CN109003992A - 固态影像装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种固态影像装置，该装置具有感测区、接垫区以及介于感测区与接垫区之间的周边区。固态影像装置包含多个光电转换元件形成于半导体基底内且设置于感测区中，以及接合垫设置于半导体基底上且位于接垫区中。固态影像装置还包含微透镜层设置于半导体基底之上，微透镜层包含微透镜阵列位于感测区中以及第一虚设结构位于接垫区中，第一虚设结构包含多个第一微透镜元件设置成围绕接合垫所在的区域。此外，固态影像装置包含护膜顺应性地形成于微透镜层的顶面上。
Description
技术领域
本发明实施例涉及固态影像装置，且特别关于固态影像装置具有虚设结构的微透镜层。
背景技术
影像感测器已广泛地使用于各种摄像装置，例如摄影机、数码相机以及类似的摄像装置。一般而言，固态影像装置例如电荷耦合器件(charge-coupled device，CCD)感测器或互补式金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)感测器具有像是光电二极管(photodiodes)的光电转换器(photoelectric transducer)用来将光转换为电荷。光电二极管形成于半导体基底，例如硅芯片中，通过电荷耦合器件(CCD)型或互补式金属氧化物半导体(CMOS)型读取电路得到对应于光电二极管中所产生的光电子的信号电荷。
在固态影像装置中，光电二极管排列成像素(pixel)阵列。此外，固态影像装置具有微透镜阵列设置于光电二极管上方。微透镜阵列的每一个微透镜元件对齐每一个像素中相对应的光电二极管。通常在微透镜阵列上形成护膜，以在后续制程步骤的过程中保护微透镜元件，例如在影像装置的封装制程中，从晶圆切割为独立芯片时保护微透镜元件。
发明内容
固态影像装置通常通过使用多种材料层来制造，这些材料层可能是不兼容的。在固态影像装置中，护膜形成于微透镜阵列和微透镜下方层上，以保护微透镜元件。一般而言，护膜的材料与微透镜下方层的材料是不同且不兼容的。护膜与微透镜下方的膜层之间的不匹配可能会引起护膜破裂、脱层或其他损坏，因而降低固态影像装置的可靠度和功能性。
根据本发明实施例，固态影像装置具有微透镜层，此微透镜层具有围绕接合垫所在区域的虚设(dummy)结构。固态影像装置的这些实施例能防止微透镜层上的护膜破裂、脱层或遭受类似的损坏。因此，提升固态影像装置的可靠度和功能性。
在一些实施例中，提供固态影像装置。固态影像装置具有感测区、接垫区以及介于感测区与接垫区之间的周边区。固态影像装置包含半导体基底，以及多个光电转换元件形成于半导体基底内且设置于感测区中。固态影像装置还包含接合垫设置于半导体基底上且位于接垫区中。固态影像装置还包含微透镜层设置于半导体基底之上。微透镜层包含微透镜阵列以及第一虚设结构，微透镜阵列设置于感测区中，且第一虚设结构设置于接垫区中。第一虚设结构包含多个第一微透镜元件设置成围绕接合垫所在的区域。此外，固态影像装置包含护膜顺应性地形成于微透镜层的顶面上。
在一些实施例中，微透镜层还包含第二虚设结构设置于周边区中。第二虚设结构包含多个第二微透镜元件，且微透镜阵列包含多个第三微透镜元件。
在一些实施例中，微透镜阵列的每一个第三微透镜元件具有第三微透镜高度，第二虚设结构的每一个第二微透镜元件具有第二微透镜高度，且第三微透镜高度大于第二微透镜高度。此外，第一虚设结构的每一个第一微透镜元件具有第一微透镜高度，且第二微透镜高度大于第一微透镜高度。
在一些实施例中，每一个第一微透镜元件具有第一曲率半径，每一个第二微透镜元件具有第二曲率半径，且第一曲率半径大于第二曲率半径。此外，微透镜阵列的每一个第三微透镜元件中具有第三曲率半径，且第二曲率半径大于第三曲率半径。
附图说明
通过以下详细描述和范例配合所附图示，可以更加理解本发明实施例。为了使附图清楚显示，附图中各个不同的元件可能未依照比例绘制，其中：
图1是根据一些实施例，显示固态影像装置的微透镜层具有虚设结构围绕接合垫所在区域的平面示意图；
图2是根据一些实施例，显示在固态影像装置中微透镜层的各种微透镜元件的布局的局部平面示意图；
图3是根据一些实施例，显示固态影像装置沿着图1的线3-3’的局部剖面示意图；
图4是根据一些实施例，显示固态影像装置中微透镜阵列的第三微透镜元件的凸透镜主体、第二虚设结构的第二微透镜元件的凸透镜主体以及第一虚设结构的第一微透镜元件的凸透镜主体的各种剖面之间的关系；
图5是根据一些实施例，显示固态影像装置沿着图1的线5-5’的局部剖面示意图；
图6是根据一些实施例，显示固态影像装置沿着图1的线6-6’的局部剖面示意图；以及
图7是根据一些实施例，显示在形成开口以暴露出图3的固态影像装置中的接合垫之后，固态影像装置的局部剖面示意图。
附图标记说明：
100～固态影像装置；
100A～感测区；
100B～周边区；
100C～接垫区；
101～半导体基底；
101B～背侧表面；
101F～前侧表面；
103～光电转换元件；
105～接合垫；
107、123～介电层；
109～遮光层；
109E、113E～延伸部；
109P～分隔物；
111～平坦化层；
113～彩色滤光层；
113B～蓝色滤光组件；
113G～绿色滤光组件；
113R～红色滤光组件；
115～微透镜层；
115-1～第一微透镜元件；
115-2～第二微透镜元件；
115-3～第三微透镜元件；
115-f～平坦部；
115A～微透镜阵列；
115B～第二虚设结构；
115C～第一虚设结构；
117～护膜；
119～开口；
120～内连线层；
121～金属层；
122、124～导孔；
H1～第一微透镜高度；
H2～第二微透镜高度；
H3～第三微透镜高度；
P～像素；
P1～第一间距；
P2～第二间距；
P3～第三间距；
W1～第一底部宽度；
W2～第二底部宽度；
W3～第三底部宽度。
具体实施方式
参考图1，其显示根据一些实施例具有微透镜层115的固态影像装置100的平面示意图，其中微透镜层115具有第一虚设(dummy)结构115C和第二虚设结构115B。固态影像装置100具有感测区100A、接垫(pad)区100C以及介于感测区100A与接垫区100C之间的周边区100B。周边区100B围绕感测区100A，并且接垫区100C围绕周边区100B。固态影像装置100包含多个光电转换元件(未示出于图1)形成于半导体基底(未示出于图1)内且设置于感测区100A中。固态影像装置100还包含多个接合垫(bond pad)105设置于半导体基底上，且位于接垫区100C中。接合垫105用来连接外部电路组件(未示出)，并且通过内连线层(未示出于图1)电性耦接至光电转换元件。
根据本发明实施例，微透镜层115包含微透镜阵列115A、第一虚设结构115C以及第二虚设结构115B。第一虚设结构115C设置于接垫区100C中，且包含多个第一微透镜元件115-1，第一微透镜元件115-1设置成围绕接合垫105所在的区域。第二虚设结构115B设置于周边区100B中，且包含多个第二微透镜元件115-2。微透镜阵列115A设置于感测区100A中且包含多个第三微透镜元件115-3，第三微透镜元件115-3排成阵列。每一个第三微透镜元件115-3各自设置于固态影像装置100的一个像素中，并且每一个第三微透镜元件115-3中对应于一个独立的光电转换元件，以收集在各自的光电转换元件上的入射光。
图1显示第一虚设结构115C在接垫区100C中的布局的各种实施例，包含在接合垫105所在的区域周围以及在接合垫105的正上方。例如，如图1所示的在左边的接合垫105的区域中、在右边的接合垫105的区域中以及在下面的接合垫105的区域中的第一虚设结构115C的布局。在一些实施例中，在一个固态影像装置中所有接合垫105的区域中的第一虚设结构115C的布局皆相同。
在一些实施例中，第一虚设结构115C的第一微透镜元件115-1连续且规则地排列于接垫区100C中。第一微透镜元件115-1设置成围绕接合垫105所在的区域，并且还设置于接合垫105的正上方，如图1中左边的接合垫105的区域所示。
在一些其他实施例中，第一虚设结构115C的第一微透镜元件115-1连续且规则地排列于接合垫105所在区域以外的接垫区100C中。此外，第一虚设结构115C还包含平坦部115-f设置于接合垫105的正上方，如图1中右边的接合垫105的区域所示。平坦部115-f具有平坦的顶面，而非第一微透镜元件115-1的凸面轮廓。
在一些其他实施例中，第一虚设结构115C的第一微透镜元件115-1连续且规则地排列于接合垫105所在区域以外的接垫区100C中。此外，微透镜元件115-1不沿着接合垫105所在区域的边缘设置。第一虚设结构115C还包含平坦部115-f设置于接合垫105的正上方，且还延伸至接合垫105所在区域以外的区域，直到固态影像装置100的边缘，如图1中下面的接合垫105的区域所示。此外，平坦部115-f具有平坦的顶面，而非第一微透镜元件115-1的凸面轮廓。
在一些实施例中，第二虚设结构115B的第二微透镜元件115-2连续且规则地排列于周边区100B中。在这些实施例中，微透镜阵列115A的第三微透镜元件115-3、第二虚设结构115B的第二微透镜元件115-2以及第一虚设结构115C的第一微透镜元件115-1皆以相同间距排列。微透镜元件的间距是由一个微透镜元件的凸透镜主体的底部宽度和两个相邻的微透镜元件之间的距离相加在一起定义。如果两个相邻的微透镜元件紧密设置且没有间隔，则微透镜元件的间距等于一个微透镜元件的凸透镜主体的底部宽度。
参考图2，其显示根据一些其他实施例固态影像装置100中的微透镜层115的第一微透镜元件115-1、第二微透镜元件115-2及第三微透镜元件115-3的布局的局部平面示意图。在这些实施例中，微透镜阵列115A的第三微透镜元件115-3如前述排成阵列。第二虚设结构115B的第二微透镜元件115-2不连续且随机地排列于周边区100B中。另外，第一虚设结构115C的第一微透镜元件115-1不连续且随机地排列于接垫区100C中。此外，在这些实施例中，第一虚设结构115C的第一微透镜元件115-1仍设置成围绕接合垫105所在的区域。
参考图3，其显示根据一些实施例固态影像装置100沿着图1的线3-3’的局部剖面示意图。固态影像装置100包含半导体基底101。半导体基底101的材料包含硅、锗、硅锗合金或其他化合物半导体材料，例如砷化镓或砷化铟。在一些实施例中，半导体基底101可以是绝缘体上的半导体(semiconductor-on-insulator，SOI)基底。多个光电转换元件103例如光电二极管形成于半导体基底101内，并且光电转换元件103设置成靠近半导体基底101的背侧表面101B。每一个光电转换元件103设置于固态影像装置100的一个独立像素P中。
在一些实施例中，固态影像装置100是背照式(back-side illumination，BSI)影像感测器。例如背照式互补金属氧化物半导体影像感测器(BSI-typed CIS)。在背照式影像感测器中，内连线层120形成于半导体基底101的前侧表面101F上且设置于半导体基底101下方，如图3所示。内连线层120包含数个金属层121以及数个导孔(via)122设置于数个介电层123中。金属层121通过导孔122彼此电性连接。
在背照式影像感测器中，接合垫105形成于半导体基底101的背侧表面101B上，并且接合垫105通过形成于半导体基底101中的导孔124电性耦合至内连线层120。照射在背照式影像感测器上的入射光在不穿透内连线层120的情况下到达光电转换元件103。
在一些其他实施例中，固态影像装置100是前照式(front-side illumination，FSI)影像感测器，例如前照式互补金属氧化物半导体影像感测器(FSI-typed CIS)。在前照式影像感测器中，内连线层120的位置调换成设置于半导体基底101上方，内连线层120也是设置在接合垫105与半导体基底101之间。在一些实施例中，接合垫105直接接触内连线层120的导孔，以形成电性连接。照射在前照式影像感测器上的入射光穿透内连线层120，然后到达光电转换元件103。
继续参考图3，在一些实施例中，介电层107形成于半导体基底101上且覆盖接合垫105。介电层107可由与内连线层120的介电层123相同的材料制成。在一些实施例中，遮光层109形成于半导体基底之上且位于介电层107上。遮光层109可由金属制成，并且包含由多个分隔物109P组成的金属网格。遮光层109的金属网格具有多个方格，并且金属网格的每一个方格对应于固态影像装置100的一个独立像素P。此外，遮光层109包含延伸部109E，此延伸部109E从金属网格延伸至周边区100B与接垫区100C之间的边界。换言之，遮光层109的边缘对齐周边区100B与接垫区100C之间的边界。
接着，在一些实施例中，平坦化层111形成于遮光层109上且填充金属网格的方格间隙。平坦化层111更设置于介电层107上，且覆盖接垫区100C中的接合垫105。平坦化层111提供平坦的顶面用于后续制程。
继续参考图3，在一些实施例中，彩色滤光层113形成于平坦化层111上。彩色滤光层113包含多个彩色滤光组件，例如红色滤光组件113R、绿色滤光组件113G及蓝色滤光组件113B。在其他实施例中，彩色滤光组件具有其他色彩，并且这些色彩可以采用其他排列方式排列。在感测区100A中，红色滤光组件113R、绿色滤光组件113G及蓝色滤光组件113B中的每一个独立地对应于固态影像装置100的每一个像素P中的一个光电转换元件103。此外，彩色滤光层113包含延伸部113E设置于周边区100B和接垫区100C中。延伸部113E覆盖遮光层109的延伸部109E和接合垫105。彩色滤光层113的延伸部113E由红色滤光组件113R、绿色滤光组件113G或蓝色滤光组件113B的材料制成。
在一些其他实施例中，遮光层109与彩色滤光层113形成在相同的水平高度上。遮光层109的分隔物109P设置于红色滤光组件113R、绿色滤光组件113G及蓝色滤光组件113B之间。在这些实施例中，可以省略平坦化层111。
接着，在一些实施例中，微透镜层115形成于彩色滤光层113上。微透镜层115包含微透镜阵列115A设置于感测区100A中、第二虚设结构115B设置于周边区100B中，以及第一虚设结构115C设置于接垫区100C中。第一虚设结构115C包含多个第一微透镜元件115-1以第一间距P1排列。第二虚设结构115B包含多个第二微透镜元件115-2以第二间距P2排列。微透镜阵列115A包含多个第三微透镜元件115-3以第三间距P3排列。在一些实施例中，第一间距P1、第二间距P2和第三间距P3皆相等。此外，每一个第三微透镜元件115-3设置于固态影像装置100的一个独立像素P中，且对应至于一个各自的光电转换元件103。
在图3的实施例中，第一虚设结构115C的第一微透镜元件115-1不仅围绕接合垫105所在的区域，还设置于接合垫105的正上方。此外，第一微透镜元件115-1设置于固态影像装置100的边缘。再者，在一些实施例中，第一虚设结构115C的顶端低于第二虚设结构115B的顶端。第二虚设结构115B的顶端低于微透镜阵列115A的顶端。
接着，护膜(passivation film)117顺应性(conformally)形成于微透镜层115的顶面上。在一些实施例中，护膜117是化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)膜。化学气相沉积的护膜117的材料包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或前述的组合。护膜117连续地覆盖设置于接垫区100C中的第一微透镜元件115-1、设置于周边区100B中的第二微透镜元件115-2及设置于感测区100A中的第三微透镜元件115-3。依据微透镜层115的第一虚设结构115C和第二虚设结构115B的设置，其能够防止护膜117破裂、脱层或遭受相关的损坏，这是因为护膜117与微透镜下方层例如彩色滤光层113或平坦化层111之间的不匹配不存在于固态影像装置100的周边区100B和接垫区100C中。
图4是根据一些实施例，显示微透镜阵列115A的第三微透镜元件115-3的凸透镜主体、第二虚设结构115B的第二微透镜元件115-2的凸透镜主体及第一虚设结构115C的第一微透镜元件115-1的凸透镜主体的各种剖面的间的关系。如图4所示，第三微透镜元件115-3具有第三微透镜高度H3和第三底部宽度W3。在一些实施例中，当第三微透镜元件115-3紧密排列时，第三底部宽度W3等于第三间距P3(如图3所示)。此外，第三微透镜元件115-3具有第三曲率半径(称作ROC-3，未示出)，其等于第三圆(称作C3，未显示)的半径，第三圆的一段弧线(arc)来自于第三微透镜元件115-3的凸透镜主体的轮廓。
继续参考图4，第二微透镜元件115-2具有第二微透镜高度H2和第二底部宽度W2。在一些实施例中，当第二微透镜元件115-2紧密排列时，第二底部宽度W2等于第二间距P2(如图3所示)。此外，第二微透镜元件115-2具有第二曲率半径(称作ROC-2，未示出)，其等于第二圆(称作C2，未显示)的半径，第二圆的一段弧线来自于第二微透镜元件115-2的凸透镜主体的轮廓。
继续参考图4，第一微透镜元件115-1具有第一微透镜高度H1和第一底部宽度W1。在一些实施例中，当第一微透镜元件115-1紧密排列时，第一底部宽度W1等于第一间距P1(如图3所示)。此外，第一微透镜元件115-1具有第一曲率半径(称作ROC-1，未示出)，其等于第一圆(称作C1，未显示)的半径，第一圆的一段弧线来自于第一微透镜元件115-1的凸透镜主体的轮廓。
根据这些实施例，微透镜阵列115A的第三微透镜元件115-3的第三曲率半径(ROC-3)小于第二虚设结构115B的第二微透镜元件115-2的第二曲率半径(ROC-2)。此外，第二虚设结构115B的第二微透镜元件115-2的第二曲率半径(ROC-2)小于第一虚设结构115C的第一微透镜元件115-1的第一曲率半径(ROC-1)。再者，微透镜阵列115A的第三微透镜元件115-3的第三微透镜高度H3高于第二虚设结构115B的第二微透镜元件115-2的第二微透镜高度H2。此外，第二微透镜高度H2高于第一虚设结构115C的第一微透镜元件115-1的第一微透镜高度H1。再者，第一微透镜元件115-1的第一底部宽度W1、第二微透镜元件115-2的第二底部宽度W2以及第三微透镜元件115-3的第三底部宽度W3具有相同尺寸。
依据前述微透镜阵列115A的第三微透镜元件115-3、第二虚设结构115B的第二微透镜元件115-2及第一虚设结构115C的第一微透镜元件115-1之间在微透镜高度和曲率半径上的关系，第二虚设结构115B和第一虚设结构115C能够防止护膜117破裂、脱层或遭受相关的损坏。此外，相较于在接垫区或周边区中没有虚设结构的固态影像装置，本发明实施例的固态影像装置100能有效地避免周边区100B与接垫区100C中的护膜117发生破裂、脱层和相关的损坏，特别是在接合垫105所在区域的周围。因此，提升本发明实施例的固态影像装置的可靠度和功能性。
在一些实施例中，微透镜阵列115A、第二虚设结构115B和第一虚设结构115C的各种微透镜元件可由在彩色滤光层113上涂布一层透镜材料层来形成。透镜材料层可以是感光且透明的有机高分子材料，或者是透明的无机材料。然后，将透镜材料层图案化，由上视角度观的，在感测区100A、周边区100B和接垫区100C中形成多个具有不同尺寸的片段部分。由感光且透明的有机高分子材料制成的透镜材料层可通过曝光和显影制程而图案化。由透明的无机材料制成的透镜材料层可通过在透镜材料层上设置硬遮罩作为蚀刻遮罩进行蚀刻而图案化。
在一些实施例中，由上视角度观之，在烘烤(baking)之前，感测区100A中的透镜材料层的片段部分的尺寸小于周边区100B中的透镜材料层的片段部分的尺寸。此外，由上视角度观之，在烘烤之前，周边区100B中的透镜材料层的片段部分的尺寸小于接垫区100C中的透镜材料层的片段部分的尺寸。接着，通过烘烤透镜材料层的片段部分发生回流(reflow)，形成第一虚设结构115C的第一微透镜元件115-1、第二虚设结构115B的第二微透镜元件115-2及微透镜阵列115A的第三微透镜元件115-3。
参考图5，其显示根据一些实施例固态影像装置100沿着图1的线5-5’的局部剖面示意图。图5与图3的固态影像装置100之间的差异在于，图5的固态影像装置100的第一虚设结构115C具有平坦部115-f，平坦部115-f取代图3的固态影像装置100的第一虚设结构115C的一部分的第一微透镜元件115-1。如图5所示，第一虚设结构115C的平坦部115-f设置于接合垫105的正上方。在图5的实施例中，第一虚设结构115C还具有第一微透镜元件115-1设置成围绕接合垫105所在的区域。此外，除了平坦部115-f的外，图5中的固态影像装置100的其他元件与图3中的固态影像装置100的那些元件相同。在图5的固态影像装置100中，微透镜阵列115A、第二虚设结构115B及第一虚设结构115C的各种微透镜元件之间在微透镜高度和曲率半径上的关系亦与图3中的固态影像装置100的微透镜阵列115A、第二虚设结构115B以及第一虚设结构115C的各种微透镜元件之间的关系相同。
在一些实施例中，平坦部115-f的顶端与第一微透镜元件115-1的顶端齐平。在一些其他实施例中，平坦部115-f的顶端稍微低于或高于第一微透镜元件115-1的顶端。此外，护膜117连续且顺应性地形成于第一微透镜元件115-1和平坦部115-f的顶表面上。
因此，图5的固态影像装置100也能有效地防止接垫区100C中的护膜117发生破裂、脱层以及相关的损坏，特别是在接合垫105所在区域的周围。因此，提升本发明实施例的固态影像装置的可靠度和功能性。
参考图6，其显示根据一些实施例固态影像装置100沿着图1的线6-6’的局部剖面示意图。图6与图5的固态影像装置100之间的差异在于，图6的第一虚设结构115C的平坦部115-f不仅设置于接合垫105的正上方，还延伸至接合垫105所在区域以外的区域，直到半导体基底101的边缘。如第1和6图所示，在这些实施例中，除了平坦部115-f的侧边对齐半导体基底101的边缘之外，第一虚设结构115C还具有第一微透镜元件115-1设置成围绕接合垫105所在的区域。在图6的固态影像装置100中，除了平坦部115-f之外，其他元件与图3中的固态影像装置100的那些元件相同。此外，在图6的固态影像装置100中，微透镜阵列115A、第二虚设结构115B以及第一虚设结构115C的各种微透镜元件之间在微透镜高度以及曲率半径上的关系皆与图3中的固态影像装置100的微透镜阵列115A、第二虚设结构115B以及第一虚设结构115C的各种微透镜元件之间的关系相同。图6中的固态影像装置100的平坦部115-f可由与图5的实施例中的平坦部115-f相同的材料和制程来制成。
在一些实施例中，图6的固态影像装置100中的平坦部115-f的顶端与第一微透镜元件115-1的顶端其平。在一些其他实施例中，图6的固态影像装置100中的平坦部115-f的顶端稍微低于或稍微高于第一微透镜元件115-1的顶端。此外，护膜117连续且顺应性地形成于第一微透镜元件115-1和平坦部115-f的顶表面上。
因此，图6的固态影像装置100也能有效地防止接垫区100C中的护膜117发生破裂、脱层以及遭受相似的损坏，特别是在接合垫105所在区域的周围。因此，提升本发明实施例的固态影像装置的可靠度和功能性。
参考图7，其显示根据一些实施例，图3的固态影像装置100在形成开口119以暴露出接合垫105之后，固态影像装置100的局部剖面示意图。此外，在一些其他实施例中，也可在第5和6图的固态影像装置100中形成类似于开口119的开口，以暴露出接合垫105。在第5和6图的固态影像装置100中形成开口暴露出接合垫105后，其围绕上述开口的微透镜层115的部分的剖面图与图7的固态影像装置100中的微透镜层115的剖面图不同。根据这些实施例，在护膜117来形成于微透镜层115的微透镜阵列115A、第二虚设结构115B及第一虚设结构115C上之后，通过蚀刻部分的护膜117、微透镜层115、彩色滤光层113、平坦化层111以及介电层107形成开口119，以暴露出接合垫105。换言之，在接合垫105上方形成前述多层结构以制造固态影像装置100的过程中，没有开口暴露出接合垫105。因为没有开口暴露出接合垫105，其提供平顺的表面形貌来制造固态影像装置100的前述多层结构于半导体基底101上。因此，固态影像装置100的这些实施例能有效地防止护膜117破裂、脱层以及遭受相关的损坏，特别是在接垫区100C中。
根据本发明实施例，固态影像装置的微透镜层包含第一和第二虚设结构分别设置于接垫区和周边区中。第一和第二虚设结构与微透镜阵列整合以形成微透镜层，此微透镜层能防止沉积于其上的护膜发生破裂、脱层以及经历相关的损坏，特别是在接垫区。因此，提升本发明实施例的固态影像装置的可靠度和功能性。
再者，根据本发明实施例，在接合垫之上形成前述多层结构以制造固态影像装置的过程中，没有开口暴露出接合垫。因此，这样的实施方式能提供平顺的表面形貌来制造半导体基底上的固态影像装置的多层结构。因此，更提升固态影像装置的实施例的制造品质。
虽然本发明已公开优选实施例如上，然其并非用以限定本发明，在此技术领域中技术人员当可了解，在不脱离本发明的构思和范围内，当可做些许变动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定为准。
Claims (10)
1.一种固态影像装置，具有一感测区、一接垫区及一周边区位于该感测区与该接垫区之间，该固态影像装置包括：
一半导体基底；
多个光电转换元件，设置于该半导体基底内且位于该感测区中；
一接合垫，设置于该半导体基底上且位于该接垫区中；
一微透镜层，包含一微透镜阵列及一第一虚设结构，设置于该半导体基底之上，其中该微透镜阵列设置于该感测区中，该第一虚设结构设置于该接垫区中，且该第一虚设结构包含多个第一微透镜元件设置成围绕该接合垫的一区域；以及
一护膜，顺应性地形成于该微透镜层的一顶面上。
2.如权利要求1所述的固态影像装置，其中所述第一微透镜元件还设置于该接合垫的正上方，或者其中该第一虚设结构还包含一平坦部设置于该接合垫的正上方，且该护膜顺应性地形成于该平坦部上。
3.如权利要求1所述的固态影像装置，其中该微透镜层还包含一第二虚设结构设置于该周边区中，该第二虚设结构包含多个第二微透镜元件，且该微透镜阵列包含多个第三微透镜元件。
4.如权利要求3所述的固态影像装置，其中该微透镜阵列的所述第三微透镜元件中的每一个具有一第三微透镜高度，该第二虚设结构的所述第二微透镜元件中的每一个具有一第二微透镜高度，且该第三微透镜高度大于该第二微透镜高度，以及该第一虚设结构的所述第一微透镜元件中的每一个具有一第一微透镜高度，且该第二微透镜高度大于该第一微透镜高度。
5.如权利要求3所述的固态影像装置，其中所述第一微透镜元件中的每一个具有一第一曲率半径，所述第二微透镜元件中的每一个具有一第二曲率半径，且该第一曲率半径大于该第二曲率半径，以及该微透镜阵列的所述第三微透镜元件中的每一个具有一第三曲率半径，且该第二曲率半径大于该第三曲率半径。
6.如权利要求3所述的固态影像装置，其中该微透镜阵列的顶端高于该第二虚设结构的顶端，且该第二虚设结构的顶端高于该第一虚设结构的顶端，以及该微透镜阵列的所述第三微透镜元件、该第二虚设结构的所述第二微透镜元件及该第一虚设结构的所述第一微透镜元件皆以相同的间距排列。
7.如权利要求1所述的固态影像装置，其中该护膜为一化学气相沉积膜，该化学气相沉积膜的材料包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或前述的组合，且该护膜连续地覆盖该感测区、该周边区及该接垫区。
8.如权利要求1所述的固态影像装置，还包括：
一彩色滤光层，设置于该半导体基底与该微透镜层之间；
一介电层，设置于该彩色滤光层与该半导体基底之间；以及
一开口，穿过该护膜、该微透镜层、该彩色滤光层和该介电层，以暴露出该接合垫。
9.如权利要求8所述的固态影像装置，还包括：
一遮光层，设置于该半导体基底上且位于该感测区和该周边区中，其中该遮光层具有一边缘对齐该周边区与该接垫区之间的一边界，该遮光层包括一金属网格，且该金属网格的每一个方格对应于该固态影像装置的一个独立像素；以及
一平坦化层，设置于该遮光层与该彩色滤光层之间，且该开口还穿过该平坦化层。
10.如权利要求1所述的固态影像装置，其中该第一虚设结构还包含一平坦部设置于该接合垫的正上方，且延伸至该接合垫的该区域以外的一区域，直到该半导体基板的一边缘，且该护膜顺应性地形成于该平坦部上，且该固态影像装置还包括一内连线层，设置于该半导体基底下方，或设置于该半导体基底与该接合垫之间，其中该接合垫电性连接至该内连线层。
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