向微透镜120的第一表面132a、面向感测像素110的第二表 面132b以及连接第一表面132a与第二表面132b的侧壁132c。第一折射率图案132的中 心轴X贯穿第一折射率图案132的第一表面132a与第二表面132b。来自于微透镜120的 入射光L经过第一折射率图案132的侧壁132c时，由于第一折射率图案132与第二折射率 图案134之间的折射率差异，入射光L会朝向第一折射率图案132的中心轴X偏折，继而在 通过微透镜120后再次地汇聚。换言之，通过第一光强分配元件130,入射光L可更进一步 地集中至感测像素110,进而提升影像感测器100的性能。
[0092] 另外，也值得注意的是，于此公开中，第一折射率图案132的折射率大于第二折射 率图案134的折射率，主要是基于材料特性所造成的折射率。故于一些实施例中，第一折射 率图案132的折射率大于第二折射率图案134的折射率，两材料折射率差异的程度，足够到 即使第一折射率图案132与第二折射率图案134两者的形状或结构完全未能产生聚光效 果，譬如两者的上下表面均为平面或几乎为平面，仍能因为材料的折射率本身的差异而产 生充分聚光的效果。
[0093] 然而，本发明并不限制为此。于一些实施例中，折射率的差异所造成的聚光效果， 仍能搭配第一折射率图案132形状或结构所造成的聚光效果，以达到所需的最终效果。譬 如第一折射率图案132的形状或结构略有弧度以辅助产生聚光效果。然仍可以材料特性本 身的折射率差异所造成的聚光效应为主。于实际应用中，每一种造成折射率差异的绕射元 件/材料均可采用。
[0094] 另值得注意的是，于此所谓的第一折射率图案与第二折射率图案，可分别实施为 两种不同的材料，但本发明不限于此。举例而言，也可实施为相同种类的材料，但其中掺杂 物质的浓度不同，而导致折射率的差异，进而导致聚光效果。另外，也可实施为两种或更多 种材料。只要因为材料本身因「折射率分布」或「折射率差异」，且此差异不限于发生于水平 方向，譬如可另外还发生于垂直方向或其他方向，且无论呈现连续或不连续分布/差异，最 终导致聚光效果的发生，也属于本发明的范畴。
[0095] 图8A至图8D模拟出入射光依时序通过第一光强分配元件的过程。由图8A至图 8D可佐证，本实施例的第一光强分配元件130确实可利用第一折射率图案132与第二折射 率图案134之间的折射率差异及二者间的位置配置使入射光L汇聚至感测像素110。
[0096] 图9A模拟出本发明实施例（结构如图1至图4)的影像感测器的感测像素在xy 平面（感测像素靠近第一光强分配元件的表面）的光强分布。图9B模拟出比较例的影像 感测器的感测像素在xy平面的光强分布。图10A模拟出本发明实施例的影像感测器的感 测像素在yz面（位置如图9A、图9B中y-z虚线L'）的光强分布。图10B模拟出比较例的 影像感测器的感测像素在yz面的光强分布。比较例的影像感测器与本发明实施例的影像 感测器差别在于比较例的影像感测器不包括第一光强分配元件。比较图9A与图9B、图10A 与图10B可佐证，本发明实施例的影像感测器100采用第一光强分配元件130后，入射光L 至感测像素110的光强度较高。
[0097] 图11A模拟出入射光于本发明实施例的影像感测器（结构如图1至图4)的感测 像素上的光学量子效率。图11B模拟出入射光于比较例的影像感测器的感测像素上的光学 量子效率。图11A、图11B的曲线R_PD、G_PD、B_H)分别代表入射光L在对应于红色滤光图 案R、绿色滤光图案G、蓝色滤光图案B(绘于图3)的感测像素110上的光学量子效率，曲 线R_B、G_B、B_B分别代表入射光L在对应于红色滤光图案R、绿色滤光图案G、蓝色滤光图 案B(绘于图3)的非工作区112上的光学量子效率。比较图11A与图11B的曲线R_PD、G_ PD、Β_Η)可佐证，本发明实施例的影像感测器100采用第一光强分配元件130后，入射光L 可更有效地集中至感测像素110上。意即，本发明实施例的影像感测器100具有高灵敏度 (pixel sensitivity)。比较图11A与图11B的曲线R_B、G_B、B_B可佐证，本发明实施例的 影像感测器100采用第一光强分配元件130后，入射光L传递至非工作区112的量可减少。 意即，本发明实施例的影像感测器100可改善串音（crosstalk)问题。
[0098] 若适当地设计每一第一折射率图案132的大小及设置位置，可使第一光强分配元 件130汇聚入射光L的效果佳。举例而言，图12A至图12C示出第一折射率图案每一种适 当的大小及设置位置。请参照图12A至图12C，每一第一折射率图案132位于参考平面P1， 入射光L通过与第一折射率图案132对应的微透镜120后在参考平面P1上形成光点P2， 而光点P2涵盖整个第一折射率图案132。换言之，在光点P2完全地涵盖每一第一光强分 配元件130的第一折射率图案132的原则下，每一第一光强分配元件130可设置在微透镜 120与感测像素110之间的任意位置，例如图12A至图12C所分别示出的三个位置。
[0099] 另一方面，第一光强分配元件130与对应感测像素110之间的相对位置也可适当 地设计。具体而言，图13A及图13B示出第一光强分配元件与对应感测像素之间适当的相 对位置。请参照图13A，入射光L通过第一折射率图案132的侧壁132c后汇聚于汇聚点C， 而与第一折射率图案132对应的感测像素110的受光面110a可位于第一折射率图案132 与汇聚点C之间。或者，如图13B所示，第一折射率图案132对应的感测像素110的受光面 110a可位于汇聚点C上。
[0100] 相比较于现有技术中的光导，本实施例的第一光强分配元件130除了具有汇聚入 射光L至感测像素110的功能外，本实施例的第一光强分配元件130还具有易制造、制造成 本低的优点。详言之，如图2所示，第一折射率图案132的第一表面132a是第一折射率图 案132中最接近微透镜120的表面，而第一表面132a可为平滑面。第一折射率图案132的 侧壁132c与第一表面132a以及第二表面132b接触。第一折射率图案132的侧壁132c也 可为平滑面。换言之，本实施例的第一光强分配元件130的第一折射率图案132利用一道 制作工艺即可完成，而不像现有技术中的光导制作工艺繁复且所费不赀。
[0101] 在本实施例中，第一折射率图案132的第一表面132a可为与感测像素110受光面 ll〇a实质上平行的平面，而第一折射率图案132的侧壁132c可为与感测像素110受光面 ll〇a实质上垂直的平面。从另一角度而言，第一折射率图案132被与感测像素110受光面 ll〇a垂直的参考平面（如图2的纸面）截出截面。此截面可近似于矩形。然而，本发明不 限于此，在其他实施例中，第一折射率图案132也可为其他形状。以下以图14、图15、图16 举例说明。
[0102] 图14、图15、图16为本发明其他实施例的第一光强分配元件的剖面示意图。请参 照图14、图15,第一折射率图案132被与感测像素110受光面110a垂直的参考平面（如 图14、图15的纸面）截出的截面也可近似梯形、弓形。图14、图15所示的第一折射率图案 132与图2的第一折射率图案132 -样具有易于制造的优点。但本发明不限于此，如图16 所示，在其他实施例中，第一折射率图案132被与感测像素110受光面110a垂直的参考平 面（如图16的纸面）截出的截面也可近似于阶梯形或其他适当形状。
[0103] 请再参照图1及图2,本实施例的影像感测器100还包括与感测像素110电连接的 线路层160。在本实施例中，感测像素110配置于微透镜120与线路层160之间。更进一步 地说，感测像素110配置于第一光强分配元件130与线路层160之间。换言之，本实施例的 第一光强分配元件130是配置在背照式影像感测器中。然而，本发明不限于此，第一光强分 配元件130也可配置在前照式影像感测器中。下述以图17具体说明之。
[0104] 图17为本发明另一实施例的影像感测器的剖面示意图。请参照图17,图17的影 像感测器100C与图2的影像感测器100相似，因此相同的元件以相同的标号表示。图17 的影像感测器100C为前照式影像感测器。换言之，在图17中，线路层160是配置于微透镜 120与感测像素110之间，而第一光强分配元件130可配置于线路层160与感测像素110之 间。值得注意的是，虽然第一折射率图案132于图17显示为位于线路层160 (其包括金属 走线）下方，但并不限制为此，其譬如可设置于线路层160上方，或是线路层160的中间或 侧边。另外，通常以接近感测像素110为较佳的位置。
[0105] 如图2所示，在本实施例中，一个感测像素110是对应具有一个第一光强分配元件 130。然而，本发明不限于此，在其他实施例中，一个感测像素110也可对应具有多个与第一 光强分配元件130相同的光强分配元件。换言之，影像感测器100可利用多个光强分配元 件接续地将入射光L汇聚至感测像素110,进而提升影像感测器100的性能。以下以图18、 图19为例说明。
[0106] 图18为本发明又一实施例的影像感测器的剖面示意图。请参照图18,图18的影 像感测器100D与图2的影像感测器100相似，因此相同的元件以相同的标号表示。图18的 影像感测器100D与图2的影像感测器100的差别在于：图18的影像感测器100D还包括多 个第二光强分配元件130A。第二光强分配元件130A配置于微透镜120与第一光强分配元 件130之间。每一第二光强分配元件130A包括第三折射率图案132A以及环绕第三折射率 图案132A的第四折射率图案134A，其中第三折射率图案132A的折射率大于第四折射率图 案134A的折射率。简言之，第二光强分配元件130A的结构可与第一光强分配元件130相 同。在图18的实施例中，第一光强分配元件130可与第二光强分配元件130A接触。
[0107] 图19为本发明再一实施例的影像感测器的剖面示意图。请参照图19,图19的影 像感测器100E与图18的影像感测器100D相似，因此相同的元件以相同的标号表示。图19 的影像感测器100E与图18的影像感测器100D的差别在于：第一光强分配元件130可不与 第二光强分配元件130A接触。具体而言，图19的影像感测器100E还包括位于第一光强分 配元件130与第二光强分配元件130A之间的间隔层170。间隔层170使第一光强分配元件 130与第二光强分配元件130A间维持适当距离。间隔层170的材料例如为透明材料。
[0108] 综上所述，本发明实施例的影像感测器通过光强分配元件可将入射光有效地汇聚 至对应的感测像素上，进而提升影像感测器的性能。此外，由于光强分配元件中的折射率图 案结构简单，因此光强分配元件可利用简单制作工艺完成。因此，相比较于现有技术中的光 导，本发明实施例的影像感测器在具有高性能下更兼具易制造、低成本的优点。
[0109] 虽然已结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技 术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发 明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。
【权利要求】
1. 一种影像感测器，包括： 多个感测像素； 多个微透镜，配置于该些感测像素上；以及 多个第一光强分配元件，配置于该些感测像素与该些微透镜之间，每一该第一光强分 配元件包括： 第一折射率图案；以及 第二折射率图案，环绕该第一折射率图案，且该第一折射率图案的折射率大于该第二 折射率图案的折射率。
2. 如权利要求1所述的影像感测器，其中该第一折射率图案与至少部分的该第二折射 率图案位于同一平面。
3. 如权利要求1所述的影像感测器，其中每一该第一折射率图案具有面向该些微透镜 的第一表面，而该第二折射率图案覆盖每一该第一折射率图案的该第一表面。
4. 如权利要求1所述的影像感测器，其中每一该第一折射率图案与感测像素上的其他 膜层构成抗反射结构。
5. 如权利要求4所述的影像感测器，其中该其他膜层为该第二折射率图案。
6. 如权利要求3所述的影像感测器，其中每一第一光强分配元件的该第一折射率图案 与该第二折射率图案是透明的。
7. 如权利要求1所述的影像感测器，其中每一该第一折射率图案位于参考平面，入射 光通过与该第一折射率图案对应的该微透镜后在该参考平面上形成光点，而该光点涵盖整 个该第一折射率图案。
8. 如权利要求1所述的影像感测器，其中该第一折射率图案具有面向该些微透镜的第 一表面、面向该些感测像素的第二表面以及连接该第一表面与该第二表面的侧壁，而来自 于每一该微透镜的入射光经过该第一折射率图案的该侧壁时，该入射光朝向该第一折射率 图案的中心轴偏折，该第一折射率图案的中心轴贯穿该第一折射率图案的该第一表面与该 第二表面。
9. 如权利要求8所述的影像感测器，其中该入射光通过该第一折射率图案的该侧壁后 汇聚于汇聚点，而与该第一折射率图案对应的该感测像素的受光面位于该第一折射率图案 与该汇聚点之间或该汇聚点上。
10. 如权利要求8所述的影像感测器，其中该第一折射率图案的该第一表面是该第一 折射率图案中最接近该些微透镜的平滑面，该第一折射率图案的该侧壁与该第一表面以及 该第二表面接触，而该第一折射率图案的该侧壁为平滑面。
11. 如权利要求8所述的影像感测器，其中该第一折射率图案被与该些感测像素的受 光面垂直的参考平面截出截面，该截面为于矩形、梯形或弓形。
12. 如权利要求8所述的影像感测器，其中该第一折射率图案的该第一表面为平面且 与该些感测像素的受光面平行，而该第一折射率图案的该侧壁为平面且与该些感测像素的 受光面垂直。
13. 如权利要求1所述的影像感测器，还包括：多个第二光强分配元件，配置于该些微 透镜与该些第一光强分配元件之间，每一该第二光强分配元件包括第三折射率图案以及环 绕该第三折射率图案的第四折射率图案，其中该第三折射率图案的折射率大于该第四折射 率图案的折射率。
14. 如权利要求13所述的影像感测器，其中该些第一光强分配元件与该些第二光强分 配元件接触。
15. 如权利要求13所述的影像感测器，还包括：间隔层，位于该些第一光强分配元件与 该些第二光强分配元件之间。
16. 如权利要求1所述的影像感测器，还包括：线路层，与该些感测像素电连接，而该些 感测像素配置于该些第一光强分配元件与该线路层之间。
17. 如权利要求1所述的影像感测器，还包括：线路层，与该些感测像素电连接，而该些 第一光强分配元件配置于该线路层与该些感测像素之间。
18. 如权利要求1所述的影像感测器，其中每一该第一折射率图案与对应的该感测像 素在垂直于该感测像素受光面的方向上切齐。
19. 如权利要求1所述的影像感测器，其中该些第一光强分配元件的该些第一折射率 图案呈阵列分布且彼此分离，该些第一光强分配元件的该些第二折射率图案互相接触而连 接成图形，而该图形填满该些第一折射率图案之间的空隙。
20. 如权利要求1所述的影像感测器，其中该些第一光强分配元件的第一折射率图案 属于同一膜层，而该些第一光强分配兀件的第二折射率图案属于同一膜层。
【文档编号】H01L27/146GK104157657SQ201310319564
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2013年5月13日
【发明者】陈毅修, 王淑芳, 萧博仁 申请人:联咏科技股份有限公司