TW201126709A - Solid-state imaging device, process of making solid state imaging device, digital still camera, digital video camera, mobile phone, and endoscope - Google Patents

Description

201126709 W « I · 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種固態影像元件、—種製造固態影像 兀件、數位像機、數位攝影機、行動電話以及内視鏡之方 法。 【先前技術】

作為安裝於數位像機、數位攝影機、行動電話像機以 及内視鏡像機上之影像感測器，已知叫作CCD感測器或 CMOS感測H之固態影像|置，所述感測器包含基板（例 如，石夕晶>1 )以及含有光電二極體之—陣列像素且由CCD 或CMOS讀出電路讀出對應於在每一像素之光電二極體 中產生之光電子的信號電荷。 已知的固態影像裝置不僅包含光電二極體，而且包含 信號讀出電路以及針對每一像素在半導體基板上形成的隨 附多級互連。因此，隨著像素間距減小，單位像素中的電 路區域之面積比變得愈大，其必然地引起了光電二極體之 有效面積之減小（亦即，像素孔徑比之減） 徑比之減小導致感光度之減小。 ）的門靖孔 田為了克服問題，如在JP 中已提議一種堆疊 或疊接HI態影像裝置’其中絲電層疊加於 上，料縣板具有形成於其中之電職及佈線以增；^ 素孔徑比。此城之代錄結構包含半導縣板以及平行 於基板二轉狀大量光電元件，光電元件每—者包含來 成於基板上之像素電極、堆4於像素電極上之光電声以^ 4 201126709 ·«//今ριι· 堆邊於光電層上之相對電極。在將偏壓電廢施加於像素電 對電極之間的情況τ，使在光電層中光產生之激子 、電子與制。電子或電㈣偏壓電壓朝向像素電極 驅掃，且對應於在像素電極處收集之電子或電洞的信號由 形成於半導縣板巾之CCD或CMQS讀出€路讀出。 自（例如）美國專利6,30〇,612、JP2007-88033A以及 = 2008_72_A已知具有由有機半導體製狀光電層的光 電f牛。由於有機半導體之光電層具有大的吸收係數，因 在減小之膜厚㈣情況下有效，包含極小的至鄰近像 素之電荷擴散’且航提供具有最小化的光學以及電串擾 (cross-talk)之光電元件。 JP2GG7-88G33A揭露-種在姉電極之間具有有機半 電層之光電元件。在電極中之一者與光電層之間 ，ί、為電荷阻擔層’其用於阻擔自此電極至光電層之電 =入。相對於鄰近電極之游離電位以及有機光電層之電 子親和性指定f荷阻騎之_電位以及電子親和性。 本莫Z 2〇〇8-72,〇9〇A揭露一種在相對電極之間具有有機 =導體之先電層之光電元件。在電極中之至少一者與光電 層之間所提供為多層電荷阻擋層。 【發明内容】 機丰ίί專利6,3GG，612之光電元件（其使用含有P型有 t導體以及㈣有機半導體之光電層）產生相當大的暗 比之改良。由本發明之發明者進行之研 九已揭不僅精由IP厕侧33A以及〗p雇_72獅A之技 201126709 //^ρπ 術不能防止暗電流。 本發明者假定在光電層中含有的有機半導體之電子 親和性Ea與電荷阻擂層之游離電位Ip之間的關係對暗電 机產生有影響。其亦發現’沿著像素電極之邊緣的級差（步 階）影響暗電流產生。 本發明提供一種固態影像元件、一種製造固態影像元 件、數位像機、攝影機、行動電話以及内視鏡之方法，其 中適當選擇光電層巾的有機半導體之Ea與電荷阻抗層之

Ip，且減小了沿著像素電極之邊緣之級差，藉以減小暗電 流以帶來改良之SN比。 本發明提供-種固態影像元件，其包含基板、在基板 j之介電層以及排列於基板上之多個像素。每一像素包 ^像素電極；有機層，其提供於像素電極上方且具有回 之Ϊ產生電荷的光電層；相對電極，其提供於有 來以ίΐ多個像素共有；密封層，其覆蓋相對電極； :色慮光片’其提供於密封層上方；讀出電路，Μ 用像素電極收集之電荷的信號；以及光收集單元，立 像射之光引至彩色滤光片所位於的 有機P型半導體以及有機n型 導體錢層進-步包含電荷阻擋層， 與像素電極以及相對電極_之至少 ^ 於先電層 素電極及/或相對電極至光s ’且阻播自像 游離電位與光電層t存在撞層之 …少1叫刪㈣上 6 201126709 33//-4ριι' 在光電層之側上的介電層之表面實質上共平面。 藉由提供電荷㈣層且指定如上陳述 讀離電位與光電層之電子親和性之間的差，本發明= 態影像裝置具有減小之暗電流以及改良之SN &。此外， 避免了可能由在沿著像素電極之邊緣的步階或級差處之電 場濃度造成的暗電流之增加，且防止歸因於短路的有缺陷 像素之增加。 較佳地，固態影像元件之密封層具有藉由原子層沈積 (atomic layer deposition，ALD )形成之第一密封子層以及藉 由物理氣相沈積（physical vapor deposition, PVD)形成於 第一密封子層上的含有金屬氧化物、金屬氮化物以及金屬 氮氧化物中之一者之第二密封子層。密封層對有機光電層 提供保護使之免受曝光至水、溶劑以及類似者。第一以及 第一禮、封子層可具有不同功能。舉例而言，第一密射子層 可用以阻礙水分子之滲透，且第二密封子層可另有用處。 較佳地，光收集單元為位於多個像素之鄰近彩色遽光 片之間且具有比彩色濾光片低的折射率的透光隔離壁 (transparent partition wall)。藉由此組態，經由彩色濾光片 透射之光經有效地收集且引至光電層。因此防止像素之間 的色彩串擾。 本發明提供一種具有減小之暗電流以及改良之sN比 的固態影像元件、一種製造此固態影像元件、數位像機、 數位攝影機、行動電話以及内視鏡之方法。 201126709 3^//4pif 【實施方式】 圖1為展示疊接固態影像元件100之結構之示意性橫 截面圖。 圖1中說明之固態影像元件100包含基板1(H、介電 層1〇2、連接電極1〇3、像素電極1〇4、垂直互連1〇5、垂 直互連106、有機層107、相對電極1〇8、緩衝層1〇9、密 封層110、彩色濾光片11卜隔離壁112、光屏蔽層113 ' 保護層114、麟將龍供應至共同f極之電壓供應ιΐ5 以及讀出電路116。 基板101為玻璃基板或半導體（例如，si)基板。介 電層102形成於基板1〇1上。多個像素電極1〇4以及多個 連接電極103形成於介電層1〇2之表面部分中。 有機層107含有'回應於接收之光產生電荷的至少一光 電層。有機層107形成於像素電極1〇4上以覆蓋其。有機 層107在像素電極104上具有均勻厚度，但其厚度在有效 像素區以外之區域中可變化。稍後將描述有機層之細節。 有機層107不限於僅由有機材料製成之結構，且層結構之 部分可含有無機材料。 與像素電極104相對地安置相對電極1〇8以覆蓋有機 層107。相對電極108由對入射光透光以使入射光落在有 機層107上之傳導材料製成。相對電極1〇8延伸以覆蓋安 置於有機層107外部之連接電極1〇3，且電連接至連接電 極 103。 將諸如通孔插塞（via plug)之垂直互連1〇6埋於介電 8 201126709 JO"兮pu 層102中以連接連接電極1〇3與 基板101中且經由互連106以及連接=;0應3 將規疋電壓施加至㈣f極⑽。在#待 ⑽之，固態影像元件100之電 = ^經由升壓器（諸如，電荷泵）將電源電壓升高至t 每一像素電極104為用於收集在像素電極104與相對 電極108之間的有機層1G7中產生之電荷的電極。讀 路II6對應於各別像素電極刚形成於基板1〇1中，且 應於在各別像素電極1G4巾㈣之電荷讀出信^每 出電路116由CCD電路、m〇s電路、TFT電路等等構成。 讀出電路116藉由在介電層1〇2中提供的未展示之光屏 層避光。稍後將描述像素電極104以及讀出電路116之細 節0 、 緩衝層109提供於相對電極1〇8上以覆蓋相對電極 108。密封層110提供於緩衝層1〇9上以覆蓋緩衝層1的。 彩色濾光片111在對應於各別像素電極1〇4之位置處安置 於密封層110上。隔離壁112安置於彩色濾光片lu之間 以確保彩色濾光片111之光透射效率。光屏蔽層113提供 於密封層110上具有彩色濾光片111以及隔離壁112之^ 域以外的區中以防止光進入有機層1〇7中有效像素區以外 之區中。保護層114提供於彩色濾光片in、隔離壁112 以及光屏蔽層113上以保護整個固態影像元件。稍後將终 出緩衝層109、密封層110、彩色濾光片11卜隔離壁112°、 201126709 DO l i Hpil 光屏蔽層113以及保護層114之細矿。 雖然在圖1之結構中像紊 102^41 ί Γ ^103 之表面附近。雖然圖丨之;但其可在介電層102 連106以及電壓供應115'7^^且連接電極103、互 極108自其兩端供應電壓時(~73在一1且。當對相對電 對電極⑽之電塵減小在圖=說明之情況），相 適當地決找提供的崎。，可考件之晶片面積 固態影像元件1〇〇具右客 侧檢視時經二維排列。每 t像素當自其光入射 104、有機層面向像包含至少一像素電極 11Λ 象素電極i〇4之相對電極108、密 封層110、从濾光片1U以及讀出電路116。 用，：=f=组態。為了在普通影像感測器中使 於低雜誠及'_應，電路。馨 , ^ , MUS電路為更佳。在以下描述 116〇^' …電路包含CM〇S電路作為讀出電路 離之含Λ輕路的圖1之彡像元件之整個組 固態影像元件⑽還包含垂直中之外， ，信號處理電路123、水。：？ 串聯器126以及塾127。 LVDS電路125、 C區對應於圖1中展示之第-區域。 素R之母—正方形表示讀出電路叫。此處使用之周 201126709 乃//4ριί_ 為在普通CM〇S影像感測財使用的幾乎相同 ^周邊電路。與普通CM〇S^像感測器之周邊電路之差異 為添加了用於相對電極之電壓供應115。 墊127為用於與外部的資料之輸入以及輸出的介面。 時序產生3 I22提供用於軸固態影像元件之時序信號， 且亦執行項出控制（諸如，截略（eurtailed )讀出模式或 感興趣之區域（regi〇n_of_interest)讀出模式）。信號^理 電路123與每一行（col_)讀出電路U6相關聯Γ信號 處理電路123 #自每-行輸出之信號執行相關雙取樣 (correlated double sampling，CDS)且將處理之信號轉換成 數位形式。在信號處理電路123中處理之信號針對每一'行 儲存於記憶體單元中。垂直驅動器121執行對來自讀出電 路116之讀取信號的讀出控制。水平驅動器124依次讀出 儲存於信號處理電路123之記憶體單元中且輸出至WDS 電路125的一列（row)之信號。LVDS電路125藉由低電 壓差分傳訊（low voltage differential Signaiing, LVDS)轉 移數位信號。串聯器126將並聯信號轉換成串聯信號。 可省略串聯器126。信號處理電路123可經組態以僅 執行相關雙取樣，且可用AD轉換器替換LVDS電路125。 k號處理電路123經組態以僅執行相關雙取樣且省略 LVDS電路125以及串聯器126亦為可能的。在此情況下， 在其上具有固態影像元件之晶片的外部提供AD轉換電 路。信號處理電路123、LVDS電路125以及串聯器126 可置放於像素區之兩侧上。在此情況下，一半的行（例如， 201126709 35774pif 項出電路116之奇數行）可由安置於像素區之一側上的作 號處理電路123處理，而其餘一半（例如，偶數行）由安 置於另一側上的另一信號處理電路123處理。 將更詳細地描述有機層107、像素電極1〇4、相對電 極108、緩衝層1〇9、密封層11〇、彩色濾光片U1、隔離 壁112、光屏蔽層Π3、保護層114以及讀出電路116。 圖3為表示有機層之層結構之一實例之不完整的橫截 面圖ύ圖3之有機層包含光電層12以及電荷阻擔層15。 電荷阻擋層15用以控制暗電流。電荷阻擋層15由第 :阻擋子層16以及第二阻擋子層18構成。此多層電荷阻 擋、”。構在第一與第一子層之間提供介面。介面提供子層之 ，的中間階層（intermediate level)之不連續性。此干擾電 荷载流子經由中間階層之移動以控制暗電流。電荷阻擋層 15可具有如在以下給出之其他組態中之單層結構。 光電層12含有有機P型半導體以及有機η型半導體。 有機ρ型以及η型半導體經接合以形成供體—受體介面以 提供增加之激子解離效率。具有接合在—起之有機^型以 及η型半導體的光電層12展現高的找轉換效率。詳言 之’具有混合在-起之有機卩型以及η型半導體的光電声 U提供顯著增加之接合介面以達成增加之光電轉換效率。 有機Ρ型半導體（化合物）為供給有機半導體，亦即， 具有電子供給紐之有機化合物，其主要地㈣洞輸 機材料來纖。略轉㈣，#_錢㈣相互接觸地 使用時，具有㈣、_電位之㈣為電子供給化合物。可 12 201126709 J3//4pit 使用任-電子供給有機化合物，包含三芳基胺化合物、聯 苯胺（benzidine)化合物、吡唑啉化合物、苯乙稀胺化合 物、月;Γ、化合物、二苯甲烧化合物、咔唾化合物、 合物“塞吩化合物、酜菁化合物、花t(eyanme 部花青（merocyanine)化合物、氧喏（〇χ〇η〇1)化合物、 多兀胺化合物、吲哚化合物、吡咯化合物、吡唑化合物、 聚伸芳基化合物、稠合芳族碳環化合物（例如，萘衍生物、 蒽何生物、菲衍生物、並四笨(tetracene )衍纟物、祐(隅㈤ 衍生物、茈（perylene )衍生物以及丙二烯合苐 (fljanthene)衍生物）^及具有含氮雜環化合物作為配 合物。此外’具有比用作n型電子接受有機 匕二物之有機化合物小的游離電位之任何有機化合物都可 用作供給有機半導體。 =機η型半導體（化合物）為接受有機半導體，亦即， 有電子接受特性之有機化合物，其主要地

==物來例證。略為詳細地，當兩 :互J =使用時，具有較大電子親和性之化合物為電 =可使用具有電子接受特,&之任 物i例:，、蒽衍生物、二、 物）含軸物錢㈣合第衍生 °比嗪、♦定、璉嗪、：♦、細二化〇物（例如"比咬、 增琳、異噎琳、㈣:噎絲、醜嗪、 咪唑、嗟唾、口亞上2| A 力嗪、啡琳、四。坐、0比吨、 嗟坐惡唾、。弓卜坐、苯並咪唾、笨並三嗤、苯並嚼 201126709 唾 笨並。塞唑、n卡唾、一 四氮雜茚、噁二唑、啐u、二唑並噠嗪、三唑並嘧啶、 嘆二哇並吼0定、:' Pyralidine、吼洛並如定、 合物、$化^—―、氮呼以及三笨並11呼）、聚伸芳基化 有含氮雜環:合物體：，基化合物以及具 比用作電子供給（p型）有化2錯合物。此外，具有 子親和性之紅〃 士 i)有^化合物之有機化合物大的電 ,7有機化合物都可用作接受有機半導體。 右機二：：有機染料用作有機p型或。型半導體。較佳 ^機1科Λ貫例包含（但不限於）花青染料、苯乙稀基染 料、半化青（hemicyanine )染料、部花青染料（包含 zeromethine部花青（簡稱為部花青））、三核部花青染料、 四核部花青染料、若丹菁（―細狀）染料、複雜花青 (complex cyanine )染料、複雜部花青（c〇mplex merocyanine)染料、變極（aii〇polar)染料、氧喏染料、 半氧喏（hemioxonol)染料、方酸（squaryiium)染料、 chroconium染料、氮次曱基（azamethine)染料、香豆素 (coumarin )染料、亞芳基（arylidene )染料、葱酿染料、 三苯曱烷染料、偶氮染料、偶氮次甲基（azomethine)染 料、螺化合物、茂金屬（metallocene)染料、苐酮（fluorenone) 染料、flugide染料、茈染料、紫環酮（perinone)染料、 吩嗪染料、啡噻嗪染料、醌染料、靛染料、二苯基甲烷染 料、多烯（polyene)染料、吖啶染料、吖啶酮染料、二苯 胺染料、喧吖咬酮（quinacridone )染料、啥欧酮 (quinophthalone)染料、啡噁嗪（phenoxazine)染料、酞 201126709 35//4pif 醯茈（phthaloperylene )染料 '二酮基吡咯並吡 (diketopyrrolopyriOle)染料、二噁烷染料、卟啉染料、= 綠素染料、酞菁染料、金屬錯合物染料以及稠合芳族碳= 化合物染料（例如，萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、】 四苯衍生物、芘衍生物、茈衍生物以及丙二烯合 = 物）。 σ叮生 特別較佳的有機η型半導體為芙以及其衍生物（因其 優異的電子輸送性質）。芙之實例包含芙c6()、c7q、c7/、' C78、C80、C82、C84、C90、C96、C82、C84、C90、匕、r υ y〇 ^240 以及Cmo混合芙以及芙奈米管。芙衍生物為藉自添加取代 基自芙衍生之化合物。 芙上的較佳取代基之實例包含烷基、芳基以及雜環 基。烷基較佳地為C1至C12烷基。芳基以及雜環基之較 佳實例包含苯環、萘環、蒽環、菲環、苐環、聯伸三苯 (triphenylene )環、稍四苯（naphthacene )環、聯苯（biphenyl) 環、吡咯環、呋喃環、噻吩環、咪唑環、噁唑環、噻唑環、 。比啶環、吼嗪環、嘧啶環、噠嗪環、吲哚嗪環、吲哚環\ 苯並呋喃環、苯並噻吩環、異苯並呋喃環、苯並咪唑環、 咪唑並吡啶環、喹啉啶（quinolidine)環、喹啉環、酞嗪 環、啶（naphthyridine )環、喹喏啉環、喹喏唑啉 (quinoxazoline )環、異喹啉環、咔唑環、啡啶 (phenanthridine)環、。丫啶環、啡琳環、噻嗯（thianthrene) 環、色烯（chromene)環、二苯並哌喃（xanthene)環、 氧硫雜蒽（phenoxathiin)環、啡噻嗪環以及吩嗪環。其中 15 201126709 / /^ριτ 者為苯環:萘環、¥環、菲環、_環、—環、 二衣以及^錄。甚至更佳者為苯環、萘勒及 基可具有相同或不同且可連接以形成環之- 生之生1 之光電層12中，由光電轉換產 ιη4Λ 或讀生物之分子被迅速輸駐像素電極 電子=1電極⑽。#笑3錢射物之分子經_以形成 、仏日、光電層展現改良之電子輸送性質以提供具有 2回應a曰寺間之光電元件。因此，需要芙或笑衍生物按· "大之里存在於光電層12中。然而，應注意，芙或芙衍 生物之含量過高意謂缺少有機卩型半導體，其導致接合介 面之減小以及激子解離效率之降低。 較佳地使用在日本專利案4213832中描述之三芳基胺 化合物作為待與芙或芙衍生物混合之有機p型半導體。使 用二芳基胺化合物帶來改良之SN&。若光電層12中的芙 或芙衍生物之含量過高，則三芳基胺化合物之含量相對過 低，導致光吸收之減少，以及因此光電轉換效率之降低。 因此，光電層12中的芙或芙衍生物之含量較佳地 85%。 第一阻擋子層16以及第二阻擋子層18中之每一者可 由有機電子供給化合物製成。有機低分子電子供給化合物 之實例包含：芳族二胺化合物，諸如，凡\，_雙(3_甲基笨 基Hl，l’-聯苯)-4,4，-二胺以及4,4，_雙[N-(萘基)_N_笨胺I] 聯笨；噁唑、噁二唑、三唑、咪唑、咪唑酮、芪衍生物% 201126709 吡唑啉衍生物、四氫咪唑、聚芳基烷烴、丁二烯、4,4,，4，，_ 參(N-(3-曱基苯基)_N_笨胺基)三苯基胺；卟啉化合物諸 如，卟吩（porphine)、四苯基π卜吩銅、醜菁、銅酜菁以及 鈦酞菁氧化物；三唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、 聚芳基烷烴衍生物、吡唑啉衍生物、二氫吡唑酮 (pyrazolone)触物、苯二胺衍生物、縮苯胺 衍生物、胺基取代查耳酮（amin〇_substitmedchaic⑽e)衍 生物w坐衍生物、$乙稀蒽衍生物、g酮彳$生物、膝衍 生物以及⑦纽魅物。有機高分子電子供給化合物之實 例包含伸祕、伸乙職m㈣、$“比略、 曱基吼咬—e)、嗟吩、乙快、丁二炔（恤伞⑹ 等以及其彳,了生物之聚合物。可使用不為電子供給但且 夠的電洞輸送性質之化合物。 八 電荷阻擋層15可由無機材料製成。在電荷阻擔層^ 2用通常具有比有機材料高的介電常數之無機材料允許 :夕=施加至光電層12，從而導致增加光電轉換效 =化鉻銅、氧化鐘侧、氧化翻、氧化二 乳化銦錫以及氣化銀。 在電荷阻擔層I5具有多層結 錢光電層U之電荷輯子層由 f下=地’ 有機P型半導體相同的材料製成。、藉吏用之 中使用相同的有機？型半導體 ^何阻擒層^ 之間的介面中之中間階層之形成，藉此進-;^比電^ 17 201126709

//HpU 在電荷阻擔層I5具有單層結構之情況下，其可由無 機材料製成。在電荷阻播層15具有多層結構之情況下，& 一或多個子層可具有無機材料。 /、 圖4為圖3中說明的光電元件之能帶圖。自左側開 始，圖4展示像素電極104、光電層12、第一阻擋子層16= 第二阻擋子層18以及相對電極1〇8之能階。關於圖3以及 圖4之視圖的以下描述亦適用於此等組件按相反次序（亦 即，按像素電極104、第二阻擋子層18、第一阻擋子層16、 光電層12以及相對電極108之次序）堆疊之未展示結構。 光電層12中含有的有機n型半導體之電子親和性以 與毗連光電層12的第一阻擋子層16之游離電位ip之間的 差取為Δ1。第二阻擋子層18之電子親和性Ea與毗連的相 對電極108之功函數之間的差取為A2。在具有以，上描述之 相反堆疊次序的未展示結構之情況下，將第二阻擋子層18 之功函數與毗連的像素電極104之功函數之間的差取為 △2 ° 當滿足以下條件（a)時，圖3以及圖4中說明之光 電元件能夠防止暗電流之增加。當不僅滿足條件（a)而且 滿足條件（b)以及（c)時，確保暗電流之增加的防止。 (a) 毗連光電層12的第一阻擋子層16之游離電位Ip 與有機η型半導體之電子親和性Ea之間的差Δ1為1 eV 或更大。 (b) 包含第一阻擔子層以及第二阻擔子層18的電何 阻擋層之總厚度為2〇 nm或更大。 18 201126709 35774pif (C)B比連光電層 或更大。 12的第一阻擋子層16之厚度為10 nm 圖5説明有機層—社 元件之能帶圖。圖5 、、，°構°® 6為圖5之光電 15。關於圖5二6=元件具有單層結構之阻棺層 件按相反切（亦即的町描述亦適祕此等組 光電層12以^ 象素電極1〇4、電荷阻擒子層b、 i電荷^目對電極108之次序）堆疊之未展示結構。 12中存在的右:層15具有單層結構之情況下，將光電層 層15之游齡η型半導體之電子親和性Ea與電荷阻撞 之電子㈣w &IP之間的差取為Λ1，且將電荷阻擋層15 △2 IS &與相對電極108之功函數之間的差取為 將電荷阻二'上A ^之相反*相未展稀構之情況下， 差取為Δ2^ 之功函數與像素電極1〇4之功函數之間的 雷-足以下條件（a)時，圖5以及圖6中說明之光 兀⑨夠防止暗電流之增加。當不僅滿足條件⑷而且 /足條件（b)時，確保暗電流之增加的防止。 (a) 電荷阻擔層15之游離電位ip與有機n型半導體 之電子親和性Ea之間的差△〗為1 eV*更大。 (b) 電荷阻擋層之厚度為2〇 nm或更大。 意即，當在以下條件下時具有單層或多層電荷阻擋層 15的圖3以及圖5之結構能夠控制暗電流之增加： (a)電荷阻擋層15 (或在電荷阻擋層15具有多層結 構時之情況下，毗連光電層12之阻擋子層）之游離電位 19 201126709 J^/74pit

Ip與有機_半導體之電子親和性&之間的差 或更大。 擋層15之總厚度為20 nm或更大，以及 女二二先電層12的阻攔子層之厚度為10 rnn或更 大（在電何阻擔層15具有多層結構時之情況下）。 eV二235之光電组件中之每—者較佳地具有U H 使得防止電子被自相對電極⑽或像辛 電極104注入至光電層12而造成暗電流之增加。- 具有圖3或圖5之結構的光電元件在至有機層ι〇 達成改良之光電轉換效率。待施加之電壓由施 加至有機層107的電場強度決定。施加至有機層1〇7之電 場強度較佳地為lxl〇3V.m-i或更大，更佳地為ixi〇5vmi 或更大，甚至更佳地為bdOW或更A。然而，電場強 f不能無限制地增加，因為其可導致較高的暗電流，使較 南的電壓施加成為必要’且使含有電壓供應115的電路之 設計以及製造較複雜。因此應適當地選擇待施加之電壓以 達到光電元狀SN比油態影像元件之生產成本之間的 平衡。 像素電極104收集電荷載流子，亦即，在像素電極ι〇4 上之包含光電層的有機層1()7中產生之電子或電洞。在各 別讀出電路116中將在每—像素電極中收集之電荷轉換成 信號。由自多個像素輸出之信號合成影像。 、 當像素電極1〇4沿著其邊緣形成陡坡時，當像素電極 具有相當不平坦之表面時，或當像素電極具有附著至其之 201126709 08形成於此有缺陷的有機層上，則 =====有缺陷的部分: 路）m 像素缺陷（例如，歸因於短 以及像素電或級差 :製=r在有機層107之形二 體“令使用之清潔技術來清潔基板。 社牛導 月防止上述缺陷的像素電極之邊緣結構。 音圖像素電極1G4以及其相鄰層之橫截面之示 :::2電層r™極⑽之間的:=為 二=H)2a。沿著在像素電極m之表面與介電声= 4造:=4電極:4之邊緣，存在級差a (;皆)。 机衣把像素電極1〇4之製程而定， 之厚度大或小。在展示之_ π + 了像素電極104 之-組件）經堆聶H ’電雜擋層15 (有機層 為了 Ι' ΐ 像素電極104以及介電層搬a。 像素電極者像素電極104之邊緣的級差，較佳地， 二表平:與:像素可電層斷表 :態:::術?下將說明致―之共平面化之 104的組:^以及生產成本’具有共平面化之像素電極 ，，、又佳地由通常在半導體製造中使用之多級互連 21 201126709 35774pif 技術（諸如’標準CM〇S影像感測器製程）達成。製造共 平面化之像素電極1〇4的製程包含渠溝隔離製程（trench tion pr〇cess)以及鑲嵌製程（加脱似时卩肌⑽）。大 致考慮像素電極1〇4之材料（結合有機光電材料來決定所 述材料）以及製造成本來判定待使用哪一製程。 參看圖8至圖11，將解釋用於藉由渠溝隔離技術形成 像素電極之程序。 如圖8中所說明，按通用半導體製造製程，在用於讀 出電路之多級互料壯方提供的為提供像素電極104之 孟屬層，其間具有層間介電層（interlayer⑽也）。通孔 插塞（垂直互連105)先前形成於層間介電層中對應於待 形成像素電極、用於連接至相對電極之塾、結合塾（b〇nd㈣ pad)等處之位置處。繁於可靠性以及製造成本，金屬層較 佳地具有與用於讀出電路之多級互連相同的結構。金屬層 較佳地具有障壁金屬子層/佈線金屬子層/障壁金屬子層之 三層結構。舉例而言，當將銘（A1)用作佈線材料時^交 佳地將is與作為障壁金屬之氮化鈦（TiN)組合以製造 壁金屬子層104a(TiN)/佈線金屬子層1〇4b(A1 金屬子層104c (TiN)之三層結構。 如在圖9中所說明，_金屬子層刚e、佈線子芦 104b以及障壁金屬子層刚a經按此次序堆疊於 二 形成於其中之多級互連電路之介電層1〇2上。…、有先剛 如圖10中所說明，藉由在普通多級互連技術 之光微影以及乾式韻刻技術，自待形成像素電極ι〇4、用 22 201126709 3^//4pit 於連接至相對電極之塾、結合墊以及類似者以外之部分 除金屬層。結果’在㈣形成之像素電極1〇4關形成泪 屢，其具有等於金屬層之厚度的深度。 如圖_11中所說明’接著藉由多級互連技術將介電居 提供於已經圖案化以形成像素電極104之金屬層上。介^ 層較佳地由在下伏多級互連陣列中使用的層間介電層之相 同材料形成，所述材料通常贿CM0S影像感測器製程 =°通常’使用氧切層、氮切層、氮氧化⑦層或其堆 、在層間介電層在難化之金屬層上形銳，藉由化學 機械拋光（chemical mechanical p〇lishing，CMP)或回蝕 (etch-back)使層間介電層平坦化。鑒於可靠性以及製造成 本，較佳地在與在下伏多級互連中所使用相同的CMp條 件下進行平坦化，所述條件通常用於CM〇s影像感測器製 程中。雖然在多級互連中，當將層間介電層減小至預定厚 度時CMP完成，但使拋光進一步繼續，直至曝光經圖案 化之金屬層（像素電極104)之表面。由於構成障壁金屬 子層104a (像素電極1〇4之頂部）之TiN具有比周圍層間 介電層低的拋光速率，因此其充當拋光終止層。在CMp 最後’獲得像素電極，其表面實質上與填充像素電極之間 的渠溝之介電層之表面共平面。在曝光了 TiN層之表面 後’可在不造成渠溝填充材料之表面凹陷之程度上繼續 CMP，藉以TiN層之表面經拋光以提供高度變平滑之像素 電極104。 ’、 23 201126709 圖12表示藉由鑲嵌製程形成的像素電極ι〇4之結 構像素電極104由與通孔插塞之材料相同的材料（例如， ί =成。像素電極刚之表面實質上與介電層102之表 面共平面。 素電贿釋祕藉由職製程形成像 如圖I3中所示，使用與在下伏多級互連陣列中 目同的介t材料在肖_㈣狀乡 =侧’且藉由(例如)CMP使層間4= 如圖14 t所說明，藉由在多級互連技術 ，影以及乾式姓刻技術使導通孔（仏純加形成於 =層:。導通孔hl形成於待形成像、。 結合塾以及類似者用於連接至Si 护成的每彳錢職製健㈣之情況下，在以待 極1〇4之厚度之差未達到下伏多級互ii 、τ於在待形成像素電極1〇 層間介電層之_。較佳地，層間介電; 極104之厚度之差未達到下伏^鱼 ，速;不_—個以上材料 層將=鞋刻終正層以防絲到之變化4層下杆 隨後，如圖15中所說明，葬由 技術製造連接至洞hl且遵 ^由先“以及乾式飾刻 電極之藝、結合轉之;^母素電極刚、用於相對 寺之形狀的凹座h2。進行蝕刻至對應於 24 201126709 i^/74pif 像素電極104之厚度的深度，藉以在像素電極之位置處的 洞1經進一步蝕刻以到達下伏多級互連。 鑒於可靠性以及製造成本，較佳地使用與如在下伏多 級互連中所使用相同的通孔插塞來填充導通孔hi以及洞 h2,且以藉由如圖16中說明之沈積覆蓋層間介電層之表 面。通常藉由銅或鎢之化學氣相沈積（chemical vap〇r deposition, CVD)來沈積通孔插塞材料。在通孔插塞材料 之沈積前，先前藉由濺鍍或CVD將諸如TiN之障壁金屬 沈積於導通孔hi以及洞h2之内壁上。如圖16中所說明， 藉由CMP或回蝕使沈積之通孔插塞材料層平坦化，直至 曝光充當終止層之層間介電層。結果，形成由通孔插塞材 料製成之像素電極1〇4，其表面實質上與介電層1〇2之表 面共平面。 因此消除了像素電極與周圍介電層之間的步階或級 差’且避免了在具有-堆疊有機層之固態影像元件中的暗 電流之增加以及短路缺陷之發生。由於將此標準多級互連 材料，作像素電極材料，因此像素電極刚亦起到作為防 止雜散光（stray light)進入讀出電路之光屏蔽層的作用。 像素電極104亦將入射光反射至有機層側以增加入射光之 利用效率。 返回圖卜相對電極灌耦接至像素電極1〇4以在其 =入包含光電層之有機層1G7。相對電極將電場施加^ ^機層107 ’且收集具有與由像素電極刚收集之信 荷之極性相反的極性n因為極性與信號電荷^極性 25 201126709 35774plf 二電何不需要在像素間加以分割’所以相對電 二=像素共用且因此叫作紉電極。 經由極108較佳地由透光導體形成，使得使入射光 例勺二令溫至包含光電層之有機層107内。透光導體之實 +屬iim物及其混合物。其具體實例包含：傳導性 (πτη胃諸如，氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫 金屬H化铟鋅（ΙΖ〇)、氧化銦鶴（Ι則以及氧化鈦，· 欲屬^化物，諸如，氮化鈦；金屬，諸如，金、链、銀、 物.右，金屬與傳導性金屬氧化物之混合物或層壓 導性材料’諸如’聚苯胺、聚麵以及聚鱗； 游社與有機傳導性材料之層壓物。相對電極108之特 料為IT0、IZ0、氧化錫、録摻雜之氧化錫、氣 化鋅，錫、氧化辞、錄擦雜之氧化辞以及鎵摻雜之氧 當讀出電路116具有CM0S類型時，相對電極1〇8之 =電阻率較佳地為1GkQ/sq.或更小，更佳地為丨砂叫 j小。當讀出電路116為CCD電路時，相對電極ι〇8 之表面電阻率較佳地為i kn/sq或更 奶/sq.或更小。 尺佳地為0.1 需要密封層110滿足下列條件。 ⑴為了保護光電層，密封層110應抑制在於疊接固 態影像元件製造中使用之溶液、電漿等中含有的光電材料 惡化因素之滲透。 / 26 201126709 35774pif (2) 為了防止在長時間儲存以及使用期間的光電層之 惡化’在疊接固態影像元件製造彳i，密封層110應抑制諸 如水分子之光電材料惡化因素之滲透。 (3) 應在不使已形成之光電層惡化之條件下形成

層 110。 J (4)為了使入射光經由密封層110到達光電層，密 層11^必須對具有可由光電層偵測之波長的光線透光。 毪封層110可具有單層結構或由執行各別功能之密封 子層構成之乡層結構。敏乡層緒提供優勢使得： 整個密封層110之應力；使在製造期間由塵土造成的缺 (諸如’裂痕以及針孔）之發生最,i、化；以及提供最適宜的 材料糾。舉例而言’密封層UG可具有雙層結構，雙層 結構具有：第-密封子層，其執行抑制諸如水分子之亞^匕 因素^透的必要功能；以及第二密封子層（輔助密料 層），其提供於第-密封子層上，第二密封子層經設計以執 行一密封子層達成之任一功能。子層之數目可為 二個或更夕，但受到成本之考慮的限制。 7“子之惡化目权存在彳目當大地惡化 光電材料。因此有必要用不透水的㈣材料（諸如，包^ 金屬氧^物、金屬氮化物以及金錢氧化物之喊以及類 鑽破^蓋且密封光電層。通常遵循之實踐為藉由各種直 空沈積技術形成氧化銘、氧化[氮化砂、氮氧化石夕或^ 堆叠或此喊層财·合物之層壓_贿層。狹而了 根據此β知卿成製程，基板上之步階（例如，歸因於 27 201126709 ~τ^/ΙΛ ^反表k結構、基板表面上之纖賴或 ，之粒子）阻射沈積且使膜生長_。結果，沈積於步 平坦區薄，且可提供用於允許惡化因 密封層完全覆蓋步階，有必要按大 、子又，一品之厚度可為至少1 μιη來形成密封層。 〜在疊接固態影像元件具有小於2叫之像素大小（特 ^ L約1 μΠ〇之情況下，若彩色濾'光片與光電層之間 的距離（即，密封層之厚度）大，則入射光可在密封層ιι〇 中繞射及/或漫射，從而導致色㈣擾或色彩混合。因此有 必要在疊接固,%、影像元件具有約丨μιη之像素大小的情況 下選擇用於形成密封層之材料以及方法，使得即使在密封 層之厚度減小之情況下，元件效能亦可不惡化。 作為CVD製程中之一者的原子層沈積（atomic deposition，ALD)為薄膜形成技術，其由交替地重複至基 板之表面以及在基板之表面上的有機金屬化合物分子金 屬鹵化物分子或金屬氫化物分子之吸附以及反應與反應產 物的任何未反應之基團之分解組成。由於膜形成材料為低 分子化合物，因此當其到達基板時，沈積物能夠在僅若存 在允許小分子擴散之空間時生長。因此，歸因於基板表面 之結構、基板表面上之微觀缺陷或附著至基板表面之粒子 的基板表面上之步階經完全覆蓋以形成在步階以及平坦區 兩者上同等厚的沈積物。簡言之，ALD演示優異的步階覆 蓋且防止步階提供用於光電材料惡化因素之滲透路徑。與 藉由其他習知膜形成技術形成的密封層之厚度相比，ald 28 201126709 35774pif 允許減小密封層110之有效厚度。 由ALD形成密封層11G時，自提供上文描述之 之材料適當地選擇待在ALD中使狀前驅體材 ’由於待密封之光電層含有有機光電材料，因此 tLD則驅體材料限於能夠在相對低的溫度下生長成膜使 機光電材料之熱惡化之材料。使用絲銘或銘1^ =t前驅體之ald提供在比赋低之溫度（其不造 有機光電材料之惡化）下生長密集氧魅膜之能 ^用^甲基紹之ALD特別較佳；因為其提供在⑽。c :體材ξ乳=膜之能力。類似於氧化鋁膜，亦可藉由前 Θ 广之、&選擇在比200°c低之溫度下藉由ALD形成 氧化矽或氧化鈦之密集膜。 雖然ALD為提供在低溫下形航步階覆蓋性以及密 =性而言不可比擬的優異薄膜之能力的獨特技術，但所得 、物理n質可$到在隨後光微影中使用之化學品的惡 化。、舉例而言，因為藉由ALD形成之氧化鋁膜為非晶形， 斤、/、將又到諸如顯影劑（devel〇per )或剝除劑（stripper ) 之驗I"生喊H在此航下’必麟耐化學膜提供於 ^LD氧化。意即’密封層1Q1必須具有由第一密封 圭層以及用於保護第一密封子層之輔助密封子層（第二密 十子層）構成之雙層結構。較佳地形成含有具有高耐化學 3陶I (諸如’金屬氧化物、金屬Ιι化物或金屬氮氧化 中之任一者的辅助密封子層以易於給密封層提供改良 之耐化學性。 29 201126709 35774pif 音^力^LD之㈣製程形成之薄膜常具有大的内 作為如在半導體製造中或在高溫或高_境 或使用期間遇到的加熱與冷卻之間歇性複 之、.，〇果，可經歷破裂。 里複 為了克服藉由ALD形成之密封層UG之所 諸如濺鍍之物理氣相沈積(pvD)提供;有且 有问ί化予性的陶瓷（諸如，金屬氧化物、 金屬氮氧化物）中之任一者之屬氮化物或 -添辅助进封子層。ALD膜為第 氧化物中：任且ϋ金屬氧化物、金屬氮化物以及金屬氮 f物中之任—者的削臈為第二密封子層。此雙層

易於給密封層提供改良之魏學性。藉由諸如濺鑛之P°VD

升/成的陶竟膜常具有大的壓縮應力，其將抵消藉由ALD 形成的第—密封子層之張應力。因此整體上齡了密封層 110之應力。此不僅改良密封層11G自身之可靠性，而^ 相虽地止歸因於密封層11G之應力可出現的光電層之惡 化或破壞。密封層11Q之應力之鬆弛導致暗電流之減小Γ 特別較钱，㈣層11G具有由f—密封子層以及夢 由滅鍍形成於第一密封子層上的含有氧化紹、氧化石夕、氮 化石夕以及氮氧化石夕中之一者之第二密封子層構成的雙層级 構。 、° 欲封層U0之第一密封子層較佳地具有0·05μιη至0.2 μιη之厚度。第一密封子層較佳地含有氧化鋁、氧化矽以 及氧化鈇中之一者。 緩衝層109吸附諸如水分子之有機光電材料惡化因素 201126709 35774pif 與其反應，以防止惡化因素到達下伏有齡電材料。 惡化因素可穿透由在元件之製造顧產生的塵土造 以完全避免之密封層UG之微觀缺陷。此外，· 層UG之密集喊材料具有大的應力，因此應力 特鄕中於光電狀輕處。作為結果，元件 =儲存及/或使贼間雜財（諸如，在元狀製造中庫 ^力口熱與冷卻）可造成相對電極與像素電極之間的接觸 ^先電層之分層。緩衝層1〇9亦用以密封層ιι〇之庫 力。形成於光電層上方之緩衝層1Q9需要具有透光材料。 可用來製造具有描述之㈣之緩衝層的材料之實 iLi有機材料，包含諸如聚乙_之聚合物以及用作光 電材枓之錢半㈣；以及錢制 先 氣化鎮以及㈣之金屬氣化物以及諸如氧化=化 矽、氧化鳃、氧化鋇以及氧化鎂之金屬氧化物。 在覆蓋緩衝層109之密封層11〇待藉由AU)形成 ^下’緩衝層109較佳地由具有經基之有機聚合物或金 屬氧化物（諸如有機金屬化合物或金屬_化物之ald & 驅體材料可與其反應）製成。更佳地，緩衝層ig9含^ 切、氮切以及氮氧化㈣之—者。若緩衝I ι〇9在整 個基板上形成為連續膜，則緩衝層辦將反而允許諸如水 之惡化因素自基板之端部進入光電層。因此，較佳地， 緩衝層1G9提供在剛好足夠覆蓋光電層之區上作為牵 化之膜且與光電相及相對電極⑽一起完全覆蓋有密封 層110。特別較佳地，可藉由能夠使用金屬遮罩圖案化之 31 201126709 ό^/mpn PVD製程（諸如，真办 屬氧化物形成。自以下_、^1鑛）使此經圖案化層由金 成緩衝層109亦有利··保1其1由在真空中進行之PVD形 防止在膜形成期間諸如水不與外部空氣接觸，使得 材料。 水之惡化因素進入以惡化有機光電 為了J方止諸如水分子之有 地，至少有機層107、相__、緩二ΐ佳 板不與外輕氣有任何_。_擁地 Pa或更小之真空度之叢集真介 阻#声、光雷心隸I轉m的料形成電荷 I1招θ先電層以及緩衝層109之真空蒸發單元 成相對電極⑽以及密封層11G之輔助密封子層之:二 =成密封層110之ALD單元’在叢集真空轉^ 系、.先中，在真空下及/或在惰性氣體（例如，Ar或NO中 執行膜形成，而基板與外部空氣無任何接觸。 2 多個像素具有各別彩色濾光片。安置於鄰近像素之鄰 近彩色濾光片之間的隔離壁亦用以將入射於像素上之光收 集且聚焦至光電層上。用於形成彩色濾光片陣列之製程包 含以下步驟：形成周邊光屏蔽層、形成第一色彩之彩色^ 光片層、形成第二色彩之彩色濾光片層、形成第三‘彩^ 彩色渡光片層以及形成隔離壁。第一至第三色彩中之任一 者的彩色濾光片層可形成於在有效像素區外之區上以充當 周邊光屏蔽層。在此情況下，省略了分開地形成周邊光; 32 201126709 35774pif 蔽層之步驟，其導致了成本之降低。可在形成周邊光屏蔽 層、形成第一色彩之彩色濾光片層、形成第二色彩之争^ 濾光片層以及形成第三色彩之彩色濾光片層的步驟中2任 一者（按膜形成技術與製程之組合適當地選擇其）後進疒 形成隔離壁之步驟。 ' 仃 /舉例而言，以在形成第二色彩之彩色濾光片層之步驟 後形成隔離壁為例來具體地描述彩色濾光片之製造。/ 光微影已廣泛地用作用於形成彩色濾光片之製程，因 為涉及^步驟類似於用於半導體製造之步驟，使彳^可減少 初始投資。形絲色縣片之光微影製程包含在基 ^ 覆以及乾燥含有有色固化組合物之感光組合物以形 膜逐次圖案化曝光膜、顯影曝光之膜以 =:=:此製程。結合已知技術，光微影二 的彩’亦將乾式細作提供形成較薄 炉。你:片之犯力以及對於微圖案化之適合性的有效势 ‘蝕“ΐ微影製程中使用之有色固化組合物不同，在“ i劑之有色固化組合物不需要含有包括光弓丨 固體計的辦加旨之感雜合物，且允許具有以 與光微影i程相織刻製程允許形成具有 慮光片。推薦使用欠：厚度以及同等的光譜特性之彩色 地，約1 μπ〇之像C j製程在具有小於2 μΠ1 (特別 的色彩串擾)之製造中二二件(其常遭受顯著 33 201126709 35774pif 將參看圖17至圖41說 生產。藉由乾軸形成乾，之細光片 片的步驟包含圖案化光阻：二：二層之彩色濾光 光片層以及平坦化之子步驟4省形成彩色渡 光片層及/或第二色彩之彩色遽==== 子步驟’在所述情況下’與第三色彩之彩;成 坦化同時地平坦化第-色彩之彩色渡光片層 如之衫色4光片層。因為此省略，減少了需要的程序之數 目。然而’適當地考慮烟之製造技術或製程來判定平相 化之子步驟之省略是秘當是重要的，因為―次三個色^ 之彩色渡光>}層之平坦彳t伴有每-㈣子步驟以及平坦化 ，步驟的結果之變化。在町贿之實例巾，省略平坦化 第一色彩之彩色濾光片層的子步驟。 圖η為藉由下面描述之程序形成的彩色渡光片之配 置之平面圖。為了簡單起見，目17中展示之組態具有比實 務上少的像素。圖18Α以及圖18Β為圖 之橫截面圖，其中圖獻沿著、線Η，，而圖· Π-ΙΓ。同樣地，在圖19至圖4i中，後綴有A之圖為沿著 線Ι·Γ之橫截面，而後綴有B之圖為沿著線Π_ΙΓ之橫截面。 圖19至圖23說明形成周邊光屏蔽層之步驟。 圖19Α以及圖19Β展示形成於密封層u〇上之周邊光 屏蔽層113。圖20Α以及圖20Β展示形成於周邊光屏蔽層 113上之光阻。圖21Α以及圖21Β說明已經圖案化之光阻。 圖22Α以及圖22Β說明已經乾式餘刻之周邊光屏蔽層 34 201126709 35774pif 。圖23展示在光阻移除後雜乾柄狀辅蔽層。 八物3朗邊光祕層之步驟巾，騎有黑著色劑之級 ^勿塗覆於密封層11G之整個表面（如圖19A以及圖刚 H明）。藉由在則。Ci 2赃之環境溫度下在鋼盤上 /里、、务/、至1G分鐘來固化塗層以形成周邊光屏蔽層113 (,，，、色層）。可與塗覆後的乾燥同日夺或在乾燥後固化之分開 提供的子步驟中實現加熱。周邊光屏蔽層113較佳地由諸 之黑著色劑之分散液製成。可使周邊光屏蔽 二H 化三個色彩之彩色渡光片層過程中 止層，如稍後將描述。在意欲如此時，形成周邊 合::含有(例如)氧化紹、氧化石夕或氧化 。.，，、機拉子以具有改良之耐拋光性。在當三個色彩中之 =-者的彩色遽光片經提㈣充#周邊光料層時讀泥 下，形成周邊光屏蔽層之上述步驟是不必要的。 在有效像素區外之區+，有機層1〇7沿著 v階（級差）。可由此得出結論，形成於其上之周、来^ 具有沿著對應的位置之步階。接著，特別當“ 九屏敝層113兼作為拋光終止層時，較佳地， =按比必要厚度大的厚度形成且經圖案化 一形成周邊光屏蔽層之步驟後跟有依次形成第一至第 三色彩之彩色濾光片層之步驟。在以下實例中， 為紅(R)、第二色彩為藍⑻且第三色彩為綠⑹。心 形成第-色彩⑻之彩色濾光片之步驟開始於圖案 35 201126709 35774pif 化光阻之子步驟。如圖20中所說明，將正光阻材料（例如， 來自 Fujifilm Electronics Materials Co” Ltd.之 FHi622BC) 塗覆於周邊光屏蔽層113上且在贼至1〇〇t：下在熱板上 預烘烤達60秒以形成光阻。 ’' 經由光罩將對應於待排列第—至第三色彩之彩色遽 光片之有效像素區的光阻之區曝光至光。可使用（例如） 汞1:lme⑽nm)步進機執行曝光。逐次圖案化曝光之光 阻k在100C至12(TC下在熱板上後曝光烘烤達9〇秒用 (paddle-deve^ ^ /示曝先£ (光阻之未曝光區仍在周邊光屏蔽層113 上）。 】n。可其餘光阻作為遮罩乾式似彳周邊光屏蔽層 RIE) ^ Η —例如）反應性離子蝴（職tive iGn etching， 系統Γ諸如，ΐ式糊。RIE裝置可具有已知的電聚產生 器特RIF'，平行板電容性耗合電冑㈣或電子迴旋加速 ί使用高頻率放電達成乾式侧。使用RIE 刻周邊光屏蔽層ιΐ3。因此移除 的周逡光屏蔽居⑴弟二色彩之彩色渡光片之有效像素區 在本發明:Α之區’如圖22Α以及圖22Β中所說明。 含對凹座形成= 乞式1虫刻周邊光屏蔽層113之子步驟包 式韻刻處理。式敍刻處理，接著為對殘餘物移除之乾 凹座為屏蔽層113以形成具有矩形橫截面之 夕氟化氣體（fluorogas)以及〇2氣體之氣 36 201126709 35774pif 體混合物較佳地被用作第一蝕刻劑氣體。在進行對凹座形 成=乾式_處理過程中’將第―勤卜減體引入至則 月i至（其中將半導體基板置放於平坦電極（陰極）上），且 在=坦電極與相對電極之間施加高頻率電壓，於是周邊光 屏蔽層113經藉由陰極效應各向異性蝕刻。在對凹座形成 之乾式綱處对使狀氣化氣體較佳地為由CnHmFi (其 之化合物氣體。 氟化氣體CnHmR之實例包含CF4、C2F6、C3F8、、 =、C4F6、c5F8以及chf3。祕在本發财使用之襄化 =可為選自以上之實例的—或多種。自維持周邊光屏蔽 】的錄刻部分（亦即，凹座）之橫截面矩形性之觀點看 來，氣化氣體較佳地為CF4、c4F6、c4F8以及CHF3中之至 者，更佳地為CF4以及c4F6中之至少—者，且甚 佳地為CF4與C4F6之混合物。 為了維持姓刻電毁之穩定性以及經钱刻壁之垂直 性’較佳地，在對凹卿成之乾式㈣通 混合物除了含有氟化氣體以及02氣體之外，^步含2 自由稀有氣體（例如，He、Ne、Ar、Kr以及 =C1、F或Br之4素原子之氣體（例如，cci4、C现、 aif3以及Alcl3)、N2、c〇以及c〇2組成之群的至少 更佳地，氣體混合物含有Ar、He、Kr、N2以及Xe中之至 ;甚ί更佳地，氣體混合物含有He、&以及Xe 中之至少-者。只要㈣電漿敎且經餘刻壁垂直，則用 37 201126709 35774pif 了成之乾式蝕刻處理中使用之氣體混合物可僅 由鼠化乳體以及〇2氣體組成。 體之dim之乾式綱處理巾，使用含有〇2氣 之典马塑的二八氣-進订乾式钱刻以自光屏蔽層移除光阻 餘物，同時保留周邊光屏蔽層 式心性:二用於在對殘餘物移除之乾 外，較佳地還含有Hem劑氣體除了含有〇2氣體之 =者作為第三_劑氣體。第刻二： 混合比（例如，A吨）輯〇2軋體之 2〇/1或更小，甚至更^A ^ 或更小，更佳地為 可進一步含有不大^ 或更小:第二㈣劑氣體 殘餘物移除能力。、、3减合彳—X具有改良之 者。當第==佳地為“以及Xe中之至少-刻劑氣體可僅由〇2氣體刻㈣之穩定性時，第二餘 結束職餘物移除之乾 面矩_而言，對殘餘物移除之:二二11:之橫戴 至10秒，更佳地為4至8秒。 刻時間較佳地為3 蝕刻處理後接著為光阻移除。 ί光(屏 1=^或剝除劑之光_處理== 遠光屏蔽層113上之光阻，蝼r *留在周 次⑺延長對殘餘物移除之前 38 201126709 35774pif 述乾式飯刻之時間。 光阻移除可接著為烘烤以移除 對應於待形成彩色濾光片處（即，=， 層之部分祕刻出，且剝開剩^光^像素Ο的光屏蔽 驟：移除之子步驟較佳地包含以下子步 u將剝除劑或溶劑塗覆 除，以及⑺収膝錢掉光阻n#備將先阻移 影（其中將剝除劑或溶劑塗覆至至;^由口人叫作槳式顯 規定的時間週期）之方法進行子步ς且且保持於其處達 至數分鐘。 、不又特別限制’但較佳地自數十秒 除光m自料対^水至光阻以移 可為具有覆蓋基屯水。喷霧嘴 蓋基板之整個區的範圍之喷嘴或可在覆 嘴之情況下，藉由自基板之令,ϋΐΐ使用可移動喷霧 次同，水恤光阻來有效::二？嘴至少兩 劑。有用的有機溶劑之實例進—步含有無機溶 縮醛、酮、醛、、夕一 J m齒化烴、醇、醚、 氣化合物 '含‘二含合物、含 ::除劑為較佳的。含有非4二:=，化合物 合物之剝除劑更佳。 乳物以及環狀含氮化 更具體言之，剝除劑較佳地含有選自單乙醇胺、二乙 39 201126709 35774pif 醇胺以及三乙醇脸夕 甲基如比略。定θ同以及/ —非環含氮化合物以及選自N-物。更任地，：:含=:之至少-環狀含氮化合 酮。剝除劑較佳地具有按 如以及Ν-甲基-2-鱗咬 合物以及按質詈許Μ ε里汁9至11份額的非環含氮化 按質量計⑽份額之剝除::額物，均以 :r:地㈣純水稀釋非環=== ^有必要自有色光屏蔽層⑴ 之，接受I虫刻副產物伴持斑糾石丄=貝㈣除先阻。換吕 光阻移除之子牛驟黏附至光屏蔽層之經蝕刻之壁。 :除之子步馳佳地接著為對於水移除之後 先阻移除後接著為形成第—色彩 :步：。：參看圖24至圖28 色;=: 二24說明第-色彩之形成的彩色濾= =圖25說明形成於第—色彩之彩色滤光片層上之光阻。 各說明在光阻經逐次圖案化曝光至光以 ί i j3圖27A以及圖27B各說明在第一色彩之 ^ : a之乾式細彳後之狀態。圖28A以及圖28B各 ”在光阻移除後的第一色彩之彩色渡光片。 說明’提供第一色彩之彩色遽光片層的 、、且合物經鍾以填b座且完全覆蓋職絲蔽層113， 且使用熱板後烘烤以形成第—色彩之彩色遽光片層。 考慮稍後待執行藉由（例如）拋光之平坦化，形成第 -色彩之彩色滤光片層’其中其頂表面在待充當拋光終止 201126709 /4pll 層的周邊光屏蔽層i13之頂表面上方。在當將第一色彩之 彩色濾光片層用作在第一、第二以及第三色彩之彩色^光 片層的平坦化中之拋光終止層時，提供第—色彩之彩^濾 光片層的有色組合物可含有（例如）氧化鋁、氧化^或^ 化銼之無機粒子以提供耐拋光性。 ’ 接著將正光阻塗覆至第-色彩之彩色渡光片層的整 個區（如圖25中所說明）且預烘烤以形成光阻。 光阻經使用i-line步進機逐次圖案化曝光且顯影以提 供用於形成第二色彩之彩色濾光片的圖案（如圖26^以及 圖26B中所說明）。逐次圖案化曝光、顯影以及類 與以上描述之程序相同。 如圖道以及圖⑽巾所朗，經由轨之遮罩 第-色彩之彩色遽光片層以移除待形成第 光片，:為了在第一色彩之糊光片=用色: 第-色形之彩色渡光片的橫截面矩形凹座地 凹座形成之乾式姓刻處理以及使=刻劑氣體對 物移除之隨後賦則處理（按如上敍敎 《餘 蝕刻後接著為光阻之移除。按如上 : 劑或條件之相同方式進行光阻^除。法、溶 背光ΓΓίΐ 至圖3()來描述形成第二色彩之彩色 2片之步驟，其中圖29朗形成㈣ =及圖3。說明相互共平面的第一色彩之 以及第二色彩之彩色濾光片。 色慮先片 41 201126709 / /qpii y在形成第二色彩之彩色濾光片之步驟中，第二色彩之 彩色渡光片層經形成以填充凹座且完全覆蓋充當拋光終土 層的周邊光屏蔽層以及第-色彩之彩色濾光片層（如圖29 中所說:月）。類似於第一色彩之彩色滤光片層之形成，提供 第一色之彩色濾光片層的有色組合物經塗覆且使用熱板 後，烤以形成第二色彩之彩色滤光片層。在當將第二色彩 之彩色濾光片層用作拋光終止層時之情況下，提供第二色 彩之彩色渡光片層的有色組合物可含有（例如）氧化紹、 氧化石夕或氧化鍅之無機粒子以展現改良之耐拋光性。 、在以下平坦化之子步驟中，第二色彩之彩色濾光片層 以及第一色彩之彩色濾光片經拋光以共平面化，直至曝光 作為拋光終止層的周邊光屏蔽層113〇在具有比第一以及 第二色彩之彩色濾光片層高的耐拋光性之周邊光屏蔽層 113之曝光後，第一以及第二色彩之彩色濾光片層之拋光 速率即慢下來。此幫助使第一以及第二色彩之彩色濾光片 之頂表面與周邊光屏蔽層113之頂表面共平面化.，其為拋 光之終點。 '

將含有氧化矽粒子之漿料用作拋光介質。在1〇〇 cummin·1 至 250 cr^.min·1 之漿料流率、〇·2 psi 至 5 〇 妯 之晶圓壓力以及1.0 psi至2.5 psi之固持環壓力的條件下， 使用具有拋光布之拋光元件。藉由將晶圓與拋光布之相對 旋轉速度控制在約30 rpm至100 rpm内，形成具有最小化 之微觀刮痕之彩色濾光片。在拋光完成後，用純水清潔彩 色濾光片且對其後烘烤以移除殘餘水。 V 42 201126709 35774pif 將參看圖31至圖36描述形成隔離壁之步驟。圖μ 說明形成於第一色彩以及第二色彩之彩色濾光片上之光 阻。圖32說明在光阻經逐次圖案化曝光至光以及顯影後之 狀態。圖33Α以及圖33Β各說明在使用光阻作為遮軍乾式 蝕刻彩色濾光片後之狀態。圖34Α以及圖34Β各說明光阻 移除後之狀態。圖35Α以及圖35Β各說明形成之隔離壁材 料層。圖36Α以及圖36Β各說明相互共平面化的第—二及 第二色彩之彩色濾光片以及隔離壁材料層。形成 步驟開始於光阻之形成(如圖31中所說明= 以及第二色彩之彩色遽光片以及周邊光屏蔽層113之敖個 區上塗覆正光阻材料，接著預烘烤，形成光阻。 口 Ζ Τ所不，精由使用i-Hne步進機逐次圖案 先’移除對應於待製造凹座處的光 愈 描述相同之方式進行光阻之随化。卩刀了以與上文 如圖33A以及圖别中所說明，藉由經 t阻蝕刻，移除對應於待製造凹座處的彩色、 分。按與上文描述相同之方式:心色4先片層之部 刻處理’接著為對殘餘物移3 ’ =喊之乾式飯 在侧後，如圖34Α以及H1 進行1 虫刻。 按如上所㈣於方法以及條件、巾所說_除光阻。 之相同方式進行触之歸=或_劑以及類似者 形成。 ’、忐阻移除後接著為隔離壁之 按與對於第一色彩之 隔離壁形成組合物以 43 201126709

之組合物以形成隔離壁材料層112。 … 隔離壁材料較佳地為具有比第一、第二 曾之周邊光屏蔽層以及 。使用熱板後烘烤塗覆

InC. )、Cyt〇P '系列（來自 A_i Glass Co.，Ltd.)以及 Tefl⑽ M等級（來自E.I. dU PGnt)之商標名下）的氧化石夕、石夕 氧烧聚合物以及非晶形氟樹脂之多孔膜。在當將隔離壁 U2用作拋光終止層之情況下，隔離壁形成組合物可含有 (例如）氧化紹、氧化石夕或氧化錯之無機粒子以展現改良之 在形成第三色彩之彩色濾光片之步驟前，藉由拋光使 第一以及第二色彩之彩色濾光片以及隔離壁112共平面 化，哀至曝光周邊光屏蔽層113 (如圖36A以及圖36B中 所說明）。可省略共平面化，在所述情況下，在形成第三色 彩之彩色濾光片之步驟中進行藉由拋光之共平面化。形成 隔離壁之步驟後接著為形成第三色彩之彩色濾光片之步 驟。 在不形成隔離壁112之情況下，省略以上描述的形成 隔離壁之步驟，且形成第二色彩之彩色濾光片之步驟後接 著為形成第三色彩之彩色濾光片之步驟。形成隔離壁之時 44 201126709 35774ριί 序不限於如在本實例中的在形成第二色彩之彩色濾光片之 步驟與形成第三色彩之彩色濾光片之步驟之間。可在形成 周邊光屏蔽層、形成第一色彩之彩色濾光片、形成第二色 彩之彩色濾光片以及形成第三色彩之彩色濾光片的步驟中 之任一者（按膜形成技術與製程之組合適當地選擇其）後 進行形成隔離壁之步驟。 一將藉由參看圖37至圖41描述形成第三色彩之彩色濾 光片之步驟，其中圖37Α以及圖37Β各說明形成於第一以 及第二色彩之彩色濾光片層以及隔離壁112上之光阻，圖 =說明在光阻經逐次圖案化曝光至光以及顯影後之狀 態。圖39說明在隔離壁之部分經蝕刻出以提供用於第三色 彩之彩色濾光片的凹座後之狀態，圖4〇Α與圖4〇β各說明 光阻移除後之狀態，以及圖41Α與圖仙各說明形成的第 =色彩之彩色濾光片層。形成第三色彩之彩色遽光片之步 騾開始於在隔離壁材料層之整個區上塗覆且預烘烤正光阻 以形成光阻，如在圖37中所說明。 如圖38巾所朗’按與先前描述㈣之方式藉由使 = 移除對應於待形成第，之彩 如圖39中所說明，對應於待形成第三 :片，隔離壁材料層之部分經使 遮银二 進跡決定待在之乾式韻刻處理， 疋行在先阻圖案化之先前子步驟以及此敍刻 45 201126709 35774pif 及/或乾式= 由機綠處理條件 了獲得大的像素孔徑比，當H的寬度3離壁112。為 隔離壁112之寬度較佳地為小為(例如）Μ帅時， no ^ $ 為0.1阳1或更小，且凹座之大小 孕乂佳地為0·9 μιη或更大且小於丨〇帅。 則 按如上所、f關於古、及圖4〇B中所示，移除光阻。 h n、1 ;方法以及條件、溶劑或剝除劑以及類似者 之相同方式騎紘移除。 ’似者 ^移除了光轉’形成第三㈣之彩 =座且完全覆蓋第-以及第二色彩之彩色攄光片二; 離壁m (如圖41A以及圖41B中所說明）。類似於第一 二及第一色彩之彩色據光片層的形成，藉由塗覆有色組合 物且使用熱板後供烤塗覆之組合物，形成第三色彩之彩色 遽光片層。 ^三色彩之彩色濾光片層之形成後接著為平坦化。 藉由CMP進行平坦化。拋光第三色彩之彩色滤光片 層，直至曝光作為抛光終止層的周邊光屏蔽層113、第一 色彩之彩色濾、光>|、第二色彩之彩色濾^之頂表面以及 隔離壁112。拋光直至曝光具有比第三色彩之彩色濾光片 層高的对拋光性之周邊光屏蔽層113使得易於使第三色彩 之彩色濾光片之頂表面與周邊光屏蔽層113之頂表面共平 面化，此為拋光之端點。因此，在有效像素區中排列不同 色彩之彩色濾光片，其由由低折射率材料製成之隔離壁 122相互隔離（如圖18中所說明），且其中其頂表面與作 46 201126709 35774pif 為拋光終止層的周邊光屏蔽層113之頂表面共平面。 當按圖17之拜耳（Bayer)陣列形成紅色濾光片（R)、 綠色濾光片（G)以及藍色濾光片（B)(其中隔離壁112 安置於鄰近彩色濾光片之間）時，較佳地，就生產成本而 言，首先形成紅色濾光片以及藍色濾光片，接著形成隔離 壁’且最後开>成綠色遽光片，如同以上說明之實例。這是 因為在隔離壁材料層之形成前形成於蝕刻步驟中（見圖 33)的凹座⑴與在綠色濾光片層之形成前形成於姓刻步 驟令（見圖39)的凹座⑻具有其在同—位置之重心， 且僅在大小上按平面圖中的隔離壁112之兩個寬度而不 ，。舉例而言’在形成具有1〇卿之大小的像素以及具有 舌帅之寬度的隔離壁時，凹座⑴與⑻形成於同一 ^ ’分別具有Μ帅與〇 9卿之大小，則隔離壁之 在形成了所有彩色濾光片後形成隔離 及体·1μΠ1、凹座之形成將需要高解析度圖案化技術以 ，的製造成本之增加。相反，根據前述製造之實例， 以伴=的凹座大小為ϋ.9μη1，因此可應用通用微影技術 的另外，由於凹座⑴與⑻具有相同 於曝/及5〜位置，因此可藉由使料同的光罩用 控同時僅經由曝光條件、顯影條件以及 座大小，來執行在凹座⑴之形成前形成光阻 圓案之步驟以及在凹座（ιη 驟1即，可節省昂責的形成光阻圖案之步 雖然在以上描述中藉由cmp進行彩色渡光片層之平 47 201126709 3y/74pit 坦化，但可另外按與對於上述乾式蝕刻處理相同的方式 由（例如）回蝕技術（全表面蝕刻）進行平坦化。 曰 當藉由如所摇述之乾式_進行圖案化彩色濾 層時，、用以製造彩色濾、光片之有色組合物不需要含有光固 化組份。允許含有減少的量之光固化組份或較佳地不含 光固化絲之有色組合物具有增加之著色劑濃度，其 形成具有比在f知技術中已可能厚度要小的厚度之Ϊ色清 光片層，同時維持透射光譜。@此，有色組合物較佳地 不含光固化組份之感光固化組合物，更佳地為熱固性組I 物。 σ 用於在本發明中使用之熱固性組合物含有著色劑以 及熱固性化合物。著色劑濃度較佳地為按全部固體 或更大且小於1GG%。較高著色劑濃度允許 幸父/專私色/慮光片層之形成。 著色劑不又特別限制。可使用已知染料以及顏料中之 一者或兩個或兩個以上者之混合物。 曰機或無機顏料是有用的。考慮^管有機或 疋無機顏料都應具有高的透料，較佳 ㈣平触徑之顏料。在亦考錢倾之情況下，顏= 平均粒位較佳地為〇.〇1 μιη至〇j μιη，更佳地為_ ^ 至 〇·〇5 μιη。 .較佳顏料之實例包含（但不限於）C.I·顏料黃（C.L Pigment Yellow) U、24、1〇8、1〇9、11〇、i38、i39、、 151、154、167、180 以及 n c.i.顏料橙（CI. Pigment 48 201126709 35774pif

Orange) 36 以及 71 ; C.I·顏料紅（C.I. Pigment Red) 122、 150、17卜 175、177、209、224、242、254、255 以及 264 ; C.I.顏料紫（C.I. Pigment Violet) 19、23 以及 32 ; C.I.顏料 藍（C.I. Pigment Blue) 15:1、15:3、15:6、16、22、60 以 及 66 ;以及 C.I.顏料綠（C.I_ Pigment Green) 7、36 以及 58 ° 在將染料用作著色劑時，均勻地溶解染料以得到感光 熱固性有色組合物。 可使用已知用於彩色濾光片之任一染料。有用的染料 之化學結構之實例包含°比唾偶氮（pyrazole azo)、苯胺基 偶氮（anilino azo )、三苯曱烷、蒽醌、蒽吡啶酮 (anthrapyridone)、苯亞曱基（benzylidene)、氧喏、吡唑並 二0圭偶氮（pyrazolotriazole azo)、σ比。定酮偶氮（pyridone azo )、花青、啡噻嗪、吡咯並吡唑偶氮次曱基 (pyrrolopyrazole azomethine)、二苯並哌喃、酞菁、苯並哌 喃以及靛藍。 相對於有色熱固性組合物之總固體含量的著色劑含 量較佳地（但不限於）為按質量計30%至60%。30%或更 大之著色劑含1保證作為彩色滤光片之合適的色度。在 60%或更小之著色劑含量的情況下，發生足夠的熱固化以 避免膜強度之減小。 在加熱時按膜形式固化之任一熱固性化合物可用來 形成彩色滤光片。舉例而言，可使用具有熱固性官能基之 化合物。具有選自環氧基、羥甲基、烷氧基曱基以及醯氧 49 201126709 35774pif 基曱基之至少一熱固性官能基之化合物為較佳的。 較佳的熱固性化合物之實例包含（a )環氧化合物，（b ) 三聚氰胺（melamine)化合物、胍胺（guanamine)化合物、 甘脲（glycoluril)化合物以及脲化合物，每一者具有選自 羥曱基、烷氧基甲基以及醯氧基曱基之至少一取代基，以 及（c)酚化合物、萘酚化合物以及羥基蒽化合物，每—者 具有選自羥甲基、烷氧基甲基以及醯氧基甲基之至少一取 代基。其間之較佳者為多官能環氧化合物。 熱固性化合物在有色熱固性組合物中之總含量較佳 地為按質量計0.1%至50%、更佳地為按質量計〇 2%至 40%、甚至更佳地為按質量計1%至35%，但視化合物 化。 若需要，則有色熱固性組合物可含有各種添加劑，只 要此不影響本發明之縣。添加狀實例包含黏合劑、固 化劑、固化催化劑、溶劑、填料、不同於所描述之化合物 的聚合化合物、介面活性劑、黏著增賴 '抗氧化劑、uv 吸收劑、抗凝結劑以及分散劑。 在藉由乾式㈣形成不同色彩之彩色遽光片之情況 下使用如描述之光阻形成抗蝕劑圖案。在移除步驟中， 亦較佳地使用光阻形成抗蝕劑圖案。 作為正光阻之正型感光樹脂組合物可為對諸如UV輻 射（汞燈之g-line、h-line或i_line)、深uv轄射（包含準 分=雷射束）、電子束、離子束以及χ射線之轄射敏感之 正光阻組合物。在所描述之細中，較佳的為、h_Une 50 201126709 / /4pit 或i-line。i-line特另車交佳。 具體言之，正感光樹脂組合物較佳地含有二疊氮醌 (quinonediazide)化合物以及鹼可溶樹脂。在藉由二〇⑽ 或更短波長之輻射照射後，二疊氮醌化合物之二疊氮醌基 分解以生成羧基，藉以鹼不可溶組合物轉為鹼可溶。此二 型之正光阻具有顯著高的解析度，且廣泛地用於半導體製 造中。二疊氮醌化合物由二疊氮萘醌 (naphthoquinonediazide )化合物來例證。 、可使用任一顯影劑，只要其能夠溶解正光阻之曝光區 或負光阻之未曝光區，而不影響周邊光屏蔽層。具體言之， 可使用各種溶劑之組合或鹼之水溶液。 雖然已特別參照原色（RBG)系統之彩色渡光片來描 述了形成不同色彩之彩色遽光片的步驟，但此等步驟亦適 用於使用青色、洋紅色、黃色以及綠色之補色系統之彩色 遽光片的形成。 亦叫作塗飾層（overcoat layer)之保護層114提供於 彩色濾光片上以在隨後步驟期間對彩色濾光片給予保護。 保護層可由適當材料製成，所述材料包含諸如丙稀酸樹 脂、聚石夕氧烧樹脂、聚苯乙烯樹脂以及氟樹脂之聚合物， 以及諸如氧化石夕以及氮化石夕之無機材料。使用感光樹脂（諸 如，聚苯乙烯樹脂）提供以下優勢。⑴保護層能夠藉由 光微影經圖案化，且因此可用作在形成經由周邊光屏蔽層 U3、讀層11〇、介電層逝等之接觸開口以製造結合塾 過程中之光阻。（2)保護層可形成為微透鏡陣列。 51 201126709 35774pif 保護層亦可充當抗反射層。在此情況下，保護層可較 佳地由描述為隔離壁形成材料的低折射率材料中之任何者 製成。為了確保作為在隨後步驟中之保護 層之功能’保護層可由選自以上描述之材料== 兩個或兩個以上子層構成。 為了進-步改良光收集效率或為了確保防止色彩串 擾，保護層可形成為微透辦列，或可在賴層上提供微 透鏡陣列。軸在® 1巾綱之組齡未提供微透鏡陣 列’但足夠達成光收集效率以及防止色彩串擾之改良，因 為彩色遽光片由低折射率隔離壁相互隔離開。考慮用於微 透鏡陣列之成細及光學輯之_來決定是錢形成微 透鏡陣列。 圖42說明在圖1之固態影像元件中使用的讀出電路 116之第：T例® 42之瀆出電路包含浮動擴散節點 (FD)、重設電晶體204、輸出電晶體2〇5以及選擇電晶體 206。重設電晶體204、輸出電晶體2〇5以及選擇電晶體2〇6 各具有η通道MOS型（nMOS電晶體）。 電連接至像素電極1〇4且回應於像素電極1〇4之 電位改變其電位。在圖42之第—實例中，施加至相對電極 1〇8的電壓WX經設定使得在曝光至光期間信號電流_ 可自相對電極流至像素電極1〇4 (亦即，使得正電洞 可由像素電極ι〇4收集）。在曝光至光期間，Isig流至像素 電極104以升高像素電;1〇4之電位，藉卩FD之電位上 升0 52 201126709 35774pif 重設電晶體204待將FD重設至規定電位。重設電晶 體204具有其電連接至FD之沒極端子，且將電壓vs供 應至其源極端子。當施加至重設電晶體胸之閘極端子的 重設脈衝RS處於高位準時，則重設電晶體2〇4接通，且 電子自重設電晶體204之源極注入至汲極。注入之電子使 FD之電位下降以將電位重設至規定位準。電壓vs钱定 比電壓WX低（VPX>VS)，藉以在曝光至光期間信號電 流Isig自相對電極1 〇 8流至像素電極丨〇4。舉例而古，νρχ 可為影像元件之電源電壓Vdd，且vs可為接°地電壓 GNI>Vdd為自CM0S影像感測器之驅動電源供應之電壓。 在以上配置中，當累積之信號電荷量小時，FD之電 位低’而當量大時，FD之電位高。由於由發生於阳處之 暗電流造成的雜訊較小（因》FD之電位較低），因此配置 有效地減少了在FD處的暗電流誘發之雜訊以當累積之产 號電荷量小時（在此時，強烈需要雜訊減少以口 增加SN比。 輸出電晶體205待輸出ro之電位作為電壓 出電晶體205具有其電連接至阳之閘極端子，且將: 電壓Vdd供應至其汲極端子。輸出電晶體扣 極子、 連接至選擇電晶體206之汲極端子。 原、極蜢子 選擇電晶體206待將信號自輪出電晶體2〇5選擇性輪 選2G6具有其連接至信號線 =:當= 加至選擇電晶體裏之閘極端子的選擇脈衝聽 處於局位準時，選擇電晶體2〇6接通，且將來自輸出電晶 53 201126709 3^/74pit 體205之電壓信號輸出至信號線。 根據以上說明之第一實例的讀出電路回應於由像素 電極104收集至信號線内的電荷讀出信號。 圖43說明在圖1之固態影像元件中使用的讀出電路 116之第二實例。圖43之讀出電路具有與圖42中展示之 第一實例之組態相同的組態，除了分別用重設電晶體 204'、輸出電晶體2〇5'以及選擇電晶體206’替換重設電晶 體204、輸出電晶體205以及選擇電晶體206之外。重設 電晶體204’、輸出電晶體2〇5，以及選擇電晶體2〇6’各具有 p通道MOS型（pM〇s電晶體）。在第二實例之讀出電路 中，電壓VPX經設定比電壓vs低（VPXCVS)，且供應 至輸出電晶體205’之汲極端子的電壓為接地電壓GND。 根據此電路’當施加至重設電晶體204,之閘極端子的 重設脈衝RS變低時，重設電晶體2〇4,接通，且將電洞自 重設電晶體204’之源極注入至汲極。電洞升高FD之電位 以將FD重設至規定位準。由於電壓vs經設定比電壓Vpx 高，所以在曝光至光期間信號電流Isig自像素電極1〇4流 至相對電極108。Isig自像素電極1〇4流至相對電極， 像素電極104之電位下降，藉以FD之電位亦下降。輸出 電晶體205’將下降後之電位轉換成電壓信號，且經由選擇 電晶體206·將電壓信號輸出至信號線。 那樣’讀出電路可由pMOS電晶體構成。 在圖42之電路配置中，MOS電路由nMOS電晶體構 成。因此可想到，VPX經設定比vs低，使得電子由像素 54 201126709 35774pif 電極104收集，且自輸出電晶體205輸出回應於收集的電 子之里之電壓信號。在此情況下’在開始曝光至光時，像 素電極104之電位下降。在曝光最後，讀出信號，且fd 經重設以升高其電位。在重設完成後，FD之電位稍微自 重没位準下降。自此狀態，FD之電位能夠回應於接收之

光1"!降至最低位準。意即，因為未將重設完成後的FD 之電壓之下降作為信號讀出，所以減少了飽和電荷。 在圖42之電路中，在重設開始時，fd之電位下降至 規定電位。在重設完成後，FD之電位進一步自規定位準 下，。自此狀態，FD之電位能夠回應於接收之光升高至 最咼位準。意即，因為將重設完成後的FD之電壓之下降 作為信號讀出，所以增加了飽和電荷。結果，影像元件能 夠按大的動態範圍拍攝具有自低至高的亮度之主體之影 像對動悲範圍之效應亦由圖43中展示之電路達成。 在圖42之電路中，FD之電位回應於接收之光量自 VS增加至VPX。當νρχ比電源電壓vdd高時，之電 位過^增加，且過多電壓被施加至FD，其可造成電路中 之故障。· ’較彳i地，提供保護使得^之電位可不超 過規定值（臨限值）。藉由圖44以及圖45來說明此保護之 實例。 圖44 5兒明具有作為保護而添加之nM〇s電晶體2〇7 ^ Γ中展不之讀出電路。電晶體207具有其分別電連接 τ、電極104以及之閘極端子與及極端子，且將電 MT供應至源極端子。電晶體2〇7防止fd之電位超 55 201126709 3^/74pif 過VLMT加上電晶體207之臨限電壓Vth ( VLMT+Vth )。 圖45說明具有作為保護而添加之二極體208的圖42 之讀出電路。二極體細具有其電連接至像素電極刚以 及FD之陰極，且將電壓VLMT供應至陽極。二極體观 防止FD之電位超過VLMT加上二極體細之擊 ^ (VLMT+Vb)。 -在圖43之電路中，;pD之電位回應於接收之光量自 洛至vpx。當電壓（VPX_GND)之絕對值變得比電源 ^屋（vdd_GND)之絕對值大時，過多電壓被施加至fd，

八可造成電路中之故障。那麼，較佳地，提供保護使得FD 之電位可不下降至規定值（臨限值）以下。可按與在圖Μ =圖45中所說明相同的方式作為保護添加電晶體或二 極體。 以下給出圖42中展示的電路之驅動模式之實例。 圖。二關閉的圖42之讀出電路之驅動時序 -FD」表示FD之電位之改變；「RW_n」 、不供應至來自二維排列之冑出電路 ^ ;擇電晶體施之閉極端子的選擇脈衝之改變;^ 至第η列讀出電路之重設電晶體2Q4之閘極端子」 改變。選擇脈衝以及重設脈衝由圖2中說明 之垂哀驅動器121供應。 後，技電極刚所在期間的曝光時間期滿 ^ 脈衝上升至聽準，且回應於FD之電 為資料位準被輸出。在選擇脈衝高時，重設脈衝上^ 56 201126709 35774pif N位準，且FD之電位經重設至規定位準。當重設脈衝落 至低位準時’ FD之電位稍微變化。將在此變化後的FD之 電位作為重設位準輸出至信號線。信號處理 電路123自資 ，位準減去重設位準’且將在減去後之錢轉換成數位形 Li在由水平麟器124之㈣下將數健麟出影像元 在頃出重设位準後，選擇脈衝下降至低位準，此時 週期内之曝先開始。曝光時間期滿後之操作 電子：p二為圖42中說明之讀出電路之驅動時序圖’其中 根據圖47幵啟主。&圖47中之標示與在W 46中所使用相同。 ^之日、ϋ，選擇脈衝以及重設脈衝在圖如之 :圖；:個圖框週期之中間上升至高位準以重設:PD之電

電子么圖，中說明之讀出電路之驅動時序圖，盆中 電子快門功能開啟。圖48中 ^ T 同。根據圖•物，轉= 吏用相 之時序圖之兩_柩_之中 及脈衝在圖46 之電位。藉由如此進行，可使在像素電=mFD 之時間比-個圖框週期長。 ，、電才"04中累積電荷 根據圖46至圖48之聰#Λ捃4、 得之資料位準減去在開:下===: 為“= 雜讯，所以難以藉由此 57 201126709 35774pif 之理執行對雜訊減少之準確處理。作為減少kTC雜訊 之1，存在將可變電壓施加至重設電晶體之源極端子且 在重。又時間期間變化電壓之方法。藉由圖4 9描述採用本方 法的驅動模式之實例。 用本方 圖49表示電子快門功能關閉的圖42中展示之電路之 驅動時序圖’其針對kTC雜訊減少而S計。圖49中之標 不，在圖46中所使用相同。根據此驅動模式，供應至重設 電晶體204之源極端子的電壓不固定，而可變化。因此， 時=圖頜外地具有波形「vs_n」，其展示供應至第^列中 的讀出電路之重設電晶體204之源極端子的電壓VS之改 變。 圖49之時序圖與圖46之時序圖的差異在於，即將在 重設脈衝落至低位準前增加電壓vs，且當重設脈衝落至 低位準時將其返回至原始位準。與普通重設操作相比，此 驅動模式將kTC雜訊減少一半，藉此達成雜訊減少。所描 述之驅動模式亦適用於其中電子快門功能開啟之模式。 雖然關於驅動模式之前述描述已限於圖42之讀出電 路，但其適用於圖43之電路，除了顛倒了重設脈衝以及選 擇脈衝之極性、FD之電位以及使「vs_n」之極性相反之 外。 將參看圖50至圖52描述用於減少kTC雜訊之另一方 法。 圖50為具有添加至其的回饋電路209作為用於減少 kTC雜訊之單元的圖42之讀出電路。 58 201126709 35774pif 回饋電路209將在重設脈衝之高位準週期期間輪出至 信號線的信號發送至重設電晶體204之開極端子，且 他信號輸出至信號處理電路123。回饋電路2〇9包含在广 號線與重設電晶體204之閘極端子之間的選擇器開^。 因此斷開重設電晶體204，同時使重設電晶體2〇4之; 變窄。因此，可在FD之最小化熱波動之情況下斷開重执 電晶體204，從而導致kTC雜訊之減少。 叹 圖51為具有添加至其的回饋電路21〇 kTC雜訊之單元的圖42之讀出電路。 ，、、' 於減夕 …回饋電路21〇將在重設脈衝之高位準週期期間輸 仏號線的信號發送至重設電晶體2〇4之源極端子，且 他信號輸出至信號處理電路123。回饋電路21〇包人 ，線與重設電晶體2〇4之源極端子之間的選擇^開^。^ 重没電晶體204之源極端子與FD之間形成回饋迴路 因此斷開重設電晶體2G4,同時使閘極電壓之頻寬7 因此’可斷開重設電晶體綱，同時藉由回饋迴 移除熱雜訊，從而導致kTC雜訊之減少。 未作 圖52為具有添加至其的回讀電路2U nM〇 光器213作為用於減少™雜訊之單元的= 電晶體212具有其經由聚光器213電連 之祕端子以及其連接至回饋電路以 W。電晶體212由供應至其閘極端子之回饋脈衝控^極 回饋電路211將在重設脈衝之高位準週期期間ς出至 59 201126709 35774pif 送至電晶體212之源極端子，且將其他信 :晶體2: ΐ 123。回饋電路211包含在信號線 财、衝:日之仙Γ源極端子之間的選擇11開關。藉由在重設 ίί=〇=晶體212維持在接通，移除當斷開 德，瘅斷Η雷曰麟生之kTC雜訊。在斷開重設電晶體204 。輯_日體212可產生另一沉 =:然=’圖52之電路配置在聚光器2i3之容量與叩 果:^之^ ^所述另一 kTC雜訊且由FD偵測到。就結 果而s，kTC雜訊被成功地減少了。 -此、J二看，53 “及圖54說明根據本發明的固態影像 几件之、，，σ構之其他㈣。用與在前述描述巾相 字母標示來識祕有與先前描叙結構或魏辦的$ =能之組件以及部件。將不重複此描述，且將 給出ith描诚。 圖53為表示另-固態影像元件之結構之示意性橫截 面圖。圖53之固態景》像元件具有在介電層1〇2之表面上的 像素電極104以及覆蓋介電層ι〇2與像素電極1〇4之電荷 阻擒層l5a。電荷阻擒層…用以控制自像素電極1〇4至 光電層I2的電子之注人。在展示之組態中，相對電極⑽ •^電位經設定比讀出電路116中的重設電晶體之源極電位 南，使得電流可自相對電極流至像素電極1〇4，亦即，電 洞可由像素電極104收集。 讀出電路116由FD、重設電晶體、輸出電晶體、選 擇電晶體以及用於限制FD電位之保護電晶體構成（如圖 201126709 35774pif l中說陳展不）。所有此等電晶體具有·〇s類型。讀 電路116進一步含有在重設電晶體與信號線之間的先前 田述之回饋電路’用於败雜訊減少。使用標準cm〇s =像感測器製程製造讀出電路116、包含通孔插塞ι〇5之 夕級互連以及介電層102。 可藉由由以下式（2)表示之化合物的蒸發將電荷随 备層15a沈積至100nm之厚度。可藉由按2〇:8〇之比率共 沈積由以下式⑴表示之化合物與芙c6。至4〇〇伽之厚 度來形成光電層丨2。藉由將第一金屬遮罩置放於基板上在 圖1中指示<第一區域中提供電荷阻擔層…以及光電層 。在1增4 Pa歧小之真空度下妨沈積步驟。 式（2):

61 201126709 35774pif 使用置放於基板上方之第二金屬遮罩在圖j中指示之 對電極108。相對電極108可在蝴 乱安氧圍中在G.l pa之真空度下在使用ιτ〇作為目標之高 頻率磁控贿系統中由ΙΤ〇形成至1Qnm之厚度。 *緩衝層109可藉由—氧化石夕（silic〇n_〇xide)之真 2發形成至1GG nm之沈積物厚度。藉由在基板上方置 第二金屬遮*罩在圖丨中指示之第三區域中提供緩衝層 。在lxlG Pa或更小之真空度下進行沈積。 可藉由使用用於製造有機EL元件之裝置達成電荷阻 擋層⑸:光電層12、相對電極隐从緩衝層 積’，所述裝置巾真空蒸發單元以及贿單元連接至具有 1X10- Pa或更小之真空度的叢集真空處理系統。八 密封層110由第一密封子層11〇A以及第二密封子層 (j甫助密封子層）聰構成。第一密封子層i可具有 耢由使用三？基!S與水作為前㈣以及&作為載氣之 ALD形成的氧化铭。例如，在〇5奶之真空度下且在^叱 或更低之絲溫度下進行ALD，至G 2 μιη之沈積物厚度。 …形成於第-密封子層110Α±之輔助密封子層11〇；6可 為藉，在Ar/02氣氛中在〇」Pa之真空度下使用氮化石夕目 標之高頻率磁控濺鍍形成之〇1 μιη厚氮化矽層。 按與以上描述相同的方式形成彩色遽光片CF、隔離 壁U2、保護層（塗飾層）114。 圖54為表示再-固態影像元件之結構之示意性橫截 62 201126709 35774pif 囬圖 牡園M之固態影像元件中 介電層⑽之表面相互共平面。光之表面與 電層磁以及像素電極顺。提供以覆蓋介 阻擔層15b用以防止自相對電極1〇8:光i ^心电子之/主人。在所展示之組態_，相對電極108 設定比在讀出電路116中的重設電晶體之源極： 立低^得電流可自像素電極刚流至相對電極⑽，亦 即’電子可由像素電極104收集。 電路116纟FD、重設電晶體、輸出電晶體以及 、擇電晶體構成（如圖43中說明性展示）。所有此等電晶 體具有PMOS類型。如先前所描述，讀出電路116進一步 具有用於限制FD電位之連接至FD的額外pM〇s電晶體 以及用於k T C雜訊減少之在重設電晶體與信號線之間的回 饋電路。使用標準CMOS影像感測器製程製造介電層 102、包含通孔插塞1〇5之多級互連以及讀出電路116。 可藉由按20:80 (%)之比率共沈積由式（3)表示之 化合物與芙Cm呈400 nm之厚度來形成光電層12。可藉 由首先藉由真空蒸發將式（3)之化合物沈積至20 nm之 厚度且接著藉由真空蒸發將下式（4)之化合物沈積至3〇〇 nm之厚度形成電荷阻檔層15b。在lxlO·4 Pa或更小之真 空度下進行此等沈積步驟。藉由將第一金屬遮罩置放於基 板上在圖1中指示之第一區域中沈積光電層12以及電荷j：且 擋層15b。 63 201126709 35774pif 式（4):

相對電極108、緩衝層i〇9、密封層no (第一密封子 層110A以及第二輔助密封層hob)、彩色濾光片CF、隔 離壁112、周邊光屏蔽層in以及保護層（塗飾層）114 具有與在圖53中相同的結構。 現將參照工作實例更詳細地說明根據本發明之固態 影像元件。將參照圖53以及圖54中說明之結構。為了避 免冗餘，前述描述大致適用於由以上使用之相同數字或字 母參考識別之組件以及部件。 實例1 以及ϊίΐί L53之結構的嶋彡像元件。像素電極 成兩者藉由上文描述之雙鑲嵌製㈣ 的鶴膜之幵Μ ’且藉由CMP使表面平域H由C 具有300 nm之厚;ίρ以万且古7 象素電極 正方形形狀。及具有^师之長度與寬度的i 64 201126709 35774pif 實例2 按與實例1中相同的方式製造固態影像元件，除 =極104以及通孔插塞105是藉由首先藉由濺鑛沈積作 為早壁金屬之氮化㈣及觸—堆疊且接著藉由電錢沈 銅層接著為藉由CMP之平坦化來形成之外。 實例1以及實例2中製造的固態影像元件之特性 果總結於表丨巾。如下判定在轉以及其他實例中提到:

(1)級差A 藉由在電子顯微鏡下觀測元件之橫截面獲得像素 極104之表面與鄰近像素電極1〇4之間的介電層之表面之 間的級差A。 (2) Δ1 與 Δ2 藉由使用空氣中光電子光譜儀（AC_2’來自 Keiko Co.，Ltd.)判定每一材料之功函數以及化且 = ^之IP減去Eg判定每-材料之Ea (E外岛^獲得 有機η型半導體（C6{))之電子親和性Ea與電荷阻擔 之游離電位Ip之間的差Δ1以及電荷阻擋層15&之"a 和性Ea與像素電極1〇4之功函數之間的差Δ2，其親 為在材料之光譜吸收端處之能量。 〃 Eg (3) 暗信號 在無入射光之情況下操作固態影像元件。計算妖 之數目對像素之總數的比率（下文稱作「熱像素比‘、、' ， 0.01%之熱像素比對於實踐使用是可接受的'〇〇1%么更: 65 201126709 35774pif 之熱像素比經分級為「良好」。考慮有缺_像素校正， 〇.〇〇4%或更低之熱像素比尤其較佳且經分級為「優 △1 (eV) Δ2 (eV) 暗信號 -1_ —2.6 優異 1 2.7 優異 表1中之結果展示出以下：⑴像素電極1G4之頂表 ，與鄰近像素電極之間的介電層之頂表面之_級差人在 1例1以及3例2中之任-者中不大於lnm’從而提供像 素電極之頂表©與介電層之縣面之_實質共平面性。 (2)在任一影像元件中，△如〇〜且Δ2>ΐ 3〜，展示 有效地防止了暗電流。（3)熱像素比為0.004%或更小，盆 證明具有改良之SN比的良好影像效能。 實例3 ▲ /與實例1中相同的方式製造具有變化之級差A的固 K象兀件’除了藉由以±贿之渠溝隔離技術形成像素 電極1〇4卜。具體言之’藉由CVD在先前藉由標準CMOS 影像感測n製轉成之介電層1(η以及通孔減1〇5上沈 積Tl.N (厚度：30nm)。藉由CMOS影像感測器製程圖案 化ΤιΝ層以留出具有！ 4帅之長度與寬度的大體正方形 ΤιΝ層之陣列。將與介電層脱相同的介電材料沈積於 電層102以及TlN層上。最後，藉由CMP使沈積之介電 層平坦化’直至曝光TiN層（像素電極104)之頂表面。 66 201126709 35774pif 變化CMP之時間以導致元件間的不同級差a。 實例4 t按與實例3中相同的方式製造具有變化之級差A的固 態影像元件，除了藉由回蝕進行平坦化之外。變化回蝕之 時間以導致元件間的不同級差A。 實例5 以與實例1中相同的方式製造具有變化之級差A的固 態影像元件，除了如下形成像素電極1〇4且不執行 極刚之，坦化之外。藉由CVD在先前藉由標準cm〇s 影像感測器製程形成之介電層ω2以及通孔插塞1〇5上沈 積TiN層。藉由CM0S影像感測器製程圖案化葡層以^ 出具有l~m之長度與寬度的大體正方形谓狀 又化CVD之時間以形成具有變化之厚度的顶層 在元件間變化級差A。 在無入射光之情況下操作在實例3至5中獲得的影 ^中之每—者，且檢測影像輸出以獲得熱像素之數目對 2總數的比率。熱像素比與級差A之間的關係圖形表 不於圖55以及圖56 +，其中沿著橫 表 熱像素比⑼，二 104 102之表面之間的級差人減 ⑽"萄 辛比tf於會跷祛田β 战j而減小。約0.01°/。之熱像 對實踐使用疋可接受的。_%或更低之熱像素比 67 201126709 i / "TL/ΛΧ 正’ 0.004%或更低之熱像素比 較佳。考慮有缺陷的像素校 尤其較佳。 自圖55 t之結果看出，當級差a為5〇 nm或更小時， 熱像素比將是㈣且暗錢將是減少的。自圖％中之結果 看出，當級差A為30 nm4更小時，熱像素比將進一步減 小，且在15 nm或更小之級差A的情況下，熱像素比將更 進一步減小。 實例6 以與實例4中相同的方式製造固態影像元件，除了像 素電極104為藉由賤鑛沈積之氮化组層（厚度：nm) 之外。 實例7 以與實例4中相同的方式製造固態影像元件，除了像 素電極104為藉由濺鍍沈積之氮化鉬層（厚度： 之外。 實例8 以與實例4中相同的方式製造固態影像元件，除了像 素電極104為藉由濺鍍沈積之氮化鎢層（厚度：扣 之外。 在實例6至8中獲得的影像元件之特性總結於表2中。

68 201126709 35774pif 如表2中所示，在於實例6至8中製造之 件中，像素電極1〇4之表面與介電層1〇2之表面衫像元 差A為15 nm，從而證明像素電極1〇4與介^ 間的級 的只質共平面性。確認具有〇 eV且1 3 〇2之間 一影像元件有效地㈣暗電流。此外，^V之每 具有或更小之熱像素比，從而證明展現&像元件 SN比的良好影像效能。 一有增加之 實例9 以與實例4中相_方式製造固態影像元 素電極104具有藉由CVD形成之堆疊結構之外，二了像 構由作為低阻值層之Ti層（厚度：1〇〇nm)以 疊結 層之TiN層（厚度：50nm)構成。 卞為表面 實例10 以與實例4中相同的方式製造固態影像元件， 素電極104具有由藉由濺鑛形成的作為低阻值層之屛 (厚度：50〇nm)以及藉自CVD形成的作為表^層之^ 層（厚度：50 nm)構成之堆疊結構之外。 實例11 以與實例4中相同的方式製造固態影像元件，除了像 素電極104具有由藉由濺鍍形成的作為低阻值層之'μ層 (厚度：50〇nm)以及藉由CVD形成的作為表^層之 層（厚度：50 nm)構成之堆疊結構以及使用含a之蝕刻 劑氣體進行藉由回蝕之平坦化使得將TiN表面層氧化^ 氧化鈦之外。 69 201126709 實例12 以與實例4中相同的方式製造固態影像元件，除了像 素電極104具有藉由濺鍍形成之堆疊結構之外，堆疊結構 由作為低阻值層之A1層（厚度：500 nm)以及作在矣面 層之TaN層（厚度：5〇nm)構成。 乍為表 實例13 以與實例4中相同的方式製造固態影像元件，除了像 素電極104具有藉由濺鍍形成之堆疊結構之外，堆疊結構 低阻值層之則（厚度：5〇〇 _)以及作=面 層之氮化鉬層（厚度：5〇 ηιη)構成。 實例14 Μ興貫例4 τ邳μ的万式製造固態影像元 素電極1〇4具有藉由濺鍍形成 卞 由作Α心a a 现㈣之堆机構之外，堆疊結構 作為低阻值層之A1層（厚度：500 nm) 層之氮化鶴層（厚度：5〇nm)構成。 及作為表面 實例15 u日鬥的万式製造固態影像元件，呤 素電極104是藉由铖、敗站丄 午，除了 4 p. · 5〇Λ X ^ 厶濺鍍沈積作為低阻值層之鉬声“ 度.500細）而形成以及使 《飼層C/

回蝕之平坦化使得鋼 2 ^蜊氧體進行藉E 之外。 、層之表面經氧化以形成氧化鉬表面^

貫例 9 5 Ί r· I 至15中獲得的影像元件之特性總結於表 201126709 35774pif

如表3中所示，在於實例9至15中製造之所有影傻 元件中，像素電S 104之表面與介電㉟1〇2之表面之間的 級差A為15 nm，從而揭示像素電極1〇4與介電層1〇2之 ，的實質共平面性。確認、具有△以〇 eV且Δ2>】3 eV之 每一影像元件有效地控制暗電流。所有此等影像元件具有 〇.〇1/〇或更小之熱像素比，從而證明展現具有增加之SN比 的良好影像效能。亦確認，因表面層之存在而改良了感光 度’從而提供SN比之進一步改良。 實例16 以與實例1中相同的方式製造固態影像元件，除了像 素電極104以及通孔插塞1〇5是藉由經沈積欽而形 成且在藉由CMP平坦化後鈦像素電極之表面藉由a電漿 處理氧化以形成氧化鈦表面層之外。 曰 實例17 —以與實例1中相同的方式製造固態影像元件，除了在 藉由CMP平坦化後鎢像素電極之表面藉由〇2電漿處理氧 71 201126709 化以形，化鹤表面層之外。 在實例16以及實例17中獲得的影像元件之特性總结 於表4中。 …σ

級差A(nm) 10 Ϊ0 △2 (eV) ~ΪΙ~ ~~Ζ6~ 暗信號 優異 優異

於如表4中所示，在於實例16以及實例17中製造之兩 個衫像tl件中，像素電極1〇4之表面與介電層1〇2之表面 之間的級^ Α為1〇 nm，從而揭示像素電極刚與介電層 102之間的貫質共平面性。確認具有My 〇 eV且△]>工3 eV之。每一影像元件有效地控制暗電流。兩個影像元件具有 〇.〇〇4%或更小之熱像素比’從而證明展現具有增加之SN =優異景;像效能。亦確認，目表面層之存在*改良 光又，從而提供S：N比之進一步改良。 心 實例18 一、貫例·τ 丁仰叫的万式裂造固態影像元件，除了 層（第二㈣子層麗）為藉由雜沈積之氧奸 夕層（异度.0.1 μιη)之外。 實例19 態影像元件，除了輔 藉由濺鍍沈積之氮氧 以與實例4中相同的方式製造固 助密封子層（第二密封子層·)為 化矽層（厚度：0.1 μπι)之外。 72 201126709 3y"4pif 實例20 以與實例/中相同的方式製造固態影像元件，除了輔 助密封子層（第二密封子層110Β)為藉由濺鍍沈積之氧化 鋁層（厚度：Ο·1 μηι)之外。 在實例18至20中製造的影像元件之特性總結於表$ 表5 像素電極 _級差A (nm) ~~^二密封層T (實例4) 氮化鈦 15 氮化石夕〜' 實例18 氮化鈦 15 氧化碎 — 實例19 氮化鈦 15 1 氧化 Θ' 實例20 氮化鈦 15 氧化^^ 如表5中所示，在於實例18至2〇中製造之所 元件中，像素電極104之表面與介電層1〇2之表面之= 級差Α為15 nm，從而揭示像素電極1〇4與介電屑;、 間的實質共平面性。確認具有Mg 〇eVaA2>i曰之 每一影像元件有效地控制暗電流。所有此等影像元 0.01%或更小之熱像素比，從而證明展現具有增 ς 的良好影像效能。 實例21 以與實例4 t相同的方式製造固態影像元件 層110A為藉由ALD形成之氧化鈦層（厚度：〇 2 實例22 73 201126709 35//4pif 以與實例4中相同的方式製造固態影像元件，除了第 一密封子層110A為藉由ALD形成之氧化矽層（厚度 μιη)之外。 · 在實例21以及實例22中製造的影像元件之特性練、妹 於表6中。 Ί’σ 表6 像素電極 級差A (nm) (實例4) 氮化鈦 15 實例21 氮化鈦 15 實例22 氮化鈦 15

件中所示，在實例21以及實例22之兩個影像元 ίΐ,像素電極104之表面與介電層102之表面之間的級 差為15nm，從而揭示像素電極104與介電層1〇2 的實質共平面性。確認具有Δ1^1()εν且Δ2>ι 3 ^之： -影像元件有效地控制暗電流。兩個影像元件具有: 或更小之熱像素比’從碰明觀具有增加比。 好影像效能。 匕的良 實例23 製造具有圖54之結構的固態影像元件。藉 边之渠溝_製㈣成像素電極1G4。㈣言之， = 將™沈積於介電層1〇2以及通孔插塞1〇5上至曰 且藉由c麵影輸靠製程瞧口iN層以留^ “有ΜμΠ1之長度與寬度的大體正方形TiN像素電極1〇4 201126709 35774pif 之陣列。將與介電層搬相同的介電材料沈積於 =及像素電極1〇4上。最後，藉由CMp將沈積、2 平坦化以曝光像素電極104之表面。 電層 實例24

與實例23中相同的方式製造固態影像元件，除了 ^電極1()4具有藉由麟形成之堆疊結構 H

冓由作為低阻值層之鉬層（厚度：2〇 ) ^、、，D 層之肋層（厚度：1()nm)構成。）以及作為表面 於表3例23以及實例24中製造的影像元件之特性總結

件中如ill所示，在實例23以及實例24之兩個影像元 像素電才亟104之表面與介電層1〇2之表面之間的級 為5nm’從而揭示像素電極1〇4 ^質共平難。確認具有财㈣且Δ2>13^= :像辑有效地㈣暗電流。兩姆像元件具有_4%或 小之熱像素比’從而證明展現具有增加之SN 影像效能。 八 以下描述本發明之固態影像元件之優勢以及應用。 (1 )易於模組化 75 201126709 35774pif 本發明之固態影像元件提供像機模組。模纟且化不 特殊輸入-輸出，除了用-對電極以及爽入其間作為光感 測益之有機層替換習知Si光電二極體之外。因此，易於 由使用習知模組實現模組化成像機模紅。 、曰 (2 )晶片大小 由於有機層107以及相對電極108每一者能夠一次形 成於整個像素區之上，因此可易於藉由適當組人 與製程來製造微型至大面積晶片以形成包含讀出電路^ 以及通孔插塞105以及像素電極104之多級互連。在萨由 標準半導體製造製程製造微型晶卩财巾，可無限地^ 前沿技術以易於達成像素大小最小化、像 ;; 及大量製造。在製造大面編過程中=== 製造之TFT製程可用以允許低成本、大量製造。 (3)像素大小 .已存在對增加像素計數且降低影像制器之製造成 本的強烈需求’域今像素大小已正在減小。此趨勢已致 使使用Si光電二極體之習知影像感測器難以有效率地將 入射光引至光電二極體（光感測部分）。在像素大小小於2 μιη之情況下，問題特別明顯。藉由本發明之固態影像元 件，避免了此問題，因為有機層1〇7經提供於讀出電路上 方且允許具有咼的孔徑比。因此，即使微圖案化技術經進 -步發展以實現小於2 μιη (特定言之，約！ μιη)之像素 大小，本發明之影像元件亦不會在實踐中遇到技術問題。 (4)成本競爭性 76 201126709 35774pif 本發明之固態影像元件之結構允許省略已在習知影 像感測器中需要的微透鏡陣列以及IR截止濾光片，其導致 成本降低。意即，固態影像元件達成高於80%之像素孔徑

比’使得使用微透鏡陣列並非必要。光電層可由不對IR 光敏感之有機著色劑製成。此排除了使用IR截止濾光片的 必要性。 (5)效能優越性 與習知影像感測器相比，根據結構，本發明之固態影 像元件提供優越的影像品質。首先，大於80%之像素孔徑 比保證了增加的入射光量以及易於獲得高感光度。此致能 暗場景之清晰影像。由於高孔徑比，因此讀出電路提供增 加之輸出電壓振幅，從而允許增加飽和電荷。此致能亮場 景之清晰影像。其次，可獲得高感光度以及大的飽和電荷 兩者’藉此提供寬的動態範圍。此致能拍攝高對比度場景 之清晰影像，而無過度曝光或曝光不足。 利用本發明之固態影像元件之上述特徵以增強數位 像機以及數位攝影機之效能。影像元件亦適合於在需要具 有高影像效能以及小的大小之内視鏡中使用。在至嚴格需 要高效能、小的大小以及低成本所有方面之行動電話像機 之應用中，影像元件較之習知影像感測器有顯著優勢。本 發明之結構之應用不限於以上’且包含監視像機、驅動記 錄器、機器人像機等等。 以上描述支援下列實施例。 (1) 一種固態影像元件，其包括基板、在基板上之介 77 201126709 35774pif 電層：及-陣列像素’像財之每—者包括. 像素電極， 香匕括♦ 生電荷之光S電層、在像素電極上方且具有回應於接收之光產 ^對電極’其在有機層上方且為像， 费封層’其覆蓋相對電極， 々、^ ^色濾光片，其在密封層上方， 號，以貝^電路’其请取對應於由像素電極收集之電荷的信 彩色= 彩色遽光片透射之光引至 ，^含有麵P料物以及錢 極二進者一 或相對電極至喊自料電極及/ 導體至 上的二實上質的:共素平電面極之表面與在先電層之側 ⑺根據⑴之固態影像 化鈦、氮化翻、氮化组以及氮化鹤中之一者象素電極為氮 ⑴根據（1)之固態影像元件，其中 低阻值層以及表面層’低阻值層含有紹、鈦、鋼、鋼，鈕 以及鶴中之—者’且表面層含有金屬氧化物、金屬氣化物、 78 201126709 35774pif 金屬氮氧化物以及金屬矽化物中之一者。 (4)根據⑴之固態影像元件’其中表面層含 化鈦、氮化鉬、氮化鈕以及氮化鎢中之—者。 有釓 ⑴-種製造根據⑴至⑷中任一項之固態影像 兀件之方法，其包括以下連續步驟：軸像素電極 介電層的介電材料之層以及藉由化學機械拋光或 回蝕使介電材料層平坦化。 ⑷製造根據⑴至（3)之固態影像元件之方法， /、包括藉由鑲後製程形成像素電極陣列之步驟。 根據⑴至（4)中任—項之固態影像元件，立 中翁封層包括藉由原子層沈積形成之第—密封子声梦 由物理氣相沈積形成於第—密封子層上且含有““ 物、金屬氮化物以及金屬氮氧化物中之一者之第二密封子 層。 (8)根據（1)至（4)中任一項之固態影像元件，立 中抗封層包括藉㈣子層沈積形成之第 ^夢 由賴形成於第-密封子層上且含有氧化銘、 化石夕以及氮氧化石夕中之—者之第二密封子層。夕 ⑼根據⑺或（8)之固態影像元件， 封子層含有氧化铭、氧化石夕以及氧化鈦中之第 (1〇)根據（1)至（9)中任一頂 立中备一德去、隹一半4α — 項之固態影像元件， ’、 ” 乂匕括藉由物理氣相沈積形成; 極與密封層之_緩衝層。 料成於相封電 (11)根據（10)之固態影像元件，其中緩衝層含有 79 201126709 35774pif 氡化矽、氮化矽以及氮氧化矽中之一者。 (12) 根據（1)至（4)以及至（^)中任一項 <固態影像元件，其中讀出電路包括電連接至像素電極且 回應於像素電極之電位改變其電位之浮動擴散節點以及讀 出回應於浮動擴散節點之電位的信號之M0S電晶體電路。 (13) 根據（12)之固態影像元件，其中M〇s電晶體 ，路包括重設電晶體，供應至重設電晶體之源極端子的電 壓比供應至相對電極之電壓低，使得電流自相對電極流至 像素電極以在像素電極中收集電洞，M0S電晶體電路 中之每一電晶體具有n通道MOS型。 (14) 根據（12)之固態影像元件，其中M〇s電晶體 電路包括重設電晶體，供應至重設電晶體之源極端子的電 壓比供應至相·極之雜高，使得錢自像素電極流至 相對電極至像素電㈣在像素電極中㈣電子，且m〇s 電晶體電路中之每一電晶體具有1)通道厘〇8型。 复二15丄根據(12)至（14)中任一項之固態影像元件， 其中項出f祕-步包括防止軸擴散節 過規定臨限值或落在規定臨限值以下的保護。 电1、 (16)根據（15)之固態影像元件，其 體或二極體，其連接至浮動擴散節點。 _電曰曰 (Π)根據（12)至（16)中任一項之固態 其中讀出電路進一步包括用於減少kTC雜訊二T (18)根據⑴至⑷以及⑺至（17) ^ 之固態影像元件，其巾献集單元包括在_像素之鄰近 201126709 35774pif 隔離壁具有比彩色濾光片 彩色濾光片之間的透光隔離壁， 低之折射率。 ’其中隔離壁含有 (19)根據（18)之固態影像元件 氟樹脂。 (20) 種製造根據（18)或（19)之固態影像元件 之方法，其包括以下連續步驟： 按拜耳陣列形成紅色濾光片以及藍色濾光片， 形成隔離壁， 形成綠色濾光片，以及 藉由化學機械拋光或回蚀使紅色濾光片、藍色濾光 片、綠色濾光片以及隔離壁平坦化。 一 (21) 根據（20 )之製造固邊影像元件之方法，其中 藉由乾式蝕刻形成彩色濾光片。 (22) —種具有根據（！）至（4)以及（？）至（η) 中任一項之固態影像元件之數位像機。 (23) —種具有根據（丨）至（4)以及（7)至（19) 中任一項之固態影像元件之數位攝影機。 (24) —種具有根據（1)至（4)以及（7)至（19) 中任一項之固態影像元件之行動電話。 (25) —種具有根據（1)至（4)以及（7)至（19) 中任一項之固態影像元件之内視鏡。 【圖式簡單說明】 圖1為表示根據本發明之固態影像元件的結構之一實 81 201126709 35774pif 例之示意性橫截面圖。 圖2展不m態影像元件之周邊電路之組態。 圖3說明有機層之结 圖4為圖3中說明的光電元件之能帶圖。 圖5說明有機層之另一結構。 圖6說明圖5的光電元件之能帶圖。 圖7為表示像素電極之組態之放大示 圖8_藉由渠溝隔離形成的像素電;〇 說明用於藉由渠溝隔離形成像素：皮 用於藉由渠溝隔離形成像素電極之^序。 明藉由鑲嵌製程形成的像素電極之序。 =明用於藉由鑲嵌製程形成像素電極之： =說明用於藉由鑲嵌製程形成像素電極之 【5說明用於藉由鑲嵌製程形成 j。 口說明用於藉由鑲嵌製程形成像素電極=。 為彩色渡光片陣列之平面圖。 王序。 圖。圖18A以及圖各為圖17之彩色據光片之橫截面 =9A以及圖观各說明形成之周邊光屏蔽層。 阻 。A以及圖應各說明形成於周邊光屏蔽層上之光 光 以及圖21B各說明在光阻經逐次 顯衫以及後烘烤後之狀態。 曝尤至 82 201126709 3^7/4pit 圖22A以及圖22B各說明在已乾式蝕刻後之周邊光屏 蔽層 圖23說明在光阻移除後之周邊光屏蔽層。 圖24說明形成的第一色彩之彩色濾光片層。 光 圖25說明形成於第一色彩之彩色遽光片層上之光阻。 圖26A以及圖26B各說明在光阻經逐次圖案化曝光至 顯影以及後烘烤後之狀態。 圖27A以及圖27B各說明在第一色彩之彩色濾光片層 之乾式蝕刻後之狀態。 圖28A以及圖28B各說明在光阻移除後的第一色彩 彩色濾光片。 ^ 圖29說明形成的第二色彩之彩色濾光片層。 圖30說明相互共平面的第一色彩以及第二色彩 色濾光片。 ^衫 圖31說明形成於第一色彩以及第二色彩之彩色、廣光 片上之光阻。 圖32說明在光阻經逐次圖案化曝光至光、 後烘烤後之狀態。 喊及 圖33A以及圖33B各說明在使用光阻作為遮罩 刻彩色濾光片後之狀態。 ' 式麵 圖34A以及圖34B各說明光阻移除後之狀離 圖35A以及圖35B各說明形成之隔離壁材料展 圖36A以及圖36B各說明相互共平面化的第° 二色彩之彩色濾光片以及隔離壁。 &及第 83 201126709 35774pif 彩色===成於“及第二色彩之 、顯影以及 圖38說明在光阻經逐次圖案化曝光至 後烘烤後之狀態。 圖39說明在隔離壁之部分經蝕刻出以提供用於第三 色彩之彩色濾光片層的區域後之狀態。 圖40A以及圖40B各說明光阻移除後之狀態。 圖41A以及圖41B各說明形成的第三色彩之彩色遽光 片層。 圖42說明讀出電路之第一實例。 圖43說明讀出電路之第二實例。 圖44說明具有作為保護而添加之電晶體的第一實例 之讀出電路。 圖45說明具有作為保護而添加之二極體的第一實例 之讀出電路。 圖46表示電子快門關閉的第一實例之讀出電路之驅 動時序圖。 圖47表示電子快門開啟的第一實例之讀出電路之驅 動時序圖。 圖48表示電子快門開啟的第一實例之讀出電路之驅 動時序圖。 圖49表示電子快門關閉的第一實例之讀出電路之驅 動時序圖，所述圖可用以減少kTC雜訊。 圖50為添加了用於減少kTC雜訊之單元的第一實例 84 201126709 35774pif 之讀出電路。 圖51為添加了用於減少kTC雜訊之另 實例之讀出電路。 早兀的第 圖52為添加了用於減少脱雜訊之再 實例之讀出電路。 ^ 圖53為表示本發明之固態影像元件的結構之另一實 例之7F思性橫截面圖。 圖54為表示本發明之固態影像元件的結構之再一實 例之不意性橫截面圖。 =5為展不隨著沿著像素電極之邊緣的級差之增加 的熱像素之比率之改變之曲線圖。 的執】二3不隨考沿著像素電極之邊緣的級差之增加 的熱像素之比率之改變之曲線 您 【主要元件符號說明】 。 12 ： 光電層 15 ： 電荷阻擋層 15a :電荷阻擋層 15b :電荷阻擋層 16 ： 第一阻擋子層 18 ： 第一阻擒子層 100 :固態影像元件 101 :基板 102 :介電層 102a :介電層 85 201126709 103 :連接電極 104 :像素電極 104a :障壁金屬子層 104b :佈線金屬子層 104c :障壁金屬子層 105 :垂直互連/通孔插塞 106 :垂直互連 107 :有機層 108 :相對電極 109 :緩衝層 110 :密封層 110A :第一密封子層 110B :第二密封子層（輔助密封子層） 111 :彩色濾光片 112 :隔離壁 113 :光屏蔽層 114 :保護層 115 :電壓供應 116 :讀出電路 121 :垂直驅動器 122 :時序產生器 123 :信號處理電路 124 :水平驅動器 125 : LVDS 電路 86 201126709 35774pif 126 :串聯器 127 :墊 204 :重設電晶體 205 :輸出電晶體 206 :選擇電晶體 204':重設電晶體 205’ ：輸出電晶體 206’ ：選擇電晶體 209 :回饋電路 210 :回饋電路 211 :回饋電路 212 :電晶體 213 :聚光器 A :級差 CF :彩色濾光片 FD :浮動擴散節點 GND :接地電壓 hi :導通孔 h2 :洞

Isig :信號電流 RS :重設脈衝 RS_n:供應至第η列讀出電路之重設電晶體之閘極端 子的重設脈衝之改變 RW :選擇脈衝 87 201126709 RW—η .供應至來自二維排列之讀出電路的第n列讀 出電路之選擇f晶體之閘極端子的選擇脈衝之改變 V_FD : FD之電位之改變 Vdd :電源電壓 VLMT :電壓 VPX :電歷 VS :電壓 vs_n :波形 :有機η型半導體之電子親和性

極之功函數之間的差 二阻擋子層之電子親和性

Ea與毗連光電層

Ea與晚連的相對 88

Claims (1)

1. 201126709 ϋ'//4ρΐί' 七、申請專利範圍： 1. -種固怨影像元件’其包括基板、在所述基板上之 介電層以及-_像素，所述像素中之每—者包括： 像素電極； 有機層’其提供於所述像素電極上方且包括回應於接 收之光產生電荷之光電層； 共有 相對電極，其提供於所述有機層上方^為所述像素所 密封層，其覆蓋所述相對電極； 於色遽光片，其提供於所述密封層上方； 之所述 讀出電路，其讀取職於由所述像素電極收集 電荷的信號；以及 Μ 光收集單元，其用於將經由所述彩色渡光片透射之光 引至所述彩色縣片位於的所述像素之所述光電層，之先 所述光電純財機ρ科導如及機η型半導 體’ 極乂=二者=所騎素電 擋自所述像素電極以及所述相對電極中之所 所述光電層之電荷注入， 有至 所述電荷阻擔層之游離電位 所雜型半導體之電子親和性具有二中:差在: 及 在所述光電層之側上的所述像素電極之表面與在所 89 201126709 35//4pil 述光電層之側上的所述介電層之表面實質上共平面。 2. 如申請專利範圍第1項所述之固態影像元件，其中 所述像素電極為氮化鈦、氮化銦、氮化组以及氣化鶴中之 一者。 3. 如申請專利範圍第1項所述之固態影像元件，复中 所述像素電極包括低阻值層以及表面層，所述低阻值層含 有鋁、鈦、銅、鉬、鈕以及鎢中之一者，以及所述表面層 含有金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氮氧化物以及 化物中之一者。 4. 如申請專利範圍第3項所述之固態影像元件，其中 所述表面層含有氮化鈦、氮化錮、氮化组以及氮化鶴中之 一者。 5. —種製造如申請專利範圍第丨項至第4項中任一項 所述之固態影像元件之方法，其按以下次序包括：形成像 素電極陣列、形成提供所述介電層的介電材料之層以及藉 由化學機械拋光或回#使所述介電材料平拍化。 6. —種製造如申請專利範圍第丨項或第3項所述之固 態影像元件之方法，其包括：藉由鑲嵌製程形成所 電極陣列。 7·如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之固 態影像it件，其情述贿層包域由料層沈積形成之 第一密封子層以及藉由物理氣相沈積形成於所述第一密封 子層上且含有金屬氧化物、金屬氮化物以及金屬氮氧化 中之一者之第二密封子層。 201126709 j，/74pilf 態影第4項中任-項所述之固 :有LI :?由_成於所述第-密封子層t 二密=氧切、氮化独及氣氧化〜者之第 之一 所、水i -如^請專利範圍第7項所述之固態影像元件，直中 ^讀子層含有氧化銘、氧化石夕以及氧化鈦中 10. 如申請專利範圍第i項至第4 固態影像树，其中每—像素進—步包括藉由物 積形成於所述相對電極與所述密封層之間的緩衝層。， 11. 如申請專利範圍帛10項所述之固態影像元件，其 中所述緩衝層含有氧财、氮切以及氮氧切巾之一者: 12. 如申請專利範圍第i項至第4項中任一項所述之 固態影像元件’其情述讀出電路包括電連接至所述像素 電極且回應於所述像素電極之電位改變其電位之浮動擴散 節點以及讀出回應於所述浮動擴散節點之電位的信號之 MOS電晶體電路。 13. 如申請專利範圍第π項所述之固態影像元件，其 中所述MOS電晶體電路包括重設電晶體，供應至所述重 設電晶體之源極端子的電壓比供應至所述相對電極之電壓 低，使得電流自所述相對電極流至所述像素電極以在所述 像素電極中收集電洞，且所述MOS電晶體電路中之每— 電晶體具有η通道MOS型。 91 201126709 14. 如申請專利範圍第12項所述之固態影像元件，其 中所述MOS電晶體電路包括重設電晶體，供應至所述重 設電晶體之源極端子的電壓比供應至所述相對電極之電壓 高’使得電流自所述像素電極流至所述相對電極至所述像 素電極以在所述像素電極中收集電子，且所述MOS電晶 體電路中之每一電晶體具有p通道M〇s型。 15. 如申請專利範圍第12項所述之固態影像元件，其 中所述讀出電路進一步包括用於防止所述浮動擴散節點之 所述電位超過規定臨限值或落在規定臨限值以下的保護。 16. 如申請專利範圍第15項所述之固態影像元件，其 中所述保護為電晶體或二極體，其連接至所述浮動擴散節 點。 17. 如申請專利範圍第12項所述之固態影像元件，1 中所述讀出電路進一步包括用於減少kTc雜訊之單元。” 18. 如中請專利第丨項至^項中任—項所述之 固態影像元件’其中所述光收集單元包括在鄰近像素之鄰 近彩色遽光片之間的透光隔離壁，所述隔離壁具有比 彩色遽光片低之折射率。 19. _如申請專利範圍第18項所述之固態影像元件，其 中所述隔離壁含有氟樹脂。 -種製造如申請專利範圍第18項所述之固態影 像元件之方法，其按以下次序包括： =耳陣列形成紅色遽、光片以及藍色遽光片； 开>成所述隔離壁； 92 201126709 O J / /Hpii 形成綠色濾光片；以及 藉由化學機械拋光或回蝕使所述紅色濾光片、所述藍 色濾光片、所述綠色濾光片以及所述隔離壁平坦化。 21.如申請專利範圍第20項所述之方法，^ 式蝕刻形成所述彩色濾光片。 、3由乾 22· -種包括如中請專利範圍第丨項 項所述之固態影像元件之數位像機。 員中任— 23· -種包括如中請專利範圍第w 項所述之固彡像;件之數位攝㈣。 壬— 24. -種包括如申請專利範圍 項所述之_1 彡像元件之行動電話。 弟4項中任- 25· -種“如申請專鄉 項所述之_影像林之内視鏡。 第項中任— 93