CN114843291A - 固态图像感测器 - Google Patents
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Abstract
本公开提出一种固态图像感测器。固态图像感测器包含具有第一及第二光电转换元件的一半导体基板、一隔离结构、一彩色滤光片层以及一混合层。隔离结构设置于第一光电转换元件与第二光电转换元件之间。彩色滤光片层设置于半导体基板的上方。混合层设置于半导体基板与彩色滤光片之间。混合层包含一第一分隔结构、一第二分隔结构及一透明层。第一分隔结构被设置以与隔离结构对应。第二分隔结构被第一分隔结构所围绕。透明层设置于第一分隔结构与第二分隔结构之间。第一分隔结构的折射率与第二分隔结构的折射率低于透明层的折射率。
Description
技术领域
本公开实施例涉及一种图像感测器，尤其涉及一种包含混合层的固态图像感测器。
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。固态图像感测器中的光感测部分可形成在每个像素中，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。
在固态图像感测器中，具有不同波长的光可在半导体基板的不同深度之处被吸收。然而，当倾斜的入射光进入固态图像感测器时，此行为可能会导致形成用于吸收相同颜色的两个相邻的光电转换元件中的能量失衡。因此，在固态图像感测器的设计和制造上仍存在各种挑战。
发明内容
在本公开的一些实施例中，固态图像感测器包含设置于半导体基板与彩色滤光片层之间的一混合层，其有助于从彩色滤光片层(彩色滤光片区段)分离光，从而改善光电转换元件的灵敏度的均匀性，以增强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一半导体基板，半导体基板具有多个第一光电转换元件及至少一第二光电转换元件。固态图像感测器也包含一隔离结构，隔离结构设置于第一光电转换元件与第二光电转换元件之间。固态图像感测器还包含一彩色滤光片层，彩色滤光片层设置于半导体基板的上方并具有对应于第一光电转换元件的一第一彩色滤光片区段及对应于第二光电转换元件的一第二彩色滤光片区段。此外，固态图像感测器包含一混合层，混合层设置于半导体基板与彩色滤光片之间。混合层包含一第一分隔结构，第一分隔结构被设置以使其与隔离结构对应。混合层也包含一第二分隔结构，第二分隔结构被第一分隔结构所围绕。混合层还包含一透明层，透明层设置于第一分隔结构与第二分隔结构之间。第一分隔结构的折射率与第二分隔结构的折射率低于透明层的折射率。
在一些实施例中，第二分隔结构的高度低于第一分隔结构的高度。
在一些实施例中，在固态图像感测器的剖面图中，第一分隔结构包含多个第一分隔区段，第二分隔结构包含多个第二分隔区段，且每个第一分隔区段和每个’第二分隔区段具有不同的形状。
在一些实施例中，每个第一分隔区段形成为矩形，且每个第二分隔区段形成为三角形或半圆形。
在一些实施例中，在固态图像感测器的俯视图中，第二分隔结构形成为正方形、矩形或两个交叉的矩形。
在一些实施例中，第二分隔结构与第一分隔结构直接接触。
在一些实施例中，第二分隔结构的高度高于第一分隔结构的高度。
在一些实施例中，第二分隔结构的一部分设置于第一彩色滤光片区段内。
在一些实施例中，半导体基板具有多个第二光电转换元件，且第二分隔结构对应于第一光电转换元件或第二光电转换元件。
在一些实施例中，第一彩色滤光片区段与第二彩色滤光片区段包含红色滤光片区段、绿色滤光片区段、蓝色滤光片区段、黄色滤光片区段、白色滤光片区段、青色滤光片区段、洋红色滤光片区段或红外光/近红外光滤光片区段。
在一些实施例中，第一分隔结构的高度是固定的，而第二分隔结构的高度是可变的。
在一些实施例中，第二分隔结构对应于第一彩色滤光片区段的高度与第二分隔结构对应于第二彩色滤光片区段的高度不同。
在一些实施例中，固态图像感测器还包含一聚光结构，聚光结构设置于彩色滤光片层之上。聚光结构包含对应于第一光电转换元件的第一微透镜及对应于第二光电转换元件的第二微透镜。
在一些实施例中，第一微透镜对应于m×n个第一光电转换元件，且m和n为正整数。
在一些实施例中，第二微透镜对应于一个第二光电转换元件。
在一些实施例中，在固态图像感测器的边缘区域中，第一分隔结构相对于隔离结构具有一偏移。
在一些实施例中，固态图像感测器还包含一金属网格，金属网格设置于第一分隔结构的底部。
在一些实施例中，透明层的折射率大于1.0。
在一些实施例中，第一分隔结构的折射率与第二分隔结构的折射率不同。
在一些实施例中，混合层的厚度在0.01μm至2.0μm的范围内。
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1A示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器的剖面图。
图1B示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器的剖面图。
图2示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器的另一部分的剖面图。
图3A示出根据本公开一实施例的混合层的部分俯视图。
图3B示出根据本公开另一实施例的混合层的部分俯视图。
图3C示出根据本公开又一实施例的混合层的部分俯视图。
图4示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器的一部分的剖面图。
图5示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器的另一部分的剖面图。
图6示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器的一部分的剖面图。
图7示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器的一部分的剖面图。
图8示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器的一部分的剖面图。
图9示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器的一部分的剖面图。
图10示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器的一部分的剖面图。
附图标记如下：
100,102,104,106,108,110,112:固态图像感测器
10:半导体基板
11:第一光电转换元件
13:第二光电转换元件
15:隔离结构
20:彩色滤光片层
20SB:蓝色滤光片区段
20SG:绿色滤光片区段
20SR:红色滤光片区段
30:混合层
31:第一分隔结构
31S:第一分隔区段
32:透明层
33,34,35,36,37,38:第二分隔结构
33S,35S,36S,38-1S,38-2S,38-3S:第二分隔区段
40:聚光结构
40m,40m’:微透镜
50:金属网格
A-A’:线
C1,C2,CG,CR:中心轴
L:入射光
S,S1,S2:偏移
T:厚度
T1,T2,T2’,T2-1,T2-2,T2-3:高度
X,Y,Z:坐标轴
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。
图1A与图1B示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器100的剖面图。图2示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器100的另一部分的剖面图。举例来说，图1A与图1B示出固态图像感测器100在中央区域内的剖面图，而图2示出固态图像感测器100在围绕中央区域的边缘区域内的剖面图，但本公开实施例并非以此为限。应注意的是，为了简便起见，图1A、图1B与图2中可能省略固态图像感测器100的一些部件。
在一些实施例中，固态图像感测器100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。
参照图1A、图1B与图2，固态图像感测器100包含一半导体基板10。在一些实施例中，半导体基板10可为晶片或芯片。举例来说，半导体基板10可包含硅，但本公开实施例并非以此为限。如图1A、图1B与图2所示，半导体基板10可具有多个第一光电转换元件11及多个第二光电转换元件13。在一些实施例中，第一光电转换元件11及第二光电转换元件13可为用于接收不同色光的光电二极管。举例来说，第一光电转换元件11可用于接收绿光，而第二光电转换元件13可用于接收红光，但本公开实施例并非以此为限。在一些其他的实施例中，第一光电转换元件11及第二光电转换元件13可为用于接收相同色光的光电二极管。举例来说，第一光电转换元件11及第二光电转换元件13两者可用于接收绿光以用于相位检测自动对焦(phase detection auto focus,PDAF)功能。
参照图1A、图1B与图2，固态图像感测器100包含一隔离结构15，隔离结构15设置于第一光电转换元件11与第二光电转换元件13之间。在一些实施例中，隔离结构15可包含浅沟槽隔离(shallow trench isolation,STI)或深沟槽隔离(deep trench isolation,DTI)。举例来说，可使用蚀刻工艺形成沟槽，并用绝缘或介电材料填充沟槽以在半导体基板10中形成隔离结构15，但本公开实施例并非以此为限。
如图1A与图2所示，隔离结构15可将第一光电转换元件11及第二光电转换元件13分开。也就是说，半导体基板10中的第一光电转换元件11及第二光电转换元件13可通过隔离结构15彼此隔离，但本公开实施例并非以此为限。
如图1B所示，隔离结构15也可设置于多个第一光电转换元件11之间。也就是说，隔离结构15可将多个第一光电转换元件11彼此分开。或者，隔离结构15也可设置于多个第二光电转换元件13之间。也就是说，隔离结构15可将多个第二光电转换元件13彼此分开。
参照图1A、图1B与图2，固态图像感测器100包含一彩色滤光片层20，彩色滤光片层20设置于半导体基板10的上方。在一些实施例中，如图1A、图1B与图2所示，彩色滤光片层20具有对应于第一光电转换元件11的绿色滤光片区段20SG及对应于第二光电转换元件13的红色滤光片区段20SR，但本公开实施例并非以此为限。
在一些实施例中，彩色滤光片层20可具有对应于第一光电转换元件11或第二光电转换元件13的蓝色滤光片区段、黄色滤光片区段、白色滤光片区段、青色(cyan)滤光片区段、洋红色(magenta)滤光片区段、红外线(IR)/近红外线(NIR)滤光片区段、或其他合适的彩色滤光片区段。举例来说，彩色滤光片层20的一些彩色滤光片区段可对应于红色、绿色和蓝色的其中之一，而彩色滤光片层20的其他彩色滤光片区段可对应于红色、绿色和蓝色的其中的另一，但本公开实施例并非以此为限。
参照图1A、图1B与图2，固态图像感测器100包含一混合层30，混合层30设置于半导体基板10与彩色滤光片20之间。尤其，混合层30包含一第一分隔结构31、一第二分隔结构33及一透明层32。如图1A、图1B与图2所示，第一分隔结构31可设置为与隔离结构15对应，第二分隔结构33可对应于第一光电转换元件11或第二光电转换元件13，而透明层32可设置于第一分隔结构31与第二分隔结构33之间，但本公开实施例并非以此为限。
在本公开的实施例中，第一分隔结构31的折射率与第二分隔结构33的折射率低于透明层32的折射率。举例来说，第一分隔结构31的折射率与第二分隔结构33的折射率可在约1.0至1.99的范围内，而透明层32的折射率可大于约1.0(例如，约3.0)，但本公开实施例并非以此为限。
在一些实施例中，第一分隔结构31和/或第二分隔结构33可通过将介电层沉积于半导体基板10之上，接着使用光刻与蚀刻工艺将此介电层图案化，以形成第一分隔结构31和/或第二分隔结构33，但本公开实施例并非以此为限。
在一些实施例中，第一分隔结构31和第二分隔结构33的材料可为相同的，但本公开实施例并非以此为限。在一些其他的实施例中，第一分隔结构31和第二分隔结构33的材料可为不同的。也就是说，第一分隔结构31的折射率与第二分隔结构33的折射率可不同。
在一些实施例中，透明层32可为一有机层，但本公开实施例并非以此为限。在一些实施例中，透明层32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。透明层32可通过一沉积工艺所形成。
在图1A、图1B与图2所示的实施例中，第一分隔结构31和第二分隔结构33可具有相同的高度，但本公开实施例并非以此为限。在一些实施例中，如图1A与图1B所示，混合层30的厚度T可在约0.01μm至约2.0μm的范围内。也就是说，第一分隔结构31的高度和第二分隔结构33的高度可在约0.01μm至约2.0μm的范围内，但本公开实施例并非以此为限。
在一些实施例中，在固态图像感测器100的边缘区域中，固态图像感测器100的结构可具有一偏移。举例来说，如图2所示，第一分隔结构31在固态图像感测器100的边缘区域中相对于隔离结构15可具有一偏移S。换言之，在图2所示的剖面图中，第一分隔结构31的中心轴C2与隔离结构15的中心轴C1的距离可为偏移S，但本公开实施例并非以此为限。
此外，如图2所示，第二分隔结构33在固态图像感测器100的边缘区域中相对于绿色滤光片区段20SG的中心轴CG具有一偏移S1，相对于红色滤光片区段20SR的中心轴CR具有一偏移S2。换言之，在图2所示的剖面图中，第二分隔结构33的中心轴C3与绿色滤光片区段20SG的中心轴CG的距离可为偏移S1，而第二分隔结构33的中心轴C3与红色滤光片区段20SR的中心轴CR的距离可为偏移S2，但本公开实施例并非以此为限。在一些实施例中，偏移S1与偏移S2可与偏移S不同，但本公开实施例并非以此为限。
类似地，如图2所示，彩色滤光片层20在固态图像感测器100的边缘区域中相对于隔离结构15具有一偏移S。然而，彩色滤光片层20相对于隔离结构15的偏移可与偏移S不同，其可依据实际需求调整。
如图1A、图1B与图2所示，在入射光L进入固态图像感测器100并穿越通过绿色滤光片区段20SG或红色滤光片区段20SR后，其可被第二分隔结构33所分离，从而改善第一光电转换元件11和第二光电转换元件13的灵敏度的均匀性，以增强来自固态图像感测器100的第一光电转换元件11和第二光电转换元件13的图像信号的品质。
在一些实施例中，如图1A、图1B与图2所示，固态图像感测器100可包含一金属网格50，金属网格50设置于半导体基板10之上。尤其金属网格50设置于第一分隔结构31的底部。在一些实施例中，金属网格50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。金属网格50可通过在半导体基板10的上沉积金属层，接着使用光刻和蚀刻工艺对此金属层进行图案化以形成金属网格50，但本公开实施例并非以此为限。
在一些实施例中，如图1A、图1B与图2所示，固态图像感测器100可进一步包含一聚光结构40，聚光结构40设置于彩色滤光片层20之上。在一些实施例中，聚光结构40可用于会聚入射光L。在一些实施例中，聚光结构40的材料可与透明层32的材料相同或类似。举例来说，聚光结构40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。在一些实施例中，聚光结构40可通过光刻胶热回流法(photoresist reflow method)、热压成型法(hot embossing method)、其他合适的方法或其组合所形成，但本公开实施例并非以此为限。在一些实施例中，形成聚光结构40的步骤可包含旋转涂布工艺、光刻工艺、蚀刻工艺、其他合适的工艺或其组合，但本公开实施例并非以此为限。
在一些实施例中，如图1A、图1B与图2所示，聚光结构40可包含对应于第一光电转换元件11和第二光电转换元件13的微透镜40m。举例来说，每个微透镜40m可对应于四(2×2)个第一光电转换元件11或四(2×2)个第二光电转换元件13，但本公开实施例并非以此为限。在一些实施例中，微透镜40m可对应于(m×n)个第一光电转换元件11或(m×n)个第二光电转换元件13，其中m与n为正整数，但本公开实施例并非以此为限。在一些其他的实施例中，微透镜40m可对应于一个第二光电转换元件13。
在一些实施例中，微透镜40m可为半凸透镜结构或凸透镜，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40可为微角锥(micro-pyramid)结构(例如，圆锥、四角锥等)，或者其可为微梯形(micro-trapezoidal)结构(例如，平顶圆锥、平顶四角锥等)。或者，聚光结构40可为折射率渐变(gradient-index)结构。
类似地，如图2所示，聚光结构40在固态图像感测器100的边缘区域中相对于彩色滤光片层20可具有一偏移。然而，聚光结构40相对于彩色滤光片层20的偏移可与偏移S不同，其可依据实际需求调整。
图3A示出根据本公开一实施例的混合层30的部分俯视图。图3B示出根据本公开另一实施例的混合层30的部分俯视图。图3C示出根据本公开又一实施例的混合层30的部分俯视图。举例来说，图1A、图1B与图2可包含沿着图3A、图3B与图3C中的线A-A’所切的部分剖面图，但本公开实施例并非以此为限。
参照图3A至图3C，第二分隔结构33被第一分隔结构31所围绕。在一些实施例中，如图3A所示，在混合层30的俯视图中，第二分隔结构33可形成为与第一分隔结构31分离的正方形，但本公开实施例并非以此为限。
在一些实施例中，如图3B所示，在混合层30的俯视图中，第二分隔结构33可形成为与第一分隔结构31连接的矩形。也就是说，第二分隔结构33可与第一分隔结构31直接接触，但本公开实施例并非以此为限。
在一些实施例中，如图3C所示，在混合层30的俯视图中，第二分隔结构33可形成为与第一分隔结构31直接接触的两个交叉的矩形，但本公开实施例并非以此为限。
在一些其他的实施例中，在混合层30的俯视图中，第二分隔结构33可形成为可与第一分隔结构31分离或连接的其他多边形。
图4示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器102的一部分的剖面图。图5示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器102的另一部分的剖面图。举例来说，图4示出固态图像感测器102在中心区域的剖面图，而图5示出固态图像感测器102在围绕中心区域的边缘区域的剖面图，但本公开实施例并非以此为限。应注意的是，为了简便起见，图4和图5中可能省略固态图像感测器102的一些部件。
图4和图5所示的固态图像感测器102具有与图1A和图2所示的固态图像感测器100类似的结构。与图1A和图2所示的固态图像感测器100的不同之处的其中之一可包含，图4和图5所示的固态图像感测器102的第一分隔结构31与第二分隔结构34可具有不同的高度。尤其，第二分隔结构34的高度T2可低于第一分隔结构31的高度T1，但本公开实施例并非以此为限。
类似地，如图5所示，第一分隔结构31在固态图像感测器102的边缘区域中相对于隔离结构15可具有一偏移S。换言之，在图5所示的剖面图中，第一分隔结构31的中心轴C2与隔离结构15的中心轴C1的距离可为偏移S，但本公开实施例并非以此为限。
此外，如图5所示，第二分隔结构34在固态图像感测器102的边缘区域中相对于绿色滤光片区段20SG的中心轴CG具有一偏移S1，相对于红色滤光片区段20SR的中心轴CR具有一偏移S2。换言之，在图5所示的剖面图中，第二分隔结构34的中心轴C3与绿色滤光片区段20SG的中心轴CG的距离可为偏移S1，而第二分隔结构34的中心轴C3与红色滤光片区段20SR的中心轴CR的距离可为偏移S2，但本公开实施例并非以此为限。在一些实施例中，偏移S1与偏移S2可与偏移S不同，但本公开实施例并非以此为限。
在前述的实施例中，例如图1A与图2所示的实施例中，在固态图像感测器100的剖面图中，第一分隔结构31可被分为多个第一分隔区段31S，第二分隔结构33可被分为多个第二分隔区段33S，且每个第一分隔区段31S和每个第二分隔区段33S可具有相同的形状(例如，矩形)，但本公开实施例并非以此为限。
图6示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器104的一部分的剖面图。图7示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器106的一部分的剖面图。
如图6所示，在固态图像感测器104的剖面图中，第一分隔结构31的每个第一分隔区段31S可形成为矩形，而第二分隔结构35的每个第二分隔区段35S可形成为三角形，但本公开实施例并非以此为限。
如图7所示，在固态图像感测器106的剖面图中，第一分隔结构31的每个第一分隔区段31S可形成为矩形，而第二分隔结构36的每个第二分隔区段36S可形成为半圆形，但本公开实施例并非以此为限。在一些实施例中，第一分隔区段的形状或第二分隔区段的形状也可为其他合适的形状，可依据实际需求调整。
图8示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器108的一部分的剖面图。图8所示的固态图像感测器108具有与图1A和图2所示的固态图像感测器100类似的结构。与图1A和图2所示的固态图像感测器100的不同之处的其中之一可包含，图8所示的固态图像感测器108的第一分隔结构31和第二分隔结构37可具有不同的高度。尤其，第二分隔结构37的高度T2’可高于第一分隔结构31的高度T1，但本公开实施例并非以此为限。
在一些实施例中，如图8所示，第二分隔结构37的一部分可设置于彩色滤光片层20内。更详细而言，第二分隔结构37的一部分可设置于绿色滤光片区段20SG内，且可设置于红色滤光片区段20SR内，但本公开实施例并非以此为限。在一些其他的实施例中，第二分隔结构37的一部分可设置于彩色滤光片层20的其他彩色滤光片区段内。
图9示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器110的一部分的剖面图。图9所示的固态图像感测器110具有与图1A和图2所示的固态图像感测器100类似的结构。与图1A和图2所示的固态图像感测器100的不同之处的其中之一可包含，彩色滤光片层20可进一步具有蓝色滤光片区段20SB。
此外，在本实施例中，第一分隔结构31的高度的为固定的(constant)，而第二分隔结构38的高度是可变的(variable)。举例来说，如图9所示，第一分隔结构31的第一分隔区段31S的高度T1可与第二分隔结构38的第二分隔区段38-1S的高度T2-1相同；第二分隔结构38的第二分隔区段38-1S的高度T2-1(其对应于绿色滤光片区段20SG)可低于第二分隔结构38的第二分隔区段38-2S的高度T2-2(其对应于红色滤光片区段20SR)且高于第二分隔结构38的第二分隔区段38-3S的高度T2-3(其对应于蓝色滤光片区段20SB)，但本公开实施例并非以此为限。
图10示出根据本公开一些实施例的固态图像感测器112的一部分的剖面图。图10所示的固态图像感测器112具有与图1A和图2所示的固态图像感测器100类似的结构。与图1A和图2所示的固态图像感测器100的不同之处的其中之一可包含，聚光结构40’可包含对应于多个第一光电转换元件11的一第一微透镜40m及对应于多个第二光电转换元件13的多个第二微透镜40m’。
如图10所示，第一微透镜40m对应于至少两个(即，两个或更多)第一光电转换元件11，而每个第二微透镜40m’对应于一个第二光电转换元件13，但本公开实施例并非以此为限。第一微透镜40m的数量或第二微透镜40m’的数量并未限定于图10所示的实施例，其可依实际需求调整。
综上所述，根据本公开实施例的固态图像感测器包含设置于半导体基板与彩色滤光片层之间的混合层，其有助于从彩色滤光片层(彩色滤光片区段)分离光，从而改善光电转换元件的灵敏度的均匀性，以增强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：
一半导体基板，具有多个第一光电转换元件及至少一第二光电转换元件；
一隔离结构，设置于多个所述第一光电转换元件与该至少一第二光电转换元件之间；
一彩色滤光片层，设置于该半导体基板的上方并具有对应于多个所述第一光电转换元件的一第一彩色滤光片区段及对应于该至少一第二光电转换元件的一第二彩色滤光片区段；以及
一混合层，设置于该半导体基板与该彩色滤光片之间，且该混合层包括：
一第一分隔结构，设置为与该隔离结构对应；
一第二分隔结构，被该第一分隔结构所围绕；及
一透明层，设置于该第一分隔结构与该第二分隔结构之间；
其中该第一分隔结构的折射率与该第二分隔结构的折射率低于该透明层的折射率。
2.如权利要求1所述的固态图像感测器，其中该第二分隔结构的高度低于该第一分隔结构的高度，且在该固态图像感测器的一俯视图中，该第二分隔结构形成为正方形、矩形或两个交叉的矩形。
3.如权利要求2所述的固态图像感测器，其中在该固态图像感测器的一剖面图中，该第一分隔结构包括多个第一分隔区段，该第二分隔结构包括多个第二分隔区段，每该第一分隔区段形成为矩形，且每该第二分隔区段形成为三角形或半圆形。
4.如权利要求1所述的固态图像感测器，其中该第二分隔结构与该第一分隔结构直接接触。
5.如权利要求1所述的固态图像感测器，其中该第二分隔结构的高度高于该第一分隔结构的高度，且该第二分隔结构的一部分设置于该第一彩色滤光片区段内。
6.如权利要求1所述的固态图像感测器，其中该半导体基板具有多个第二光电转换元件，该第二分隔结构对应于多个所述第一光电转换元件或多个所述第二光电转换元件，该第一彩色滤光片区段与该第二彩色滤光片区段包括红色滤光片区段、绿色滤光片区段、蓝色滤光片区段、黄色滤光片区段、白色滤光片区段、青色滤光片区段、洋红色滤光片区段或红外光/近红外光滤光片区段，该第一分隔结构的高度是固定的，而该第二分隔结构的高度是可变的，且该第二分隔结构对应于该第一彩色滤光片区段的高度与该第二分隔结构对应于该第二彩色滤光片区段的高度不同。
7.如权利要求1所述的固态图像感测器，还包括：
一聚光结构，设置于该彩色滤光片层之上，
其中该聚光结构包括对应于多个所述第一光电转换元件的一第一微透镜及对应于该至少一第二光电转换元件的一第二微透镜，该第一微透镜对应于m×n个第一光电转换元件，且m和n为正整数。
8.如权利要求1所述的固态图像感测器，其中在该固态图像感测器的一边缘区域中，该第一分隔结构相对于该隔离结构具有一偏移。
9.如权利要求1所述的固态图像感测器，还包括：
一金属网格，设置于该第一分隔结构的底部。
10.如权利要求1所述的固态图像感测器，其中该透明层的折射率大于1.0，该第一分隔结构的折射率与该第二分隔结构的折射率不同，且该混合层的厚度在0.01μm至2.0μm的范围内。
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