CN114497090A - 固态图像感测器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种固态图像感测器。固态图像感测器包含多个光电转换元件。固态图像感测器也包含第一彩色滤光片层与第二彩色滤光片层，第一彩色滤光片层设置于光电转换元件的上方，第二彩色滤光片层与第一彩色滤光片层相邻，其分别具有多个第一彩色滤光片区段与第二彩色滤光片区段。此外，固态图像感测器包含第一金属网格结构，第一金属网格结构设置于第一彩色滤光片层与第二彩色滤光片层之间。固态图像感测器也包含第二金属网格结构，第二金属网格结构设置于第一彩色滤光片区段之间与第二彩色滤光片区段之间。第一金属网格结构的底部具有第一网格宽度，第二金属网格结构的底部具有小于第一网格宽度的第二网格宽度。

Description

固态图像感测器
技术领域
本公开实施例涉及一种图像感测器，尤其涉及一种包含金属网格结构的固态图像感测器，金属网格结构具有不同的网格高度。
背景技术
固态图像感测器(例如，电荷耦合元件(charge-coupled device,CCD)图像感测器、互补式金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor,CMOS)图像感测器等)已经广泛使用于各种图像拍摄设备，例如：数字静止图像相机、数字摄影机和类似的设备。固态图像感测器中的光感测部分可形成在多个像素中的每个像素处，并且可以根据在光感测部分中所接收的光量产生信号电荷。此外，可以传送和放大在光感测部分中产生的信号电荷，进而获得图像信号。
近年来，为了增加像素数量以提供高解析度图像，图像感测器特别是CMOS图像感测器的趋势是减小像素尺寸。然而，当像素尺寸持续减小的同时，在图像感测器的设计和制造上仍存在各种挑战。
举例来说，直接辐射进入固态图像感测器中的倾斜入射光可以分为反射光和透射光。然而，此反射光和透射光进入在相邻像素处具有不同颜色的彩色滤光片区段时，将会使得反射光和透射光具有不同的能量。此反射光和透射光的不同能量会在具有相同颜色的相邻像素处产生不同的信号强度，此现象称为通道分离(channel separation)。通道分离将导致图像检测效果变差。
发明内容
在本公开的一些实施例中，固态图像感测器包含具有不同的网格宽度的金属网格结构，其可改善通道分离，由此改善来自固态图像感测器的光电转换元件的图像信号的品质。
根据本公开的一些实施例，提供一种固态图像感测器。固态图像感测器包含多个光电转换元件。固态图像感测器也包含一第一彩色滤光片层，第一彩色滤光片层设置于光电转换元件的上方并具有多个第一彩色滤光片区段。固态图像感测器还包含一第二彩色滤光片层，第二彩色滤光片层设置于光电转换元件的上方并与第一彩色滤光片层相邻，且具有多个第二彩色滤光片区段。此外，固态图像感测器包含一第一金属网格结构，第一金属网格结构设置于第一彩色滤光片层与第二彩色滤光片层之间。固态图像感测器也包含一第二金属网格结构，第二金属网格结构设置于第一彩色滤光片区段之间与第二彩色滤光片区段之间。第一金属网格结构的底部具有一第一网格宽度，第二金属网格结构的底部具有一第二网格宽度，且第二网格宽度小于第一网格宽度。
在一些实施例中，第一彩色滤光片区段包含多个绿色滤光片区段，而第二彩色滤光片区段包含多个蓝色/红色滤光片区段。
在一些实施例中，介于绿色滤光片区段之间的第二金属网格结构的底部具有一绿色网格宽度，介于蓝色/红色滤光片区段之间的第二金属网格结构的底部具有一蓝色/红色网格宽度，蓝色/红色网格宽度与绿色网格宽度不同。
在一些实施例中，绿色网格宽度与蓝色/红色网格宽度的差值介于0～50nm。
在一些实施例中，固态图像感测器还包含一分隔网格结构，分隔网格结构设置于第一金属网格结构及第二金属网格结构之上。在固态图像感测器的剖面中，分隔网格结构被区分为多个分隔网格区段。
在一些实施例中，分隔网格结构具有一分隔网格宽度，分隔网格宽度大于或等于第一网格宽度。
在一些实施例中，在固态图像感测器的边缘区域中，第二金属网格结构相对于对应的分隔网格区段的中心线具有一偏移。
在一些实施例中，偏移是可变的。
在一些实施例中，在固态图像感测器的边缘区域中，介于绿色滤光片区段之间的第二金属网格结构相对于每个分隔网格区段的中心线具有一第一偏移，而介于蓝色/红色滤光片区段之间的第二金属网格结构相对于每个分隔网格区段的中心线具有一第二偏移，且第一偏移与第二偏移不同。
在一些实施例中，第一偏移与第二偏移的差值介于0～50nm。
在一些实施例中，在水平方向中，第二金属网格结构朝向远离入射光的一侧偏移。
在一些实施例中，第一彩色滤光片层或第二彩色滤光片层覆盖第二金属网格结构的一部分。
在一些实施例中，光电转换元件排列以对应于多个相位检测自动对焦像素、多个围绕相位检测自动对焦像素的第一正规像素及多个围绕第一正规像素的第二正规像素。
在一些实施例中，第一金属网格结构对应设置于相位检测自动对焦像素与第一正规像素之间的区域，而第二金属网格结构对应设置于第一正规像素与第二正规像素之间的区域。
在一些实施例中，第一金属网格结构具有一第一网格高度，第二金属网格结构具有一第二网格高度，且第二网格高度低于第一网格高度。
在一些实施例中，在固态图像感测器的剖面图中，第一金属网格结构与第二金属网格结构形成为梯形、三角形或矩形。
在一些实施例中，固态图像感测器还包含多个聚光结构，聚光结构设置于第一彩色滤光片层与第二彩色滤光片层之上。
在一些实施例中，聚光结构的厚度不同。
在一些实施例中，第二网格宽度与第一网格宽度的比值介于0.25～0.9。
本发明的有益效果在于，相较于具有固定的金属网格宽度的传统网格结构，本公开实施例的固态图像感测器包含具有不同宽度的第一金属网格结构及第二金属网格结构，其可改善通道分离，由此改善来自固态图像感测器的光电转换元件的图像信号的品质。
附图说明
以下将配合所附附图详述本公开实施例。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，以清楚地表现出本公开实施例的技术特征。
图1是显示根据本公开一实施例的固态图像感测器的俯视图。
图2是显示沿着图1中的剖面线A-A’所切的固态图像感测器的剖面图。
图3是显示沿着图1中的剖面线B-B’所切的固态图像感测器的剖面图。
图4是对应于图2的固态图像感测器的另一剖面图。
图5是对应于图3的固态图像感测器的另一剖面图。
图6是显示根据本公开另一实施例的固态图像感测器的剖面图。
图7是显示根据本公开另一实施例的固态图像感测器的剖面图。
图8是对应于图7的固态图像感测器的另一剖面图。
图9是显示根据本公开一实施例的固态图像感测器的剖面图。
图10是显示根据本公开一实施例的固态图像感测器的剖面图。
图11是显示根据本公开另一实施例的固态图像感测器的剖面图。
图12是显示根据本公开一实施例的固态图像感测器的剖面图。
附图标记如下：
10,12,14,16,18,20,22:固态图像感测器
101:半导体基板
101F:前侧表面
101B:背侧表面
103:光电转换元件
105:布线层
107:高介电常数膜
109:缓冲层
111,111’,111”:第一金属网格
113,113’,113”,113B,113B’,113G,113G’,113R:第二金属网格结构
115B:蓝色滤光片层
115BS:蓝色滤光片区段
115G:绿色滤光片层
115GS:绿色滤光片区段
115R:红色滤光片层
115RS:红色滤光片区段
117:透明层
119:聚光结构
119-1:第一聚光结构
119-2:第二聚光结构
121:分隔网格结构
121S:分隔网格区段
121W:分隔网格宽度
D:水平方向
dB,dB’,dG,dG’,dR:偏移
L:入射光
MH1:第一网格高度
MHR,MHG:第二网格高度
ML1:第一厚度
ML2:第二厚度
MW1:第一网格宽度
MW2:第二网格宽度
MWB:蓝色网格宽度
MWG:绿色网格宽度
MWR:红色网格宽度
P1:第一正规像素
P2:第二正规像素
PDAF:相位检测自动对焦像素
A-A’:剖面线
B-B’:剖面线
具体实施方式
以下的公开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。以下的公开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，若是本公开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”、“在…上方”、“上方”、“较高的”及类似的用词，这些空间相关用词系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，以及附图中所描述的方位。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。
在说明书中，“约”、“大约”、“大抵”的用语通常表示在一给定值或范围的20％之内，或10％之内，或5％之内，或3％之内，或2％之内，或1％之内，或0.5％之内。在此给定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。
除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开所属的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公开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，除非在本公开实施例有特别定义。
以下所公开的不同实施例可能重复使用相同的参考符号及/或标记。这些重复系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。
依照光线入射在光接收单元上的方向分类，固态图像感测器大致可分为两种类型，一种是前照式(front-side illuminated,FSI)图像感测器，其接收入射在半导体基板的正面上的光，在半导体基板的正面上形成有读取电路的布线层。另一种是背照式(back-side illuminated,BSI)图像感测器，其接收入射在半导体基板的背面上的光，在半导体基板的背面上没有形成布线层。为了彩色图像的成像，在FSI和BSI图像感测器中提供彩色滤光片层。
图1是显示根据本公开一实施例的固态图像感测器10的俯视图。图2是显示沿着图1中的剖面线A-A’所切的固态图像感测器10的剖面图。图3是显示沿着图1中的剖面线B-B’所切的固态图像感测器10的剖面图。应注意的是，为了简洁起见，图1至图3中可能省略图像感测器10的部分部件。
在一些实施例中，固态图像感测器10可为互补式金属氧化物半导体(CMOS)图像感测器或电荷耦合元件(CCD)图像感测器，但本公开实施例并非以此为限。如图2与图3所示，固态图像感测器10包含半导体基板101，其例如可为晶片或芯片，但本公开实施例并非以此为限。半导体基板101具有前侧表面101F以及与前侧表面101F为相反侧的背侧表面101B。多个光电转换元件103(例如，光电二极管)可形成在半导体基板101中。
在一些实施例中，半导体基板101中的光电转换元件103经由隔离结构(未示出)彼此隔离，隔离结构例如为浅沟槽隔离(shallow trench isolation,STI)区或深沟槽隔离(deep trench isolation,DTI)区。可使用蚀刻工艺在半导体基板101中形成沟槽，并用绝缘或介电材料填充沟槽而形成隔离结构。
在一些实施例中，光电转换元件103形成在半导体基板101的背侧表面101B之上，布线层105则形成在半导体基板101的前侧表面101F之上，但本公开实施例并非以此为限。布线层105可为包含多条导线和导通孔(vias)埋置在多个介电层中的内连线结构，并且布线层105可进一步包含固态图像感测器10需要的各种电路。入射光可照射到背侧表面101B的那一侧并且被光电转换元件103所接收。
图2与图3所示的固态图像感测器10可称为背照式(BSI)图像感测器，但本公开实施例并非以此为限。在一些其他实施例中，固态图像感测器可为前照式(FSI)图像感测器。对于FSI图像感测器而言，图2与图3所示的半导体基板101和布线层105可被上下翻转。在FSI图像感测器中，入射光照射到前侧表面101F的那一侧，穿过布线层105，接着被形成在半导体基板101的背侧表面101B之上的光电转换元件103所接收。
如图2与图3所示，在一些实施例中，固态图像感测器10也可包含形成在半导体基板101的背侧表面101B之上并覆盖光电转换元件103的高介电常数(high-κ)膜107。高介电常数膜107的材料可包含氧化铪(HfO2)、氧化铪钽(HfTaO)、氧化铪钛(HfTiO)、氧化铪锆(HfZrO)、五氧化二钽(Ta2O5)或其他合适的高介电常数(high-κ)材料，但本公开实施例并非以此为限。高介电常数膜107可由沉积工艺所形成。沉积工艺例如是化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)、等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced CVD,PECVD)、原子层沉积(atomic layer deposition,ALD)或其他沉积技术。高介电常数膜107可具有高折射率和光吸收能力。
如图2与图3所示，在一些实施例中，固态图像感测器10可进一步包含形成在高介电常数膜107之上的缓冲层109。缓冲层109的材料可包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、其他合适的绝缘材料或其组合，但本公开实施例并非以此为限。缓冲层109可由沉积工艺所形成。沉积工艺例如为旋转涂布、化学气相沉积、可流动化学气相沉积(flowable CVD,FCVD)、等离子体增强化学气相沉积、物理气相沉积(physical vapor deposition,PVD)或其他沉积技术。
参照图1至图3，固态图像感测器10包含绿色滤光片层115G、蓝色滤光片层115B及红色滤光片层115R，绿色滤光片层115G、蓝色滤光片层115B及红色滤光片层115R设置于光电转换元件103的上方。更详细而言，绿色滤光片层115G具有多个绿色滤光片区段115GS，蓝色滤光片层115B具有多个蓝色滤光片区段115BS，而红色滤光片层115R具有多个红色滤光片区段115RS。
在一些实施例中，蓝色滤光片层115B如图1与图2所示设置于与绿色滤光片层115G相邻，而红色滤光片层115R如图1与图3所示设置于与绿色滤光片层115G相邻，但本公开实施例并非以此为限。在一些其他的实施例中，固态图像感测器10也可包含白色滤光片层或黄色滤光片层。
参照图1至图3，固态图像感测器10包含第一金属网格结构111与第二金属网格结构113。更详细而言，第一金属网格结构111如图1与图2所示设置于绿色滤光片层115G与蓝色滤光片层115B之间，且如图1与图3所示设置于绿色滤光片层115G与红色滤光片层115R之间；第二金属网格结构113如图1至图3所示设置于绿色滤光片区段115GS之间、蓝色滤光片区段115BS之间与红色滤光片区段115RS之间，但本公开实施例并非以此为限。
如图2与图3所示，在固态图像感测器10的剖面图中，第一金属网格结构111与第二金属网格结构113形成为梯形，但本公开实施例并非以此为限。在本公开的实施例中，第一金属网格结构111的底部具有一第一网格宽度MW1，第二金属网格结构113的底部具有一第二网格宽度MW2，且第二网格宽度MW2小于第一网格宽度MW1。在一些实施例中，第二网格宽度MW2与第一网格宽度MW1的比值可介于约0.25至约0.9(即，MW2/MW1＝0.25至0.9)，但本公开实施例并非以此为限。
在一些实施例中，第一金属网格结构111与第二金属网格结构113的材料可包含钨(W)、铝(Al)、金属氮化物(例如，氮化钛(TiN))、其他合适的材料或其组合，但本公开实施例并非以此为限。第一金属网格结构111与第二金属网格结构113可通过在缓冲层109上沉积金属层，接着使用光刻和蚀刻工艺对此金属层进行图案化以形成第一金属网格结构111与第二金属网格结构113，但本公开实施例并非以此为限。
在一些实施例中，介于绿色滤光片区段115GS之间的第二金属网格结构113可如图1至图3所示称为第二金属网格结构113G，介于蓝色滤光片区段115BS之间的第二金属网格结构113可如图1与图2所示称为第二金属网格结构113B，而介于红色滤光片区段115RS之间的第二金属网格结构113可如图1与图3所示称为第二金属网格结构113R。此外，介于绿色滤光片区段115GS之间的第二金属网格结构113G的底部具有绿色网格宽度MWG，介于蓝色滤光片区段115BS之间的第二金属网格结构113B的底部具有蓝色网格宽度MWB，而介于红色滤光片区段115RS之间的第二金属网格结构113R的底部具有红色网格宽度MWR。
在一些实施例中，第二网格宽度MW2是可变的(variable)。举例来说，如图1与图2所示，蓝色网格宽度MWB可与绿色网格宽度MWG不同，如图1与图3所示，红色网格宽度MWR可与绿色网格宽度MWG不同，但本公开实施例并非以此为限。在一些实施例中，绿色网格宽度MWG与蓝色网格宽度MWB的差值或者绿色网格宽度MWG与红色网格宽度MWR的差值可介于约0～50nm(即，MWB-MWG＝0±50nm或者MWR-MWG＝0±50)，但本公开实施例并非以此为限。
如图2与图3所示，固态图像感测器10可包含分隔网格结构121，分隔网格结构121设置于第一金属网格结构111与第二金属网格结构113之上。如图2与图3所示，在固态图像感测器10的剖面中，分隔网格结构121被区分为多个分隔网格区段121S。
在一些实施例中，分隔网格结构121的材料可包含透明介电材料，其具有约1.0至约1.99的低折射率。此外，在本公开的实施例中，分隔网格结构121的折射率低于绿色滤光片层115G的折射率、蓝色滤光片层115B的折射率及红色滤光片层115R的折射率。
如图2所示，分隔网格结构121(分隔网格区段121S)具有一分隔网格宽度121W。在一些实施例中，分隔网格宽度121W可大于或等于第一金属网格结构111的底部的第一网格宽度MW1。也就是说，分隔网格结构121可覆盖第一金属网格结构111与第二金属网格结构113，但本公开实施例并非以此为限。
在相同颜色的不同像素(即，不同的彩色滤光片区段)处的灵敏度的测量结果中，在根据本公开实施例的固态图像感测器10中，Gr像素(例如，对应于图3的绿色滤光片区段115GS)的灵敏度差约为12.4％(标准化灵敏度)，Gb像素(例如，对应于图2的绿色滤光片区段115GS)的灵敏度差约为9.9％。然而，在没有具有不同网格宽度的金属网格结构的传统固态图像感测器中，Gr像素的灵敏度差为约为16.1％(标准化灵敏度)，且Gb像素的灵敏度差为约为13％。前述结果证明，根据本公开实施例的固态图像感测器10可以使相同颜色在不同像素处的灵敏度更加一致。因此，可改善通道分离的问题，从而改善来自固态图像感测器的光电转换元件的图像信号的品质。
如图2与图3所示，在一些实施例中，固态图像感测器10可包含透明层117，透明层117设置于彩色滤光片层(例如，绿色滤光片层115G、蓝色滤光片层115B或红色滤光片层115R)及分隔网格结构121之上。在一些实施例中，透明层117的材料可包含玻璃、环氧树脂、硅氧树脂、聚氨酯、其他适当的材料或其组合，但本公开实施例并非以此为限。
如图2与图3所示，在一些实施例中，固态图像感测器10可包含多个聚光结构119，聚光结构119设置于彩色滤光片层(例如，绿色滤光片层115G、蓝色滤光片层115B或红色滤光片层115R)之上，用以会聚入射光。尤其，聚光结构119可设置于透明层117之上，但本公开实施例并非以此为限。在一些实施例中，聚光结构119的材料可与透明层117的材料相同或类似，但本公开实施例并非以此为限。
在一些实施例中，聚光结构119可为微透镜(micro-lens)结构，例如，半凸透镜或凸透镜，但本公开实施例并非以此为限。在一些其他的实施例中，聚光结构119可为微角椎(micro-pyramid)结构(例如，圆锥、四角锥等)或微梯形(micro-trapezoidal)结构(例如，平顶圆锥、平顶四角锥等)。或者，聚光结构119可为一折射率渐变(gradient-index)结构。
在图2与图3所示的实施例中，每个聚光结构119对应于绿色滤光片区段115GS中的一个、蓝色滤光片区段115BS中的一个或红色滤光片区段115RS中的一个，但本公开实施例并非以此为限。在一些其他的实施例中，每个聚光结构119可对应于绿色滤光片区段115GS中的至少两个、蓝色滤光片区段115BS中的至少两个或红色滤光片区段115RS中的至少两个。
图4是对应于图2的固态图像感测器10的另一剖面图。图5是对应于图3的固态图像感测器10的另一剖面图。举例来说，图2与图3是对应于固态图像感测器10的中心区域的剖面图，而图4与图5是对应于固态图像感测器10的边缘(或周边)区域(其在中心区域的外部)的剖面图。
参照图4与图5，在固态图像感测器10的边缘区域中，第二金属网格结构113相对于对应的分隔网格区段121S的中心线具有一偏移。举例来说，介于绿色滤光片区段115GS之间的第二金属网格结构113(即，第二金属网格结构113G)如图4与图5所示相对于对应的分隔网格区段121S的中心线具有一偏移dG，介于蓝色滤光片区段115BS之间的第二金属网格结构113(即，第二金属网格结构113B)如图4所示相对于对应的分隔网格区段121S的中心线具有一偏移dB，而介于红色滤光片区段115RS之间的第二金属网格结构113(即，第二金属网格结构113R)如图5所示相对于对应的分隔网格区段121S的中心线具有一偏移dR。
在一些实施例中，第二金属网格结构113相对于对应的分隔网格区段121S的中心线的偏移是可变的。也就是说，在图4与图5中所示的偏移dG、偏移dB及偏移dR可相同，但本公开实施例并非以此为限。在一些实施例中，偏移dG与偏移dB的差值或者偏移dG与偏移dR的差值可介于约0～50nm(即dG-dB＝0±50nm或者dG-dR＝0±50nm)，但本公开实施例并非以此为限。
此外，在一些实施例中，在水平方向中，第二金属网格结构113朝向远离入射光L的一侧偏移。举例来说，如图4与图5所示，水平方向D可为平行于绿色滤光片层115G、蓝色滤光片层115B及红色滤光片层115R的顶表面的方向，入射光L来自于左侧，而第二金属网格结构113(例如，第二金属网格结构113G、第二金属网格结构113B、第二金属网格结构113R)朝向右侧偏移，但本公开实施例并非以此为限。
在一些实施例中，如图4与图5所示，聚光结构119在固态图像感测器10的边缘区域中相对于彩色滤光片层(例如，绿色滤光片层115G、蓝色滤光片层115B、红色滤光片层115R)也具有一偏移，但本公开实施例并非以此为限。
在前述的实施例中，分隔网格结构121完全地覆盖第二金属网格结构113。也就是说，第二金属网格结构113可设置于分隔网格结构121的内部，但本公开实施例并非以此为限。
图6是显示根据本公开另一实施例的固态图像感测器12的剖面图。图6所示的固态图像感测器12具有与图4所示的固态图像感测器10类似的结构。此外，图6是对应于固态图像感测器12的边缘区域的剖面图。
参照图6，与图4所示的固态图像感测器10的不同之处在于，图6所示的固态图像感测器12的彩色滤光片层可覆盖第二金属网格结构113的一部分。更详细而言，如图6所示，蓝色滤光片层115B(蓝色滤光片区段115BS)可覆盖第二金属网格结构113B’的一部分，而绿色滤光片层115G(绿色滤光片区段115GS)可覆盖第二金属网格结构113G’的一部分。也就是说，相较于图4所示的固态图像感测器10，偏移dB’可大于偏移dB且偏移dG’可大于偏移dG，使得第二金属网格结构113的一部分可超出对应地分隔网格结构121，但本公开实施例并非以此为限。
图7是显示根据本公开另一实施例的固态图像感测器14的剖面图。图8是对应于图7的固态图像感测器14的另一剖面图。举例来说，图7是对应于固态图像感测器14的中心区域的剖面图，而图8是对应于固态图像感测器14的边缘(或周边)区域(其在中心区域的外部)的剖面图。
参照图7与图8，光电转换元件103可排列以对应于多个相位检测自动对焦像素(phase detection auto focus pixels)PDAF、多个围绕相位检测自动对焦像素PDAF的第一正规像素P1及多个围绕第一正规像素P1的第二正规像素P2。
在本实施例中，在对应于相位检测自动对焦像素PDAF的区域中，每个彩色滤光片区段(例如，绿色滤光片区段115GS)可对应于至少两个光电转换元件103；在对应于第一正规像素P1或第二正规像素P2的区域中，每个彩色滤光片区段(例如，绿色滤光片区段115GS)可对应于一个光电转换元件103，但本公开实施例并非以此为限。
在一些实施例中，如图7与图8所示，第一金属网格结构111可对应设置于相位检测自动对焦像素PDAF与第一正规像素P1之间的区域，而第二金属网格结构113可对应设置于第一正规像素P1与第二正规像素P2之间的区域，但本公开实施例并非以此为限。
类似地，在本实施例中，第一金属网格结构111的底部具有一第一网格宽度MW1，第二金属网格结构113的底部具有一第二网格宽度MW2，且第二网格宽度MW2小于第一网格宽度MW1。在一些实施例中，第二网格宽度MW2与第一网格宽度MW1的比值可介于约0.25至约0.9(即，MW2/MW1＝0.25至0.9)，但本公开实施例并非以此为限。此外，在固态图像感测器14的边缘区域中，第二金属网格结构113相对于对应的分隔网格区段121S的中心线具有一偏移(例如，偏移dG)。
图9是显示根据本公开一实施例的固态图像感测器16的剖面图。参照图9，固态图像感测器16可具有与图3所示的固态图像感测器10类似的结构。与图3所示的固态图像感测器10的不同之处在于，在图9所示的固态图像感测器16中，第一金属网格结构111可具有一第一网格高度MH1，而第二金属网格结构113可具有一第二网格高度MHR(或MHG)。在本实施例中，第二网格高度MHR(或MHG)可低于第一网格高度MH1(即，MHR<MH1或者MHG<MH1)。
此外，在一些实施例中，第二金属网格结构113的第二网格高度是可变的。举例来说，如图9所示，第二网格高度MHR可高于第二网格高度MHG，但本公开实施例并非以此为限。
在前述的实施例中，第一金属网格结构111与第二金属网格结构113被示出为在固态图像感测器的剖面图中形成为梯形，但本公开实施例并非以此为限。
图10是显示根据本公开一实施例的固态图像感测器18的剖面图。图11是显示根据本公开另一实施例的固态图像感测器20的剖面图。参照图10，在固态图像感测器18的剖面图中，第一金属网格结构111’与第二金属网格结构113’形成为三角形，但本公开实施例并非以此为限。参照图11，在固态图像感测器20的剖面图中，第一金属网格结构111”与第二金属网格结构113”形成为矩形，但本公开实施例并非以此为限。
图12是显示根据本公开一实施例的固态图像感测器22的剖面图。参照图12，固态图像感测器22可具有与图3所示的固态图像感测器10类似的结构。与图3所示的固态图像感测器10的不同之处在于，固态图像感测器22的聚光结构(119-1、119-2)的厚度可不同。更详细而言，如图12所示，固态图像感测器22可包含多个设置于第一聚光结构119-1与多个第二聚光结构119-2，第一聚光结构119-1与第二聚光结构119-2设置于彩色滤光片层(例如，绿色滤光片层115G、蓝色滤光片层115B或红色滤光片层115R)之上。在本实施例中，第一聚光结构119-1可具有一第一厚度ML1，第二聚光结构119-2可具有一第二厚度ML2，且第一厚度ML1可大于第二厚度ML2，但本公开实施例并非以此为限。
综上所述，相较于具有固定的金属网格宽度的传统网格结构，本公开实施例的固态图像感测器包含具有不同宽度的第一金属网格结构及第二金属网格结构，其可改善通道分离，由此改善来自固态图像感测器的光电转换元件的图像信号的品质。
以上概述数个实施例的部件，以便在本公开所属技术领域中技术人员可以更理解本公开实施例的观点。在本公开所属技术领域中技术人员应该理解，他们能以本公开实施例为基础，设计或修改其他工艺和结构以达到与在此介绍的实施例相同的目的及/或优势。在本公开所属技术领域中技术人员也应该理解到，此类等效的结构并无悖离本公开的精神与范围，且他们能在不违背本公开的精神和范围之下，做各式各样的改变、取代和替换。因此，本公开的保护范围当视随附的权利要求所界定者为准。另外，虽然本公开已以数个较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本公开。
整份说明书对特征、优点或类似语言的引用，并非意味可以利用本公开实现的所有特征和优点应该或者可以在本公开的任何单个实施例中实现。相对地，涉及特征和优点的语言被理解为其意味着结合实施例描述的特定特征、优点或特性包括在本公开的至少一个实施例中。因而，在整份说明书中对特征和优点以及类似语言的讨论可以但不一定代表相同的实施例。
再者，在一个或多个实施例中，可以任何合适的方式组合本公开的所描述的特征、优点和特性。根据本文的描述，相关领域的技术人员将意识到，可在没有特定实施例的一个或多个特定特征或优点的情况下实现本公开。在其他情况下，在某些实施例中可辨识附加的特征和优点，这些特征和优点可能不存在于本公开的所有实施例中。

Claims (10)

1.一种固态图像感测器，包括：
多个光电转换元件；
一第一彩色滤光片层，设置于多个所述光电转换元件的上方并具有多个第一彩色滤光片区段；
一第二彩色滤光片层，设置于多个所述光电转换元件的上方并与该第一彩色滤光片层相邻，且具有多个第二彩色滤光片区段；
一第一金属网格结构，设置于该第一彩色滤光片层与该第二彩色滤光片层之间；以及
一第二金属网格结构，设置于多个所述第一彩色滤光片区段之间与多个所述第二彩色滤光片区段之间，
其中该第一金属网格结构的底部具有一第一网格宽度，该第二金属网格结构的底部具有一第二网格宽度，且该第二网格宽度小于该第一网格宽度。
2.如权利要求1所述的固态图像感测器，其中多个所述第一彩色滤光片区段包括多个绿色滤光片区段，而多个所述第二彩色滤光片区段包括多个蓝色/红色滤光片区段，介于多个所述绿色滤光片区段之间的第二金属网格结构的底部具有一绿色网格宽度，介于多个所述蓝色/红色滤光片区段之间的第二金属网格结构的底部具有一蓝色/红色网格宽度，该蓝色/红色网格宽度与该绿色网格宽度不同，且该绿色网格宽度与该蓝色/红色网格宽度的差值介于0nm～50nm。
3.如权利要求1所述的固态图像感测器，还包括：
一分隔网格结构，设置于该第一金属网格结构及该第二金属网格结构之上，
其中在该固态图像感测器的一剖面中，该分隔网格结构被区分为多个分隔网格区段，该分隔网格结构具有一分隔网格宽度，该分隔网格宽度大于或等于该第一网格宽度。
4.如权利要求1所述的固态图像感测器，还包括：
一分隔网格结构，设置于该第一金属网格结构及该第二金属网格结构之上，
其中在该固态图像感测器的一剖面中，该分隔网格结构被区分为多个分隔网格区段，在该固态图像感测器的一边缘区域中，该第二金属网格结构相对于每该分隔网格区段的中心线具有一偏移，多个所述第一彩色滤光片区段包括多个绿色滤光片区段，而多个所述第二彩色滤光片区段包括多个蓝色/红色滤光片区段。
5.如权利要求4所述的固态图像感测器，其中在该固态图像感测器的该边缘区域中，介于多个所述绿色滤光片区段之间的第二金属网格结构相对于每该分隔网格区段的中心线具有一第一偏移，而介于多个所述蓝色/红色滤光片区段之间的第二金属网格结构相对于每该分隔网格区段的中心线具有一第二偏移，该第一偏移与该第二偏移不同，且该第一偏移与该第二偏移的差值介于0nm～50nm。
6.如权利要求1所述的固态图像感测器，还包括：
一分隔网格结构，设置于该第一金属网格结构及该第二金属网格结构之上，
其中在该固态图像感测器的一剖面中，该分隔网格结构被区分为多个分隔网格区段，在该固态图像感测器的一边缘区域中，该第二金属网格结构相对于每该分隔网格区段的中心线具有一偏移，且在一水平方向中，该第二金属网格结构朝向远离入射光的一侧偏移。
7.如权利要求1所述的固态图像感测器，还包括：
一分隔网格结构，设置于该第一金属网格结构及该第二金属网格结构之上，
其中在该固态图像感测器的一剖面中，该分隔网格结构被区分为多个分隔网格区段，在该固态图像感测器的一边缘区域中，该第二金属网格结构相对于每该分隔网格区段的中心线具有一偏移，且该第一彩色滤光片层或该第二彩色滤光片层覆盖该第二金属网格结构的一部分。
8.如权利要求1所述的固态图像感测器，其中多个所述光电转换元件排列以对应于多个相位检测自动对焦像素、多个围绕多个所述相位检测自动对焦像素的第一正规像素及多个围绕多个所述第一正规像素的第二正规像素，该第一金属网格结构对应设置于多个所述相位检测自动对焦像素与多个所述第一正规像素之间的区域，而该第二金属网格结构对应设置于多个所述第一正规像素与多个所述第二正规像素之间的区域。
9.如权利要求1所述的固态图像感测器，其中该第一金属网格结构具有一第一网格高度，该第二金属网格结构具有一第二网格高度，该第二网格高度低于该第一网格高度，在该固态图像感测器的一剖面图中，该第一金属网格结构与该第二金属网格结构形成为梯形、三角形或矩形，且该第二网格宽度与该第一网格宽度的比值介于0.25～0.9。
10.如权利要求1所述的固态图像感测器，还包括：
多个聚光结构，设置于该第一彩色滤光片层与该第二彩色滤光片层之上，其中多个所述聚光结构的厚度不同。
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