影像感测器制造技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
影像感测器
本专利技术涉及一种光电装置，且特别是涉及一种影像感测器。
技术介绍
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(frontsideilluminatedimagesensor)及背照式影像感测器(backsideilluminatedimagesensor)二大类。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。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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种影像感测器，其性能佳。为达上述目的，本专利技术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。在本专利技术的实施例中，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。在本专利技术的实施例中，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。在本专利技术的实施例中，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。在本专利技术的实施例中，上述的其他膜层为第二折射率图案。在本专利技术的实施例中，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在本专利技术的实施例中，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。在本专利技术的实施例中，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。在本专利技术的实施例中，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在本专利技术的实施例中，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。在本专利技术的实施例中，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。所述截面为矩形、梯形或弓形。在本专利技术的实施例中，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。在本专利技术的实施例中，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。在本专利技术的实施例中，上述的第一光强分配元件与第二光强分配元件接触。在本专利技术的实施例中，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。在本专利技术的实施例中，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。在本专利技术的实施例中，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。在本专利技术的实施例中，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在本专利技术的实施例中，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。在本专利技术的实施例中，上述的第一光强分配元件的第一折射率图案属于同一膜层，而第一光强分配元件的第二折射率图案属于同一膜层。基于上述，本专利技术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。为让本专利技术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。附图说明图1为本专利技术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；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；图5为本专利技术另一实施例的影像感测器的剖面示意图；图6为本专利技术又一实施例的影像感测器的剖面示意图；图7示出入射光入射至第一光强分配元件的情形；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；图9A模拟出本专利技术实施例的影像感测器的感测像素在xy平面的光强分布；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模拟出本专利技术实施例的影像感测器的感测像素在yz面的光强分布；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；图11A模拟出入射光于本专利技术实施例的影像感测器的感测像素上的相对光强度；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；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；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；图14、图15、图16为本专利技术其他实施例的第一光强分配元件的剖面示意图；图17为本专利技术另一实施例的影像感测器的剖面示意图；图18为本专利技术又一实施例的影像感测器的剖面示意图；图19为本专利技术再一实施例的影像感测器的剖面示意图。符号说明100、100A～100E：影像感测器110：感测像素110a：受光面112：非工作区120：微透镜130：第一光强分配元件130A：第二光强分配元件132：第一折射率图案132a：第一表面132b：第二表面132c：侧壁132A：第三折射率图案134：第二折射率图案134A：第四折射率图案140：彩色滤光层150、152：其他膜层160：线路层170：间隔层A-A’：剖线B：蓝色滤光图案C：汇聚点G：绿色滤光图案L：入射光L’：虚线P1：参考平面P2：光点R_PD、G_PD、B_PD、R_B、G_B、B_B：曲线r：区域R：红色滤光图案S：半导体基板W：入射光波前X：中心轴x、y、z：方向具体实施方式图1为本专利技术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1本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
2013.05.13 US 61/822,8721.一种影像感测器，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，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。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与感测像素上的其他膜层构成抗反射结构。4.如权利要求3所述的影像感测器，其中该其他膜层为该第二折射率图案。5.如权利要求1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。6.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。7.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。8.如权利要求7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。9.如权利要求7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...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈毅修，王淑芳，萧博仁，
申请(专利权)人：联咏科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71