CN105321963B - 图像感测器结构 - Google Patents

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Abstract

本公开文件提供一种图像感测器结构。该图像感测器结构包括：一基板，包括一中心区域与一周边区域；一感测区，包括多个像素，位于所述基板的所述中心区域；多个接合垫，设置于所述基板的所述周边区域；以及多个突起物，设置于所述接合垫与所述感测区之间，并包围所述感测区，其中以一上视图观之，所述突起物的任意两点之间的一最大距离由所述周边区域至所述中心区域逐渐变小。采用本申请的图像感测器结构，由设置突起物所形成的干扰效应，将使得条纹由周边区域至中心区域逐渐变小，甚至小于像素尺寸，有效提升显示画面品质。

Description

图像感测器结构
技术领域
本公开涉及一种图像感测器结构，尤其涉及一种具有设置于接合垫(bond pads)与感测区(sensing area)之间的突起物(protrusions)阵列的图像感测器结构。
背景技术
图像感测器(image sensor)为一种将光图像转换为电信号的半导体元件。图像感测器一般分为电荷耦合元件(CCD)与互补式金属氧化物半导体(CMOS)图像感测器。上述图像感测器中，互补式金属氧化物半导体(CMOS)图像感测器包括用来检测入射光与将其转换为电信号的光二极管，以及用来传输与处理电信号的逻辑电路。
在图像感测器工艺中，于不同阶段实施多重光致抗蚀剂涂布工艺是必要的。然而，由于不平坦的晶片表面具有供后续形成，例如接合垫(bond pads)与切割道(scribelines)，的不同深度沟槽，使得不均匀的光致抗蚀剂涂布经常发生，导致条纹缺陷形成于晶片上，恶化显示画面品质。
目前，在上述光致抗蚀剂涂布工艺之前，已有采用将光致抗蚀剂材料填满不同深度沟槽的技术，以平坦化晶片表面，降低条纹缺陷。然而，为填满不同深度的沟槽，需提供多重掩模，导致成本增加。
因此，开发一种可有效解决条纹缺陷的方法是众所期待的。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本公开文件的一实施例提供一种图像感测器结构(image sensor structure)，包括：一基板，包括一中心区域与一周边区域；一感测区(sensing area)，包括多个像素，位于所述基板的所述中心区域；多个接合垫(bond pads)，设置于所述基板的所述周边区域；以及多个突起物(protrusions)，设置于所述接合垫与所述感测区之间，并包围所述感测区，其中以一上视图观之，所述突起物的任意两点之间的一最大距离由所述周边区域至所述中心区域逐渐变小。
本公开图像感测器结构还包括一切割道，包围所述接合垫。
所述突起物包括光致抗蚀剂。所述突起物形成多个回路(loops)。邻近所述接合垫的所述回路的所述突起物的任意两点之间的一第一最大距离小于所述接合垫朝所述感测区的一侧的一长度。所述接合垫朝所述感测区的所述一侧的所述长度介于40μm至300μm。邻近所述感测区的所述回路的所述突起物的任意两点之间的一第二最大距离小于所述像素的一宽度。所述像素的所述宽度介于0.9μm至60μm。
所述突起物以一上视图观之，具有一梯形平面，其具有一第一侧与一第二侧，所述第二侧小于所述第一侧。所述梯形的所述第一侧面朝所述接合垫朝所述感测区的一侧。于同一回路中，所述两相邻梯形的中心点之间的一距离小于所述梯形的所述第一侧。于同一回路中，所述两相邻梯形的中心点之间的一距离大于所述梯形的所述第二侧。
所述突起物以一上视图观之，具有一菱形平面，其具有一对角线。于同一回路中，两相邻菱形的中心点之间的一距离小于所述接合垫朝所述感测区的一侧的一长度与所述菱形的所述对角线的一总合长度。于同一回路中，所述两相邻菱形的中心点之间的一距离大于所述菱形的所述对角线。
所述突起物以一上视图观之，具有一圆形平面，其具有一直径。于同一回路中，所述两相邻圆形的中心点之间的一距离小于所述接合垫朝所述感测区的一侧的一长度与所述圆形的所述直径的一总合长度。于同一回路中，所述两相邻圆形的中心点之间的一距离大于所述圆形的所述直径。
在本公开文件中，设置于接合垫与感测区之间具有多种形状(例如梯形、菱形或圆形)的突起物(protrusion)是用来干扰产生自光致抗蚀剂涂布工艺的条纹(striation)。值得注意的是，以一上视图观之，突起物任意两点间的最大距离由周边区域至中心区域逐渐变小。举例来说，邻近接合垫的突起物的尺寸(任意两点间的最大距离)在各突起物中为最大，然而，却小于或相近于接合垫的尺寸，以及邻近感测区的突起物的尺寸(任意两点间的最大距离)在各突起物中为最小，且小于像素尺寸。因此，由设置突起物所形成的干扰效应，将使得条纹由周边区域至中心区域逐渐变小，甚至小于像素尺寸，有效提升显示画面品质。
为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附的图，作详细说明如下。
附图说明
图1是根据本公开的一实施例，说明一种具有梯形突起物的图像感测器结构的上视图；
图1A是根据本公开的一实施例，为沿图1A-A’剖面线所得的剖面示意图，其说明设置于接合垫与感测区之间的突起物外观轮廓；
图2是根据本公开的一实施例，说明设置于接合垫与感测区之间的部分梯形突起物的上视图；
图3是根据本公开的一实施例，说明一种具有菱形突起物的图像感测器结构的上视图；
图4是根据本公开的一实施例，说明设置于接合垫与感测区之间的部分菱形突起物的上视图；
图5是根据本公开的一实施例，说明一种具有圆形突起物的图像感测器结构的上视图；以及
图6是根据本公开的一实施例，说明设置于接合垫与感测区之间的部分圆形突起物的上视图。
[主要元件附图标记]
10、100、1000～图像感测器结构；
12、120、1200～基板；
14、140、1400～基板的中心区域；
16、160、1600～基板的周边区域；
18、180、1800～感测区；
20、200、2000～像素；
22、220、2200～接合垫；
24、240、2400～突起物阵列；
26、260、2600～切割道；
28、280、2800～突起物回路；
30、300、3000～突起物回路；
32、320、3200～突起物回路；
34、340、3400～突起物；
36～梯形突起物的第一侧；
38～梯形突起物的第二侧；
42、420、4200～接合垫朝感测区的一侧；
A～圆形突起物的直径；
B～两相邻梯形(菱形；圆形)突起物中心点间的距离；
C～梯形(菱形；圆形)突起物的中心点；
D～菱形突起物的对角线；
P～像素的宽度；
S～接合垫朝感测区一侧的长度；
W1～梯形突起物第一侧的第一宽度；
W2～梯形突起物第二侧的第二宽度。
具体实施方式
根据本公开的一实施例，一种图像感测器结构描述于图1。图1说明一种具有梯形突起物(阵列)的图像感测器结构的上视图。
请参阅图1，一图像感测器结构(image sensor structure)10包括一基板12、一感测区(sensing area)18、多个接合垫(bond pads)22以及多个突起物(protrusions)34(阵列24)。基板12包括一中心区域14与一周边区域16。感测区18包括多个像素20，位于基板12的中心区域14。接合垫22设置于基板12的周边区域16。突起物34设置于接合垫22与感测区18之间，并包围感测区18。值得注意的是，以上视图来看，突起物34任意两点间的最大距离由周边区域16至中心区域14逐渐变小。
在此实施例中，图像感测器结构10还包括一切割道(scribe line)26，包围接合垫22。
在一实施例中，突起物34包括光致抗蚀剂。
图1A为沿图1A-A’剖面线所得的剖面示意图，其说明设置于接合垫与感测区之间的突起物外观轮廓。在此图中，突起物34设置邻近接合垫22。切割道26还包围接合垫22。
突起物(protrusion)34为一立体物(solid substance)，其外观轮廓说明于二维(two-dimensional)图中。在此实施例中，突起物34以上视图来看，具有一梯形平面，且具有一方形或矩形剖面。
在此实施例中，请参阅图1，突起物34形成多个回路(loops)28、30、32，包围感测区18，回路28、30、32分别自邻近接合垫22的区域至邻近感测区18的区域作设置。在同一回路中，每一突起物34任意两点间的最大距离均相等。值得注意的是，邻近接合垫22的回路28的突起物34任意两点间的最大距离大于其他回路30、32的突起物34任意两点间的最大距离。此外，邻近感测区18的回路32的突起物34任意两点间的最大距离小于其他回路28、30的突起物34任意两点间的最大距离。
在此实施例中，邻近接合垫22的回路28的突起物34任意两点间的最大距离小于接合垫22朝感测区18一侧42的长度S，例如，接合垫22朝感测区18一侧42的长度S介于40μm至300μm。邻近感测区18的回路32的突起物34任意两点间的最大距离(不致剥离)小于像素20的宽度P，例如，像素20的宽度P介于0.9μm至60μm。
图1中有关突起物34的排列、尺寸进一步详细说明于图2。图2是根据本公开的一实施例，说明设置于接合垫(bond pads)与感测区(sensing area)之间的部分梯形突起物(protrusions of trapezium)的上视图。
在此实施例中，请参阅图2，突起物34以上视图来看，具有一梯形平面，其具有一第一侧36与一第二侧38，第一侧36的第一宽度W1，第二侧38的第二宽度W2，其中第二侧38的第二宽度W2小于第一侧36的第一宽度W1。值得注意的是，当突起物34具有一梯形平面时，突起物34的第一侧36面朝接合垫22朝感测区18的一侧42，如图1所示。请参阅图2，在同一回路中，两相邻梯形突起物34中心点C间的距离B小于梯形突起物34第一侧36的第一宽度W1，以及在同一回路中，两相邻梯形突起物34中心点C间的距离B大于梯形突起物34第二侧38的第二宽度W2。
在此实施例中，梯形突起物34“任意两点间的最大距离”即为梯形突起物34第一侧36的第一宽度W1。因此，在此实施例中，邻近接合垫22的回路28的梯形突起物34第一侧36的第一宽度W1小于接合垫22朝感测区18一侧42的长度S。此外，邻近感测区18的回路32的梯形突起物34第一侧36的第一宽度W1(不致剥离)小于像素20的宽度P。
根据本公开的一实施例，一种图像感测器结构描述于图3。图3说明一种具有菱形突起物(阵列)的图像感测器结构的上视图。
请参阅图3，一图像感测器结构(image sensor structure)100包括一基板120、一感测区(sensing area)180、多个接合垫(bond pads)220以及多个突起物(protrusions)340(阵列240)。基板120包括一中心区域140与一周边区域160。感测区180包括多个像素200，位于基板120的中心区域140。接合垫220设置于基板120的周边区域160。突起物340设置于接合垫220与感测区180之间，并包围感测区180。值得注意的是，以上视图来看，突起物340任意两点间的最大距离由周边区域160至中心区域140逐渐变小。
在此实施例中，图像感测器结构100还包括一切割道(scribe line)260，包围接合垫220。
在一实施例中，突起物340包括光致抗蚀剂。
突起物(protrusion)340为一立体物(solid substance)，其外观轮廓说明于二维(two-dimensional)图中。在此实施例中，突起物340以上视图来看，具有一菱形平面，且具有一方形或矩形剖面。
在此实施例中，请参阅图3，突起物340形成多个回路(loops)280、300、320，包围感测区180，回路280、300、320分别自邻近接合垫220的区域至邻近感测区180的区域作设置。在同一回路中，每一突起物340任意两点间的最大距离均相等。值得注意的是，邻近接合垫220的回路280的突起物340任意两点间的最大距离大于其他回路300、320的突起物340任意两点间的最大距离。此外，邻近感测区180的回路320的突起物340任意两点间的最大距离小于其他回路280、300的突起物340任意两点间的最大距离。
在此实施例中，邻近接合垫220的回路280的突起物340任意两点间的最大距离小于接合垫220朝感测区180一侧420的长度S，例如，接合垫220朝感测区180一侧420的长度S介于40μm至300μm。邻近感测区180的回路320的突起物340任意两点间的最大距离(不致剥离)小于像素200的宽度P，例如，像素200的宽度P介于0.9μm至60μm。
图3中有关突起物340的排列、尺寸进一步详细说明于图4。图4是根据本公开的一实施例，说明设置于接合垫(bond pads)与感测区(sensing area)之间的部分菱形突起物(protrusions of diamond)的上视图。
在此实施例中，请参阅图3、图4，突起物340以上视图来看，具有一菱形平面，其具有一对角线D。值得注意的是，在同一回路中，两相邻菱形突起物340中心点C间的距离B小于“接合垫220朝感测区180一侧420的长度S”与“菱形突起物340的对角线D”的总合长度(S+D)，以及在同一回路中，两相邻菱形突起物340中心点C间的距离B大于菱形突起物340的对角线D。
在此实施例中，菱形突起物340“任意两点间的最大距离”即为菱形突起物340的对角线D。因此，在此实施例中，邻近接合垫220的回路280的菱形突起物340的对角线D小于接合垫220朝感测区180一侧420的长度S。此外，邻近感测区180的回路320的菱形突起物340的对角线D(不致剥离)小于像素200的宽度P。
根据本公开的一实施例，一种图像感测器结构描述于图5。图5说明一种具有圆形突起物(阵列)的图像感测器结构的上视图。
请参阅图5，一图像感测器结构(image sensor structure)1000包括一基板1200、一感测区(sensing area)1800、多个接合垫(bond pads)2200以及多个突起物(protrusions)3400(阵列2400)。基板1200包括一中心区域1400与一周边区域1600。感测区1800包括多个像素2000，位于基板1200的中心区域1400。接合垫2200设置于基板1200的周边区域1600。突起物3400设置于接合垫2200与感测区1800之间，并包围感测区1800。值得注意的是，以上视图来看，突起物3400任意两点间的最大距离由周边区域1600至中心区域1400逐渐变小。
在此实施例中，图像感测器结构1000还包括一切割道(scribe line)2600，包围接合垫2200。
在一实施例中，突起物3400包括光致抗蚀剂。
突起物(protrusion)3400为一立体物(solid substance)，其外观轮廓说明于二维(two-dimensional)图中。在此实施例中，突起物3400以上视图来看，具有一圆形平面，且具有一方形或矩形剖面。
在此实施例中，请参阅图5，突起物3400形成多个回路(loops)2800、3000、3200，包围感测区1800，回路2800、3000、3200分别自邻近接合垫2200的区域至邻近感测区1800的区域作设置。在同一回路中，每一突起物3400任意两点间的最大距离均相等。值得注意的是，邻近接合垫2200的回路2800的突起物3400任意两点间的最大距离大于其他回路3000、3200的突起物3400任意两点间的最大距离。此外，邻近感测区1800的回路3200的突起物3400任意两点间的最大距离小于其他回路2800、3000的突起物3400任意两点间的最大距离。
在此实施例中，邻近接合垫2200的回路2800的突起物3400任意两点间的最大距离小于接合垫2200朝感测区1800一侧4200的长度S，例如，接合垫2200朝感测区1800一侧4200的长度S介于40μm至300μm。邻近感测区1800的回路3200的突起物3400任意两点间的最大距离(不致剥离)小于像素2000的宽度P，例如，像素2000的宽度P介于0.9μm至60μm。
图5中有关突起物3400的排列、尺寸进一步详细说明于图6。图6是根据本公开一实施例，说明设置于接合垫(bond pads)与感测区(sensing area)之间的部分圆形突起物(protrusions of diamond)的上视图。
在此实施例中，请参阅图5、图6，突起物3400以上视图来看，具有一圆形平面，其具有一直径A。值得注意的是，在同一回路中，两相邻圆形突起物3400中心点C间的距离B小于“接合垫2200朝感测区1800一侧4200的长度S”与“圆形突起物3400的直径A”的总合长度(S+A)，以及在同一回路中，两相邻圆形突起物3400中心点C间的距离B大于圆形突起物3400的直径A。
在此实施例中，圆形突起物3400“任意两点间的最大距离”即为圆形突起物3400的直径A。因此，在此实施例中，邻近接合垫2200的回路2800的圆形突起物3400的直径A小于接合垫2200朝感测区1800一侧4200的长度S。此外，邻近感测区1800的回路3200的圆形突起物3400的直径A(不致剥离)小于像素2000的宽度P。
在本公开中，设置于接合垫与感测区之间具有多种形状(例如梯形、菱形或圆形)的突起物(protrusion)是用来干扰产生自光致抗蚀剂涂布工艺的条纹(striation)。值得注意的是，以一上视图观之，突起物任意两点间的最大距离由周边区域至中心区域逐渐变小。举例来说，邻近接合垫的突起物的尺寸(任意两点间的最大距离)在各突起物中为最大，然而，却小于或相近于接合垫的尺寸，以及邻近感测区的突起物的尺寸(任意两点间的最大距离)在各突起物中为最小，且小于像素尺寸。因此，由设置突起物所形成的干扰效应，将使得条纹由周边区域至中心区域逐渐变小，甚至小于像素尺寸，有效提升显示画面品质。
虽然本发明已以数个较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识的技术人员，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后附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种图像感测器结构，包括：
一基板，包括一中心区域与一周边区域；
一感测区，包括多个像素，位于所述基板的所述中心区域；
多个接合垫，设置于所述基板的所述周边区域；以及
多个突起物，设置于所述接合垫与所述感测区之间，并包围所述感测区，其中以一上视图观之，所述突起物相对应的任意两点之间的一最大距离由所述周边区域至所述中心区域逐渐变小。
2.如权利要求1所述的图像感测器结构，其中所述突起物包括光致抗蚀剂，形成多个回路。
3.如权利要求2所述的图像感测器结构，其中邻近所述接合垫的所述回路的所述突起物的任意两点之间的一第一最大距离小于所述接合垫朝所述感测区的一侧的一长度，其中所述接合垫朝所述感测区的所述一侧的所述长度介于40μm至300μm。
4.如权利要求2所述的图像感测器结构，其中邻近所述感测区的所述回路的所述突起物的任意两点之间的一第二最大距离小于所述像素的一宽度，其中所述像素的所述宽度介于0.9μm至60μm。
5.如权利要求2所述的图像感测器结构，其中所述突起物以一上视图观之，具有一梯形平面，其具有一第一侧与一第二侧，所述第二侧小于所述第一侧。
6.如权利要求5所述的图像感测器结构，其中所述梯形的所述第一侧面朝所述接合垫朝所述感测区的一侧，其中于同一回路中，两相邻梯形的中心点之间的一距离小于所述梯形的所述第一侧，且两相邻梯形的中心点之间的一距离大于所述梯形的所述第二侧。
7.如权利要求2所述的图像感测器结构，其中所述突起物以一上视图观之，具有一菱形平面，其具有一对角线。
8.如权利要求7所述的图像感测器结构，其中于同一回路中，两相邻菱形的中心点之间的一距离小于所述接合垫朝所述感测区的一侧的一长度与所述菱形的所述对角线的一总合长度，且两相邻菱形的中心点之间的一距离大于所述菱形的所述对角线。
9.如权利要求2所述的图像感测器结构，其中所述突起物以一上视图观之，具有一圆形平面，其具有一直径。
10.如权利要求9所述的图像感测器结构，其中于同一回路中，两相邻圆形的中心点之间的一距离小于所述接合垫朝所述感测区的一侧的一长度与所述圆形的所述直径的一总合长度，且两相邻圆形的中心点之间的一距离大于所述圆形的所述直径。
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