CN112397528B - 光学感测滤光器及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光学感测滤光器及其形成方法。此光学感测滤光器包括具有主动区以及感测区的基板、设置在基板的感测区中的光电二极管、以及设置在光电二极管之上的滤光片结构。此滤光片结构包括设置在光电二极管之上的第一滤光片堆迭以及设置在第一滤光片堆迭之上的第二滤光片堆迭。第一滤光片堆迭包括设置在光电二极管之上的第一黏着层、设置在第一黏着层之上的第一金属层、以及设置在第一金属层之上的第一绝缘层。第二滤光片堆迭包括设置在第一绝缘层之上的第二黏着层、设置在第二黏着层之上的第二金属层、以及设置在第二金属层之上的第二绝缘层。
Description
技术领域
本发明实施例是关于光学感测滤光器，且特别是有关于一种具有共振结构的光学感测滤光器。
背景技术
随着数字科技的发展，光学感测滤光器变得更广泛地被运用于社会。在移动装置(例如，汽车)中，为了提高安全性，常会搭载光学感测滤光器。举例来说，可以搭载环境光感测器来检测环境中可见光的亮度，以感测环境变化及交通号志灯，并提醒使用者或使汽车做出相应反应。亦可搭载近接感测器来检测物体靠近程度，当行人或其他车辆太过靠近使用者时，可以发出警示音来提醒使用者。或者，当前方车辆紧急停止时，可令汽车即时做出反应，避免使用者发生车祸，增进行车安全。
然而，虽然现有光学感测滤光器大致上合乎其预期目的，但并非在所有方面都完全令人满意，仍需进一步改良，以提升产品的良品率及可靠度。
发明内容
本发明实施例提供一种光学感测滤光器。此光学感测滤光器包括具有主动区以及感测区的基板、设置在基板的感测区中的光电二极管、以及设置在光电二极管之上的滤光片结构。此滤光片结构包括设置在该光电二极管之上的第一滤光片堆迭以及设置在第一滤光片堆迭之上的第二滤光片堆迭。第一滤光片堆迭包括设置在光电二极管之上的第一黏着层、设置在第一黏着层之上的第一金属层、以及设置在第一金属层之上的第一绝缘层。第二滤光片堆迭包括设置在该第一绝缘层之上的第二黏着层、设置在第二黏着层之上的第二金属层、以及设置在第二金属层之上的第二绝缘层。
本发明实施例亦提供一种光学感测滤光器的形成方法。此方法包括提供具有主动区及感测区的基板、在基板的感测区中形成光电二极管、以及在光电二极管之上形成滤光片结构。形成滤光片结构的步骤包括在光电二极管之上形成第一滤光片堆迭以及在第一滤光片堆迭之上形成第二滤光片堆迭。形成该第一滤光片堆迭的步骤包括在光电二极管之上形成第一黏着层、在第一黏着层之上形成第一金属层、以及在第一金属层之上形成第一绝缘层。形成第二滤光片堆迭的步骤包括在第一绝缘层之上形成第二黏着层、在第二黏着层之上形成第二金属层、以及在第二金属层之上形成第二绝缘层。
以下的实施例与所附的参考图式将提供详细的描述。
附图说明
以下将配合所附图式详述本发明的一些实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，各种部件并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本发明实施例的部件。
图1A-图1F是根据一些实施例，绘示出用于形成图1F的光学感测滤光器的示例方法的各个中间阶段的剖面示意图。
图2A-图2C是根据一些实施例，绘示出用于形成图2C的光学感测滤光器的示例方法的各个中间阶段的剖面示意图。
附图标记：
10、20～光学感测滤光器
100～基板
100A～主动区
100B～感测区
102～金属间介电层
200～光电二极管
202～保护层
300～滤光片结构
302A、302B～滤光片堆迭
304A、304B～黏着层
306A、306B～金属层
308A、308B～绝缘层
400～晶体管
404～闸极结构
406～源极/漏极区
500～金属间介电层
502A、502B、502C～引线孔
504A、504B、504C～导电层
具体实施方式
以下的揭示内容提供许多不同的实施例或范例，以展示本发明实施例的不同部件。以下将揭示本说明书各部件及其排列方式的特定范例，用以简化本揭露叙述。当然，这些特定范例并非用于限定本揭露。例如，若是本说明书以下的发明内容叙述了将形成第一部件于第二部件之上或上方，即表示其包括了所形成的第一及第二部件是直接接触的实施例，亦包括了尚可将附加的部件形成于上述第一及第二部件之间，则第一及第二部件为未直接接触的实施例。此外，本揭露说明中的各式范例可能使用重复的参照符号及/或用语。这些重复符号或用语的目的在于简化与清晰，并非用以限定各式实施例及/或所述配置之间的关系。
再者，为了方便描述图式中一元件或部件与另一(些)元件或部件的关系，可使用空间相对用语，例如「在…之下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」及诸如此类用语。除了图式所绘示的方位外，空间相对用语亦涵盖使用或操作中的装置的不同方位。当装置被转向不同方位时(例如，旋转90度或者其他方位)，则其中所使用的空间相对形容词亦将依转向后的方位来解释。应可理解的是，于本发明实施例所述的方法之前、之中、及/或之后可提供额外的操作，且在方法的其他实施例中，可替换或省略一些所述的操作。
在此，「约」、「大约」、「大抵」之用语通常表示在一给定值或范围的20％之内，较佳是10％之内，且更佳是5％之内，或3％之内，或2％之内，或1％之内，或0.5％之内。应注意的是，说明书中所提供的数量为大约的数量，亦即在没有特定说明「约」、「大约」、「大抵」的情况下，仍可隐含「约」、「大约」、「大抵」的含义。
此处描述示例方法及结构的一些变化。本领域技术人员将可容易理解在其他实施例的范围内可做其他的修改。虽然讨论的一些方法实施例以特定顺序进行，各式其他方法实施例可以另一合乎逻辑的顺序进行，且可包括少于或多于此处讨论的步骤。在一些图示中，其中所示的一些组件或部件的元件符号可被省略，以避免与其他组件或部件混淆；此是为了便于描绘此些图示。
本发明实施例提供一种光学感测滤光器及其形成方法，特别适用于包括共振结构(resonator structure)的光学感测滤光器。在车用光学感测滤光器中，为了提高使用上的安全性，需通过较高温度且长时间(例如，270℃、12小时)的可靠度测试。然而，由于共振结构中的绝缘材料及导电材料之间的热膨胀系数差异较大，在热制造工艺或可靠度测试期间，容易于接面处发生爆米花(popping)效应或材料层剥离(peeling)导致元件不良或失效。在本发明一些实施例中，藉由形成重复的多个滤光片堆迭来形成包括共振结构的滤光片结构，可以避免因材料层间热膨胀系数差异太大而导致的缺陷，进而提升光学感测滤光器的可靠度以及制造工艺良品率。
图1A-图1F是根据一些实施例，绘示出用于形成图1F的光学感测滤光器10的示例方法的各个中间阶段的剖面示意图。
图1A根据本发明实施例绘示出形成半导体装置10的方法的起始步骤。如图1A所示，提供基板100。在一实施例中，上述基板100可为硅基板、硅锗(silicon germanium,SiGe)基板、化合物半导体(compound semiconductor)基板、块状半导体(bulksemiconductor)基板、绝缘体上覆半导体(semiconductor-on-insulator,SOI)基板或类似基板，其可为掺杂(例如，使用p-型或n-型掺质)或未掺杂。
在一些实施例中，基板100可包含各种隔离部件(未绘示)，用以定义主动区及感测区，并电性隔离基板100之中/之上的主动区元件及感测区元件。在一些实施例中，隔离部件包含浅沟槽隔离(shallow trench isolation，STI)部件、局部硅氧化(local oxidationof silicon，LOCOS)部件、其他合适的隔离部件、或上述的组合。
接着，如图1A所示，在一些实施例中，在基板100中形成光电二极管(photodiode)200。光电二极管200可与信号处理电路(signal process circuitry)(未绘示)连接。在一些实施例中，光电二极管200可包含P型半导体层、本质层(intrinsic layer)、以及N型半导体层的三层结构的光电材料(photoelectric material)，本质层吸收光以产生出激子(exciton)，并且激子会在P型半导体层及N型半导体层的接面分成电子与空穴，进而产生电流信号。接着，通过信号处理电路处理上述电流信号。
图1B绘示出保护层202的形成，保护层202对应于光电二极管200。保护层108可以用来保护接下来形成的共振结构(resonator structure)(将详述于后)。在一些实施例中，保护层202可以为或包括介电材料或绝缘材料，例如氧化物、氮化物、其他适合的高介电常数(high-k)介电材料、或上述组合。举例来说，保护层202可以为或包括二氧化硅、氧化铪、氧化锆、氧化铝、氮氧化硅、二氧化铪-氧化铝合金(hafnium dioxide-alumina alloy)、氧化铪硅(hafnium silicon oxide)、氧氮化铪硅(hafnium silicon oxynitride)、氧化钽铪(hafnium tantalum oxide)、氧化铪钛(hafnium titanium oxide)、氧化铪锆(hafniumzirconium oxide)、其他合适的材料、或上述组合。在一些实施例中，保护层202的厚度在约20奈米至约1000奈米的范围，举例来说，约600奈米。在一特定实施例中，保护层202包括厚度在约40奈米至约300奈米的氮化硅(SiN)。
在一些实施例中，可以藉由沉积制造工艺以及图案化制造工艺来形成保护层202。举例来说，可以藉由沉积制造工艺在基板100及发光二极管200上形成沉积的材料层。在一些实施例中，图案化制造工艺包括在沉积的材料层上形成图案化遮罩层(未绘示)，然后刻蚀沉积的材料层未被图案化遮罩层覆盖的部分，并且形成保护层202。
接着，如图1C所示，在保护层202之上形成黏着层304A。黏着层304A的形成是用以稳定地接合后续形成的金属层306A(没有绘示于图1C中，但可参照下述关于图1D的说明)，以及在后续形成绝缘层308A的制造工艺期间，用于稳定金属层306A以避免产生缺陷(请参照下述关于图1E的说明)。
黏着层304A的材料的选择可以取决于其底层(例如，保护层202)以及之后形成的膜层(例如，金属层304A)之间的热膨胀系数差异。在一些实施例中，黏着层304A的热膨胀系数介于上下膜层(例如，保护层202及金属层304A)的热膨胀系数之间，以在热制造工艺及/或可靠度测试期间缓和之后形成的膜层(例如，金属层304A)，以避免产生缺陷(将详述于后)。举例来说，黏着层304A的热膨胀系数可以在约10.1×10-6/℃至约13.1×10-6/℃的范围，举例来说，约10.8×10-6/℃。在一些实施例中，黏着层304A的厚度在约0.01奈米至约20奈米的范围，举例来说，约1奈米。
在一些实施例中，上述黏着层304A的材料可为或包括钛(titanium,Ti)、铬(chromium,Cr)、氮化钛(titanium nitride)、其他适当的材料、或上述组合。在一特定实施例中，黏着层304A为厚度在约0.01奈米至约1奈米的钛(Ti)。
在一些实施例中，可以藉由沉积制造工艺以及图案化制造工艺来形成黏着层304A。举例来说，上述沉积制造工艺可以包括化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)制造工艺、流动式化学气相沉积(flowable chemical vapor deposition，FCVD)制造工艺、原子层沉积(atomic layer deposition，ALD)制造工艺、低压化学气相沉积(low-pressure chemical vapor deposition，LPCVD)制造工艺、电浆增强化学气相沉积(plasmaenhanced chemical vapor deposition，PECVD)制造工艺、其他合适的制造工艺、或前述的组合。用于形成黏着层304A的图案化制造工艺可以类似于前述提及的图案化制造工艺，因此于此不再赘述。
如图1D所示，在黏着层304A之上形成金属层306A。金属层306A可作为之后形成的共振结构(将于后详述)的底部金属层。金属层306A的材料的选择可取决于之后形成的共振结构可以通过的光的波长。在一些实施例中，金属层306A可以为或包括锆(zirconium,Zr)、铌(niobium,Nb)、钼(molybdenum,Mo)、镉(cadmium,Cd)、钌(ruthenium,Ru)、钛(Ti)、铝(aluminum,Al)、镁(magnesium,Mg)、钒(vanadium,V)、铪(hafnium,Hf)、锗(germanium,Ge)、锰(manganese,Mn)、铬(Cr)、钨(tungsten,W)、钽(tantalum,Ta)、铱(iridium,Ir)、锌(zinc,Zn)、铜(copper,Cu)、铁(iron,Fe)、钴(cobalt,Co)、金(gold,Au)、铂(platinum,Pt)、锡(tin,Sn)、镍(nickel,Ni)、碲(tellurium,Te)、银(silver,Ag)、其他适当的材料、上述的合金、或上述的组合。在一些实施例中，金属层306A的厚度在约20奈米至约100奈米的范围，举例来说，约40奈米。在一特定实施例中，金属层306A为厚度在约1奈米至约100奈米的银。
在一些实施例中，可以藉由沉积制造工艺以及图案化制造工艺来形成金属层306A。举例来说，上述沉积制造工艺可以包括物理气相沉积(PVD)(例如，电子束蒸镀(electron beam evaporation))、化学气相沉积(例如，有机金属化学气相沉积(metalorganic CVD,MOCVD))、原子层沉积(ALD)、其他合适的制造工艺、或前述的组合。用于形成金属层306A的图案化制造工艺可以类似于前述提及的图案化制造工艺，因此于此不再赘述。虽然在此描述在不同的步骤中形成黏着层304A及金属层306A，但本发明不限于此。举例来说，用于黏着层304A及金属层306A的材料层可以在同一沉积腔体中沉积，接着对上述材料层进行图案化制造工艺，以同时形成黏着层304A以及金属层306A。
图1E绘示出绝缘层308A的形成，其中黏着层304A、金属层306A、以及绝缘层308A之组合共同构成滤光片堆迭302A。绝缘层308A用来作为之后形成的共振结构的共振腔体。可以藉由调整绝缘层308A的厚度以允许不同波长的光通过绝缘层308A。在一些实施例中，绝缘层308A的折射率(refractive index)在约1.5至约2.5的范围，举例来说，约2。此处所指之折射率为介质在夫朗和斐谱线d(氦黄线587.56奈米)的折射率(nd)。
用于形成绝缘层308A的制造工艺及材料可以择自于前述提及的用于形成保护层202的制造工艺及材料，但保护层202与绝缘层308A的形成可以独立地包含相同或不同的制造工艺和材料。在一些实施例中，绝缘层308A可以为或包括介电材料或绝缘材料，例如氧化物、氮化物、其他适合的高介电常数材料、或上述组合。举例来说，绝缘层308A可以为或包括二氧化硅、氧化铪、氧化锆、氧化铝、氮氧化硅、二氧化铪-氧化铝合金(hafnium dioxide-alumina alloy)、氧化铪硅(hafnium silicon oxide)、氧氮化铪硅(hafnium siliconoxynitride)、氧化钽铪(hafnium tantalum oxide)、氧化铪钛(hafnium titaniumoxide)、氧化铪锆(hafnium zirconium oxide)、其他合适的材料、或上述组合。在一些实施例中，绝缘层308A的厚度在约1奈米至约1000奈米的范围，举例来说，约5奈米。在一特定实施例中，绝缘层308A为厚度在约10奈米至约40奈米的氮化硅(SiN)。
可以藉由沉积制造工艺以及图案化制造工艺来形成绝缘层308A。在一些实施例中，上述沉积制造工艺可以为或包括化学气相沉积(chemical vapor deposition)(例如，等离子增长强型化学汽气相沉积(plasma enhanced CVD,PECVD))、物理气相沉积(physical vapor deposition,PVD)(例如，溅射(sputtering))、其他适当的制造工艺、或上述组合。用于形成绝缘层308A的图案化制造工艺可以类似于前述提及的图案化制造工艺，因此于此不再赘述。
一般而言，在金属层306A之上沉积绝缘层308A的沉积制造工艺期间，由于上述沉积制造工艺具有较高的制造工艺温度(例如，在约270℃至约300℃)，金属层306A容易因为与位于其下的保护层202的热膨胀系数差异过大，而发生爆米花效应或材料层剥离，进而影响光学感测滤光器的可靠度。本发明实施例藉由在保护层202之上形成金属层306A之前，先形成热膨胀系数介于保护层202及金属层306A之间的黏着层304A，以缓和保护层202及金属层306A之间的热膨胀系数差异，避免在高温制造工艺或可靠度测试期间所造成的缺陷，进而提升光学感测滤光器10的可靠度。
接着，如图1F所示，在滤光片堆迭302A之上形成滤光片堆迭302B，且滤光片堆迭302A及滤光片堆迭302B之组合共同构成滤光片结构300。在一些实施例中，滤光片堆迭302B包括形成在绝缘层308A之上的黏着层304B、形成在黏着层304B之上的金属层306B、以及形成在金属层306B之上的绝缘层308B，其中金属层306B可作为共振结构(于后详述)的顶部金属层。金属层306B之材料的选择与SiN的厚度可取决于之后形成的共振结构可以通过的光的波长。如前述所提及的，黏着层304B的热膨胀系数可以介于上下膜层(例如，金属层306B与绝缘层308A)的热膨胀系数之间，以缓和金属层306B与绝缘层308A之间的热膨胀系数差异，进而避免在高温制造工艺期间所造成的缺陷。
在此实施例中，滤光片结构300中的金属层306A、绝缘层308A、黏着层304B、以及金属层306B的组合共同构成一共振结构。共振结构亦可以称为波导(waveguide)，其包括作为MIM(metal-insulator-metal)结构的底部金属层(例如，金属层306A)、绝缘层(例如，绝缘层308A)，以及顶部金属层(例如，金属层306B)。相较于不与共振结构共振的光的波长，与共振结构共振的光的波长具有较大的穿透率。亦即，共振结构可以允许特定的光的波长通过。
用于形成黏着层304B、金属层306B、以及绝缘层308B的制造工艺及材料可以择自于前述提及的用于形成黏着层304A、金属层306A、以及绝缘层308A的制造工艺及材料，因此于此不再赘述。滤光片堆迭302B的形成可以独立地与滤光片堆迭302A包含相同或不同的制造工艺、材料、及/或厚度，举例来说，金属层306B可以具有较金属层306A大的厚度。
虽然在图1F绘示的实施例中，光学感测滤光器10的滤光片结构300仅具有两个滤光片堆迭(即，滤光片堆迭302A及滤光片堆迭302B)，但本发明不限于此，可以依据实际产品所需的特性调整滤光片结构300所包括的滤光片堆迭数目。藉由调整滤光片堆迭的数量来调整共振结构的数目，能选择具有更窄波段波长的光穿过滤光片结构。
虽然在此描述在不同的步骤中形成用于滤光片结构300的黏着层304A、金属层306A、绝缘层308A、黏着层304B、金属层306B、以及绝缘层308B，但本发明不限于此。举例来说，可以先个别沉积用于黏着层304A、金属层306A、绝缘层308A、黏着层304B、金属层306B、以及绝缘层308B的材料层，接着对上述材料层进行图案化制造工艺，以同时形成滤光片堆迭302A以及滤光片堆迭302B。
在上述的实施例中，藉由在保护层或绝缘层之上形成金属层之前，先形成热膨胀系数介于保护层或绝缘层与金属层之间的黏着层，以缓和金属层与其下膜层之间的热膨胀系数差异，可以避免在高温制造工艺及可靠度测试期间所造成的缺陷，进而提升光学感测滤光器的可靠度以及制造工艺良品率。
前述滤光片结构300可以应用于各种结构及应用，但本发明不限于此。图2A-图2C为在一些实施例中形成包含滤光片结构300的光学感测滤光器20的示例方法的各个中间阶段的剖面示意图。为了清楚起见，相似或相同的元件及制造工艺将使用相同的参照符号。为了简明的目的，此处不再重复对这些制造工艺及装置的描述。
请参照图2A，首先提供具有主动区100A及感测区100B的基板100。如图2A所示，在基板100的主动区100A中形成各种主动元件，例如晶体管400，并在基板100的感测区100B中形成光电二极管200。上述晶体管400包括闸极结构404以及位于闸极结构404两侧的源极/漏极区406。在此实施例中，由于感测元件(例如，光电二极管200以及滤光片结构300)并未直接形成在主动元件(例如，晶体管400)之上，而是分别形成在基板100的主动区100A以及感测区100B中，可以避免光学感测滤光器20的膜层数量太多而导致的崩塌问题。此外，如先前所提及的，可以藉由在基板100中形成各种隔离部件(未绘示)，用以定义主动区100A及感测区100B。
继续参照图2A，在基板100之上形成金属间介电(inter-metal dielectric,IMD)层，并在主动区100A中的金属间介电层500中形成内连线结构，其例如可包括第一导电层504A、第二导电层504B、以及第三导电层504C，其中第一导电层504A、第二导电层504B、以及第三导电层504C个别藉由第一引线孔502A、第二引线孔502B、以及第三引线孔503C与晶体管400的源极/漏极区406电连接。上述内连线结构用以将晶体管400与其他元件及/或装置电连接。
在一些实施例中，金属间介电层102及主动区100A中的金属间介电层500可以包括或为氧化物(例如氧化硅、二氧化硅(silicon dioxide))、氮化物(nitride)、低介电常数(low-k)介电材料(例如，介电常数低于二氧化硅的材料)、氮氧化硅、磷硅酸盐玻璃(phosphosilicate glass,PSG)、硼硅酸盐玻璃(borosilicate glass,BSG)、硼磷硅酸盐玻璃(borophosphosilicate glass,BPSG)、未掺杂的硅酸盐玻璃(undoped silicate glass,USG)、掺杂氟的硅酸盐玻璃(fluorinated silicate glass,FSG)、有机硅酸盐玻璃(organosilicate glasses,OSG)、掺杂碳的氧化硅(carbon doped silicon oxide)、碳硅材料、上述的复合物(composite)、相似材料、或上述的组合。在一些实施例中，可以使用任何合适的沉积制造工艺来形成金属间介电层102及主动区100A中的金属间介电层500，例如高密度等离子增长强型化学汽气相沉积(high density plasma CVD,HDP-CVD)、流动式化学气相沉积(flowable CVD,FCVD)、其他适当的沉积制造工艺、或上述组合。
在一些实施例中，可以使用包括使用例如镶嵌(damascene)制造工艺、双镶嵌(dual damascene)制造工艺、上述组合、或类似制造工艺来形成上述内连线结构，且用于内连线结构的导电材料可以是铜、铜合金、银、金、钨、钴、铝、镍、或相似材料。
如图2B所示，刻蚀金属间介电层102，以形成对应于光电二极管200的凹口104，其中凹口104露出光电二极管200的顶表面。由于凹口104贯穿金属间介电层102至露出光电二极管200的顶表面，因此可以降低金属间介电层102中的材料对光子吸收的干扰。在一些实施例中，如图2B所示，凹口104的侧壁可以与凹口104的底表面夹一角度θ，上述角度θ可以在约88度至92度的范围。举例来说，上述角度θ可以为90度(即，凹口104具有垂直的侧壁)、或可以为88度(即，凹口104具有倾斜的侧壁)。由于凹口104具有接近垂直的侧壁，因此可以具有准直效果，进而提高光学感测滤光器20的灵敏度。在一些实施例中，用于形成凹口104的刻蚀制造工艺可以包括干式刻蚀制造工艺、湿式刻蚀制造工艺、或前述组合。
接下来，对基板100的感测区100B进行相似于图1B至图1F所述的制造工艺的一系列制造工艺，沿着感测区100B中的金属间介电层102及凹口104顺应性地形成滤光片结构300，以完成如图2C中所示的光学感测滤光器20。
在上述实施例中，可以藉由将主动元件以及感测元件分别形成在基板的主动区及感测区中，以防止光学感测滤光器因膜层数量太多而导致的崩塌问题。
如图2C所示，光学感测滤光器20包括具有主动区100A以及感测区100B的基板100、设置在基板100的感测区100B中的光电二极管200、以及设置在光电二极管200之上的滤光片结构300。藉由将主动元件以及感测元件分别形成在基板100的主动区100A及感测区100B中，可以防止光学感测滤光器因膜层数量太多而导致的崩塌问题。
上述滤光片结构300包括设置在光电二极管200之上的第一滤光片堆迭302A以及设置在第一滤光片堆迭302A之上的第二滤光片堆迭302B。第一滤光片堆迭302A包括设置在光电二极管200之上的第一黏着层304A、设置在第一黏着层304A之上的第一金属层306A、以及设置在第一金属层306A之上的第一绝缘层308A。第二滤光片堆迭302B包括设置在第一绝缘层308A之上的第二黏着层304B、设置在第二黏着层304B之上的第二金属层306B、以及设置在第二金属层306B之上的第二绝缘层308B。藉由在保护层或绝缘层(例如，保护层202或第一绝缘层308A)之上形成金属层(例如，第一金属层306A或第二金属层306B)之前，先形成热膨胀系数介于保护层或绝缘层与金属层之间的黏着层(例如，第一黏着层304A或第二黏着层304B)，以缓和金属层与其下膜层之间的热膨胀系数差异，可以避免在高温制造工艺及可靠度测试期间所造成的爆米花效应及材料层剥离，进而提升光学感测滤光器的可靠度以及制造工艺良品率。
综上所述，本发明实施例藉由在保护层或绝缘层之上形成金属层之前，先形成热膨胀系数介于保护层或绝缘层与金属层之间的黏着层，以缓和金属层与其下膜层之间的热膨胀系数差异，以避免在高温制造工艺及可靠度测试期间所造成的缺陷，进而提升光学感测滤光器的可靠度以及制造工艺良品率。
以上概略说明了本发明数个实施例的特征，使本领域技术人员对于本揭露可更为容易理解。任何本领域技术人员应了解到本说明书可轻易作为其他结构或制造工艺的变更或设计基础，以进行相同于本揭露实施例的目的及/或获得相同的优点。任何本领域技术人员亦可理解与上述等同的结构或制造工艺并未脱离本揭露的精神及保护范围内，且可在不脱离本揭露的精神及范围内，当可作更动、替代与润饰。
Claims (9)
1.一种光学感测滤光器，其特征在于，包括：
一基板，包括一主动区以及一感测区；
一光电二极管，设置在该基板的该感测区中；以及
一滤光片结构，设置在该光电二极管之上，其中该滤光片结构包括：
一第一滤光片堆迭，设置在该光电二极管之上，其中该第一滤光片堆迭包括：
一第一黏着层，设置在该光电二极管之上；
一第一金属层，设置在该第一黏着层之上；以及
一第一绝缘层，设置在该第一金属层之上；以及
一第二滤光片堆迭，设置在该第一滤光片堆迭之上，其中该第二滤光片堆迭包括：
一第二黏着层，设置在该第一绝缘层之上；
一第二金属层，设置在该第二黏着层之上；以及
一第二绝缘层，设置在该第二金属层之上；
该第二黏着层的热膨胀系数介于该第一绝缘层及该第二金属层的热膨胀系数之间；
还包括一保护层，位于该光电二极管及该第一黏着层之间；
该第一黏着层的热膨胀系数介于该保护层及该第一金属层的热膨胀系数之间。
2.如权利要求1所述的光学感测滤光器，其特征在于，该第一黏着层及/或该第二黏着层的厚度在0.01纳米至1纳米的范围。
3.如权利要求1所述的光学感测滤光器，其特征在于，该保护层与该第一绝缘层及/或该第二绝缘层包括相同的材料。
4.如权利要求1所述的光学感测滤光器，其特征在于，还包括：
一电晶体，位于该基板的该主动区中；
一金属间介电层，位于该基板之上，其中该金属间介电层覆盖该电晶体；以及
一凹口，穿过该金属间介电层且露出该光电二极管的顶表面，其中该滤光片结构顺应性地沿着该感测区中的该金属间介电层及该凹口设置。
5.如权利要求4所述的光学感测滤光器，其特征在于，该凹口的底表面与该凹口的侧壁夹一角度，且其中该角度在88度至92度的范围。
6.一种光学感测滤光器的形成方法，其特征在于，包括：
提供一基板，该基板包括一主动区以及一感测区；
在该基板的该感测区中形成一光电二极管；以及
在该光电二极管之上形成一滤光片结构，其中形成该滤光片结构的步骤包括：
在该光电二极管之上形成一第一滤光片堆迭，其中形成该第一滤光片堆迭的步骤包括：
在该光电二极管之上形成一第一黏着层；
在该第一黏着层之上形成一第一金属层；以及
在该第一金属层之上形成一第一绝缘层；以及
在该第一滤光片堆迭之上形成一第二滤光片堆迭，其中形成该第二滤光片堆迭的步骤包括：
在该第一绝缘层之上形成一第二黏着层；
在该第二黏着层之上形成一第二金属层；以及
在该第二金属层之上形成一第二绝缘层；
该第二黏着层的热膨胀系数介于该第一绝缘层及该第二金属层的热膨胀系数之间；
还包括在该光电二极管及该第一黏着层之间形成一保护层；
该第一黏着层的热膨胀系数介于该保护层及该第一金属层的热膨胀系数之间。
7.如权利要求6所述的光学感测滤光器的形成方法，其特征在于，以相同的材料形成该保护层与该第一绝缘层及/或该第二绝缘层。
8.如权利要求6所述的光学感测滤光器的形成方法，其特征在于，在形成该滤光片结构之前还包括：
在该基板的该主动区中形成一晶体管；
在该基板上形成一金属间介电层，其中该金属间介电层覆盖该晶体管及该光电二极管；以及
刻蚀该金属间介电层，以形成露出该光电二极管的顶表面的一凹口，其中形成该滤光片结构的步骤更包括沿着该感测区中的该金属间介电层及该凹口顺应性地形成该滤光片结构。
9.如权利要求8所述的光学感测滤光器的形成方法，其特征在于，该凹口的底表面与该凹口的侧壁夹一角度，且其中该角度在88度至92度的范围。
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