TW201227936A - Method for manufacturing solid state imaging device and solid state imaging device - Google Patents

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201227936 六、發明說明 本發明係主張JP 201 0-27554 1 (申請日：2010/12/10) 之優先權，內容亦引用其全部內容。 【發明所屬之技術領域】 本實施形態關於固態攝像裝置之製造方法及固態攝像 裝置。 【先前技術】 習知固態攝像裝置，係具有形成於半導體基板之複數 個光二極體以及分別形成於彼等光二極體上之微透鏡。光 二極體及微透鏡係構成畫素。 該習知固態攝像裝置之製造方法如下。首先，於光二 極體上一樣地塗布透鏡材。之後，進行透鏡材之曝光顯 像’每隔一畫素形成塊狀之透鏡體。之後，加熱塊狀之透 鏡體使溶融形成半球狀之後，冷卻硬化而形成第1微透 鏡。之後’以塡埋第1微透鏡間的方式，同樣地形成第2 微透鏡。 依據該習知固態攝像裝置之製造方法，於第i微透鏡 與第2微透鏡之間未形成間隙，而且第〗、第2微透鏡形 成爲具有所要曲率之半球狀。如此而製造具有連續球面形 狀之複數個微透鏡的高感度固態攝像裝置。 但是’欲形成該高感度固態攝像裝置時，習知技術需 要重複2次之微透鏡形成工程。因此，習知固態攝像裝置 C： -5- 201227936 之製造方法，其製造時間變長。 另外’於上述製造方法分別需要第1微透鏡用之塊狀 透鏡體之形成用光罩，及第2微透鏡用之塊狀透鏡體之形 成用光罩。製造固態攝像裝置之必要成本亦增大。 【發明內容】 (發明所欲解決之課題） 本發明目的在於提供，感度不會劣化，可於短時間、 而且低成本製造的固態攝像裝置之製造方法及固態攝像裝 置。 (用以解決課題的手段） —實施形態之固態攝像裝置之製造方法，其特徵爲具 備：在具有複數光二極體層之半導體基板的主面上形成第 1透明樹脂層的工程；使用光罩進行上述第1透明樹脂層 之曝光顯像，在個別之上述光二極體上以互呈分離的方式 形成塊狀透鏡體的工程；藉由加熱複數個上述塊狀透鏡體 使溶融，而以互呈分離的方式形成半球狀之複數個第I透 鏡體的工程；將蝕刻速率快於上述第1透明樹脂層的第2 透明樹脂層，形成於包含上述複數個第1透鏡體之上述半 導體基板上的工程；及直至上述第1透鏡體之頂部露出爲 止對上述第2透明樹脂層之全面進行蝕刻，依此而在除了 上述各第1透鏡體之頂部以外之表面，形成由上述第2透 明樹脂層構成之第2透鏡體的工程。

S -6- 201227936 另一實施形態之固態攝像裝置，其特徵爲具備：半導 體基板，其被形成有複數光二極體層；半球狀之複數個第 1透鏡體，係在上述半導體基板之主面上、而且於上述複 數光二極體上分別被形成；及複數個第2透鏡體，係在除 了彼等複數個第1透鏡體之頂部以外的表面分別被形成， 折射率較上述第1透鏡體爲高》 【實施方式】 —實施形態之固態攝像裝置之製造方法，係具備：形 成第1透明樹脂層的工程；形成塊狀透鏡體的工程；形成 半球狀之複數個第1透鏡體的工程：形成第2透明樹脂層 的工程；及形成第2透鏡體的工程。上述第1透明樹脂 層，係在具有複數光二極體層之半導體基板的主面上被形 成。上述塊狀透鏡體，係在個別之上述光二極體上以互呈 分離的方式形成複數個。彼等塊狀透鏡體，使用光罩進行 上述第1透明樹脂層之曝光顯像而形成。上述複數個半球 狀之第1透鏡體，係藉由加熱複數個上述塊狀透鏡體使溶 融，而以互呈分離的方式形成。上述第2透明樹脂層，係 蝕刻速率快於上述第1透明樹脂層的樹脂層，以覆蓋包含 上述複數個第1透鏡體的上述半導體基板上的方式被形 成。上述第2透鏡體，係對上述第2透明樹脂層之全面進 行蝕刻，直至上述第1透鏡體之頂部露出爲止，而在除了 上述各第1透鏡體之頂部以外之表面被形成。 一實施形態之固態攝像裝置，係具備：半導體基板， 201227936 半球狀之複數個第1透鏡體，及複數個第2透鏡體。上述 半導體基板係形成有複數光二極體層者。上述半球狀之複 數個第1透鏡體，係在上述半導體基板之主面上、而且於 上述複數光二極體上分別被形成。上述複數個第2透鏡 體，係折射率較上述第1透鏡體爲高的透鏡體，在除了上 述複數個第1透鏡體之頂部以外的表面分別被形成》 以下參照圖面說明上述實施形態之固態攝像裝置及其 製造方法。 (第1實施形態） 圖1表示第1實施形態之固態攝像裝置之製造方法所 製造之固態攝像裝置之重要部分上面圖。圖2表示沿圖1 之二點虛線X-X’之裝置之重要部分斷面圖。圖3表示沿 圖】之二點虛線Y-Y’之裝置之重要部分斷面圖。如圖1 〜3所示之R表示透過帶域爲紅色波長帶之紅色彩色濾光 片層llr，B表示透過帶域爲藍色波長帶之藍色彩色濾光 片層lib，G表示透過帶域爲綠色波長帶之綠色彩色濾光 片層llg。R、G、B之意義於以下各圖均同樣》 如圖1所示，固態攝像裝置具有：於彩色濾光片層 1 1上，以互不存在間隙的方式被配列形成之連續球面狀 之複數個微透鏡12。彩色濾光片層11，係將藍色彩色濾 光片層lib'紅色彩色濾光片層llr、綠色彩色濾光片層 llg以格子狀實施Bayer(貝爾）配列者。 各微透鏡12,係由以下構成：圓形狀之第1透鏡體

S -8- 201227936 1 2-1 ;及相較於第1透鏡體1 2-1，蝕刻速率較快、而且折 射率高的材料構成之四角形狀之第2透鏡體12_2;爲複 合型之微透鏡。 於圖1，視爲圓形狀之第1透鏡體12-1，係如圖2〜 3所示’實際爲半球狀。該第1透鏡體12-1，例如由蝕刻 速率約爲0.5 μπι/分，折射率約爲1.6之透鏡材構成。 於圖1，視爲四角形狀之第2透鏡體12-2，係如圖2 〜3所示，實際上以覆蓋除去包含第1透鏡體12-1之頂 部〇之一部分區域以外的表面的方式被形成。該第2透 鏡體12-2，例如由蝕刻速率約爲Ι.Ομιη/分，折射率約爲 1 . 7之透鏡材構成。 第1透鏡體12-1及第2透鏡體12-2所構成之複合型 之各微透鏡12，係配置於藍色彩色濾光片層lib、紅色彩 色濾光片層Ur、及綠色彩色濾光片層llg之任一之上。 藉由複數個微透鏡12互相銜接形成，而使複數個微透鏡 12形成爲連續球面狀。 如圖2〜3所示，包含上述微透鏡12及各色彩色濾光 片層1 1 r、1 1 b、1 1 g的固態攝像裝置，係所謂背面照射型 固態攝像裝置。亦即，微透鏡12及各色彩色濾光片層 llr、lib、llg被形成於例如矽構成之半導體基板13之 主面上的固態攝像裝置。 於半導體基板13之主面、亦即，表面被形成有複數 個光二極體層14。複數個光二極體層14係對應於各色彩 色濾光片層Π r、1 1 b、U g之配列而配列形成爲格子狀。 -9 - 201227936 於半導體基板13之主面上，介由同樣厚度之氧化膜 1 5形成配線層1 6。配線層1 6，係使複數配線1 6 a以層狀 形成、而且於彼等配線1 6a間形成有絕緣層1 6b用以絕緣 配線16a彼此者》於配線16a包含讀出閘極，用於將光二 極體層14已進行光電轉換之電荷，傳送至用於將該電荷 轉換爲電壓的浮置擴散部（未圖示）。於配線層16之表面 上依序形成鈍化膜17(表面保護膜17)及第1平坦層18-1。於表面已平坦之第1平坦層18-1之表面上，形成由藍 色彩色濾光片層lib、紅色彩色濾光片層llr、綠色彩色 濾光片層llg構成之彩色濾光片層11。 於彩色濾光片層11之表面上形成第2平坦層18-2, 於該第2平坦層18-2之表面上形成朝上之凸狀之複數個 微透鏡12。各微透鏡12，如上述說明，係由半球狀之第 1透鏡體12-1，及第2透鏡體12-2構成。 第2透鏡體12-2，係不同於藉由濺鍍等方法而以同 樣膜厚覆蓋半球狀第1透鏡體12-1之表面的方式予以形 成之無反射塗布，第2透鏡體12-2本身亦擔負聚光之機 能。 各微透鏡12，係以具有所要高度（H)及所要曲率（C)的 方式被形成。所謂所要高度（H)及所要曲率（C)係指，對應 於畫素之尺寸（LxL)(圖1)、第1、第2透鏡體之折射率 (nl、n2)、、以及第2平坦層18-2之上面起至光二極體 層Μ之上面爲止之距離（h)，以使光可以最有效聚光於光 二極體層14的方式被事先計算之値。

-10- S 201227936 微透鏡12之高度（Η)係由半球狀之第1透鏡體12-1 之高度決定。微透鏡12之曲率（C)，係由第2透鏡體12-2 之蝕刻速率對於第1透鏡體12-1之蝕刻速率之比決定。 上述固態攝像裝置，係由光二極體層14、藍色彩色 濾光片層lib、紅色彩色濾光片層llr、綠色彩色濾光片 層llg之其中之任一以及微透鏡12來形成畫素，此種複 數個畫素以格子狀被配列形成者。 以下參照圖4-1 9說明上述說明之固態攝像裝置之製 造方法。圖4' 7、10、13、16分別表示第1實施形態之 固態攝像裝置之製造方法說明圖，係相當於圖1之上面 圖。圖 5、8、11、14、17分別表示沿著圖4、7、10、 13、16之二點虛線χ-χ’之裝置之重要部分斷面圖。圖 6、9、12、1 5、1 8分別表示沿著圖4、7、1 0、1 3、1 6之 二點虛線Y-Y’之裝置之重要部分斷面圖。 首先’在複數個光二極體層14以格子狀被配列形成 的半導體基板13之主面（表面）上’依序形成15、配線層 16、鈍化膜17、第1平坦層18_丨。之後，於第1平坦層 18-1之表面上形成彩色濾光片層U。彩色濾光片層， 係使藍色彩色濾光片層lib、紅色彩色濾光片層nr及綠 色彩色濾光片層llg分別對應於光二極體層14之格子狀 配列而以格子狀實施Bayer(貝爾）配列而成。又，至此爲 止之製造方法只要適用通常之製造方法即可。 之後，如圖4〜6所示，於彩色濾光片層π之表面上 形成第2平坦層18-2。之後，於第2平坦層18-2之表面 •11 - 201227936 上形成具有感光性/熱回流性之第i透明樹脂層19-1。該 第1透明樹脂層19-1爲之後成爲半球狀第1透鏡體12-1 之層。第1透明樹脂層1 9-1係適用例如蝕刻速率約爲 0.5 μ m/分、折射率約爲丨.6之透鏡材。 之後’如圖7〜9所示，使用光罩（未圖示）進行第1 透明樹脂層19-1之曝光顯像，而於各色彩色濾光片層 llr、lib、llg上分別形成塊狀透鏡體20。 各塊狀透鏡體20之大小，係被形成爲之後對其加熱 而溶融時，不和鄰接之其他已溶融之塊狀透鏡體2〇(半球 狀之第1透鏡體12-1)接觸之程度之大小。 塊狀透鏡體20，如圖7所示爲八角形，但不限定於 該形狀。但是，設爲越接近圓形之形狀，則於後續工程可 以容易形成爲半球狀。 之後，如圖10〜12所示，對各塊狀透鏡體20進行加 熱使溶融形成爲半球狀之後，冷卻硬化而形成半球狀之第 1透鏡體12-1。將各塊狀透鏡體20形成爲半球狀之後， 必要時進一步實施後曝光，使更爲硬化亦可。如此則，形 成之複數半球狀第1透鏡體12-1互呈分離被形成。 於該工程形成之半球狀第1透鏡體12-1，其高度係 形成爲和事先設計之微透鏡之高度（H)(圖2、3)大略一致 的高度。 之後，如圖13〜15所示，以覆蓋包含複數個半球狀 第1透鏡體12-1的第2平坦層表面的方式形成第2透明 樹脂層19-2。該第2透明樹脂層19-2爲後續工程中成爲

-12- S 201227936 微透鏡12之第2透鏡體12-2之層。第2透明樹脂層19-2 係適用蝕刻速率較第丨透明樹脂層1 9-1快，而且折射率 高的材料。具體言之爲，第2透明樹脂層19-2係適用例 如蝕刻速率約爲1 .〇μιη/分、折射率約爲1 .7之透鏡材。 之後，如圖16〜18所示，直至包含半球狀第1透鏡 體12-1之頂部0之一部分區域露出爲止對第2透明樹脂 層i9-2之全面進行蝕刻。依此而形成由球面狀之第1透 鏡體12-1及第2透鏡體12-2構成之連續球面狀之複數微 透鏡12。蝕刻方法爲例如反應性離子蝕刻（RIE)等之乾蝕 刻。 以下參照圖1 9更詳細說明該蝕刻工程。圖1 9表示微 透鏡12之形成用蝕刻工程圖，爲對應於圖17之一部分之 斷面圖。以下說明中參照對應於圖17之斷面的圖19加以 說明，但於圖1 8之斷面，亦和圖1 9同樣進行蝕刻。 .於圖1 6〜1 8所示蝕刻工程，直至半球狀第1透鏡體 12-1之頂部〇露出爲止，同樣對第2透明樹脂層19_2進 行蝕刻（圖1 9 (a))。 但是，蝕刻被進行’第1透鏡體12 -1之頂部Ο開始 露出時’第1透鏡體1 2-1之頂部〇僅稍微被蝕刻之間， 第1透鏡體1 2 -1間之第2透明樹脂層1 9 - 2已被深蝕刻 (圖19(b))。此乃因爲第2透明樹脂層19-2之触刻速率較 第1透鏡體12-1爲快之故。 於該蝕刻工程’如圖19(b)所示，第2透明樹脂層 19-2被蝕刻時產生之反應生成物21之—部分，會附著於 -13- 201227936 第1透鏡體12-1間之蝕刻所形成凹部22之側面。因此， 隨蝕刻之進行，因蝕刻而形成之凹部22之寬度W變窄， 凹部22之深度D變深。此時，第1透鏡體12-1之蝕刻速 率較第2透鏡體12-2慢，因此如上述說明，即使凹部22 以變窄、而且變深的方式進行之情況下，第1透鏡體12-1亦大致不被蝕刻。因此，微透鏡12不會成爲緩衝 (Cushion)狀（頂部爲平坦之梯形狀），而如圖19(C)所示， 在除去包含半球狀第1透鏡體12-1之頂部Ο之一部分區 域以外的表面，形成由第1透鏡體12-1之頂部〇朝圓周 方向漸漸增厚膜厚的第2透明樹脂層19-2所構成之第2 透鏡體12-2。如此則，形成由第1透鏡體12-1、第2透 鏡體12-2構成之微透鏡12。 於該蝕刻工程，第1透鏡體12-1之頂部〇越少被除 去，則形成之微透鏡12之表面越接近球面。因此，和第 2透明樹脂層19-2之蝕刻速率比較，成爲第1透鏡體12-1之材料的第1透明樹脂層1 9-1之蝕刻速率越慢越好。 如上述說明，依據本實施形態之固態攝像裝置之製造 方法，無須如習知技術般重複複數次微透鏡之形成工程， 可以統合形成連續球面狀之複數個微透鏡12。因此，相 較於習知技術，本實施形態之固態攝像裝置之製造方法可 縮短製造時間。 依據本實施形態之固態攝像裝置之製造方法，可以減 少塊狀透鏡體20之形成時必要之光罩數目。因此，相較 於習知技術，本實施形態之固態攝像裝置之製造方法可以

S -14 - 201227936 減少製造固態攝像裝置時必要之成本。 依據上述製造之本實施形態之固態攝像裝置，微透鏡 12係由2種類材料（第1透鏡體12-1及第2透鏡體12-2) 構成’第2透鏡體12-2之折射率較第1透鏡體12-1爲 高。因此，射入微透鏡12之光於第1透鏡體12-1之表面 被折射’於第1透鏡體12-1與第2透鏡體12-2之境界面 進一步被折射。因此，和單一材料構成之微透鏡比較，聚 焦於微透鏡12之光之焦點會更接近微透鏡12。因此，和 具有單一材料構成之微透鏡的固態攝像裝置比較，本實施 形態之固態攝像裝置可以縮短微透鏡1 2與光二極體層14 之距離h。因此，本實施形態之固態攝像裝置較習知技術 更爲薄型化。 依據上述製造之本實施形態之固態攝像裝置，具有所 要高度（H)及曲率（C)之複數個微透鏡12被形成爲連續球 面狀。射入該固態攝像裝置之光，於各微透鏡被進行2次 折射，而到達光二極體層14。因此，和具有所要高度（H) 及曲率（C)，由單一材料構成之複數個微透鏡被形成爲連 續球面狀的習知固態攝像裝置比較，本實施形態之固態攝 像裝置可以更有效使射入之光聚焦於光二極體層14。因 此，本實施形態之固態攝像裝置較習知技術更能提升感 度。 (第2實施形態） 圖20表示第2實施形態之固態攝像裝置之製造方法 -15- 201227936 製造之固態攝像裝置之重要部分，相當於圖2之斷面圖。 圖21表示第2實施形態之固態攝像裝置之製造方法製造 之固態攝像裝置之重要部分，相當於圖3之斷面圖。於該 固態攝像裝置之製造方法製造之固態攝像裝置之說明中， 僅針對和第1實施形態之固態攝像裝置之製造方法製造之 固態攝像裝置之差異進行說明，同樣之處被附加同一符號 並省略說明。另外’於該固態攝像裝置之製造方法中，連 續球面狀之複數個微透鏡12之製造方法以外，係和第1 實施形態之方法不同，但是連續球面狀之複數個微透鏡 12之製造方法則相同。因此，省略製造方法之說明。 如圖2 0〜2 1所示固態攝像裝置係所謂背面照射型固 態攝像裝置。背面照射型固態攝像裝置，係以例如矽構成 之半導體基板31之背面爲主面的固態攝像裝置，係在半 導體基板31之背面上、亦即，主面上形成有由藍色彩色 濾光片層lib、紅色彩色濾光片層Ur、綠色彩色濾光片 層llg構成之彩色濾光片層11，以及由半球狀之第1透 鏡體12-1及第2透鏡體12-2構成之連續球面狀之複數個 微透鏡12者。 於半導體基板31，以貫穿該基板31的方式以格子狀 配列形成複數個光二極體層32。於彼等光二極體層32之 間形成畫素分離層3 3。 於半導體基板31之表面上形成配線層16。於半導體 基板31之背面之表面上，依序形成第1平坦層18-1、彩 色濾光片層U及第2平坦層18-2，於第2平坦層18-2之

S -16- 201227936 表面上形成連續球面狀之複數個微透鏡12。 如上述說明，依據本實施形態之固態攝像裝置之製造 方法，亦可以統合形成連續球面狀之複數個微透鏡12, 形成複數個微透鏡12時無須複數片光罩。因此，和第1 實施形態之固態攝像裝置之製造方法同樣，相較於習知技 術可以縮短製造時間，進一步可以減低製造固態攝像裝置 之必要成本。 依據上述製造之背面照射型之本實施形態之固態攝像 裝置，微透鏡12係由2種類材料（半球狀之第1透鏡體 12-1及第2透鏡體12-2)構成，第2透鏡體12-2之折射率 較第1透鏡體12-1爲高。因此，和具有單一材料構成之 複數個微透鏡的習知固態攝像裝置比較，本實施形態之固 態攝像裝置更爲薄型化，而且可提升感度。 另外，背面照射型之本實施形態之固態攝像裝置，係 由配線層16之相反側受光。因此，配線層16內之配線 16a之設計容易進行，配線層16可以薄型化。因此，和 表面照射型之第1實施形態之固態攝像裝置比較，背面照 射型之本實施形態之固態攝像裝置可以更薄型化。 另外，背面照射型之本實施形態之固態攝像裝置，介 由微透鏡12射入之光，可以不介由配線層16而聚光於光 二極體層32。因此，和表面照_型之第1實施形態之固 態攝像裝置比較，背面照射型之本實施形態之固態攝像裝 置可以更進一步提升感度。 以上說明本發明幾個實施形態，但彼等實施形態僅爲 -17- 201227936 一例，並非用來限定本發明。彼等實施形態可以各種其他 形態實施，在不脫離本發明要旨之情況下可做各種省略、 替換、變更實施。彼等實施形態或其變形，亦包含於發明 之範圍或要旨之同時，亦包含於和申請專利範圍記載之發 明及其均等範圍內。 例如於本發明實施形態之固態攝像裝置之製造方法， 複數個微透鏡12係形成爲連續球面狀。但是，複數個微 透鏡12亦可以互呈分離形成。此情況下，相較於上述實 施形態，將半球狀之第I透鏡體12-1形成更小之同時， 增長第2透明樹脂層1 9 - 2之蝕刻時間即可。 於本發明實施形態之固態攝像裝置之製造方法，半球 狀之第1透鏡體12-1之高度全部相等。但是，第1透鏡 體12-1之高度分別互異亦可。此情況下，最終形成之微 透鏡1 2亦互異。 本發明實施形態之固態攝像裝置之製造方法，只要是 具有微透鏡之固態攝像裝置，不論任何構造之固態攝像裝 置之製造方法均可以適用’例如對於不具備彩色濾光片層 之固態攝像裝置亦同樣適用。 (發明效果） 依據上述固態攝像裝置之製造方法及固態攝像裝置， 不會劣化感度，可於短時間、而且低成本製造。 【圖式簡單說明】

S -18- 201227936 圖1表示第1實施形態之固態攝像裝置之製造方法所 製造之固態攝像裝置之重要部分上面圖。 圖2表示沿圖1之二點虛線x_x，之裝置之重要部分 斷面圖。 _ 圖3表示沿圖1之二點虛線γ_γ，之裝置之重要部分 斷面圖。 圖4表示圖1之固態攝像裝置之製造方法說明圖，表 示於彩色濾光片層上形成第1透明樹脂層之工程，相當於 圖1之上面圖。 圖5表示沿圖4之二點虛線χ_χ’之裝置之重要部分 斷面圖。 圖6表示沿圖4之二點虛線γ-γ’之裝置之重要部分 斷面圖。 圖7表示圖1之固態攝像裝置之製造方法說明圖，表 示形成塊狀之透鏡體之工程，相當於圖1之上面圖。 圖8表示沿圖7之二點虛線χ-χ’之裝置之重要部分 斷面圖。 圖9表示沿圖7之二點虛線Y-Y’之裝置之重要部分 斷面圖。 圖10爲圖1之固態攝像裝置之製造方法說明圖，表 示形成半球狀之第1透鏡體之工程，相當於圖1之上面 圖。 圖11表示沿圖10之二點虛線X-X’之裝置之重要部 分斷面圖。 -19- 201227936 圖12表示沿圖10之二點虛線Y-Y’之裝置之重要部 分斷面圖。 圖13爲圖1之固態攝像裝置之製造方法說明圖，表 示在包含半球狀第1透鏡體的彩色濾光片層上形成第2透 明樹脂層之工程，相當於圖1之上面圖。 圖14表示沿圖1 3之二點虛線Χ-Χ’之裝置之重要部 分斷面圖。 圖15表示沿圖13之二點虛線Υ-Υ’之裝置之重要部 分斷面圖。 圖16表示圖1之固態攝像裝置之製造方法說明圖， 表示蝕刻第2透明樹脂層之全面之工程，相當於圖1之上 面圖。 圖17表示沿圖16之二點虛線Χ-Χ’之裝置之重要部 分斷面圖。 圖18表示沿圖16之二點虛線Υ-Υ’之裝置之重要部 分斷面圖》 圖19表示微透鏡之形成用蝕刻工程圖，爲對應於圖 I7之一部分之斷面圖。 圖20表示第2實施形態之固態攝像裝置之製造方法 製造之固態攝像裝置之重要部分，相當於圖2之斷面圖。 圖21表示第2實施形態之固態攝像裝置之製造方法 製造之固態攝像裝置之重要部分，相當於圖3之斷面圖。 【主要元件符號說明】

S -20- 201227936 1 1 :彩色濾光片層 1 2 :微透鏡 12-1 :第1透鏡體 1 2 - 2 :第2透鏡體 〇 :第1透鏡體12-1之頂部 13 :半導體基板 14 :光二極體層 1 5 :氧化膜 1 6 :配線層 1 6 a :配線 1 6 b :絕緣層 1 7 :鈍化膜 1 8 -1 :第1平坦層 18-2 :第2平坦層 Η :所要高度 h :距離 G:綠色彩色濾光片層 -21

Claims (1)

1. 201227936 七、申請專利範圍 1. 一種固態攝像裝置之製造方法，其特徵爲具備： 在具有複數光二極體層之半導體基板的主面上形成第 1透明樹脂層的工程； 使用光罩進行上述第1透明樹脂層之曝光顯像，在個 別之上述光二極體上以互呈分離的方式形成塊狀透鏡體的 工程； 藉由加熱複數個上述塊狀透鏡體使溶融，而以互呈分 離的方式形成半球狀之複數個第1透鏡體的工程； 將蝕刻速率快於上述第1透明樹脂層的第2透明樹脂 層，形成於包含上述複數個第1透鏡體之上述半導體基板 上的工程；及 直至上述第1透鏡體之頂部露出爲止對上述第2透明 樹脂層之全面進行蝕刻，依此而在除了上述各第1透鏡體 之頂部以外之表面，形成由上述第2透明樹脂層構成之第 2透鏡體的工程。 2-如申請專利範圍第1項之固態攝像裝置之製造方 法，其中 上述第2透明樹脂層爲，折射率高於上述第1透明樹 脂層之材料。 3 .如申請專利範圍第1項之固態攝像裝置之製造方 法，其中 上述第2透明樹脂層之蝕刻，係以在上述第1透鏡體 及上述第2透鏡體所構成複數個微透鏡間未形成間隙的方 S -22- 201227936 式，進行蝕刻。 4.如申請專利範圍第1項之固態攝像裝置之製造方 法，其中 上述第2透鏡體，係以由上述第1透鏡體之頂部起朝 圓周方向漸漸增厚膜厚的方式被形成。 5 ·如申請專利範圍第1項之固態攝像裝置之製造方 法，其中 上述蝕刻爲反應性離子蝕刻。 6.如申請專利範圍第1項之固態攝像裝置之製造方 法，其中 上述塊狀透鏡體之水平斷面形狀爲八角形。 7 ·如申請專利範圍第1項之固態攝像裝置之製造方 法，其中 上述第1透鏡體及上述第2透鏡體所構成微透鏡之高 度及曲率，係具有可使照射於該微透鏡表面之光，以最有 效聚光於上述光二極體的方式被設計之高度及曲率。 8 ·如申請專利範圍第7項之固態攝像裝置之製造方 法，其中 上述微透鏡之高度及曲率，係具有以對應於包含該微 透鏡及上述光二極體的畫素之尺寸、上述第1透鏡體之折 射率、上述第2透鏡體之折射率、以及上述微透鏡與上述 光二極體間之距離的方式，而被設計之高度及曲率。 9-如申請專利範圍第8項之固態攝像裝置之製造方 法，其中 -23- 201227936 上述微透鏡之高度，係具有和上述第1透鏡體之高度 大略一致之高度。 10. 如申請專利範圍第8項之固態攝像裝置之製造方 法，其中 上述微透鏡之曲率，係具有依據上述第1透明樹脂層 與上述第2透明樹脂層之鈾刻速率比而決定之曲率。 11. 一種固態攝像裝置，其特徵爲具備： 半導體基板，其被形成有複數光二極體層； 半球狀之複數個第1透鏡體，係在上述半導體基板之 主面上、而且於上述複數光二極體上分別被形成；及 複數個第2透鏡體，係在除了彼等複數個第1透鏡體 之頂部以外的表面分別被形成，折射率較上述第1透鏡體 爲高。 12. 如申請專利範圍第1 1項之固態攝像裝置，其中 上述第2透鏡體，其材料之折射率高於上述第1透鏡 體。 13. 如申請專利範圍第1 1項之固態攝像裝置，其中 上述第1透鏡體及上述第2透鏡體構成之複數個微透 鏡，係連續球面狀。 1 4.如申請專利範圍第1 1項之固態攝像裝置，其中 上述第2透鏡體，其膜厚係由上述第1透鏡體之頂部 起朝圓周方向漸漸增厚。 15.如申請專利範圍第1 1項之固態攝像裝置，其中 上述第1透鏡體及上述第2透鏡體所構成之微透鏡， S -24- 201227936 係具有可使照射於該微透鏡表面之光，以最有效聚光於上 述光二極體之高度及曲率。 1 6.如申請專利範圍第1 5項之固態攝像裝置，其中 上述微透鏡具有之高度及曲率，係對應於包含該微透 鏡及上述光二極體的畫素之尺寸、上述第1透鏡體之折射 率、上述第2透鏡體之折射率、以及上述微透鏡與上述光 二極體間之距離而被設計。 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項之固態攝像裝置，其中 上述微透鏡’係具有和上述第1透鏡體之高度大略一 致之高度。 18.如申請專利範圍第16項之固態攝像裝置，其中 上述微透鏡，係具有依據上述第1透鏡體與上述第2 透鏡體之蝕刻速率比而決定之曲率。 1 9 ·如申請專利範圍第1 1項之固態攝像裝置，其中 上述第1透鏡體係形成於上述半導體基板之表面上。 2〇·如申請專利範圍第1 1項之固態攝像裝置，其中 上述第1透鏡體係形成於上述半導體基板之背面上。 -25-