CN110391257B - 光学感测器及其形成方法 - Google Patents
光学感测器及其形成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110391257B CN110391257B CN201810689786.0A CN201810689786A CN110391257B CN 110391257 B CN110391257 B CN 110391257B CN 201810689786 A CN201810689786 A CN 201810689786A CN 110391257 B CN110391257 B CN 110391257B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- polymer material
- light
- optical sensor
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 153
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 269
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims abstract description 128
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 17
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 14
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1462—Coatings
- H01L27/14623—Optical shielding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1462—Coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
- H01L27/14645—Colour imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
- H01L27/14685—Process for coatings or optical elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1462—Coatings
- H01L27/14621—Colour filter arrangements
Landscapes
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
光学感测器包含光学层设置于基底上，以及遮光层设置于光学层上，其中遮光层包含第一开口，且第一开口部分地暴露光学层。光学感测器也包含高分子材料层填入第一开口内，其中高分子材料层的顶面高于遮光层的顶面。光学感测器还包含粘着层设置于遮光层和高分子材料层上，以及表面元件设置于粘着层上。
Description
技术领域
本发明涉及光学感测技术，特别涉及具有填入遮光层的开口内的高分子材料层的光学感测器。
背景技术
为了捕捉场景的彩色影像，光学感测器必须对广泛的光谱范围的光线具有敏感度。光学感测器对于自场景反射的光可产生反应，且能将光的强度转换为电子信号。光学感测器，例如电荷耦合元件(charge-coupled device，CCD)光学感测器，或者互补式金属氧化物半导体场效晶体管(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)光学感测器，一般具有将入射光转换为电子信号的光电转换区。此外，光学感测器具有传送和处理电子信号的逻辑电路。
现今，光学感测器广泛地应用于许多领域以及装置中，例如光感测器、近接(proximity)感测器、时差测距(time-of-flight，TOF)摄影机、光谱仪(spectrometer)、用于物联网(Internet of things，IOT)的智能感测器，以及先进驾驶辅助系统(advanceddriver assistance systems，ADAS)的感测器。
虽然现存的光学感测器已足够应付它们原先预定的用途，但它们仍未在各个方面皆彻底的符合要求，因此光学感测器目前仍有需克服的问题。
发明内容
一些光学感测器中，在光学层上设置遮光层，遮光层包含部分地暴露出光学层的至少一个开口，且光可在不受遮光层阻挡的状态下经由开口穿透至光学层。然而，当表面元件(component)通过粘着层贴附至遮光层上时，在粘着层与遮光层之间会产生气泡，且气泡容易困在开口的角落中。结果，在进行后续的热工艺之后，粘着层将因此而膨胀，使得光学感测器的光学折射率受到影响，且光学感测器的影像品质也会因此而衰退。
根据本公开的一些实施例，高分子材料层填入遮光层的开口内，且高分子材料层的顶面高于遮光层的顶面。换言之，高分子材料层自遮光层突出，且在高分子材料层的突出部之间形成多个通道(即排气槽(air vent))。因此，当表面元件通过粘着层贴附至遮光层上时，气体可通过气体通道排出。通过前述的设置，表面元件可在无任何气泡困于其间的状态下紧密地贴附至遮光层，进而使得光学感测器产生较佳的影像品质。
根据一些实施例，提供光学感测器。光学感测器包含光学层设置于基底上，以及遮光层设置于光学层上，其中遮光层包含第一开口，且第一开口部分地暴露光学层。光学感测器也包含高分子材料层填入第一开口内，其中高分子材料层的顶面高于遮光层的顶面。光学感测器还包含粘着层设置于遮光层和高分子材料层上，以及表面元件设置于粘着层上。
根据一些实施例，提供光学感测器。光学感测器包含光学层设置于基底上，以及遮光层设置于光学层上，其中遮光层包含第一开口阵列和第二开口阵列，且第一开口阵列和第二开口阵列部分地暴露光学层。光学感测器也包含第一高分子材料部分填入第一开口阵列内，以及第二高分子材料部分填入第二开口阵列内。光学感测器还包含粘着层设置于遮光层、第一高分子材料部分和第二高分子材料部分上，其中粘着层延伸至第一高分子材料部分与第二高分子材料部分之间，以及表面元件设置于粘着层上。
根据一些实施例，提供光学感测器的形成方法。光学感测器的形成方法包含在基底上形成光学层，以及在光学层上形成遮光层，其中遮光层包含第一开口和第二开口，且第一开口和第二开口部分地暴露光学层。光学感测器的形成方法也包含在光学层上形成高分子材料层，其中高分子材料层具有填入第一开口内的第一部分和填入第二开口内的第二部分，第一部分和第二部分自遮光层的顶面突出，且第一部分与第二部分之间具有空位。光学感测器的形成方法还包含在遮光层和高分子材料层上涂布粘着层，以及使用粘着层将表面元件贴附至高分子材料层上。
以下实施例配合说明书附图将提供更详细的说明。
附图说明
通过以下的详细说明配合说明书附图，我们能更加理解本发明的实施例，其中：
第1A-1B图显示形成光学感测器的比较例的示范连续工艺的剖面示意图；
第2A-2B图显示第1A-1B图中形成光学感测器的比较例的示范连续工艺的上视图，图1A是沿着图2A的线1-1’的剖面示意图，图1B是沿着图2B的线1-1’的光学感测器的比较例的剖面示意图；
第3A-3D图是根据本公开的一些实施例，显示形成光学感测器的示范连续工艺的剖面示意图；
第4A-4B图是根据本公开的一些实施例，显示形成光学感测器的示范连续工艺的剖面示意图；
第5A-5B图是根据本公开的一些实施例，显示与第3A-3B图的剖面示意图相应的上视图，图3A是沿着图5A的线3-3’的剖面示意图，图3B是沿着图5B的线3-3’的剖面示意图；
图6是根据本公开的一些实施例，显示与图4A的剖面示意图相应的上视图，图4A是沿着图6的线4-4’的剖面示意图；
图7A是根据本公开的一些实施例，显示光学感测器的上视图；
图7B是根据本公开的一些实施例，显示光学感测器的上视图；
图7C是根据本公开的一些实施例，显示光学感测器的上视图；
图7D是根据本公开的一些实施例，显示光学感测器的上视图；
图7E是根据本公开的一些实施例，显示光学感测器的上视图；以及
图7F是根据本公开的一些实施例，显示光学感测器的上视图。
附图标记说明：
100、200a、200b、200c、200d、200e、200f、200g、200h～光学感测器；
101～基底；
102～光电转换区；
103～光学层；
105～遮光层；
107～开口；
109～气泡；
110～粘着液滴；
110’～粘着材料；
111～粘着层；
113～表面元件；
115～高分子材料层；
117～亲水膜；
119～空位；
120～力量；
A～第一距离；
B～第二距离；
C1～第一中心；
C2～第二中心；
T1～第一T形剖面；
T2～第二T形剖面；
t1、t2～厚度；
D1、D2、D3、D4、D5、X1、X2、Y1、Y2、Y3～通道。
具体实施方式
以下描述为实行本发明实施例的详细方式，此描述内容是为了说明本发明实施例的基本概念，而非用于限定本发明的范围，本发明的保护范围当以所附权利要求为准。
第1A-1B图显示形成光学感测器100的比较例的示范连续工艺的剖面示意图。第2A-2B图显示第1A-1B图中形成光学感测器100的比较例的示范连续工艺的上视图，图1A是沿着图2A的线1-1’的剖面示意图，图1B是沿着图2B的线1-1’的光学感测器100的比较例的剖面示意图。
如第1A和2A图所示，光学层103位于基底101上，且遮光层105位于光学层103上。遮光层105具有多个开口107，这些开口107部分地暴露出光学层103。前述的开口107彼此不连接。参见图2A，开口107中的每一者皆由遮光层105完全围绕(enclose)。
接着，如第1B和2B图所示，通过粘着层111将表面元件113贴附至遮光层105。由于每一个开口107皆由遮光层105完全围绕，在粘着层111与遮光层105之间产生多个气泡109，这些气泡109困于开口107的角落。结果，在进行后续的热工艺之后，粘着层111将因此而膨胀，使得光学感测器100的光学折射率受到影响(例如偏离预期值)，且光学感测器100的影像品质也会因此而衰退。
第3A-3D图是根据本公开的一些实施例，显示形成光学感测器200a的示范连续工艺的剖面示意图。第5A-5B图是根据本公开的一些实施例，显示与第3A-3B图的剖面示意图相应的上视图，图3A是沿着图5A的线3-3’的剖面示意图，图3B是沿着图5B的线3-3’的剖面示意图。
参见图3A，在基底101上形成光学层103，且基底101具有多个光电转换区102。一些实施例中，基底101可为半导体基底，例如硅晶圆或芯片，且每一个光电转换区102可包含一个光电转换元件，例如光电二极管(photodiode，PD)。虽然图3A仅显示出两个光电转换区102，然而值得注意的是，基底101内的光电转换区102的数量可不受任何限制，且光电转换区102是由周边电路区(未示出)所环绕。
光电转换区102是形成于基底101的表面上。一些实施例中，将后续形成的光学感测器200a所需的各种导线的导线层和电子电路(未示出)形成于基底101的相对的表面上。
一些实施例中，光学层103可为具有一些导电层和介电层(例如层间介电(interlayer dielectric，ILD)层、金属间介电(inter-metal dielectric，IMD)层))于其中的材料结构，且光学层103内的导电层可为后续形成的光学感测器200a所需的导线结构。再者，光学层103可包含一些光可穿透的孔隙(aperture)，以及一些用于阻挡光的穿透的遮光层。
参见第3A和5A图，在光学层103上形成遮光层105。相似于第1A和2A图，遮光层105具有多个开口107，这些开口107部分地暴露出光学层103。前述的开口107彼此不连接。参见图5A，开口107中的每一者皆由遮光层105完全围绕。
明确而言，每一个开口107是与基底101内的每一个光电转换区102各自对齐。一些实施例中，遮光层105用于降低或避免由倾斜的入射光照射至后续形成的光学感测器200a上所导致的杂散光干扰(cross-talk)，进而改善光学感测器200a的敏感度。
一些实施例中，在环绕光电转换区102的周边电路区中，光学层103不被任何开口107暴露出来。在如此的情况下，后续在遮光层105上形成的高分子材料层115将延伸至周边电路区的边缘。
再参见第3A和5A图，在光学层103上形成填入开口107内的高分子材料层115。应注意的是，高分子材料层115的顶面高于遮光层105的顶面。亦即，高分子材料层115自遮光层105的顶面突出。
一些实施例中，高分子材料层115可由有机高分子(例如可流动式的光刻胶(flowable photoresist))制成，且高分子材料层115可通过沉积或涂布工艺，以及随后的图案化工艺以形成。图案化工艺包含光刻(photolithography)工艺和蚀刻工艺。
再者，由有机高分子制成的高分子材料层115允许全波段光谱(full-spectrum)或者在特定波长范围内的光穿透。若高分子材料层115是设计为可让全波长范围(即全波段光谱)内的光穿透，高分子材料层115可由透光的有机高分子制成。若高分子材料层115是设计为可让在特定波长范围内的光穿透，高分子材料层115可视装置的需求由红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片、青色(cyan)滤光片、洋红色(magenta)滤光片、黄色滤光片或红外线穿透滤光片制成。
一些其他的实施例中，若高分子材料层115并非设计为可让光穿透，高分子材料层115可由不透光的有机高分子制成。由于开口107与光电转换区102对齐，填入开口107内的高分子材料层115的部分也与光电转换区102对齐。
明确而言，高分子材料层115具有填入遮光层105内不同开口107的多个独立的突出部。任两个高分子材料层115的突出部彼此不相连且具有空位119于其间。一些实施例中，高分子材料层115具有独立的突出部更延伸至遮光层105上。如图3A所示，高分子材料层115的突出部具有间隔的T形剖面。
详细来说，高分子材料层115的突出部延伸至遮光层105上，使得靠近高分子材料层115填入的开口107的遮光层105部分是由高分子材料层115所覆盖。明确而言，参见图3A，高分子材料层115具有第一T形剖面T1和第二T形剖面T2，且第一T形剖面T1与第二T形剖面T2隔开。亦即，第一T形剖面T1和第二T形剖面T2为高分子材料层115的两个不连续的部分。
一些实施例中，在图5A的上视图中，第一T形剖面T1具有第一中心C1，且第二T形剖面T2具有第二中心C2。第一中心C1与第二中心C2之间具有第一距离A。再者，第一T形剖面T1与第二T形剖面T2之间具有第二距离B。第二距离B是第一T形剖面T1与第二T形剖面T2之间的最短距离。一些实施例中，第二距离B与第一距离A的比值在约15％至约85％的范围内。若第二距离B与第一距离A的比值小于15％或大于85％，困在遮光层105与后续形成的粘着层之间的气泡将无法有效地排出。
然而，一些其他的实施例中，高分子材料层115可不覆盖遮光层105，且遮光层105和高分子材料层115彼此并未重叠。
此外，如图5A所示，高分子材料层115的每一个突出部皆各自填入于一个开口107内。然而，在其他实施例中，高分子材料层115的每一个突出部皆可填入于不只一个开口107内，且可视实际工艺需求调整高分子材料层115的突出部的配置。
再者，光学层103由高分子材料层115和遮光层105完全覆盖。此外，遮光层105具有厚度t1，且高分子材料层115具有厚度t2。一些实施例中，厚度t2至少大于厚度t1，且厚度t2约小于厚度t1的1.5倍。举例而言，厚度t1约为1.5μm，且厚度t2约为2μm。
再参见图3A，可选择性地形成覆盖遮光层105和高分子材料层115的亲水膜117。明确而言，在遮光层105和高分子才材料层115上均匀地(conformally)形成亲水膜117，且亲水膜117延伸进入空位119内。一些实施例中，亲水膜117由无机材料制成。一些其他的实施例中，亲水膜117可由有机材料制成。
亲水膜117与后续形成的粘着层111(如图3B所示)之间的接触角(contact angle)小于高分子材料层115与粘着层111之间的接触角，且亲水膜117与粘着层111之间的接触角小于遮光层105与粘着层111之间的接触角。因此，通过亲水膜117的形成，可均匀地分散粘着层111，且可轻易地移除粘附在亲水膜117上的杂质。
参见图5A，高分子材料层115具有多个突出部，且高分子材料层115的突出部之间的空位119共同形成多个通道(即排气槽)。通道X1和X2平行于X轴，且通道Y1、Y2和Y3平行于Y轴。
一些实施例中，高分子材料层115的突出部具有相似的矩形的形状。虽然图5A仅显示出12个高分子材料层115的突出部，然而应注意的是，高分子材料层115的突出部的数量可不受任何限制。为了简化附图，亲水膜117并未显示于图5A中。
接着，参见第3B和5B图，在遮光层105和高分子材料层115上形成多个粘着液滴110。一些实施例中，粘着液滴110可为透光的胶。
然后，参见图3C，在粘着液滴110上设置表面元件113，且粘着液滴110结合形成粘着层111。一些实施例中，表面元件113为部分透光或完全透光。举例而言，若表面元件113是设计为可让全波长范围(即全波段光谱)内的光穿透，表面元件113可为完全透光。若表面元件113是设计为可让在特定波长范围内的光穿透，表面元件113可为部分透光，例如，表面元件113可包含紫外线(ultraviolet，UV)/红外线(infrared，IR)不可穿透(cut)滤光片、紫外线/红外线可穿透滤光片，或者窄频谱穿透(narrow band pass)滤光片(例如可让波长为850nm或940nm的光穿透)。表面元件113可由任何合适的材料制成，其材料可包含但不限于玻璃、塑胶、丙烯酸(acrylic)、蓝宝石(sapphire)或前述的组合。表面元件113的材料可视其光学现象做选择。此外，表面元件113可为单层或多层。
参见图3D，在放置表面元件113之后，均匀地对表面元件113施加力量120，使得困于粘着层111与遮光层105之间的气泡可通过空位119排出，且空位119由粘着层111完全填满。应注意的是，困于粘着层111与遮光层105之间的气泡可通过如图5A的上视图所示的通道X1、X2、Y1、Y2和Y3排出。当施加力量120之后，表面元件113通过粘着层111紧密地贴附至高分子材料层115，至此完成光学感测器200a。
再者，一些实施例中，高分子材料层115由粘着层111和遮光层105所环绕。由于粘着层111延伸进入高分子材料层115的突出部之间的空位119内，高分子材料层115的顶面高于粘着层111的最底面。
在光学感测器200a内，亲水膜117将粘着层111自遮光层105和高分子材料层115隔开，且粘着层111的底面高于遮光层105的顶面。一些其他的实施例中，若光学感测器200a内未形成亲水膜117，粘着层111的底面接触遮光层105的顶面。
第4A-4B图是根据本公开的一些实施例，显示形成光学感测器200b的示范连续工艺的剖面示意图。图6是根据本公开的一些实施例，显示与图4A的剖面示意图相应的上视图，图4A是沿着图6的线4-4’的剖面示意图。
光学感测器200b的元件相似于图3D的光学感测器200a的元件，为了简化在此便不重复。光学感测器200a的连续工艺与光学感测器200b的连续工艺之间的差异在于粘着层111的形成方法。继续图3A，如第4A和6图所示，通过毛细作用(capillary action)，自基底101的边缘在遮光层105、高分子材料层115与表面元件113之间涂布粘着材料110’。
明确而言，粘着材料110’在无外力协助的状态下，沿着X轴在亲水膜117与表面元件113之间流动。当粘着材料110’沿着X轴流动以在亲水膜117与表面元件113之间形成粘着层111的同时，困于粘着材料110’(或后续形成的粘着层111)与遮光层105之间的气泡可通过空位119排出，且空位119可由粘着层111完全填满。
应该注意的是，困于粘着材料110’与遮光层105之间的气泡可通过图6的上视图所示的通道X1、X2、Y1、Y2和Y3排出。结果，如图4B所示，完成光学感测器200b。此外，粘着材料110’的流动方向并未限于X轴。一些其他的实施例中，可自基底101的任何一个边缘提供粘着材料110’，且粘着材料110’可沿着任何一个方向流动。
图7A是根据本公开的一些实施例，显示光学感测器200c的上视图。光学感测器200c的元件相似于图3D的光学感测器200a的元件，为了简化在此便不重复。光学感测器200a与光学感测器200c之间的差异在于高分子材料层115的突出部在上视图中的形状。
参见图7A，高分子材料层115的突出部具有相似的圆形的形状。再者，高分子材料层115并未覆盖遮光层105的任何部分。因此，在图7A的上视图中，高分子材料层115的每一个突出部的面积相同于遮光层105内每一个开口107的面积。
图7B是根据本公开的一些实施例，显示光学感测器200d的上视图。光学感测器200d的元件相似于图3D的光学感测器200a的元件，为了简化在此便不重复。光学感测器200a与光学感测器200d之间的差异在于高分子材料层115的突出部在上视图中的形状。
参见图7B，高分子材料层115的突出部具有相似的圆形的形状。一些其他的实施例中，在同一个光学感测器内，高分子材料层115的每一个突出部的形状可彼此不相似。
图7C是根据本公开的一些实施例，显示光学感测器200e的上视图。光学感测器200e的元件相似于图3D的光学感测器200a的元件，为了简化在此便不重复。光学感测器200a与光学感测器200d之间的差异在于高分子材料层115的突出部在上视图中的配置。
参见图7C的上视图，沿着Y轴的同一行的高分子材料层115的突出部是彼此相连。明确而言，高分子材料层115有四个矩形的部分是互相平行地设置，且四个矩形的部分皆未延伸至遮光层105的边缘。结果，平行于Y轴的通道Y1、Y2和Y3是形成于高分子材料层115的四个矩形部分之间。
图7D是根据本公开的一些实施例，显示光学感测器200f的上视图。光学感测器200f的元件相似于图3D的光学感测器200a的元件，为了简化在此便不重复。光学感测器200a与光学感测器200f之间的差异在于高分子材料层115的突出部在上视图中的配置。
参见图7D的上视图，沿着X轴的同一列的高分子材料层115的突出部是彼此相连。明确而言，高分子材料层115有三个矩形的部分是互相平行地设置，且三个矩形的部分皆未延伸至遮光层105的边缘。结果，平行于X轴的通道X1和X2是形成于高分子材料层115的三个矩形部分之间。
图7E是根据本公开的一些实施例，显示光学感测器200g的上视图。光学感测器200g的元件相似于图3D的光学感测器200a的元件，为了简化在此便不重复。光学感测器200a与光学感测器200g之间的差异在于高分子材料层115的突出部在上视图中的配置。
参见图7E的上视图，在同一倾斜方向的高分子材料层115的突出部是彼此相连。一些实施例中，倾斜方向为自X轴正向绕顺时针旋转约22.5度至67.5度。明确而言，高分子材料层115有六个矩形的部分是互相平行地设置。结果，彼此互相平行的通道D1、D2、D3、D4和D5形成于高分子材料层115的六个矩形部分之间。
图7F是根据本公开的一些实施例，显示光学感测器200h的上视图。光学感测器200h的元件相似于图3D的光学感测器200a的元件，为了简化在此便不重复。光学感测器200a与光学感测器200h间的差异在于高分子材料层115的突出部在上视图中的配置。
参见图7F的上视图，在同一倾斜方向的高分子材料层115的突出部是彼此相连。一些实施例中，倾斜方向为自X轴正向绕逆时针旋转约22.5度至67.5度。明确而言，高分子材料层115有六个矩形的部分是互相平行地设置。结果，彼此互相平行的通道D1、D2、D3、D4和D5形成于高分子材料层115的六个矩形部分之间。
一些光学感测器中，在光学层上设置遮光层，遮光层包含部分地暴露出光学层的至少一个开口，且光可在不受遮光层阻挡的状态下经由开口穿透至光学层。然而，当表面元件通过粘着层贴附至遮光层上时，在粘着层与遮光层之间会产生气泡，且气泡容易困于开口的角落中。结果，在进行后续的热工艺之后，粘着层将因此而膨胀，使得光学感测器的光学折射率受到影响，且光学感测器的影像品质也会因此而衰退。
根据本公开的一些实施例，高分子材料层填入遮光层的开口内，且高分子材料层的顶面高于遮光层的顶面。换言之，高分子材料层自遮光层突出，且在高分子材料层的突出部之间形成多个通道(即排气槽)。因此，当表面元件通过粘着层贴附至遮光层上时，气体可通过气体通道排出。通过前述的设置，表面元件可在无任何气泡困于其间的状态下紧密地贴附至遮光层，进而使得光学感测器产生优选的影像品质。
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权利要求所界定为准。
Claims (11)
1.一种光学感测器，包括：
一光学层，设置于一基底上；
一遮光层，设置于该光学层上，其中该遮光层包括一第一开口，且该第一开口部分地暴露该光学层；
一高分子材料层，填入该第一开口内，其中该高分子材料层的一顶面高于该遮光层的一顶面；
一粘着层，设置于该遮光层和该高分子材料层上；以及
一表面元件，设置于该粘着层上。
2.如权利要求1所述的光学感测器，其中该高分子材料层覆盖该遮光层的一部分，且该高分子材料层由该粘着层和该遮光层所环绕，以及
其中该光学层由该高分子材料层和该遮光层完全覆盖。
3.如权利要求1所述的光学感测器，其中该高分子材料层在上视图中具有矩形或圆形的形状，且该高分子材料层的厚度小于该遮光层的厚度的1.5倍，以及
其中该高分子材料层的该顶面高于该粘着层的一底面。
4.如权利要求1所述的光学感测器，还包括：
一亲水膜，覆盖该遮光层和该高分子材料层，其中该亲水膜将该粘着层自该遮光层和该高分子材料层隔开。
5.如权利要求1所述的光学感测器，还包括：
一光电转换区，设置于该基底内，
其中该高分子材料层由透光的有机高分子、红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片、青色滤光片、洋红色滤光片、黄色滤光片或红外线穿透滤光片制成，且该高分子材料层与该光电转换区对齐，以及
其中该粘着层为透光的，且该表面元件为部分透光或完全透光。
6.一种光学感测器，包括：
一光学层，设置于一基底上；
一遮光层，设置于该光学层上，其中该遮光层包括一第一开口阵列和一第二开口阵列，且该第一开口阵列和该第二开口阵列部分地暴露该光学层；
一第一高分子材料部分，填入该第一开口阵列内；
一第二高分子材料部分，填入该第二开口阵列内；
一粘着层，设置于该遮光层、该第一高分子材料部分和该第二高分子材料部分上，其中该粘着层延伸至该第一高分子材料部分与该第二高分子材料部分之间；以及
一表面元件，设置于该粘着层上。
7.如权利要求6所述的光学感测器，其中该第一高分子材料部分平行于该第二高分子材料部分，且该第一高分子材料部分和该第二高分子材料部分是沿着该基底的一边缘的方向延伸。
8.如权利要求6所述的光学感测器，其中该第一高分子材料部分和该第二高分子材料部分延伸至该遮光层上，
其中该第一高分子材料部分具有一第一T形剖面，该第二高分子材料部分具有一第二T形剖面，且该第一T形剖面与该第二T形剖面隔开，
其中该第一T形剖面在一上视图中具有一第一中心，该第二T形剖面在该上视图中具有一第二中心，且该第一中心与该第二中心之间具有一第一距离，以及
其中该第一T形剖面与该第二T形剖面之间具有一第二距离，且该第二距离与该第一距离的比值在15％至85％的范围内。
9.一种光学感测器的形成方法，包括：
在一基底上形成一光学层；
在该光学层上形成一遮光层，其中该遮光层包括一第一开口和一第二开口，且该第一开口和该第二开口部分地暴露该光学层；
在该光学层上形成一高分子材料层，其中该高分子材料层具有填入该第一开口内的一第一部分和填入该第二开口内的一第二部分，该第一部分和该第二部分自该遮光层的顶面突出，且该第一部分与该第二部分之间具有一空位；
在该遮光层和该高分子材料层上涂布一粘着层；以及
使用该粘着层将一表面元件贴附至该高分子材料层上。
10.如权利要求9所述的光学感测器的形成方法，其中该高分子材料层延伸至该遮光层上，
其中该基底内具有一光电转换区，该高分子材料层对于全波段光谱或者在特定波长范围内的光为透光的，且该高分子材料层与该光电转换区对齐，以及
其中该粘着层是通过毛细作用，自该基底的一边缘涂布于该遮光层、该高分子材料层与该表面元件之间，使得困于该粘着层与该遮光层之间的气泡通过该空位排出。
11.如权利要求9所述的光学感测器的形成方法，还包括：
在涂布该粘着层之前，形成一亲水膜覆盖该遮光层和该高分子材料层；以及
对该表面元件均匀地施加一力量，使得困于该粘着层与该遮光层之间的气泡通过该空位排出。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/953,837 US10770496B2 (en) | 2018-04-16 | 2018-04-16 | Optical sensors and methods for forming the same |
| US15/953,837 | 2018-04-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110391257A CN110391257A (zh) | 2019-10-29 |
| CN110391257B true CN110391257B (zh) | 2021-09-07 |
Family
ID=68049457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810689786.0A Active CN110391257B (zh) | 2018-04-16 | 2018-06-28 | 光学感测器及其形成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10770496B2 (zh) |
| JP (1) | JP6681959B2 (zh) |
| CN (1) | CN110391257B (zh) |
| TW (1) | TWI664719B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111261649B (zh) * | 2020-01-21 | 2024-04-02 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 一种图像探测器 |
| US11538839B2 (en) * | 2020-11-10 | 2022-12-27 | Visera Technologies Company Limited | Solid-state image sensor including patterned structure for decreasing petal flares |
| JPWO2022168523A1 (zh) * | 2021-02-02 | 2022-08-11 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101427382A (zh) * | 2006-06-07 | 2009-05-06 | 住友电木株式会社 | 受光装置的制造方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080213927A1 (en) | 2007-03-02 | 2008-09-04 | Texas Instruments Incorporated | Method for manufacturing an improved resistive structure |
| JP5708025B2 (ja) * | 2011-02-24 | 2015-04-30 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器 |
| US8742525B2 (en) * | 2011-03-14 | 2014-06-03 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, method of manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus |
| KR20130049728A (ko) | 2011-11-04 | 2013-05-14 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 발광 모듈 및 발광 장치 |
| JP6089440B2 (ja) * | 2012-04-26 | 2017-03-08 | 株式会社ニコン | 撮像素子および撮像装置 |
| TWI587197B (zh) | 2012-06-27 | 2017-06-11 | 友達光電股份有限公司 | 光學式觸控面板及其製造方法以及光學式觸控顯示面板 |
| TWI831924B (zh) | 2014-04-25 | 2024-02-11 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | 顯示裝置及電子裝置 |
| JP2016072250A (ja) | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 発光装置、電子機器、及び照明装置 |
| US9709710B2 (en) * | 2015-03-06 | 2017-07-18 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Device including light blocking layer and method of patterning the light blocking layer |
| KR102341639B1 (ko) * | 2015-08-21 | 2021-12-21 | 삼성디스플레이 주식회사 | 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법 |
| US10573621B2 (en) * | 2016-02-25 | 2020-02-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Imaging system and manufacturing apparatus |
| US20190245011A1 (en) * | 2018-02-06 | 2019-08-08 | Innolux Corporation | Display device |
-
2018
- 2018-04-16 US US15/953,837 patent/US10770496B2/en active Active
- 2018-05-29 TW TW107118284A patent/TWI664719B/zh active
- 2018-06-28 CN CN201810689786.0A patent/CN110391257B/zh active Active
- 2018-10-12 JP JP2018193438A patent/JP6681959B2/ja active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101427382A (zh) * | 2006-06-07 | 2009-05-06 | 住友电木株式会社 | 受光装置的制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20190319059A1 (en) | 2019-10-17 |
| JP6681959B2 (ja) | 2020-04-15 |
| US10770496B2 (en) | 2020-09-08 |
| JP2019186516A (ja) | 2019-10-24 |
| CN110391257A (zh) | 2019-10-29 |
| TW201944585A (zh) | 2019-11-16 |
| TWI664719B (zh) | 2019-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100540421B1 (ko) | 반도체장치 및 그 제조방법 | |
| KR100790981B1 (ko) | 칼라필터, 칼라필터 어레이 및 그의 제조방법과 이미지센서 | |
| CN110391257B (zh) | 光学感测器及其形成方法 | |
| KR100751524B1 (ko) | 고체 촬상 소자 | |
| WO2010010652A1 (ja) | 固体撮像装置とその製造方法 | |
| WO2010001524A1 (ja) | 固体撮像素子、その製造方法、及び固体撮像装置 | |
| US10986293B2 (en) | Solid-state imaging device including microlenses on a substrate and method of manufacturing the same | |
| JP2008066702A (ja) | 固体撮像素子及びカメラ | |
| US9502460B2 (en) | Photoelectric conversion element and method of manufacturing the same | |
| KR100720509B1 (ko) | 이미지 센서 및 이의 제조 방법 | |
| US8395699B2 (en) | Solid-state imaging device, camera, electronic apparatus, and method for manufacturing solid-state imaging device | |
| JP2009080313A (ja) | カラーフィルタ、その製造方法、これを用いた固体撮像素子、およびその製造方法 | |
| JP2011171328A (ja) | 固体撮像素子およびその製造方法 | |
| US7989908B2 (en) | Image sensor and method for manufacturing the same | |
| US8183080B2 (en) | Image sensor and manufacturing method thereof | |
| US7919351B2 (en) | CMOS image sensor with multi-layered planarization layer and method for fabricating the same | |
| KR100937657B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| JP2007147738A (ja) | カラーフィルタ、その製造方法、これを用いた固体撮像素子、およびその製造方法 | |
| JP2005159200A (ja) | 固体撮像装置とその製造方法 | |
| JP2005033074A (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法 | |
| US7972891B2 (en) | Image sensor and method for manufacturing the same | |
| JP2011165791A (ja) | 固体撮像素子およびその製造方法 | |
| JP2011165923A (ja) | カラー固体撮像素子およびその製造方法 | |
| TWM641159U (zh) | 顏色與紅外光圖像感測器 | |
| KR100817711B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |