TW202230759A - 具有增強感光效果之聚光結構 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種具有增強感光效果之聚光結構，其包含：基板，埋層，第一電極層，第二電極層，介電層以及內連線結構。基板設有一容置空間，埋層設置於基板之上方並設置於容置空間，第一電極層環設置於該埋層之上，第二電極層設置於第一電極層之中間，介電層設置於第二電極層之上方，內連線結構，設置於基板與第一電極層之上方並環設於介電層，且形成一開口而形成一聚光凹槽。
Description
本發明應用於一種聚光結構，尤其係一種具有增強感光效果之聚光結構。
感光元件(Image Sensor)係為半導體，其感光元件(Image Sensor)不僅用在智慧手機與數位相機等一般家電，還可運用於車載攝影機與監視攝影機。
感光元件 (Image Sensor) 是將光訊號轉換成類比訊號之裝置。感光元件輸出之類比訊號，傳輸至感光元件處理器 (Image Signal Processor) 進行類比/數位轉換(A/D轉換)與色彩調整等處理後，成為數位化之影像資訊。感光元件(Image Sensor)透過相機鏡片之光線明暗度轉換為電子訊號，透過感光元件 (Image Sensor)，將進入相機之光線以影像方式呈現，感光元件是數位相機、網路監控攝影機等影像設備上之關鍵零組件之一。目前較常使用之類型為『感光耦合元件』（CCD，Charge Coupled Device）或是『互補性氧化金屬半導體』（CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor）。
感光耦合元件（CCD，Charge Coupled Device）是一種積體電路，一個基於類比訊號之裝置。當光訊號投射到其表面時，產生電荷訊號，電荷訊號轉換成電壓，並按指定之時序將圖片影像訊號輸出，在主板上的其他電路將電荷訊號轉換成數位訊號，以便處理器進行處理。
互補式金屬氧化物半導體（CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor），也是一種積體電路，可在矽質晶圓上製出PMOS（P-channel MOSFET）和NMOS（n-type MOSFET）的基本元件，由於PMOS（P-channel MOSFET）與NMOS（n-type MOSFET）在特性上為互補性，因此被稱為CMOS。
至今日，互補性氧化金屬半導體（CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor）也經常被當成數位影像器材的感光元件使用，又稱之為主動像素感測器（Active Pixel Sensor）。每個光電傳感器附近都有相應的電路直接將光能量轉換成電壓訊號。互補性氧化金屬半導體（CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor）與感光耦合元件（CCD，Charge Coupled Device）不同的是，互補性氧化金屬半導體（CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor）並不涉及電荷訊號。
感光耦合元件（CCD，Charge Coupled Device）與互補性氧化金屬半導體（CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor）這兩種感測器各有優缺點。感光耦合元件（CCD，Charge Coupled Device）的影像品質優於互補性氧化金屬半導體（CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor），但互補性氧化金屬半導體（CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor）具有低成本、低功耗、傳輸數據速度快以及高整合度的優點。其隨著技術的進步，近年來業界研發出足以匹敵感光耦合元件（CCD，Charge Coupled Device）畫質的互補性氧化金屬半導體（CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor）感光元件，使得感光元件正逐漸從傳統的感光耦合元件（CCD，Charge Coupled Device）向互補性氧化金屬半導體（CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor）轉變。
互補性氧化金屬半導體（CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor）可用來製作電腦的靜態隨機存取記憶體、控制器、處理器與其他數位邏輯電路系統，例如互補性氧化金屬半導體（CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor）裝置在一些高級數位相機中變得很常見，進而使得互補性氧化金屬半導體（CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor）成為感光元件的代名詞。
互補性氧化金屬半導體（CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor）可裝置在數位相機中，其數位相機是一種利用感光耦合元件或互補式金屬氧化物半導體感測器用來取代傳統相機底片之化學感光功能的照相機，有別於傳統照相機通過光線引起底片上的化學變化來記錄圖像，該數位相機主要元件包含感光元件、暗室、感光介質與控制結構。
接續上述，暗室將其鏡頭與感光介質進行連接，進而保護感光介質並確保在成像的過程裡感光介質不會受到外界的光干擾。
接續上述，感光介質負責捕捉影像和紀錄影像。
接續上述，控制結構可控制或改變捉影像和紀錄影像方式以及影像最終的成像效果。
接續上述，感光元件通常是由光學玻璃製成的透鏡組，稱之為鏡頭。
光感測器係整合前述光感測元件、微鏡頭聚光結構、濾光片、光讀取電路與訊號處理等複雜程序及功能之單一模組，雖然現行光感測器之結構可大致滿足原先預定之用途，但現行光感測器都需設置聚光元件，導致習知的光感測器其整體厚度增加，業界尋找進一步縮減習知的感光器厚度之設計，仍為業界急需解決之問題。
有鑑於上述習知技術之問題，本發明提供了一種具有增強感光效果之聚光結構，將內連線結構與聚光元件結合，進一步免除聚光元件，減少感光器之厚度。
本發明之一目的，其係提供一種具有增強感光效果之聚光結構，透過內連線結構，且形成一開口而形成一聚光凹槽，該內連線結構與聚光元件結合，進一步免除聚光元件，減少感光元件之厚度。
為達到上述所指稱之各目的與功效，本發明係提供一種具有增強感光效果之聚光結構，該內連線結構，設置於該基板與該第一電極層上並環設於該介電層，且形成一開口而形成一聚光凹槽；利用此結構免除聚光元件之設置，縮小整體感光元件之厚度。
本發明之一實施例中，其中該內連線結構進一步包含至少一第一導電層，該至少一第一導電層設置於該基板與該第一電極層上並環設該介電層，且該第一導電層耦接介電層。
本發明之一實施例中，其中該內連線結構進一步包含至少一第二導電層，該至少一第二導電層設置於該第一導電層之一上方，以形成至少一聚光開口。
本發明之一實施例中，其中該內連線結構進一步包含至少一第二導電層，設置於該第一導電層之一上方，以形成至少一開口。
本發明之一實施例中，其中該內連線結構進一步包含一第一絕緣層，其係覆設於該至少一第一導電層之上。
本發明之一實施例中，其中該內連線結構進一步包含一第二絕緣層，其係覆設於該至少一第二導電層之上。
本發明之一實施例中，其中該內連線結構其中該至少一第一導電層與該至少一第二導電層之間設有一導電件，且該導電件分別耦接該至少一第一導電層與該至少一第二導電層。
為使 貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以實施例及配合說明，說明如後：
本發明係提供一種具有增強感光效果之聚光結構，該內連線結構，設置於該基板與該第一電極層上並環設於該介電層，且形成一開口而形成一聚光凹槽；利用此結構免除聚光元件之設置，縮小整體光感測器之厚度。
請參閱第1圖，其為本發明之實施例之結構示意圖，如圖所示，本實施例係提供一種具有增強感光效果之聚光結構，其包含：一基板10、一埋層20、一第一電極層30、一第二電極層40、一介電層50以及一內連線結構60。
再次參閱第1圖，如圖所示，於本實施例中，該基板10設有一容置空間11，該埋層20設置於基板10之上方並設置於容置空間11，該第一電極層30環設置於該埋層20之上，該第二電極層40設置於第一電極層30之中間，該介電層50設置於第二電極層40之上方，該內連線結構60，設置於基板10與第一電極層30之上方並環設於介電層50,且形成該開口66而形成該聚光凹槽67。
接續上述，如圖所示，於本實施例中，該內連線結構60進一步包含至少一第一導電層61以及至少一第二導電層63，該至少一第一導電層61設置於該基板10與該第一電極層30上並環設該介電層50，且該第一導電層61耦接該第一電極層30、該第二電極層40及該介電層50，該至少一第二導電層63設置於該第一導電層61之一上方，以形成至少一聚光開口63-1。
接續上述，如圖所示，於本實施例中，該內連線結構60進一步包含至少一第一絕緣層62以及至少一第二絕緣層64，該至少一第一絕緣層62其係覆設於該至少一第一導電層61之上，該至少一第二絕緣層64其係覆設於該至少一第二導電層63之上。
接續上述，如圖所示，於本實施例中，該至少一第一導電層61與該至少一第二導電層63之間設有一導電件65，且該導電件65分別耦接該至少一第一導電層61與該至少一第二導電層63。
請參閱第1圖，一併參閱第2A圖，其為本發明之實施例之光線路徑示意圖，如圖所示，本實施例中，該具有增強感光效果之聚光結構1發出一第一光線L1，該第一光線L1射至該第一導電層61，該第一導電層61將該第一光線L1反射至該介電層50，並射至於該第一電極層30。
請參閱第1圖，一併參閱第2B圖，其為本發明之實施例之光線路徑示意圖，如圖所示，本實施例中，該具有增強感光效果之聚光結構1發出一第二光線L2，該第二光線L2射至該第二導電層63，該第二導電層63將該第二光線L2反射至該介電層50，並射至於該第一電極層30。
請參閱第1圖，一併參閱第2C圖，其為本發明之實施例之光線路徑示意圖，如圖所示，本實施例中，該具有增強感光效果之聚光結構1發出一第三光線L3，該第三光線L3射至該第一導電層61，該第一導電層61將該第三光線L3反射至該對應之第一導電層61，該對應之第一導電層61將該第三光線L3反射至該介電層50，並射至於該第一電極層30。
請參閱第1圖，一併參閱第2D圖，其為本發明之實施例之光線路徑示意圖，如圖所示，本實施例中，該具有增強感光效果之聚光結構1發出一第四光線L4，該第四光線L4射至該第二導電層63，該第二導電層63將該第四光線L4反射至該對應之第二導電層63，該對應之第二導電層63將該第四光線L4反射至該介電層50，並射至於該第一電極層30。
請參閱第1圖，一併參閱第2E圖，其為本發明之實施例之光線路徑示意圖，如圖所示，本實施例中，該具有增強感光效果之聚光結構1發出一第五光線L5，該第五光線L5射至該導電件65，該導電件65將該第五光線L5反射至該介電層50，並射至於該第一電極層30。
本實施例係一種具有增強感光效果之聚光結構，其包含：該基板10、該埋層20、該第一電極層30、該第二電極層40、該介電層50以及該內連線結構60，本實施例之該埋層20係一層電阻係數較低之雜質，其埋設於該基板10，且在該第二電極層40之下方，該埋層20用於減少串聯電阻，光線射至該內連線結構60之該聚光凹槽67，該聚光凹槽67將該光線反射並聚集至該第一電極層30與該第二電極層40，該第一電極層30為P型半導體，其摻入少量硼元素或銦元素於P型半導體之矽晶體或鍺晶體中，當矽晶體掺雜大量的三價原子，會使材料的共價鍵結構上產生許多電洞，其相當於正電荷，使P型半導體能成為導電之物質，及該第二電極層40為N型半導體，其摻入少量磷元素或銻元素於N型半導體之矽晶體或鍺晶體中，當矽晶體掺雜大量的五價原子，在共價鍵結構內，五價原子的價電子之中有一個較易成為自由電子，使N型半導體能成為含自由電子較多之半導體，該第一電極層30與該第二電極層40接收該光線後，該光線對該第一電極層30及該第二電極層40輸出光電流(photoelectric current)，其中不同之光線強度造成不同之光電流，產生之光電流越大，且利用該內連線結構60之該聚光凹槽67，可將少量或微弱之光線聚集至該聚光凹槽67，藉該聚光凹槽67使該第一電極層30與該第二電極層40接受更多之光線，例如本實施例可使用在數位相機之感光元件，於夜晚拍攝時，進一步提升其拍攝效果。
接續上述，於本實施例中，該基板10用於支撐上方該內連線結構60與該介電層50，該介電層50可作為半導體元件表面之保護層，例如本實施例之該第一電極層30、該第二電極層40，該內連線結構60環設於該介電層50，且形成該開口66而形成該聚光凹槽67；利用此結構免除聚光元件之設置，縮小整體感光元件之厚度。
綜上所述，本發明係提供一種具有增強感光效果之聚光結構，透過內連線結構，且形成一開口而形成一聚光凹槽，該內連線結構與聚光元件結合，進一步免除聚光元件，減少感光器之厚度，以解決現行光感測器都需設置聚光元件，導致習知的光感測器其整體厚度增加。
故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。
惟以上所述者，僅為本發明一實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
1:具有增強感光效果之聚光結構
10:基板
11:容置空間
20:埋層
30:第一電極
40:第二電極
50:介電層
60:內連線結構
61:第一導電層
62:第一絕緣層
63:第二導電層
63-1:聚光開口
64:第二絕緣層
65:導電件
66:開口
67:聚光凹槽
L1:第一光線
L2:第二光線
L3:第三光線
L4:第四光線
L5:第五光線
第1圖：其為本發明之實施例之結構示意圖；
第2A圖：其為本發明之一實施例之反射示意圖；
第2B圖：其為本發明之一實施例之反射示意圖；
第2C圖：其為本發明之一實施例之反射示意圖；以及
第2D圖：其為本發明之一實施例之反射示意圖。
1:具有增強感光效果之聚光結構
10:基板
11:容置空間
20:埋層
30:第一電極
40:第二電極
50:介電層
60:內連線結構
61:第一導電層
62:第一絕緣層
63:第二導電層
63-1:聚光開口
64:第二絕緣層
65:導電件
66:開口
67:聚光凹槽
Claims (6)
- 一種具有增強感光效果之聚光結構，其包含： 一基板，設有一容置空間； 一埋層，設置於該基板之一上方並設置於該容置空間； 一第一電極層，環設置於該埋層上並耦接該埋層； 一第二電極層，設置於該第一電極層之中間並設置於該埋層之一上方； 一介電層，設置於該第二電極層之一上方；以及 一內連線結構，其設置於該基板與該第一電極層上並環設於該介電層，且形成一開口而形成一聚光凹槽。
- 如請求項1所述之具有增強感光效果之聚光結構，其中該內連線結構進一步包含至少一第一導電層，該至少一第一導電層設置於該基板與該第一電極層上並環設該介電層。
- 如請求項1所述之具有增強感光效果之聚光結構，其中該內連線結構進一步包含至少一第二導電層，該至少一第二導電層設置於該第一導電層之一上方，以形成至少一聚光開口。
- 如請求項1所述之具有增強感光效果之聚光結構，進一步包含： 一第一絕緣層，其係覆設於該至少一第一導電層之上。
- 如請求項1所述之具有增強感光效果之聚光結構，進一步包含： 一第二絕緣層，其係覆設於該至少一第二導電層之上。
- 如請求項1所述之具有增強感光效果之聚光結構，其中該至少一第一導電層與該至少一第二導電層之間設有一導電件，且該導電件分別耦接該至少一第一導電層與該至少一第二導電層。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW110102537A TWI807248B (zh) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | 具有增強感光效果之聚光結構 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| TW110102537A TWI807248B (zh) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | 具有增強感光效果之聚光結構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202230759A true TW202230759A (zh) | 2022-08-01 |
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Family Applications (1)
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| TW110102537A TWI807248B (zh) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | 具有增強感光效果之聚光結構 |
Country Status (1)
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2021
- 2021-01-22 TW TW110102537A patent/TWI807248B/zh active
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