CN112466894A - 半导体装置及其形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种半导体装置及其形成方法。该半导体装置包括基板以及光准直层。基板具有多个像素。光准直层设置于基板上。光准直层包括设置于基板上的遮光层、设置于遮光层中的多个透明柱体、设置于像素上的多个光学微透镜。本发明可以增进光准直层的准直效能，避免或减少透明柱体发生倒塌的情况。

Description

半导体装置及其形成方法

技术领域

本发明实施例是有关于一种半导体装置，且特别有关于一种包括光准直层(collimator layer)的半导体装置及其形成方法。

背景技术

半导体装置可被使用于各种应用中。举例而言，半导体装置可被用来作为指纹辨识装置(或指纹辨识装置的至少一部分)。指纹辨识装置可由大量的光学元件组成。举例而言，上述光学元件可包括光准直器(collimator)。

光准直器的功能在于准直(collimate)光线，以减少因光发散所导致的能量损失。举例而言，光准直器可被应用于指纹辨识装置中，以增加指纹辨识装置的效能。

然而，现有的光准直器及其形成方法并非在各方面皆令人满意。

发明内容

本发明实施例包括一种半导体装置。上述半导体装置包括基板。上述基板具有多个像素。上述半导体装置亦包括设置于上述基板之上的光准直层。上述光准直层包括设置于上述基板之上的遮光层、设置于上述遮光层中的多个透明柱体。上述透明柱体覆盖上述像素。上述光准直层亦包括设置于上述像素上的多个光学微透镜。

本发明实施例亦包括一种半导体装置的形成方法。上述方法包括提供基板。上述基板具有多个像素。上述方法亦包括于上述像素上形成多个透明柱体、于上述基板上形成遮光层。上述遮光层围绕上述透明柱体。上述方法亦包括于上述像素上形成多个光学微透镜。

本发明可以增进光准直层的准直效能，避免或减少透明柱体发生倒塌的情况。

附图说明

以下将配合所附图式详述本发明实施例。应注意的是，各种特征部件并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，元件的尺寸可能经放大或缩小，以清楚地表现出本发明实施例的技术特征。

图1A、图1B、图1C、图1D、图1E、图1F以及图1G为一系列的工艺剖面图，其绘示出本发明一些实施例的半导体装置的形成方法。

图1E’根据本发明一些实施例绘示出图1E的工艺步骤的上视图。

图2绘示出本发明一些实施例的半导体装置的剖面图。

图3绘示出本发明一些实施例的半导体装置的剖面图。

图4绘示出本发明一些实施例的半导体装置的剖面图。

图5A、图5B以及图5C为一系列的工艺剖面图，其绘示出本发明一些实施例的半导体装置的形成方法。

图6绘示出本发明一些实施例的半导体装置的剖面图。

图7绘示出本发明一些实施例的半导体装置的剖面图。

附图标号

10、20、30、40、50、60、70～半导体装置；

100～基板；

102～第一材料；

100T～基板顶表面；

100B～基板底表面；

104、508～透明柱体；

106～遮光材料；

108、510～遮光层；

110、504～粘着层；

112、506～光学微透镜；

114、512～光准直层；

116～封装层；

202～透明材料层；

502～透明材料层；

508C～透明柱体的底部轮廓；

H1、H2～高度；

O1～开口；

P～像素；

T1～厚度；

W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8、W9～宽度。

具体实施方式

以下的揭露内容提供许多不同的实施例或范例以实施本案的不同特征。以下的揭露内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。例如，若是本发明实施例叙述了一第一特征部件形成于一第二特征部件之上或上方，即表示其可能包含上述第一特征部件与上述第二特征部件是直接接触的实施例，亦可能包含了有附加特征部件形成于上述第一特征部件与上述第二特征部件之间，而使上述第一特征部件与第二特征部件可能未直接接触的实施例。

应理解的是，额外的操作步骤可实施于所述方法之前、之间或之后，且在所述方法的其他实施例中，部分的操作步骤可被取代或省略。

此外，其中可能用到与空间相关用词，例如“在……下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，这些空间相关用词是为了便于描述图示中一个(些)元件或特征部件与另一个(些)元件或特征部件之间的关系，这些空间相关用词包括使用中或操作中的装置的不同方位，以及图式中所描述的方位。当装置被转向不同方位时(旋转90度或其他方位)，则其中所使用的空间相关形容词也将依转向后的方位来解释。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇揭露本领域技术人员所通常理解的相同涵义。能理解的是，这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有与相关技术及本发明的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在本发明实施例有特别定义。

以下所揭露的不同实施例可能重复使用相同的参考符号及/或标记。这些重复是为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。

本发明实施例的半导体装置的光准直层包括多个光学微透镜。此些光学微透镜可增进光准直层的准直效能。此外，在本发明实施例中，由于在光准直层中设置了此些光学微透镜，因此光准直层的透明柱体可具有较小的高宽比(aspect ratio)，藉此可避免或减少透明柱体发生倒塌的情况。

图1A、图1B、图1C、图1D、图1E、图1F以及图1G为一系列的剖面图，其绘示出本发明一些实施例的半导体装置的形成方法。图1E’根据本发明一些实施例绘示出图1E的步骤的上视图。

首先，根据一些实施例，如图1A所示，提供基板100。基板100可具有顶表面100T以及相对于顶表面100T的底表面100B。

在一些实施例中，基板100可由元素半导体(例如：硅或锗)、化合物半导体(例如：碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、砷化铟(InAs)或磷化铟(InP))、合金半导体(例如：SiGe、SiGeC、GaAsP或GaInP)、其他适当的半导体或上述的组合所形成。在一些实施例中，基板100可为绝缘层上半导体基板(semiconductor-on-insulator(SOI)substrate)。上述绝缘层上半导体基板可包括底板、设置于上述底板上的埋藏氧化层以及设置于上述埋藏氧化层上的半导体层。在一些实施例中，基板100可为一半导体晶圆(例如：硅晶圆或其他适当的半导体晶圆)。

在一些实施例中，基板100可包括各种以如离子注入及/或扩散工艺所形成的p型掺杂区及/或n型掺杂区。举例而言，上述掺杂区可被配置来形成晶体管、光电二极管及/或发光二极管，但本发明实施例并非以此为限。

在一些实施例中，基板100可包括各种隔离特征，以分隔基板100中不同的装置区域。举例而言，隔离特征可包括浅沟槽隔离(shallow trench isolation，简称STI)特征，但本发明实施例并非以此为限。在一些实施例中，形成浅沟槽隔离的步骤可包括于基板100中刻蚀出一沟槽，并于上述沟槽中填入绝缘材料(例如：氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅)。所填充的沟槽可具有多层结构(例如：一热氧化衬层以及填充于沟槽的氮化硅)。可进行化学机械研磨(Chemical mechanical polishing，简称CMP)工艺以研磨掉多余的绝缘材料并平坦化隔离特征的上表面。

在一些实施例中，基板100可包括各种导电特征(例如：导线(line)或引线孔(via))。举例而言，上述导电特征可由铝(Al)、铜(Cu)、钨(W)、其各自的合金、其他适当的导电材料或上述的组合所形成。

在一些实施例中，如图1A所示，基板100可包括多个像素P。在一些实施例中，像素P可将所接收到的光信号转换成电流信号。在一些实施例中，基板100的多个像素P可排列成一阵列，但本发明实施例并非以此为限。

在一些实施例中，基板100的一个像素P包括或对应至少一光电二极管及/或其他适当的元件。如图1A所示，像素P可具有宽度W1。举例而言，宽度W1可为5至50微米，但本发明实施例并非以此为限。

接下来，如图1B所示，根据一些实施例，将第一材料102设置于基板100的顶表面100T之上。在一些实施例中，第一材料102为透明材料。举例而言，第一材料102可为透明光刻胶、聚亚酰胺、环氧树脂、其他适当的材料或上述的组合。于后续的工艺中，可使用第一材料102来形成透明柱体(例如：后文所述的透明柱体104)，于后文将对此进行详细说明。

在一些实施例中，第一材料102可包括光固化材料、热固化材料或上述的组合。举例而言，可使用旋转涂布工艺(spin-on coating process)将第一材料102涂布于基板100的顶表面100T之上，但本发明实施例并非以此为限。举例而言，第一材料102的厚度T1可为5至500微米，但本发明实施例并非以此为限。

接下来，如图1C所示，进行图案化工艺图案化第一材料102，以形成多个透明柱体104。详细而言，上述图案化工艺移除部分的第一材料102，而残留在基板100的顶表面100T上的第一材料102则成为多个透明柱体104。在一些实施例中，上述图案化工艺包括软烘烤(soft baking)、光罩对准(mask aligning)、曝光(exposure)、曝光后烘烤(post-exposurebaking)、显影(developing)、润洗(rinsing)、干燥、其他适当的步骤或上述的组合。

在一些实施例中，透明柱体104对应于像素P设置。换句话说，在此些实施例中，一透明柱体104可完全覆盖或部分地覆盖所对应的像素P。在一些实施例中，覆盖像素P的透明柱体104可保护像素P并减少或避免像素P于工艺中受到损害及/或污染的情况。在一些实施例中，透明柱体104排列成阵列，但本发明实施例并非以此为限。

在一些实施例中，如图1C所示，透明柱体104可具有高度H1以及大抵上均匀的宽度W2。举例而言，宽度W2可为5微米至50微米，高度H1可为5微米至500微米，但本发明实施例并非以此为限。

在一些实施例中，如图1C所示，透明柱体104的宽度W2可大抵上相同于像素P的宽度W1。在一实施例中，一透明柱体104的侧壁可与其所对应的像素P的侧壁对齐。在一些实施例中，透明柱体104的宽度W2大于像素P的宽度W1。在一些实施例中，透明柱体104的宽度W2小于像素P的宽度W1。

在一些实施例中，如图1C所示，经由上述图案化工艺于基板100上形成了多个暴露出基板100的开口O1，于后续的工艺中将于此些开口O1中填入适当的遮光材料以形成本发明实施例的光准直层的遮光层，于后文将对此进行详细说明。

接下来，如图1D所示，在一些实施例中，将遮光材料106设置于基板100的顶表面100T之上。在一些实施例中，遮光材料106可填充开口O1并覆盖透明柱体104。

举例而言，遮光材料106可包括光刻胶(例如：黑光刻胶或其他适当的非透明的光刻胶)、油墨(例如：黑色油墨或其他适当的非透明的油墨)、模制化合物(moldingcompound，例如：黑色模制化合物或其他适当的非透明的模制化合物)、防焊材料(soldermask，例如：黑色防焊材料或其他适当的非透明的防焊材料)、环氧树脂、其他适当的材料或上述的组合。在一些实施例中，遮光材料106可为光固化材料、热固化材料或上述的组合。

接下来，根据一些实施例，如图1E所示，可对遮光材料106进行固化工艺以形成遮光层108。举例而言，上述固化工艺可为光固化工艺、热固化工艺或上述组合。

接下来，根据一些实施例，如图1E所示，进行平坦化工艺移除遮光层108的顶部以暴露出透明柱体104的顶表面。在一些实施例中，上述平坦化工艺亦移除透明柱体104的一部分(例如：透明柱体104的顶部)。举例而言，上述平坦化工艺可为化学机械研磨工艺、研磨工艺、回刻蚀工艺、其他适当的工艺或上述的组合。

在一些实施例中，在上述平坦化工艺之后，遮光层108的顶表面与透明柱体104的顶表面相互对齐。在一些实施例中，在上述平坦化工艺之后，遮光层108的顶表面与透明柱体104的顶表面共平面。在一些实施例中，在上述平坦化工艺之后，遮光层108未覆盖或仅部分覆盖像素P。

在一些实施例中，如图1E与图1E’所示，遮光层108围绕透明柱体104。在一些实施例中，透明柱体104位于遮光层108之中。在一些实施例中，如图1E’所示，透明柱体104具有圆形的顶表面。在一些实施例中，透明柱体104的顶表面为椭圆形、长圆形(oblong)、矩形、六角形、不规则形、其他适当的形状或上述的组合。

接下来，根据一些实施例，如图1F所示，于透明柱体104与遮光层108上形成粘着层110。粘着层110可被用来接合透明柱体104以及形成于透明柱体104上的光学微透镜(例如：后文所述的光学微透镜112)。

在一些实施例中，粘着层110由透明材料形成。在一些实施例中，粘着层110为光学胶(optical cement)。举例而言，上述光学胶可由硅氧树脂(silicone)、丙烯酸系树脂(acrylic resin)、聚氨酯(polyurethane)、环氧树脂(epoxy)、其他适当的材料或上述的组合形成。

在一些实施例中，可使用框贴(edge lamination)、全平面贴合(fulllamination)、其他适当的技术或上述的组合将粘着层110贴合至透明柱体104与遮光层108。

接下来，根据一些实施例，如图1G所示，于透明柱体104上形成多个光学微透镜112，以形半导体装置10。在一些实施例中，光学微透镜112排列成阵列，但本发明实施例并非以此为限。

光学微透镜112可为半凸透镜或凸透镜。在一些实施例中，如图1G所示，光学微透镜112具有弯曲的顶表面以及大抵上平坦的底表面，但本发明实施例并非以此为限。在一些实施例中，光学微透镜112具有弯曲的顶表面以及弯曲的底表面。

在一些实施例中，光学微透镜112由透明材料形成。举例而言，光学微透镜112可由玻璃、环氧树脂、硅氧树脂、聚氨酯、其他适当的材料或上述的组合形成。

举例而言，可使用光刻胶热回流法(photoresist reflow method)、热压成型法(hot embossing method)、其他适当的方法或上述的组合形成光学微透镜112。在一些实施例中，形成光学微透镜112的步骤可包括旋转涂布工艺、光刻工艺、刻蚀工艺、其他适当的工艺或上述的组合。

在一些实施例中，光学微透镜112与透明柱体104及遮光层108共同形成半导体装置10的光准直层114。在一些实施例中，光学微透镜112具有聚焦入射光的功能，因此可增进光准直层114的准直效能。

在一些实施例中，光学微透镜112与透明柱体104由不同的材料形成，且光学微透镜112的折射率大于透明柱体104的折射率，而可使光学微透镜112具有良好的聚焦入射光的功能。举例而言，光学微透镜112的折射率可为1.2至1.8，透明柱体104的折射率可为1.0至1.5。

在一些实施例中，由于光学微透镜112可增进光准直层114的准直效能，因此光准直层114的透明柱体104可具有较小的高宽比(例如：透明柱体104的高度H1与宽度W2的比值(亦即，H1/W2)为5：1至1：2)，藉此可避免或减少透明柱体104发生倒塌的情况。

在一些实施例中，光准直层114的遮光层108为黑色(例如：遮光层108由黑光刻胶、黑色油墨、黑色模制化合物或黑色防焊材料所形成)，因此可增进光准直层114的准直效能。

在一些实施例中，如图1G所示，可视情况进行适当的封装工艺以在光学微透镜112上形成封装层116。封装层116可提供光学微透镜112物理保护并避免或减少水气对光学微透镜112的损害。举例而言，封装层116可由环氧树脂、其他适当的封装材料或上述的组合形成。

应理解的是，虽然未绘示于图中，在一些实施例中，可在光准直层114上设置光源(例如：发光二极管)、阻挡层、其他适当的光学元件或上述的组合，并于此些光学元件上设置盖板(例如：玻璃盖板)，以形成如指纹辨识装置的半导体装置。

综合上述，本发明实施例的半导体装置10的光准直层114包括多个光学微透镜112。光学微透镜112可增进光准直层114的准直效能。此外，在一些实施例中，由于在光准直层114中设置了光学微透镜112，因此光准直层114的透明柱体104可具有较小的高宽比，藉此可避免或减少透明柱体104发生倒塌的情况。

图2绘示出本发明一些实施例的半导体装置20的剖面图。半导体装置20与半导体装置10的其中一个差异在于半导体装置20的光准直层114更包括设置于基板100与透明柱体104之间的透明材料层202。在一些实施例中，先在基板100上形成透明材料层202，然后在透明材料层202上形成透明柱体104。

在一些实施例中，透明材料层202与透明柱体104由相同的材料形成，而可使透明柱体104较不容易从透明材料层202脱落。举例而言，透明材料层202可由透明光刻胶、聚亚酰胺、环氧树脂、其他适当的透明材料或上述的组合形成。在一些实施例中，透明材料层202由光固化材料、热固化材料或上述的组合形成。举例而言，形成透明材料层202的步骤可包括旋转涂布工艺、固化工艺(例如：光固化工艺、热固化至工艺或上述的组合)、其他适当的工艺或上述的组合。

图3绘示出本发明一些实施例的半导体装置30的剖面图。半导体装置30与半导体装置10的其中一个差异在于半导体装置30的光准直层114的透明柱体104的顶部宽度W3小于底部宽度W4，而可减少或避免透明柱体104发生倒塌的情况。在一些实施例中，如图3所示，透明柱体104的顶部宽度W3小于光学微透镜112的底部宽度W5。

图4绘示出本发明一些实施例的半导体装置40的剖面图。半导体装置40与半导体装置10的其中一个差异在于半导体装置40的光准直层114的透明柱体104的顶部宽度W3大于底部宽度W4。在一些实施例中，如图4所示，透明柱体104的顶部宽度W3大于光学微透镜112的底部宽度W5。

图5A、图5B、图5C为一系列的剖面图，其绘示出本发明一些实施例的半导体装置的形成方法。

首先，根据一些实施例，如图5A所示，提供基板100。接下来，根据一些实施例，如图5A所示，形成透明材料层502于基板100的顶表面100T之上。举例而言，透明材料层502可由透明光刻胶、聚亚酰胺、环氧树脂、其他适当的透明材料或上述的组合形成。在一些实施例中，透明材料层502由光固化材料、热固化材料或上述的组合形成。举例而言，形成透明材料层502的步骤可包括旋转涂布工艺、固化工艺(例如：光固化工艺、热固化至工艺或上述的组合)、其他适当的工艺或上述的组合。

接下来，根据一些实施例，如图5B所示，于透明材料层502上形成粘着层504。粘着层504可被用来接合透明材料层502以及形成于透明材料层502上的光学微透镜(例如：后文所述的光学微透镜506)。粘着层504的材料与形成方法可相同或类似于前述实施例的粘着层110的材料与形成方法，为了简明起见，于此将不再详细说明。

接下来，根据一些实施例，如图5B所示，于粘着层504上形成多个光学微透镜506。在一些实施例中，光学微透镜506对应于像素P设置。换句话说，在此些实施例中，一光学微透镜506可完全覆盖或部分地覆盖所对应的像素P。在一些实施例中，光学微透镜506排列成阵列，但本发明实施例并非以此为限。

光学微透镜506可为半凸透镜或凸透镜。在一些实施例中，如图5B所示，光学微透镜506具有弯曲的顶表面以及大抵上平坦的底表面，但本发明实施例并非以此为限。在一些实施例中，光学微透镜506具有弯曲的顶表面以及弯曲的底表面。光学微透镜506的材料与形成方法可相同或类似于前述实施例的光学微透镜112的材料与形成方法，为了简明起见，于此将不再详细说明。

接下来，根据一些实施例，如图5B所示，于光学微透镜506上形成多个透明柱体508。在一些实施例中，透明柱体508对应于光学微透镜506设置。换句话说，在此些实施例中，一透明柱体508可完全覆盖或部分地覆盖所对应的光学微透镜506。在一些实施例中，透明柱体508排列成阵列，但本发明实施例并非以此为限。

透明柱体508的材料与形成方法可相同或类似于前述实施例的透明柱体104的材料与形成方法，为了简明起见，于此将不再详细说明。在一些实施例中，透明柱体508与透明材料层502由相同的材料形成。

在一些实施例中，如图5B所示，透明柱体508具有内凹的底部轮廓508C。在一些实施例中，透明柱体508具有内凹的底部轮廓508C，且透明柱体508的底表面直接接触光学微透镜506的顶表面，而可避免或减少透明柱体508发生倒塌的情况。

在一些实施例中，如图5B所示，透明柱体508可具有高度H2以及大抵上均匀的宽度W6。举例而言，宽度W6可为5微米至50微米，高度H2可为5微米至500微米，但本发明实施例并非以此为限。

在一些实施例中，如图5B所示，透明柱体508的宽度W6可大抵上相同于像素P的宽度W1。在一实施例中，一透明柱体508的侧壁可对齐于所对应的像素P的侧壁。在一些实施例中，透明柱体508的宽度W6大于像素P的宽度W1。在一些实施例中，透明柱体508的宽度W6小于像素P的宽度W1。

接下来，根据一些实施例，如图5C所示，于透明材料层502上形成遮光层510。在一些实施例中，遮光层510围绕透明柱体508与光学微透镜506。在一些实施例中，透明柱体508与光学微透镜506位于遮光层510之中。

遮光层510的材料与形成方法可相同或类似于前述实施例的遮光层108的材料与形成方法，为了简明起见，于此将不再详细说明。

在一些实施例中，透明材料层502、光学微透镜506、透明柱体508以及遮光层510共同形成半导体装置50的光准直层512。在一些实施例中，光学微透镜506具有聚焦入射光的功能，因此可增进光准直层512的准直效能。

在一些实施例中，光学微透镜506的材料不同于透明柱体508的材料与透明材料层502的材料，且光学微透镜506的折射率大于透明柱体508的折射率与透明材料层502的折射率，而可使光学微透镜506具有良好的聚焦入射光的功能。举例而言，光学微透镜506的折射率可为1.2至1.8，透明柱体508的折射率可为1.0至1.5，透明材料层502的折射率可为1.0至1.5。

在一些实施例中，由于光学微透镜506可增进光准直层512的准直效能，因此光准直层512的透明柱体508可具有较小的高宽比(例如：透明柱体508的高度H2与宽度W6的比值(亦即，H2/W6)为5：1至1：2)，藉此可避免或减少透明柱体508发生倒塌的情况。

在一些实施例中，光准直层512的遮光层510为黑色(例如：遮光层510由黑光刻胶、黑色油墨、黑色模制化合物或黑色防焊材料所形成)，因此可增进光准直层512的准直效能。

在一些实施例中，可视情况进行适当的封装工艺以在光准直层512上形成类似于前述实施例的封装层116的封装层(未绘示于图中)。

应理解的是，虽然未绘示于图中，在一些实施例中，可在光准直层512上设置光源(例如：发光二极管)、阻挡层、其他适当的光学元件或上述的组合，并于此些光学元件上设置盖板(例如：玻璃盖板)，以形成如指纹辨识装置的半导体装置。

综合上述，本发明实施例的半导体装置50的光准直层512包括多个光学微透镜506。光学微透镜506可增进光准直层512的准直效能。此外，在一些实施例中，由于在光准直层512中设置了光学微透镜506，因此光准直层512的透明柱体508可具有较小的高宽比，藉此可避免或减少透明柱体508发生倒塌的情况。

图6绘示出本发明一些实施例的半导体装置60的剖面图。半导体装置60与半导体装置50的其中一个差异在于半导体装置60的光准直层512的透明柱体508的顶部宽度W7小于底部宽度W8，而可减少或避免透明柱体508发生倒塌的情况。在一些实施例中，如图6所示，透明柱体508的顶部宽度W7小于光学微透镜506的底部宽度W9，透明柱体508的底部宽度W8大抵上等于光学微透镜506的底部宽度W9。

图7绘示出本发明一些实施例的半导体装置70的剖面图。半导体装置70与半导体装置50的其中一个差异在于半导体装置70的光准直层512的透明柱体508的顶部宽度W7大于底部宽度W8。在一些实施例中，如图7所示，透明柱体508的底部宽度W8大抵上等于光学微透镜506的底部宽度W9。

综合上述，本发明实施例的半导体装置的光准直层包括多个光学微透镜。光学微透镜可增进光准直层的准直效能。此外，在一些实施例中，由于在光准直层中设置了光学微透镜，因此光准直层的透明柱体可具有较小的高宽比，藉此可避免或减少透明柱体发生倒塌的情况。

前述内文概述了许多实施例的特征部件，使本技术领域中相关技术人员可以从各个方面更佳地了解本发明实施例。本技术领域中相关技术人员应可理解，且可轻易地以本发明实施例为基础来设计或修饰其他工艺及结构，并以此达到相同的目的及/或达到与在此介绍的实施例相同的优点。本技术领域中相关技术人员也应了解这些相等的结构并未背离本发明实施例的发明精神与范围。在不背离本发明实施例的发明精神与范围的前提下，可对本发明实施例进行各种改变、置换或修改，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。另外，虽然本发明已以多个较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，且并非所有优点都已于此详加说明。

本发明的每一权利要求可为个别的实施例，且本发明的范围包括本发明的每一权利要求及每一实施例彼此的结合。

Claims (20)

1.一种半导体装置，其特征在于，包括：

一基板，其中该基板具有多个像素；以及

一光准直层，设置于该基板之上；

其中该光准直层包括：

一遮光层，设置于该基板之上；

多个透明柱体，设置于该遮光层中，其中该多个透明柱体覆盖该多个像素；以及

多个光学微透镜，设置于该多个像素之上。

2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，该多个透明柱体位于该多个光学微透镜与该多个像素之间。

3.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，该多个透明柱体由一第一材料形成，该多个光学微透镜由一第二材料形成，且该第一材料不同于该第二材料。

4.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，该多个光学微透镜的一折射率大于该多个透明柱体的一折射率。

5.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，更包括：

一透明材料层，设置于该多个透明柱体与该基板之间。

6.如权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，该透明材料层由该第一材料形成。

7.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，该多个光学微透镜位于该多个透明柱体与该多个像素之间。

8.如权利要求7所述的半导体装置，其特征在于，该多个光学微透镜位于该遮光层中。

9.如权利要求7所述的半导体装置，其特征在于，该多个透明柱体直接接触该多个光学微透镜的顶表面。

10.如权利要求9所述的半导体装置，其特征在于，该多个透明柱体具有内凹的底部轮廓。

11.如权利要求7所述的半导体装置，其特征在于，该多个透明柱体由一第一材料形成，该多个光学微透镜由一第二材料形成，且该第一材料不同于该第二材料。

12.如权利要求11所述的半导体装置，其特征在于，该多个光学微透镜的一折射率大于该多个透明柱体的一折射率。

13.如权利要求11所述的半导体装置，其特征在于，更包括：

一透明材料层，设置于该多个光学微透镜与该基板之间。

14.如权利要求13所述的半导体装置，其特征在于，该透明材料层由该第一材料形成。

15.一种半导体装置的形成方法，其特征在于，包括：

提供一基板，其中该基板具有多个像素；

于该多个像素上形成多个透明柱体；

于该基板上形成一遮光层，其中该遮光层围绕该多个透明柱体；以及

于该多个像素上形成多个光学微透镜。

16.如权利要求15所述的半导体装置的形成方法，其特征在于，在形成该多个透明柱体的步骤之前，更包括：

形成一透明材料层于该基板之上，其中该多个透明柱体形成于该透明材料层之上。

17.如权利要求15所述的半导体装置的形成方法，其特征在于，在形成该多个透明柱体的步骤之后形成该多个光学微透镜，且该多个光学微透镜形成于该多个透明柱体之上。

18.如权利要求15所述的半导体装置的形成方法，其特征在于，在形成该多个透明柱体的步骤之前形成该多个光学微透镜，且该多个透明柱体形成于该多个光学微透镜之上。

19.如权利要求18所述的半导体装置的形成方法，其特征在于，该遮光层围绕该多个光学微透镜。

20.如权利要求18所述的半导体装置的形成方法，其特征在于，该多个透明柱体直接接触该多个光学微透镜的顶表面，且该多个透明柱体具有内凹的底部轮廓。

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