CN108573985A - 图像传感器及其形成方法、图像传感器母板、指纹成像模组 - Google Patents

图像传感器及其形成方法、图像传感器母板、指纹成像模组 Download PDF

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Abstract

一种图像传感器及其形成方法、图像传感器母板、指纹成像模组，所述图像传感器包括：基底；像素阵列，位于所述基底上，所述像素阵列包括呈阵列排布的多个像素单元；封装结构层，位于所述像素阵列上，所述封装结构层用于实现所述像素阵列的封装隔离，并对透射所述像素阵列的光线起准直作用。本发明技术方案能够减少切割后的加工工艺，提高所形成图像传感器的信噪比。

Description

图像传感器及其形成方法、图像传感器母板、指纹成像模组
技术领域
本发明涉及指纹成像领域，特别涉及一种图像传感器及其形成方法、图像传感器母板、指纹成像模组。
背景技术
指纹识别技术是通过图像传感器采集到人体的指纹图像，然后与指纹识别系统里已有的指纹信息进行比对，从而实现身份识别的技术。由于其便捷性和人体指纹的唯一性，指纹识别技术已经大量应用于各个领域，比如：公安局、海关等安检领域，楼宇的门禁系统，以及个人电脑和手机等消费品领域等等。
指纹识别技术中所采用的成像方式有光学式、电容式、超声波式等多种。其中一种是通过光学式成像模组采集人体的指纹图像。光学式成像模组主要包括：保护盖板、图像传感器、集成芯片(IC)、柔性电路板(FPC)和柔性电路板上的电子器件(包括光源LED)、导光板、上保护壳体以及下保护壳体等主要部件。其中图像传感器是利用非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)、低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)或氧化物半导体薄膜晶体管(OS TFT)等半导体工艺技术，在玻璃基底上制作的；之后经过切割、点胶、粘接等过程实现封装。
但是现有技术中，形成图像传感器的方法存在工艺精度、信号噪声大的问题。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种图像传感器及其形成方法、图像传感器母板、指纹成像模组，以提高工艺精度，降低信号噪声。
为解决上述问题，本发明提供一种图像传感器的形成方法，包括：
提供基底；在所述基底上形成多个像素阵列，所述像素阵列包括呈阵列排布的像素单元，相邻像素阵列之间具有划片道；在所述像素阵列上形成封装结构层，所述封装结构层用于实现所述像素阵列的封装隔离，并对透射所述像素阵列的光线起到准直的作用；形成所述封装结构层之后，沿所述划片道切割所述基底，以获得所述图像传感器。
可选的，形成所述封装结构层的步骤包括：在所述基底上形成支撑层，所述支撑层内具有通光开口，所述通光开口底部露出所述像素单元；向所述通光开口内填充封装材料，形成封装块；在所述支撑层和所述封装块上形成保护层。
可选的，形成所述支撑层的步骤包括：在所述基底上进行第一成膜处理，形成支撑材料层，所述支撑材料层覆盖所述划片道和所述像素阵列；对所述支撑材料层进行第一图形化处理，去除所述划片道上的支撑材料层，并形成所述支撑层和所述通光开口；
可选的，形成所述封装块的步骤包括：在所述基底上进行第二成膜处理，形成封装材料层，所述封装材料层覆盖所述划片道并填充于所述通光开口内；对所述封装材料层进行第二图形化处理，去除所述划片道上的封装材料层，形成位于所述通光开口内的封装块；
可选的，形成所述保护层的步骤包括：在所述基底上进行第三成膜处理，形成保护材料层，所述保护材料层覆盖所述划片道、所述支撑层和所述封装块；对所述保护材料层进行第三图形化处理，去除所述划片道上的保护材料层，形成所述保护层。
可选的，所述封装块材料的折射率大于所述支撑层材料的折射率。
可选的，所述通光开口的深宽比大于1。
可选的，所述通光开口底部露出一个或多个像素单元。
可选的，所述保护层为单层结构或叠层结构。
可选的，形成封装块之后，形成保护层之前，所述形成方法还包括：形成覆盖所述封装块和所述支撑层的平坦层；形成保护层的步骤中，形成位于所述平坦层上的保护层。
可选的，所述平坦层的材料与所述封装块材料折射率相同。
可选的，形成所述平坦层的步骤包括：在所述基底上进行平坦成膜处理，形成平坦材料层，所述平坦材料层覆盖所述划片道、所述封装块以及所述支撑层；对所述平坦材料层进行平坦图形处理，去除划片道上的平坦材料层，形成所述平坦层。
相应的，本发明还提供一种图像传感器，包括：
基底；像素阵列，位于所述基底上，所述像素阵列包括呈阵列排布的多个像素单元；封装结构层，位于所述像素阵列上，所述封装结构层用于实现所述像素阵列的封装隔离，并对透射所述像素阵列的光线起准直作用。
可选的，所述封装结构层包括：
封装块，位于所述像素单元上；支撑层，位于所述基底上，且环绕所述封装块和所述像素单元；保护层，位于所述支撑层和所述封装块上。
可选的，所述封装块材料的折射率大于所述支撑层材料的折射率。
可选的，所述封装块和所述支撑层的材料为有机材料。
可选的，所述封装块和所述支撑层的材料为聚酰亚胺或光刻胶。
可选的，所述支撑层材料的吸收率在85％以上。
可选的，所述封装块、所述支撑层和所述保护层中一个或多个的材料包括颜料。
可选的，所述封装块的厚度与宽度的比值大于1。
可选的，所述封装块与所述像素单元一一对应。
可选的，所述保护层为单层结构或叠层结构。
可选的，所述保护层为单层结构，所述保护层的材料为：光刻胶、聚酰亚胺、氧化铝、氧化硅、氮化硅、氧化钛、银中的一种或多种。
可选的，所述保护层为叠层结构，所述保护层为氮化硅-氧化硅-氮化硅叠层或者氧化硅-氮化硅-氧化硅叠层。
可选的，所述保护层的反射率在75％到95％范围内。
可选的，所述图像传感器还包括：平坦层，覆盖所述封装块和所述支撑层；所述保护层覆盖所述平坦层。
可选的，所述平坦层的材料与所述封装块材料折射率相同。
可选的，所述平坦层的材料与所述封装块材料相同。
可选的，所述平坦层的材料为光刻胶或聚酰亚胺。
可选的，所述平坦层的材料还包括颜料。
此外，本发明还提供一种图像传感器母板，包括：多个图像传感器，所述图像传感器为本发明的图像传感器。
另外，本发明还提供一种指纹成像模组，包括：光源，用于产生入射光；感测面，所述入射光在所述感测面上形成携带有指纹信息的反射光；图像传感器，用于透射所述入射光，并采集所述反射光并根据所述反射光获得指纹图像，所述图像传感器如权利要求13至权利要求30任意一项权利要求所述
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
在形成多个像素阵列之后，在切割所述基底之前，在所述像素阵列上形成用于实现封装隔离的封装结构层。与切割后在像素单元上形成密封层的技术方案相比，所述封装结构层在所述基底被切割以前形成的做法，能够有效提高所形成封装结构层的厚度均匀性、降低形成工艺难度；而且所述封装结构层还能够对透射光线起到准直的作用，所以所述封装结构层的形成能够减少切割后的加工工艺，能够有效的降低切割后加工工艺对所述图像传感器性能的影响，有利于提高所形成图像传感器的信噪比，还能够有效的减少崩缺、静电等造成的良率损失，有利于提高形成所述图像传感器的良率。
本发明可选方案中，所述封装结构层包括支撑层、封装块以及保护层，而且所述封装结构层可以通过光刻、蒸镀或或者转印等半导体制造工艺形成；通过半导体制造工艺形成所述封装结构层，不仅能够有效的提高所述封装结构层的厚度均匀性，能够有效地提高所形成图像传感器的信噪比，还能够有效的提高形成所述图像传感器的自动化程度，有利于生产效率的提高；而且通过半导体工艺形成所述封装结构层的做法，还能够使所述封装结构层的形成与所述像素阵列的形成在同一工序或者同一生产厂商中完成，能够有效的减少所述图像传感器母板的运输，缩短像素阵列在环境中暴露的时间，能够有效的减少所述像素单元性能的退化，有利于提高所形成图像传感器的信噪比，有利于获得高质量的指纹图像。
本发明可选方案中，所述封装块材料的折射率大于所述支撑层材料的折射率，并且将所述支撑层的材料设置为具有吸光能力的材料；因此光线在透射所述封装结构层的过程中，通过透射所述封装块的方式实现，所以所述封装结构层还可以对透射所述封装结构层的光线起到准直的作用；通过所述封装结构层对透射光线的起到准直作用，无需额外增加结构部件，既能提高成像质量，而且可以有效的减少所形成图像传感器的体积，有利于集成度的提高；此外所述封装块与所述像素单元一一对应，光线通过所述封装块透射所述封装结构层的做法，能够有效的减少相邻像素单元之间的信号干扰，有利于提高所形成图像传感器的信噪比。
本发明可选方案中，所述封装结构层包括位于所述封装块和所述支撑层上的保护层，所述保护层的材料可以设置为银和氧化钛等具有一定反射率的材料；将所述保护层设置为具有一定反射率材料的做法，能够使所述保护层起到反射外界环境光的作用，从而降低环境光对图像传感器光信号采集的影响，有利于提高所形成图像传感器的信噪比。
附图说明
图1至图3是一种图像传感器形成方法各个步骤对应的结构示意图；
图4至图17是本发明图像传感器形成方法一实施例各个步骤所对应的结构示意图；
图18是本发明指纹成像模组一实施例的剖面结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，现有技术中，形成图像传感器的方法存在工艺精度、信号噪声大的问题。现结合一种图像传感器的形成过程分析其工艺精度低、自动化程度低问题的原因：
参考图1至图3，示出了一种图像传感器形成方法各个步骤对应的结构示意图。
参考图1，提供基底10；在所述基底10上形成多个像素阵列11，以获得图像传感器母板，相邻像素阵列11之间具有划片道12。
参考图2，沿所述划片道12切割所述基底10，以获得单个像素阵列11。
结合参考图3，示出了图2所示像素阵列11的剖面结构示意图。所述像素阵列11包括基底10以及位于所述基底10上的器件层21。
如图3所示，获得单个像素阵列11之后，在所述像素阵列11器件层21上依次形成密封层22和上盖板23，并对所述密封层22进行固化处理，实现所述上盖板23和所述器件层21之间的封装连接。
形成所述密封层22的方式一般为点胶或丝印，使用图像传感器小片进行加工，也就是说，是在将图像传感器母板进行切割获得单个像素阵列11之后，对单个像素阵列11进行点胶或丝印。通过点胶或丝印的方式在所述像素阵列11上形成密封层22，会使所述密封层22厚度的均匀性较差，而且容易出现溢胶问题；因此光线在透射所述密封层22时，容易受到所述密封层22的折射或散射，光线的传播方向可能会发生改变，而形成杂散光；杂散光被所述像素阵列11采集形成噪声信号；所以透射所述密封层22的光线被所述像素阵列11采集的光信号中，噪声信号较大，也就是说，所形成图像传感器的噪声信号过大。
而且所述密封层22和所述上盖板23的形成与所述像素阵列11的形成并不是在一个工序中完成的，甚至可能不是在一个生产厂家中完成的；此外，随着指纹成像模组应用于电子设备时，指纹成像模组成为电子设备外观的一部分，因此需要所述图像传感器的外观颜色与电子设备外观设计相适应，所述像素阵列11上还需要形成油墨或者光学镀膜。
所以所述像素阵列11形成之后，所述密封层22形成之前，形成有像素阵列11的图像传感器母板可能在不同工序之间，甚至不同生产厂商之间运输，所述像素阵列11暴露在环境中的时间较长。像素阵列11长时间暴露在环境中的做法可能会引起像素单元性能的退化，也可能会影响所形成图像传感器的信噪比，影响所获得指纹图像的质量。
为解决所述技术问题，本发明提供一种图像传感器的形成方法，在切割所述基底之前，在所述像素阵列上形成封装结构层，从而提高所形成封装结构层的厚度均匀性，达到提高工艺精度、降低信号噪声的目的。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参考图4至图17，示出了本发明图像传感器形成方法一实施例各个步骤所对应的结构示意图。
参考图4，提供基底100。
所述基底100用于提供工艺操作平台，同时在所形成的图像传感器中起到机械支撑的作用。
本实施例中，所形成的图像传感器用于形成光学式指纹成像模组，所以所述基底100的材料为透光材料，从而使所形成的图像传感器能够透射入射光。具体的，所述基底100的材料可以为玻璃。
继续参考图4，在所述基底100上形成多个像素阵列110，所述像素阵列110包括呈阵列排布的像素单元111，相邻像素阵列110之间具有划片道112。
所述像素阵列110用于采集光信号，并将所述光信号转换为电信号，以获得图像。
本实施例中，所述基底100上形成有多个像素阵列110，所述多个像素阵列110呈阵列排布。具体的，所述像素阵列110的数量为16个，呈4×4阵列排布。但是本发明对所述基底100上形成像素阵列110的数量不做限定。本发明其他实施例中，所述基底上形成像素阵列的数量可以为其他数量。
本实施例中，所形成的图像传感器为面阵图像传感器，所以所述像素阵列110包括多个呈阵列排布的像素单元111。具体的，所述像素阵列110中包括24个像素单元111，呈4×6阵列排布。但是本发明其他实施例中，所述像素阵列中像素单元的数量还可以为其他数量，本发明并不对此进行限定。
结合参考图5至图7，其中图5示出了图4所示实施例中方框113内结构放大的剖面结构示意图；图6示出了图4所示实施例中方框114内结构放大的俯视结构示意图；图7是图6所示实施例中沿AA线的剖视结构示意图。
所述像素单元111内具有感光器件(图中未标示)，所述感光器件用于采集光信号，并将所述光信号转换为电信号。具体的，所述感光器件可以为感光二极管。
本实施例中，所述像素单元111还可以包括互连结构(图中未示出)，所述互连结构用于实现所述感光器件之间以及所述感光器件与外部电路的之间的电连接。
继续参考图4，相邻像素阵列110之间具有间隔。相邻像素阵列110之间的间隔用于形成切割道112。所述切割道112用于隔离不同的像素阵列110，从而为后续切割所述基底100获得单个像素阵列110，形成图像传感器提供工艺空间。
形成所述多个像素阵列的步骤包括一系列膜层沉积和图形化等半导体制造工艺步骤。具体形成所述像素阵列的工艺过程与现有技术相同，本发明在此不再赘述。通过半导体制造工艺形成所述像素阵列110的做法，能够有效的保证形成所述像素阵列110的良率，有利于提高所形成图像传感器的性能。
参考图8至图15，在所述像素阵列110上形成封装结构层130(如图15所示)，所述封装结构层130用于实现所述像素阵列110的封装隔离，并对透射所述像素阵列110的光线起到准直的作用。
所述封装结构层130用于实现所述像素阵列110与外部环境的封装隔离，改善所述像素阵列110暴露在空气中而引起的性能退化问题，提高所形成图像传感器的稳定性。
所述封装结构层130在所述基底100被切割以前形成，因此与在基底100切割后进行封装的技术方案相比，这种做法能够有效地降低形成所述封装结构层130的工艺难度，能够有利于提高所形成封装结构层130的厚度均匀性，从而达到减少杂散光、降低噪声的目的；而且所述封装结构层130的形成也能够减少切割后的加工工艺，能够有效的降低切割后加工工艺对所述图像传感器性能的影响，有利于提高所形成图像传感器的信噪比，还能够有效的减少崩缺、静电等造成的良率损失，有利于提高形成所述图像传感器的良率。
此外，所述封装结构层130还可以对透射光线起到准直的作用；通过所述封装结构层130实现对光线的准直作用，无需额外增加结构部件，既能提高成像质量，而且可以有效的减少所形成图像传感器的体积，有利于集成度的提高。
具体的，所述封装结构层130包括：支撑层122、封装块123以及保护层125，下面结合附图详细说明所述封装结构层130的形成过程。
参考图8至图10，在所述基底100上形成支撑层122，所述支撑层122内具有通光开口126，所述通光开口126底部露出所述像素单元111(如图10所示)。
其中，图8是图5所对应的剖面结构示意图，图9是图6所对应的俯视结构示意图，图10是图9中沿BB线的剖视结构示意图。
所述支撑层122的材料具有较高的机械强度，在所述封装结构层130中起到机械支撑的作用；所述通光开口126用于为后续所述封装块的形成提供工艺空间，所以所述通光开口126底部露出所述像素单元111。
所述支撑层122的吸收率在85％以上，也就是说，所述支撑层122的材料对于光线具有一定的吸收能力，因此投射至所述支撑层122的光线会被所述支撑层122吸收；所以所述支撑层122还能够用于吸收杂散光线，降低所形成图像传感器的噪声；而且所述支撑层122设置为能够吸收光线材料的做法，还能够减少所述图像传感器对大角度入射光的采集，也就是说，所述封装结构层130对透射光线起到准直的作用。
需要说明的是，本实施例中，所形成的图像传感器用于形成光学式指纹成像模组，透射所述封装结构层130的光线为可见光，所以所述支撑层122的吸收率是指对可见光波长范围内光线(光线波长范围在360nm到760nm范围内)的吸收率。
所述支撑层122环绕所述像素单元111形成，在所述像素单元111上围成通光开口126。本实施例中，平行所述基底100表面的平面内，所述像素单元111的形成为方形，所以如图9所示，平行所述基底100表面的平面内，所述通光开口126的形状也为方形。
本实施例中，所述支撑层122的材料为有机材料。具体的，所述支撑层122的材料可以为光刻胶。将所述支撑层122的材料设置为光刻胶的做法，能够利用半导体制造工艺中，光刻胶的形成工艺形成所述支撑层122。
具体的，光刻胶的主要基底材料为感光树脂，是一种有机膜材料。光刻胶在经烘烤(常用温度为220℃到250℃下70分钟的烘烤)后会固化。因此光刻胶在半导体制造工艺中常用于图形转移，也可以用作为平坦化或者封装填充的材料。
其中，感光树脂可以为负性胶，包括聚肉桂酸系(聚酯胶)、环化橡胶以及含有环氧基、乙烯基或环硫化物；或者为正性胶，以酚醛树脂为基体材料，以重氮醌为感光化合物，甲基丙烯甲酯、烯砜和重氮类这三种的聚合物。
需要说明的是，本发明其他实施例中，所述支撑层的材料还可以为聚酰亚胺。聚酰亚胺是一种有机高分子材料，具有较好的耐热、耐低温以及机械性能。
本实施例中，形成所述支撑层122的步骤包括：在所述基底100上进行第一成膜处理，形成支撑材料层，所述支撑材料层覆盖所述划片道112和所述像素阵列110；对所述支撑材料层进行第一图形化处理，去除所述划片道112上的支撑材料层，并形成所述支撑层122和所述通光开口126；
具体的，所述支撑层122的材料为有机材料，因此所述第一成膜处理的步骤包括：通过旋涂或狭缝涂布(slit coating)的方式形成所述支撑材料层；所述第一图形化处理的步骤包括：采用曝光和显影的方式进行所述图形化处理。
本发明其他实施例中，所述支撑层也可以为无机材料，例如二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅等材料。当所述支撑层材料为无机材料时，形成所述支撑材料层的第一成膜处理可以通过化学气相沉积、物理气相沉积或者原子层沉积等常规镀膜工艺实现；所述第一图形化处理的步骤包括：通过掩膜刻蚀的方式进行所述图形化处理。
本实施例中，所述第一成膜处理所形成的支撑材料层不仅位于像素阵列110上，还位于划片道112上，所以在第一成膜处理之后，需要进行图形化处理以去除部分支撑材料层，形成支撑层122。
本发明其他实施例中，形成所述支撑层的步骤还可以包括：通过掩膜板蒸镀或者转印的方式形成所述支撑层。通过掩膜板蒸镀或者转印的方式形成所述支撑层的做法，能够直接在所述像素阵列110上形成支撑层，从而具有简化工艺步骤的优点。
如图9所示，本实施例中，所述通光开口126底部露出一个像素单元111，也就是说，所述通光开口126底部露出一个感光器件。所述通光开口126底部露出一个像素单元111的做法，能够使后续所形成的封装块与所述像素单元111实现一一对应，也就是说，相邻像素单元111之间设置有支撑层122。而所述支撑层122具有吸光的能力，所以在相邻像素单元111之间设置所述支撑层122，能够减少相邻像素单元111之间的干扰，从而有利于提高像素单元的隔离性能，有利于降低所形成图像传感器的噪声。
但是所述通光开口126底部露出一个像素单元111的做法仅为一示例。本发明其他实施例中，所述通光开口底部也可以露出多个像素单元，例如，所述通光开口底部露出4个或者9个像素单元，从而能够有效的降低所形成通光开口的深宽比，能够有效的降低工艺难度，有利于良率的提高。
需要说明的是，所述通光开口126的深宽比不宜太小。如果所述通光开口126的深宽比过小，即所述通光开口126的深度过小，所述通光开口126侧壁之间的距离过大，则后续在所述通光开口126内所形成封装块的厚度过小，所述封装块宽度过大，会影响所述封装结构层130对光线的准直能力，也可能会影响所述像素阵列111与外部环境之间的隔离性能，不利于所形成图像传感器噪声的降低，不利于所述图像传感器稳定性的提高。具体的，本实施例中，所述通光开口126的深宽比大于1。
此外，还需要说明的是，如图10所示，在平行所述基底100表面的平面内，所述支撑层122的尺寸为d；所述尺寸d沿远离基底100方向逐渐减小，也就是说，所述支撑层122侧壁与所述基底100表面斜交。本发明其他实施例中，所述支撑层侧壁也可以垂直于所述基底表面，也就是说，所述尺寸d维持不变。
参考图11至图13，向所述通光开口126(如图10所示)内填充封装材料，形成所述封装块123。
其中，图11是图8所对应的剖面结构示意图，图12是图9所对应的俯视结构示意图，图13是图12中沿CC线的剖视结构示意图。
所述封装块123填充于所述通光开口126内，位于所述像素单元111上，用于实现所述像素单元111与外部环境的隔离，减少所述像素单元111暴露而造成的器件性能退化，例如，防止像素单元111中的金属材料受到氧化和腐蚀而影响器件性能。
所述封装块123材料对于光线具有较好的透射能力，所以光线能够通过所述封装块123透射所述封装结构层130。此外，所述封装块123材料的折射率大于所述支撑层122材料的折射率，所以光线能够在所述封装块123中实现传播；而且所述支撑层122材料还具有一定的吸光能力。所以，光线在透射所述封装结构层130时，主要是通过所述封装块123实现透射，而且所述封装块123能够使透射的光线尽量以垂直所述封装结构层130表面的传播方向进行透射，所以所述封装结构层130能够对透射的光学实现准直的功能。
通过所述封装结构层130实现对光线的准直作用，无需额外增加结构部件，既能提高成像质量，而且可以有效的减少所形成图像传感器的体积，有利于集成度的提高。
本实施例中，所述通光开口126(如图10所示)的深宽比大于1。所述封装块123通过填充所述通光开口126而形成，因此所述封装块123填充满所述通光开口126，所以所封装块123的厚度与宽度的比值大于1。具体的，垂直所述基底100表面的方向上，所述封装块123的尺寸为所述封装块123的厚度；平行所述基底表面的平面内，所述封装块123的尺寸为所述封装块123的宽度。
此外，平行所述基底100表面的平面内，所述通光开口126的形状为方形，所以所述封装块123在平行所述基底100表面的平面形状也为方形。而且所述支撑层122侧壁与所述基底100表面斜交，所以所述封装块123的侧壁与所述基底100表面也斜交，即在平行所述基底100表面的平面内，所述封装块123的尺寸为l；所述尺寸l沿远离基底100方向逐渐增大。本发明其他实施例中，所述支撑层侧壁垂直于所述基底表面时，所述封装块侧壁也垂直所述基底表面，即所述尺寸l维持不变。
本实施例中，所述封装块123的材料也为有机材料。具体的，所述封装块123的材料可以为光刻胶。类似的，将所述封装块123的材料设置为光刻胶的做法，能够利用半导体制造工艺中光刻胶的形成工艺形成所述封装块123。此外，所述封装块123的材料也可以为聚酰亚胺。
具体的，形成所述封装块123的步骤包括：在所述基底100上进行第二成膜处理，形成封装材料层，所述封装材料层覆盖所述划片道112并填充于所述通光开口126内；对所述封装材料层进行第二图形化处理，去除所述划片道112上的封装材料层，形成位于所述通光开口126内的封装块123。
所述封装块123的材料为有机材料，所以所述第二成膜处理的步骤包括：通过旋涂或狭缝涂布(slit coating)的方式形成所述封装材料层；所述第二图形化处理的步骤包括：采用曝光和显影的方式进行所述图形化处理。
本发明其他实施例中，所述封装块还可以为无机材料，例如二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅等材料。当所述封装块材料为无机材料时，形成所述封装材料层的第二成膜处理可以通过化学气相沉积、物理气相沉积或者原子层沉积等常规镀膜工艺实现；所述第二图形化处理的步骤包括：通过掩膜刻蚀的方式进行所述图形化处理。
需要说明的是，本实施例中，所述第二成膜处理所形成的封装材料层不仅位于像素阵列110上，还位于划片道112上，所以在第二成膜处理之后，需要进行图形化处理以去除划片道112上的部分封装材料层，形成所述封装块123。
本发明其他实施例中，形成所述封装块的步骤还可以包括：通过掩膜板蒸镀或者转印的方式形成所述封装块。通过掩膜板蒸镀或者转印的方式形成所述封装块的做法，能够直接在所述通光开口内形成所述封装块，从而具有简化工艺步骤的优点。
需要说明的是，所述封装块123具有较高的透射率，所述支撑层122具有相对较高的吸收率，所以所述封装块123和所述支撑层122能够构成类似光纤板的结构，从而使光线尽量以垂直表面的角度透射所述封装结构层130，从而有利于减少所形成图像传感器出现形变的几率，有利于提高成像质量；而且通过所述封装块123和所述支撑层122构成类似光纤板的结构，无需额外增加结构部件皆可提高成像质量，能够有效的减少所形成图像传感器的体积，提高其集成度。
如图9所示，所述通光开口126底部露出一个像素单元111，所述封装块126位于所述通光开口126内，因此所述封装块126与所述像素单元111一一对应。所以通过1个封装块123透射的光线仅能被1个像素单元111采集。这种做法能够减少相邻像素单元111之间的干扰，有利于降低所形成图像传感器的噪声。
但是本发明其他实施例中，当所述通光开口底部露出多个像素单元时，所述封装块与多个所述像素单元相对应，也就是说，1个所述封装块位于多个所述像素单元上，通过1个封装块透射的光线能够被多个像素单元采集。
参考图14至图15，在所述支撑层122和所述封装块123上形成保护层125。
其中，图14是图11所对应的剖面结构示意图，图15是图13所对应的剖视结构示意图。
所述保护层125的材料具有较高的强度，用于保护所述支撑层122和所述封装块123，防止所述支撑层122和所述封装块123受到损伤。
本实施例中，所述支撑层122和所述封装块123为有机材料，所以所述保护层125还用于实现所述支撑层122和所述封装块123与外部环境的隔离，用于减少所述支撑层122和所述封装块123性能退化现象的出现，例如用于防止所述支撑层122和所述封装块123对水分的吸收而引起性能退化。
本实施例中，所述图像传感器用于形成指纹成像模组，所以所述保护层125材料对光线具有一定反射能力，从而使所述保护层125能够减少透射所述封装结构层130的环境光，从而降低外界环境光对所形成图像传感器光信号采集的影响，有利于提高所形成图像传感器的成像质量。具体的，所述保护层125的反射率在75％到95％范围内。
本实施例中，所述保护层125为单层结构。具体的，所述保护层125的材料可以为光刻胶或聚酰亚胺等有机材料。本发明其他实施例中，所述保护层的材料还可以为氧化铝、氧化硅、氮化硅、氧化钛、银等材料。此外，本发明其他实施例中，所述保护层还可以为叠层结构，例如可以氮化硅-氧化硅-氮化硅叠层或者氧化硅-氮化硅-氧化硅叠层。
形成所述保护层125的步骤包括：在所述基底100上进行第三成膜处理，形成保护材料层，所述保护材料层覆盖所述划片道112、所述支撑层122和所述封装块123；对所述保护材料层进行第三图形化处理，去除所述划片道112上的保护材料层，形成所述保护层125。
本实施例中，所述保护层125的材料为有机材料，因此所述第三成膜处理的步骤包括：通过旋涂或狭缝涂布(slit coating)的方式形成所述保护材料层；所述第三图形化处理的步骤包括：采用曝光和显影的方式进行所述图形化处理。
本发明其他实施例中，所述保护层还可以为无机材料。当所述保护层材料为无机材料时，形成所述保护材料层的第三成膜处理可以通过化学气相沉积、物理气相沉积或者原子层沉积等常规镀膜工艺实现；所述第三图形化处理的步骤包括：通过掩膜刻蚀的方式进行所述图形化处理。
所述保护层125的厚度不宜太小。所述保护层125的厚度如果太小，则会影响所述保护层125的保护能力，可能会影响所形成封装结构层130的稳定性和耐用性，从而影响所形成图像传感器的稳定性。具体的，所述保护层125的厚度大于或等于0.2μm。
需要说明的是，本实施例中，所述第三成膜处理所形成的保护材料层不仅位于像素阵列110上，还位于划片道112上，所以在第三成膜处理之后，需要进行图形化处理以去除划片道112上的部分保护材料层，形成所述保护层125。
本发明其他实施例中，形成所述保护层的步骤还可以包括：通过掩膜板蒸镀或者转印的方式形成所述保护层。通过掩膜板蒸镀或者转印的方式形成所述保护层的做法，能够直接在所述封装块和所述支撑层上形成所述保护层，从而具有简化工艺步骤的优点。
需要说明的是，本实施例中，所述封装块123、所述支撑层122以及所述保护层125中的一个或多个的材料包括颜料，因此所述封装块123、所述支撑层122以及所述保护层125可以通过颜料的加入而呈现一定的颜色，从而使所形成的封装结构层130能够对外界的环境光进行过滤，防止环境光影响所述像素阵列110对光信号的采集，例如通过颜料的加入使所述封装结构层130滤除环境光中的红外光或者可见光，从而降低所形成图像传感器的噪声。
此外，颜料的加入也能够美化所形成图像传感器的外观，从而达到无需额外膜层的形成即实现上色的作用，减少后续的工艺步骤，简化制造工艺，提高生产效率。
如图15所示，本实施例中，形成封装块123之后，形成保护层125之前，所述形成方法还包括：形成覆盖所述封装块123和所述支撑层122的平坦层124；所以形成保护层125的步骤中，形成位于所述平坦层124上的保护层125。
由于工艺的限制，所述封装块123的顶部与所述支撑层122的顶部往往难以齐平，可能会影响所形成保护层125的平整程度，影响所形成封装结构层130厚度的均匀性，所以所述平坦层124用于提高所述封装块123和所述支撑层122的平整程度，改善所形成封装结构层130厚度的均匀性，有利于提高所形成图像传感器的成像质量。
本实施例中，所述平坦层124材料与所述封装块123材料的折射率相同，从而减少透射光线在所述平坦层124和所述封装块123的界面处发生折射和反射现象的出现，降低所述平坦层124形成对透射光线的影响。具体的，所述平坦层124的材料与所述封装块123的材料相同。所以，所述平坦层124的材料为光刻胶或聚酰亚胺。
本发明其他实施例中，所述平坦层的材料也可以为与所述封装块的材料不相同。具体的，所述平坦层的材料也可以为其他有机材料或者无机材料。
形成所述平坦层124的步骤包括：在所述基底100上进行平坦成膜处理，形成平坦材料层，所述平坦材料层覆盖所述划片道112、所述封装块123以及所述支撑层122；对所述平坦材料层进行平坦图形处理，去除划片道112上的平坦材料层，形成所述平坦层124。
具体的，所述平坦成膜处理的步骤包括：通过狭缝涂覆的方式形成所述平坦材料层。狭缝涂覆的方式形成所述平坦材料层的步骤中，平坦层的材料通过光路到达涂布头位置，狭缝涂覆工艺中，涂布头的结构类似狭缝，通过调整涂布头的形状和结构，控制所形成膜层的厚度。与通过旋涂方式的做法相比，通过狭缝涂覆方式形成所述平坦材料层的做法无需旋转基底100，而且在形成所述平坦材料层之后，无需进行去边处理(光刻胶去边处理)，能够有效的提高对膜层厚度的控制精度，有利于提高所形成平坦层124表面的平整程度。
所述平坦层124的厚度不宜太小。所述平坦层124的厚度如果太小，会影响所述平坦层124对所述封装块123和所述支撑层122顶部平整程度的提高，造成所形成平坦层124表面的平整程度较差的问题，无法为所述保护层125的形成提供高平整度的工艺表面，可能会影响所形成封装结构层130的厚度均匀性，影响所形成图像传感器的成像质量。具体的，本实施例中，所述平坦层124的厚度大于1μm。
需要说明的是，本实施例中，形成所述封装结构层130的过程中，所述支撑层122、所述封装块123和所述保护层125以及所述平坦层124的材料均可以为有机材料或无机材料，形成所述支撑层122的步骤、形成所述封装块123的步骤、形成所述保护层125的步骤以及形成所述平坦层124的步骤均能够通过光刻、蒸镀或者转印等半导体制造工艺实现。通过半导体制造工艺形成所述封装结构层130能够有效的降低形成所述封装结构层130的工艺难度，有利于提高所形成封装结构层130厚度的均匀性，从而达到减少杂散光的目的，有利于减少所形成图像传感器的噪声。
而且通过半导体制造工艺形成所述封装结构层130的做法，还能够与所述像素阵列110在同一工序或者同一生产厂商中完成，能够有效的减少图像传感器母板的运输，缩短像素阵列110在环境中暴露的时间，能够有效的减少像素单元111性能的退化，有利于提高所形成图像传感器的信噪比，有利于获得高质量的指纹图像；此外，这种做法还能够有效的提高形成所述图像传感器的自动化程度，有利于生产效率的提高。
还需要说明的是，与所述封装块123、所述支撑层122以及所述保护层125相类似，所述平坦层124的材料中也可以包括颜料，使所述平坦层124呈现相应的颜色，达到滤除环境光、对所形成图像传感器进行上色的目的。
参考图16和图17，形成所述封装结构层130之后，沿所述划片道112切割所述基底100，以获得所述图像传感器。
所述划片道112位于相邻像素阵列110之间，实现相邻像素阵列110之间的隔离。由于所述封装结构层130位于所述像素阵列110上，所述划片道112上并不形成有封装结构层130，所述划片道112底部露出所述基底100，所以通过切割所述划片道112底部的基底100，能够实现不同像素阵列110之间的分离，以获得单个的像素阵列110。
具体的，可以通过金刚石刀片或者激光切割技术对划片道112底部的基底100进行切割。切割所述基底100的技术与现有技术相似，本发明对此不再赘述。
由于在切割之前所述像素阵列110上已经形成有封装结构层130，因此与通过密封层和上盖板进行封装的技术方案相比，在切割前所形成的封装结构层130的均匀性较好，透射所述封装结构层130所形成的杂散光较少，有利于降低所形成图像传感器的噪声。
而且如图17所示，在切割所述基底100之后，所述形成方法还包括：在基底100上装配芯片160。
所述芯片160用于产生驱动信号，以控制所述像素阵列110中像素单元111对光信号的采集以及电信号的输出；所述芯片160还可以用于读取所述像素阵列110所产生的电信号，并根据所述电信号获得图像。
由于所述封装结构层130在切割所述基底100之前形成，所以与切割后形成密封层和上盖板的技术方案相比，在切割所述基底100之前形成所述封装结构层130的做法，能够能有效的减少切割后的加工工艺，有效的降低切割后加工工艺对所述图像传感器性能的影响，有利于提高所形成图像传感器的信噪比，还能够有效的减少崩缺、静电等造成的良率损失，有利于提高形成所述图像传感器的良率。
相应的，本发明还提供一种图像传感器。参考图17，示出了本发明图像传感器一实施例的俯视结构示意图。
所述图像传感器包括：基底100；像素阵列110，位于所述基底100上，所述像素阵列110包括呈阵列排布的多个像素单元111；封装结构层130，位于所述像素阵列110上，所述封装结构层130用于实现所述像素阵列110的封装隔离，并对透射所述像素阵列110的光线起准直作用。
所述封装结构层130在所述基底100被切割以前形成，所以所述封装结构层130的厚度均匀性较好、形成工艺难度较低；而且所述封装结构层130还能够对透射光线起到准直的作用，所以所述封装结构层130的形成能够减少切割后的加工工艺，能够有效的降低切割后加工工艺对所述图像传感器性能的影响，有利于提高所形成图像传感器的信噪比，还能够有效的减少崩缺、静电等造成的良率损失，有利于提高形成所述图像传感器的良率。
所述基底100用于提供工艺操作平台，同时在所述图像传感器中起到机械支撑的作用。
本实施例中，所述图像传感器用于形成光学式指纹成像模组，所以所述基底100的材料为透光材料，从而使所述图像传感器能够透射入射光。具体的，所述基底100的材料可以为玻璃。
所述像素阵列110用于采集光信号，并将所述光信号转换为电信号，以获得图像。
本实施例中，所述图像传感器为面阵图像传感器，所以所述像素阵列110包括多个呈阵列排布的像素单元111。具体的，所述像素阵列110中包括24个像素单元，呈4×6阵列排布。但是本发明其他实施例中，所述像素阵列中像素单元的数量还可以为其他数量，本发明并不对此进行限定。
所述像素单元111内具有感光器件(图中未标示)，所述感光器件用于采集光信号，并将所述光信号转换为电信号。具体的，所述感光器件可以为感光二极管。
本实施例中，所述像素单元111还可以包括互连结构(图中未示出)，所述互连结构用于实现所述感光器件之间以及所述感光器件与外部电路的之间的电连接。
所述封装结构层130用于实现所述像素阵列110与外部环境的封装隔离，改善所述像素阵列110暴露在空气中而引起的性能退化问题，提高所形成图像传感器的稳定性。
所述封装结构层130还用于对透射光线起到准直的作用；通过所述封装结构层130实现对光线的准直作用，无需额外增加结构部件，既能提高成像质量，而且可以有效的减少所形成图像传感器的体积，有利于集成度的提高。
参考图15，示出了图17所示图像传感器实施例中沿EE线的剖面结构示意图。
所述封装结构层130包括：封装块123，位于所述像素单元111上；支撑层122，位于所述基底100上，且环绕所述封装块123和所述像素单元111；保护层125，位于所述支撑层122和所述封装块123上。
所述支撑层122的材料具有较高的机械强度，在所述封装结构层130中起到机械支撑的作用。
所述支撑层122的吸收率在85％以上，也就是说，所述支撑层122的材料对于光线具有一定的吸收能力，因此投射至所述支撑层122的光线会被所述支撑层122吸收；所以所述支撑层122还能够用于吸收杂散光线，降低所形成图像传感器的噪声；而且所述支撑层122设置为能够吸收光线材料的做法，还能够减少所述图像传感器对大角度入射光的采集，也就是说，所述封装结构层130对透射光线起到准直的作用。
需要说明的是，本实施例中，所形成的图像传感器用于形成光学式指纹成像模组，透射所述封装结构层130的光线为可见光，所以所述支撑层122的吸收率是指对可见光波长范围内光线(光线波长范围在360nm到760nm范围内)的吸收率。
结合参考图12，示出了图15所示实施例中沿F方向的俯视结构示意图。
需要说明的是，图12中省略了封装块123和支撑层122以上的膜层，以显示清晰。
所述支撑层122环绕所述像素单元111设置。本实施例中，平行所述基底100表面的平面内，所述像素单元111的形成为方形，所以如图9所示，平行所述基底100表面的平面内，所述支撑层122围成的区域也为方向。
本实施例中，所述支撑层122的材料为有机材料。具体的，所述支撑层122的材料可以为光刻胶。将所述支撑层122的材料设置为光刻胶的做法，能够利用半导体制造工艺中，光刻胶的形成工艺形成所述支撑层122。
具体的，光刻胶的主要基底材料为感光树脂，是一种有机膜材料。光刻胶在经烘烤(常用温度为220℃到250℃下70分钟的烘烤)后会固化。因此光刻胶在半导体制造工艺中常用于图形转移，也可以用作为平坦化或者封装填充的材料。
其中，感光树脂可以为负性胶，包括聚肉桂酸系(聚酯胶)、环化橡胶以及含有环氧基、乙烯基或环硫化物；或者为正性胶，以酚醛树脂为基体材料，以重氮醌为感光化合物，甲基丙烯甲酯、烯砜和重氮类这三种的聚合物。
需要说明的是，本发明其他实施例中，所述支撑层的材料还可以为聚酰亚胺。聚酰亚胺是一种有机高分子材料，具有较好的耐热、耐低温以及机械性能。此外，所述支撑层也可以为无机材料，例如二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅等材料。
需要说明的是，如图12所示，在平行所述基底100表面的平面内，所述支撑层122的尺寸为d(如图10所示)；所述尺寸d沿远离基底100方向逐渐减小，也就是说，所述支撑层122侧壁与所述基底100表面斜交。本发明其他实施例中，所述支撑层侧壁也可以垂直于所述基底表面，也就是说，所述尺寸d维持不变。
所述封装块123位于所述像素单元111上，用于实现所述像素单元111与外部环境的隔离，减少所述像素单元111暴露而造成的器件性能退化，例如，防止像素单元111中的金属材料受到氧化和腐蚀而影响器件性能。
所述封装块123材料对于光线具有较好的透射能力，所以光线能够通过所述封装块123透射所述封装结构层130。此外，所述封装块123材料的折射率大于所述支撑层122材料的折射率，所以光线能够在所述封装块123中实现传播；而且所述支撑层122材料还具有一定的吸光能力。所以，光线在透射所述封装结构层130时，主要是通过所述封装块123实现透射，而且所述封装块123能够使透射的光线尽量以垂直所述封装结构层130表面的传播方向进行透射，所以所述封装结构层130能够对透射的光学实现准直的功能。
通过所述封装结构层130实现对光线的准直作用，无需额外增加结构部件，既能提高成像质量，而且可以有效的减少所形成图像传感器的体积，有利于集成度的提高。
本实施例中，在平行所述基底100表面的平面内，所述封装块123的形状为方形。此外所述支撑层122侧壁与所述基底100表面斜交，所以所述封装块123的侧壁与所述基底100表面也斜交，即在平行所述基底100表面的截面内，所述封装块123的尺寸为l(如图13所示)；所述尺寸l沿远离基底100方向逐渐增大。本发明其他实施例中，所述支撑层侧壁垂直于所述基底表面时，所述封装块侧壁也垂直所述基底表面，即所述尺寸l维持不变。
本实施例中，所述封装块123的材料也为有机材料。具体的，所述封装块123的材料可以为光刻胶或聚酰亚胺。本发明其他实施例中，所述封装块还可以为无机材料，例如二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅等材料。
需要说明的是，所述封装块123具有较高的透射率，所述支撑层122具有相对较高的吸收率，所以所述封装块123和所述支撑层122能够构成类似光纤板的结构，从而使光线尽量以垂直表面的角度透射所述封装结构层130，从而有利于减少所形成图像传感器出现形变的几率，有利于提高成像质量；而且通过所述封装块123和所述支撑层122构成类似光纤板的结构，无需额外增加结构部件皆可提高成像质量，能够有效的减少所形成图像传感器的体积，提高其集成度。
需要说明的是，所述封装块123的厚度与宽度的比值不宜太大也不宜太小。所述封装块123的厚度与宽度的比值如果太小，即所述封装块123的厚度过小，宽度过大，会影响所述封装结构层130对光线的准直能力，也可能会影响所述像素阵列110与外部环境之间的隔离性能，不利于所形成图像传感器噪声的降低和稳定性的提高。具体的，本实施例中，所述封装块123的厚度与宽度的比值大于1。具体的，垂直所述基底100表面的方向上，所述封装块123的尺寸为所述封装块123的厚度；平行所述基底100表面的平面内，所述封装块123的尺寸为所述封装块123的宽度。
如图12所示，本实施例中，所述封装块123与所述像素单元111一一对应，也就是说，1个封装块123位于1个像素单元111上。所以相邻像素单元111之间均设置有支撑层122，通过1个封装块123透射的光线仅能被1个像素单元111采集。这种做法能够减少相邻像素单元111之间的干扰，有利于降低所形成图像传感器的噪声。
但是本发明其他实施例中，所述封装块也可以与多个像素单元相对应，也就是说，1个封装块位于多个像素单元上，例如，1个封装块可以位于4个或9个像素单元上。所以所述支撑层位于部分像素单元之间，通过1个封装块透射的光线能够被多个像素单元采集。
继续参考图15，所述保护层125的材料具有较高的强度，用于保护所述支撑层122和所述封装块123，防止所述支撑层122和所述封装块123受到损伤。
本实施例中，所述支撑层122和所述封装块123为有机材料，所以所述保护层125还用于实现所述支撑层122和所述封装块123与外部环境的隔离，用于减少所述支撑层122和所述封装块123性能退化现象的出现，例如用于防止所述支撑层122和所述封装块123对水分的吸收而引起性能退化。
本实施例中，所述图像传感器用于形成指纹成像模组，所以所述保护层125材料对光线具有一定反射能力，从而使所述保护层125能够减少透射所述封装结构层130的环境光，从而降低外界环境光对所形成图像传感器光信号采集的影响，有利于提高所形成图像传感器的成像质量。具体的，所述保护层125的反射率在75％到95％范围内。
本实施例中，所述保护层125为单层结构。具体的，所述保护层125的材料可以为光刻胶或聚酰亚胺等有机材料。本发明其他实施例中，所述保护层还可以为无机材料，例如氧化铝、氧化硅、氮化硅、氧化钛、银等材料。此外，本发明其他实施例中，所述保护层还可以为叠层结构，例如可以氮化硅-氧化硅-氮化硅叠层或者氧化硅-氮化硅-氧化硅叠层。
所述保护层125的厚度不宜太小。所述保护层125的厚度如果太小，则会影响所述保护层125的保护能力，可能会影响所形成封装结构层130的稳定性和耐用性，从而影响所形成图像传感器的稳定性。具体的，所述保护层125的厚度大于或等于0.2μm。
需要说明的是，本实施例中，所述封装块123、所述支撑层122以及所述保护层125中的一个或多个的材料包括颜料，因此所述封装块123、所述支撑层122以及所述保护层125可以通过颜料的加入而呈现一定的颜色，从而使所所述封装结构层130能够对外界的环境光进行过滤，防止环境光影响所述像素阵列110对光信号的采集，例如通过颜料的加入使所述封装结构层130滤除环境光中的红外光或者可见光，从而降低所形成图像传感器的噪声。
此外，颜料的加入也能够美化所形成图像传感器的外观，从而达到无需额外膜层的形成即实现上色的作用，减少后续的工艺步骤，简化制造工艺，提高生产效率。
继续参考图15，所述图像传感器还包括：平坦层124，覆盖所述封装块123和所述支撑层122；所述保护层125覆盖所述平坦层124。
由于工艺的限制，所述封装块123的顶部与所述支撑层122的顶部往往难以齐平，可能会影响所形成保护层125的平整程度，影响所形成封装结构层130厚度的均匀性，所以所述平坦层124用于提高所述封装块123和所述支撑层122的平整程度，改善所形成封装结构层130厚度的均匀性，有利于提高所形成图像传感器的成像质量。
本实施例中，所述平坦层124材料与所述封装块123材料的折射率相同，从而减少透射光线在所述平坦层124和所述封装块123的界面处发生折射和反射现象的出现，降低所述平坦层124形成对透射光线的影响。具体的，所述平坦层124的材料与所述封装块123的材料相同。所以，所述平坦层124的材料为光刻胶或聚酰亚胺。
本发明其他实施例中，所述平坦层的材料也可以为与所述封装块的材料不相同。具体的，所述平坦层的材料也可以为其他有机材料或者无机材料。
所述平坦层124的厚度不宜太小。所述平坦层124的厚度如果太小，会影响所述平坦层124对所述封装块123和所述支撑层122顶部平整程度的提高，造成所形成平坦层124表面的平整程度较差的问题，无法为所述保护层125的形成提供高平整度的工艺表面，可能会影响所形成封装结构层130的厚度均匀性，影响所形成图像传感器的成像质量。具体的，本实施例中，所述平坦层124的厚度大于1μm。
还需要说明的是，与所述封装块123、所述支撑层122以及所述保护层125相类似，所述平坦层124的材料中也可以包括颜料，使所述平坦层124呈现相应的颜色，达到滤除环境光、对所形成图像传感器进行上色的目的。
继续参考图17，所述图像传感器还包括：位于所述基底100上的芯片160。
所述芯片160用于产生驱动信号，以控制所述像素阵列110中像素单元111对光信号的采集以及电信号的输出；所述芯片160还可以用于读取所述像素阵列110所产生的电信号，并根据所述电信号获得图像。
此外，本发明还提供一种图像传感器母板。参考图16，示出了本发明图像传感器母板一实施例的俯视结构示意图。
所述图像传感器母板包括：多个图像传感器，所述图像传感器为本发明的图像传感器。
所述图像传感器为本发明图像传感器，所以所述图像传感器的具体技术方案，参考前述图像传感器实施例，本发明在此不再赘述。
多个图像传感器的基底100相连，因此所述基底100上具有多个像素阵列110，相邻像素阵列110之间具有间隔。相邻像素阵列110之间的间隔用于形成切割道112。所述切割道112用于隔离不同的像素阵列110，从而为后续切割所述基底100获得单个像素阵列110，形成图像传感器提供工艺空间。
本实施例中，所述基底100上的多个像素阵列110呈阵列排布。具体的，所述像素阵列110的数量为16个，呈4×4阵列排布。但是本发明对所述基底100上形成像素阵列110的数量不做限定。本发明其他实施例中，所述基底上形成像素阵列的数量可以为其他数量。
所述像素阵列110上具有封装结构层130。所述封装结构层130在所述图像传感器母板被切割以前形成，因此所述封装结构层130的形成质量较好，厚度均匀性较高，形成工艺难度较低；而且所述封装结构层130还能够对透射光线起到准直的作用，所以所述封装结构层130的形成能够减少切割后的加工工艺，能够有效的降低切割后加工工艺对所述图像传感器性能的影响，有利于提高所形成图像传感器的信噪比，还能够有效的减少崩缺、静电等造成的良率损失，有利于提高形成所述图像传感器的良率。
此外，本发明还提供一种指纹成像模组，参考图18，示出了本发明指纹成像模组一实施例的剖面结构示意图。
具体的，所述指纹成像模组包括：光源250，用于产生入射光；感测面240，所述入射光在所述感测面240上形成携带有指纹信息的反射光；图像传感器(图中未标示)，用于透射所述入射光，并采集所述反射光，根据所述反射光获得指纹图像，所述图像传感器为本发明的图像传感器。
所述光源250产生入射光。
本实施例中，所述光源250为点光源，例如发光二极管。
为了提高所述指纹成像模组的集成度，本实施例中，所述光源250位于所述图像传感器的一侧，所述光源250所产生的入射光以一定发散角斜向投射至所述图像传感器上。
所述入射光可以为可见光，也可以为不可见光。具体的，所述入射光可以为近紫外光、紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光、近红外光或白色光等颜色。
所述感测面240用于接受触摸，所述入射光在所述感测面240上发生反射和折射，形成携带有指纹信息的反射光。
本实施例中，所述图像传感器的表面为所述感测面240。
所述图像传感器用于采集所述反射光的光信号，并将所述光信号转换为电信号以获得指纹图像。
所述图像传感器为本发明的图像传感器。所以所述图像传感器的具体技术方案参考前述图像传感器的具体实施例，本发明在此不再赘述。
所述入射光在透射所述图像传感器的过程中，透射所述封装结构层230。由于所述封装结构层230厚度的均匀性较好，因此所产生的杂散光较少，所以所述图像传感器所采集光信号中的噪声较小，有利于获得高质量的指纹图像。
此外，所述入射光在透射所述封装结构层230的过程中，所述封装结构层230能够对斜向入射的光线进行准直，使透射所述封装结构层230的入射光以尽量垂直的方向投射至所述感测面240上，所以所述封装结构层230能够有效的减少所述入射光中大角度光线的成分，有利于改善指纹图像放大的问题，有利于减少指纹图像形变问题的出现。
综上，本发明技术方案中，在形成多个像素阵列之后，在切割所述基底之前，在所述像素阵列上形成用于实现封装隔离的封装结构层。与切割后在像素单元上形成密封层的技术方案相比，所述封装结构层在所述基底被切割以前形成的做法，能够有效提高所形成封装结构层的厚度均匀性、降低形成工艺难度；而且所述封装结构层还能够对透射光线起到准直的作用，所以所述封装结构层的形成能够减少切割后的加工工艺，能够有效的降低切割后加工工艺对所述图像传感器性能的影响，有利于提高所形成图像传感器的信噪比，还能够有效的减少崩缺、静电等造成的良率损失，有利于提高形成所述图像传感器的良率。而且，本发明可选方案中，所述封装结构层包括支撑层、封装块以及保护层，而且所述封装结构层可以通过光刻、蒸镀或或者转印等半导体制造工艺形成；通过半导体制造工艺形成所述封装结构层，不仅能够有效的提高所述封装结构层的厚度均匀性，能够有效地提高所形成图像传感器的信噪比，还能够有效的提高形成所述图像传感器的自动化程度，有利于生产效率的提高；而且通过半导体工艺形成所述封装结构层的做法，还能够使所述封装结构层的形成与所述像素阵列的形成在同一工序或者同一生产厂商中完成，能够有效的减少所述图像传感器母板的运输，缩短像素阵列在环境中暴露的时间，能够有效的减少所述像素单元性能的退化，有利于提高所形成图像传感器的信噪比，有利于获得高质量的指纹图像。此外，本发明可选方案中，所述封装块材料的折射率大于所述支撑层材料的折射率，并且将所述支撑层的材料设置为具有吸光能力的材料；因此光线在透射所述封装结构层的过程中，通过透射所述封装块的方式实现，所以所述封装结构层还可以对透射所述封装结构层的光线起到准直的作用；通过所述封装结构层对透射光线的起到准直作用，无需额外增加结构部件，既能提高成像质量，而且可以有效的减少所形成图像传感器的体积，有利于集成度的提高；此外所述封装块与所述像素单元一一对应，光线通过所述封装块透射所述封装结构层的做法，能够有效的减少相邻像素单元之间的信号干扰，有利于提高所形成图像传感器的信噪比。另外，本发明可选方案中，所述封装结构层包括位于所述封装块和所述支撑层上的保护层，所述保护层的材料可以设置为银和氧化钛等具有一定反射率的材料；将所述保护层设置为具有一定反射率材料的做法，能够使所述保护层起到反射外界环境光的作用，从而降低环境光对图像传感器光信号采集的影响，有利于提高所形成图像传感器的信噪比。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (32)

1.一种图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：
提供基底；
在所述基底上形成多个像素阵列，所述像素阵列包括呈阵列排布的像素单元，相邻像素阵列之间具有划片道；
在所述像素阵列上形成封装结构层，所述封装结构层用于实现所述像素阵列的封装隔离，并对透射所述像素阵列的光线起到准直的作用；
形成所述封装结构层之后，沿所述划片道切割所述基底，以获得所述图像传感器。
2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述封装结构层的步骤包括：
在所述基底上形成支撑层，所述支撑层内具有通光开口，所述通光开口底部露出所述像素单元；
向所述通光开口内填充封装材料，形成封装块；
在所述支撑层和所述封装块上形成保护层。
3.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，形成所述支撑层的步骤包括：
在所述基底上进行第一成膜处理，形成支撑材料层，所述支撑材料层覆盖所述划片道和所述像素阵列；
对所述支撑材料层进行第一图形化处理，去除所述划片道上的支撑材料层，并形成所述支撑层和所述通光开口。
4.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，形成所述封装块的步骤包括：
在所述基底上进行第二成膜处理，形成封装材料层，所述封装材料层覆盖所述划片道并填充于所述通光开口内；
对所述封装材料层进行第二图形化处理，去除所述划片道上的封装材料层，形成位于所述通光开口内的封装块。
5.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，形成所述保护层的步骤包括：
在所述基底上进行第三成膜处理，形成保护材料层，所述保护材料层覆盖所述划片道、所述支撑层和所述封装块；
对所述保护材料层进行第三图形化处理，去除所述划片道上的保护材料层，形成所述保护层。
6.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述封装块材料的折射率大于所述支撑层材料的折射率。
7.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述通光开口的深宽比大于1。
8.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述通光开口底部露出一个或多个像素单元。
9.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述保护层为单层结构或叠层结构。
10.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，形成封装块之后，形成保护层之前，所述形成方法还包括：形成覆盖所述封装块和所述支撑层的平坦层；
形成保护层的步骤中，形成位于所述平坦层上的保护层。
11.如权利要求10所述的形成方法，其特征在于，所述平坦层的材料与所述封装块材料折射率相同。
12.如权利要求10所述的形成方法，其特征在于，形成所述平坦层的步骤包括：
在所述基底上进行平坦成膜处理，形成平坦材料层，所述平坦材料层覆盖所述划片道、所述封装块以及所述支撑层；
对所述平坦材料层进行平坦图形处理，去除划片道上的平坦材料层，形成所述平坦层。
13.一种图像传感器，其特征在于，包括：
基底；
像素阵列，位于所述基底上，所述像素阵列包括呈阵列排布的多个像素单元；
封装结构层，位于所述像素阵列上，所述封装结构层用于实现所述像素阵列的封装隔离，并对透射所述像素阵列的光线起准直作用。
14.如权利要求13所述的图像传感器，其特征在于，所述封装结构层包括：
封装块，位于所述像素单元上；
支撑层，位于所述基底上，且环绕所述封装块和所述像素单元；
保护层，位于所述支撑层和所述封装块上。
15.如权利要求14所述的图像传感器，其特征在于，所述封装块材料的折射率大于所述支撑层材料的折射率。
16.如权利要求14所述的图像传感器，其特征在于，所述封装块和所述支撑层的材料为有机材料。
17.如权利要求16所述的图像传感器，其特征在于，所述封装块和所述支撑层的材料为聚酰亚胺或光刻胶。
18.如权利要求14所述的图像传感器，其特征在于，所述支撑层材料的吸收率在85％以上。
19.如权利要求14所述的图像传感器，其特征在于，所述封装块、所述支撑层和所述保护层中一个或多个的材料包括颜料。
20.如权利要求14所述的图像传感器，其特征在于，所述封装块的厚度与宽度的比值大于1。
21.如权利要求14所述的图像传感器，其特征在于，所述封装块与所述像素单元一一对应。
22.如权利要求14所述的图像传感器，其特征在于，所述保护层为单层结构或叠层结构。
23.如权利要求22所述的图像传感器，其特征在于，所述保护层为单层结构，所述保护层的材料为：光刻胶、聚酰亚胺、氧化铝、氧化硅、氮化硅、氧化钛、银中的一种或多种。
24.如权利要求22所述的图像传感器，其特征在于，所述保护层为叠层结构，所述保护层为氮化硅-氧化硅-氮化硅叠层或者氧化硅-氮化硅-氧化硅叠层。
25.如权利要求14所述的图像传感器，其特征在于，所述保护层的反射率在75％到95％范围内。
26.如权利要求14所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括：平坦层，覆盖所述封装块和所述支撑层；所述保护层覆盖所述平坦层。
27.如权利要求26所述的图像传感器，其特征在于，所述平坦层的材料与所述封装块材料折射率相同。
28.如权利要求26或27所述的图像传感器，其特征在于，所述平坦层的材料与所述封装块材料相同。
29.如权利要求26或27所述的图像传感器，其特征在于，所述平坦层的材料为光刻胶或聚酰亚胺。
30.如权利要求29所述的图像传感器，其特征在于，所述平坦层的材料还包括颜料。
31.一种图像传感器母板，其特征在于，包括：多个图像传感器，所述图像传感器如权利要求13至权利要求30任意一项权利要求所述。
32.一种指纹成像模组，其特征在于，包括：
光源，用于产生入射光；
感测面，所述入射光在所述感测面上形成携带有指纹信息的反射光；
图像传感器，用于透射所述入射光，并采集所述反射光，根据所述反射光获得指纹图像，所述图像传感器如权利要求13至权利要求30任意一项权利要求所述。
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