TW202335267A - 固態影像感測器 - Google Patents

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Abstract

提供一種固態影像感測器。固態影像感測器包含多個光電轉換單元及多個調變結構，調變結構嵌入光電轉換單元中。固態影像感測器也包含多個隔離結構及一保護層，隔離結構設置於光電轉換單元之間，保護層設置於光電轉換單元之上。在固態影像感測器的上視圖中，光電轉換單元與調變結構形成多個馬賽克圖案，且一個調變結構的面積與對應的馬賽克圖案的面積的比介於0.1與0.9。

Description

固態影像感測器
本揭露實施例是有關於一種影像感測器，且特別是有關於一種包含調變結構的固態影像感測器，調變結構嵌入光電轉換單元中。
固態影像感測器(例如，電荷耦合元件(charge-coupled device, CCD)影像感測器、互補式金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide semiconductor, CMOS)影像感測器等)已經廣泛使用於各種影像拍攝設備，例如：數位靜止影像相機、數位攝影機和類似的設備。固態影像感測器中的光感測部分可形成在多個像素中的每個像素處，並且可以根據在光感測部分中所接收的光量產生訊號電荷。此外，可以傳送和放大在光感測部分中產生的訊號電荷，進而獲得影像訊號。
當固態影像感測器用於感測具有更長的波長(例如，波長為650 nm或更長)的光時，光電轉換單元(例如，光電二極體)的空乏區(depletion region)必須非常深。此外，(具有較長波長的)入射光在對應的光電轉換單元中直線上下移動。因而，入射光被感應的光路(optical path)不夠長，光電轉換單元不能將入射光完全轉換成電子，使得來自固態影像感測器的光電轉換單元的影像訊號的品質可能不令人滿意。因此，固態影像感測器的設計和製造仍面臨各種挑戰。
在本揭露的一些實施例中，固態影像感測器包含調變結構的固態影像感測器，調變結構嵌入光電轉換單元中，其可在不增加光電轉換元件的厚度的情況下，改變入射光的光路(變得更長)，從而改善來自固態影像感測器的光電轉換單元的影像訊號的品質。
根據本揭露的一些實施例，提供一種固態影像感測器。固態影像感測器包含多個光電轉換單元及多個調變結構，調變結構嵌入光電轉換單元中。固態影像感測器也包含多個隔離結構及一保護層，隔離結構設置於光電轉換單元之間，保護層設置於光電轉換單元之上。在固態影像感測器的上視圖中，光電轉換單元與調變結構形成多個馬賽克圖案，且一個調變結構的面積與對應的馬賽克圖案的面積的比介於0.1與0.9。
在一些實施例中，調變結構的折射率與光電轉換單元的折射率不同，且在固態影像感測器的上視圖中，調變結構形成陣列。
在一些實施例中，調變結構設置於光電轉換單元的頂部或底部。
在一些實施例中，調變結構的厚度等於m×λ/2n，m為正整數，λ為待被感應的光的波長，且n為調變結構的折射率。
在一些實施例中，在固態影像感測器的上視圖中，調變結構呈週期性排列。
在一些實施例中，在固態影像感測器的上視圖中，調變結構的形狀包括三角形、矩形、正方形或梯形。
在一些實施例中，在固態影像感測器的上視圖中，調變結構具有至少兩種不同的形狀。
在一些實施例中，在固態影像感測器的上視圖中，調變結構形成非週期性結構。
在一些實施例中，在固態影像感測器的上視圖中，調變結構在相鄰的兩個馬賽克圖案中具有不同的形狀。
在一些實施例中，在固態影像感測器的上視圖中，馬賽克圖案形成棋盤狀圖案。
在一些實施例中，在固態影像感測器的上視圖中，調變結構形成多個交叉圖案。
在一些實施例中，在固態影像感測器的上視圖中，調變結構具有至少兩種不同的尺寸。
在一些實施例中，在固態影像感測器的上視圖中，調變結構沿著相同的方向延伸。
在一些實施例中，在固態影像感測器的上視圖中，調變結構沿著兩個垂直的方向延伸。
在一些實施例中，在固態影像感測器的上視圖中，一個調變結構的面積與對應的馬賽克圖案的面積的比為0.5。
在一些實施例中，在固態影像感測器的上視圖中，一個調變結構的面積與對應的馬賽克圖案的面積的比為可變的。
在一些實施例中，固態影像感測器更包含金屬網格，金屬網格設置於保護層的底部中並對應於隔離結構。
在一些實施例中，固態影像感測器更包含多個聚光結構，聚光結構設置於保護層的上方。每個聚光結構對應於一個光電轉換單元。
在一些實施例中，固態影像感測器更包含反射層，反射層設置於光電轉換單元之下。
在一些實施例中，調變結構設置於光電轉換單元的不同深度。
以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以簡化說明。當然，這些特定的範例並非用以限定。例如，若是本揭露實施例敘述了一第一特徵部件形成於一第二特徵部件之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵部件與上述第二特徵部件是直接接觸的實施例，亦可能包含了有附加特徵部件形成於上述第一特徵部件與上述第二特徵部件之間，而使上述第一特徵部件與第二特徵部件可能未直接接觸的實施例。
應理解的是，額外的操作步驟可實施於所述方法之前、之間或之後，且在所述方法的其他實施例中，部分的操作步驟可被取代或省略。
此外，其中可能用到與空間相關用詞，例如「在… 之下」、「下方」、「下」、「在… 之上」、「上方」、「上」及類似的用詞，這些空間相關用詞係為了便於描述圖示中一個(些)元件或特徵部件與另一個(些)元件或特徵部件之間的關係，這些空間相關用詞包括使用中或操作中的裝置之不同方位，以及圖式中所描述的方位。當裝置被轉向不同方位時(旋轉90度或其他方位)，則其中所使用的空間相關形容詞也將依轉向後的方位來解釋。
在說明書中，「約」、「大約」、「實質上」之用語通常表示在一給定值或範圍的20%之內，或10%之內，或5%之內，或3%之內，或2%之內，或1%之內，或0.5%之內。在此給定的數量為大約的數量，亦即在沒有特定說明「約」、「大約」、「實質上」的情況下，仍可隱含「約」、「大約」、「實質上」之含義。
除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是，這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在本揭露實施例有特別定義。
以下所揭露之不同實施例可能重複使用相同的參考符號及/或標記。這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。
第1圖是根據本揭露一些實施例繪示固態影像感測器100的一部分的剖面圖。固態影像感測器100可由互補式金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器或電荷耦合元件(CCD)影像感測器所形成，但本揭露實施例並非以此為限。應注意的是，為了簡潔起見，第1圖中已省略固態影像感測器100的部分部件。
參照第1圖，在一些實施例中，固態影像感測器100包含半導體基板10。半導體基板10可為晶圓或晶片。舉例來說，半導體基板10可包含矽，但本揭露實施例並非以此為限。
如第1圖所示。在一些實施例中，半導體基板10具有多個光電轉換單元11。舉例來說，光電轉換單元11可透過離子植入(ion implantation)製程及/或擴散(diffusion) 製程等製程所形成。此外，光電轉換單元11可被配置以形成電晶體、光電二極體、PIN二極體和/或發光二極體，但本揭露實施例並非以此為限。在一些實施例中，光電轉換單元11形成陣列結構。
如第1圖所示，在一些實施例中，半導體基板10具有多個隔離結構13，隔離結構13設置於光電轉換單元11之間。舉例來說，隔離結構13可為深溝槽隔離(deep trench isolation, DTI)結構。可使用蝕刻製程在半導體基板10中形成溝槽，並以絕緣或介電材料填充溝槽而形成隔離結構13，但本揭露實施例並非以此為限。換言之，半導體基板10中的光電轉換單元11透過隔離結構13彼此隔離。
如第1圖所示，固態影像感測器100包含多個調變結構15，調變結構15嵌入光電轉換單元11中。舉例來說，調變結構15可包含氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其他合適的絕緣材料，並可透過沉積製程所形成，但本揭露實施例並非以此為限。沉積製程例如是旋轉塗佈(spin-on coating)、化學氣相沉積(chemical vapor deposition, CVD)、可流動化學氣相沉積(flowable chemical vapor deposition, FCVD)、電漿輔助化學氣相沉積(plasma enhanced CVD, PECVD)、物理氣相沉積(physical vapor deposition, PVD)或其他沉積技術。
在一些實施例中，調變結構15的折射率與光電轉換單元11的折射率不同，使得調變結構15可改變進入對應的光電轉換單元11的入射光的光路。
調變結構15可設置於光電轉換單元11的任意深度，其可根據實際需求進行調整。在第1圖所示的實施例中，多個調變結構15設置於光電轉換單元11的相同深度，但本揭露實施例並非以此為限。在一些實施例中，調變結構15的厚度T15等於m×λ/2n，其中m為正整數，λ為待被感應的光的波長，n為調變結構15的折射率。
第2圖是根據本揭露一些實施例繪示在固態影像感測器100的一部分的上視圖中，光電轉換單元11與調變結構15的排列(arrangement)。舉例來說，第1圖可為沿著第2圖中的線A-A’所繪示固態影像感測器100的一部分的剖面圖，但本揭露實施例並非以此為限。
參照第2圖，在固態影像感測器100的上視圖中，光電轉換單元11與調變結構15形成多個馬賽克圖案MP，且馬賽克圖案MP在第2圖中以虛線框表示。舉例來說，第2圖繪示形成為一個4×4像素陣列的十六個馬賽克圖案MP，但本揭露實施例並非以此為限。
類似地，在一些實施例中，在固態影像感測器100的上視圖中，調變結構15形成陣列。在第2圖所示的實施例中，調變結構15呈週期性排列(periodic arrangement)，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中，調變結構15呈非週期性排列(aperiodic arrangement)。
在一些實施例中，在固態影像感測器100的上視圖中，調變結構15的面積與對應的馬賽克圖案MP的面積的比介於約0.1與約0.9。舉例來說，在第2圖的每個馬賽克圖案MP中，調變結構15的面積與馬賽克圖案MP的面積的比為約0.5，但本揭露實施例並非以此為限。換言之，如第1圖所示，在固態影像感測器100的剖面圖中，調變結構15的寬度W15與對應的光電轉換單元11的寬度W11的比為約0.5。
如第2圖所示，在一些實施例中，在固態影像感測器100的上視圖中，每個調變結構15形成為矩形。換言之，在一些實施例中，在固態影像感測器100的上視圖中，調變結構沿著相同的方向(例如，第2圖中的Y方向)延伸，但本揭露實施例並非以此為限。在一些實施例中，在固態影像感測器100的上視圖中，調變結構15的形狀包含三角形、矩形、正方形或梯形。
如第1圖所示，固態影像感測器100包含保護層20，保護層20設置於光電轉換單元11(半導體基板10)之上。舉例來說，保護層20可包含與隔離結構13相同或相似的材料，但本揭露實施例並非以此為限。此外，保護層20可透過沉積製程形成於光電轉換單元11之上。沉積製程的範例已經於前方進行描述，在此將不再重複。
如第1圖所示，在一些實施例中，固態影像感測器100包含金屬網格22，金屬網格22設置於保護層20的底部中。更詳細而言，金屬網格22對應於隔離結構13。舉例來說，如第1圖所示，金屬網格22具有(或可被區分為)多個金屬網格區段22S，且金屬網格區段22S的中心軸C22可與對應的隔離結構13的中心軸C13重疊，但本揭露實施例並非以此為限。金屬網格區段22S的中心軸C22可相對於對應的隔離結構13的中心軸C13具有偏移(shift)。
此外，金屬網格22可包含金(Au)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銥(Ir)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鎢(W)、鋁(Al)、銅(Cu)、類似物、其合金或其組合，但本揭露實施例並非以此為限。
如第1圖所示，在一些實施例中，固態影像感測器100包含多個聚光結構30，聚光結構30設置於保護層20的上方。聚光結構30可包含玻璃、環氧樹脂、矽氧樹脂、聚氨酯、其他適當之材料或其組合，但本揭露實施例並非以此為限。舉例來說，聚光結構30可透過光阻回流(photoresist reflow)法、熱壓(hot embossing)法、其他合適的方法或其組合所形成。此外，形成聚光結構30的步驟可包含旋轉塗佈製程、光微影(lithography)製程、蝕刻製程、任何其他合適的製程或其組合，但本揭露實施例並非以此為限。
如第1圖所示，在一些實施例中，每個聚光結構30對應於一個光電轉換單元11，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中，每個聚光結構30對應於兩個或更多個光電轉換單元11。
聚光結構30可為微透鏡(micro-lens)結構。舉例來說，聚光結構30可包含半凸透鏡或凸透鏡，但本揭露實施例並非以此為限。聚光結構30也可包含微角錐(micro-pyramid)結構(例如，圓錐、四角錐等)或微梯形(micro-trapezoidal)結構(例如，平頂圓錐、平頂四角錐等)。或者，聚光結構30可為折射率漸變(gradient-index)結構。
如第1圖所示，在一些實施例中，固態影像感測器100包含反射層40，反射層40設置於光電轉換單元11之下。舉例來說，反射層40可包含金屬，例如金(Au)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銥(Ir)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鎢(W)、鋁(Al)、銅(Cu)、類似物、其合金或其組合，但本揭露實施例並非以此為限。類似地，反射層40可透過物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(atomic layer deposition, ALD)、蒸鍍(evaporation)、濺鍍(sputtering)、類似的製程或其組合所形成。
如第1圖所示，當入射光(即，透射光TL)進入根據本揭露實施例的固態影像感測器100的光電轉換單元11時，嵌入光電轉換單元11中的調變結構15可在不增加光電轉換單元11的厚度的情況下改變入射光的光路(其包含透射光TL和反射光RL的路徑)(變得更長)。
舉例來說，當入射光具有較長的波長(例如，約920 nm 至約960 nm)時，與傳統的固態影像感測器(其不包含調變結構15)相比，本揭露實施例的固態影像感測器100的光電轉換效率(photoelectric conversion efficiency)(標準化(normalize)光電轉換效率)可提高10%以上，且反射率(標準化反射率)可能會降低例如1%至15%。因此，可在不增加光電轉換單元11的厚度的情況下改善來自固態影像感測器100的光電轉換單元11的影像訊號的品質。
第3A圖、第3B圖與第3C圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示固態影像感測器100的一部分的剖面圖。舉例來說，第3A圖、第3B圖與第3C圖可為沿著第2圖中的線A-A’所繪示固態影像感測器100的一部分的剖面圖。亦即，第3A圖、第3B圖與第3C圖可取代第1圖作為第2圖所示的固態影像感測器100的剖面圖。
參照第3A圖，在一些實施例中，調變結構15設置於光電轉換單元11的頂部。參照第3B圖，在一些實施例中，調變結構15設置於光電轉換單元11的底部。在第3A圖與第3B圖所示的實施例中，在光電轉換單元11的頂部或底部形成調變結構15可減少製程步驟並進一步減少製程時間。
參照第3C圖，在一些實施例中，調變結構15設置於光電轉換單元11的不同深度。調變結構15的厚度與位置可根據實際需求調整。
第4A圖與第4B圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示在固態影像感測器100的一部分的上視圖中，光電轉換單元11與調變結構15的排列。舉例來說，第1圖、第3A圖、第3B圖或第3C圖可為沿著第4A圖中的線B-B’或第4B圖中的線C-C’所繪示固態影像感測器100的一部分的剖面圖，但本揭露實施例並非以此為限。
參照第4A圖，在一些實施例中，在固態影像感測器100的上視圖中，每個調變結構15形成為三角形。換言之，調變結構15和對應的光電轉換單元11之間的邊界與馬賽克圖案MP的一條對角線重疊。參照圖4B，在一些實施例中，在固態影像感測器100的上視圖中，每個調變結構15形成為梯形。
第5圖是根據本揭露一些實施例繪示固態影像感測器102的一部分的剖面圖。第6圖是根據本揭露一些實施例繪示在固態影像感測器102的一部分的上視圖中，光電轉換單元11與調變結構15的排列。舉例來說，第5圖可為沿著第6圖中的線D-D’所繪示固態影像感測器102的一部分的剖面圖，但本揭露實施例並非以此為限。
第5圖和第6圖所示的固態影像感測器102具有與第1圖和第2圖所示的固態影像感測器100類似的結構。與第1圖和第2圖所示的固態影像感測器100主要的不同之處在於，在固態影像感測器102的上視圖(例如，第6圖)中，在每個馬賽克圖案MP中，調變結構15的面積小於對應的光電轉換單元11的面積。舉例來說，在第6圖的每個馬賽克圖案MP中，調變結構15的面積與馬賽克圖案MP的面積的比為約0.33，但本揭露實施例並非以此為限。換言之，如第5圖所示，在固態影像感測器102的剖面圖中，調變結構15的寬度W15與對應的光電轉換單元11的寬度W11的比為約0.33。
第7圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示在固態影像感測器104的一部分的上視圖中，光電轉換單元11與調變結構15的排列。在第7圖所示的固態影像感測器104的上視圖中，在每個馬賽克圖案MP中，調變結構15的面積大於對應的光電轉換單元11的面積。舉例來說，在第7圖的每個馬賽克圖案MP中，調變結構15的面積與馬賽克圖案MP的面積的比為約0.66，但本揭露實施例並非以此為限。
第8圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示在固態影像感測器106的一部分的上視圖中，光電轉換單元11與調變結構15的排列。在一些實施例中，調變結構15具有至少兩種不同的尺寸。舉例來說，如第8圖所示，調變結構15-1與調變結構15-2具有不同的尺寸。更詳細而言，在第8圖所示的固態影像感測器106的上視圖中，在第一列與第三列的每個馬賽克圖案MP中，調變結構15-1的面積小於對應的光電轉換單元11的面積，而在第二列與第四列的每個馬賽克圖案MP中，調變結構15-2的面積大於對應的光電轉換單元11的面積，但本揭露實施例並非以此為限。
第9圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示在固態影像感測器108的一部分的上視圖中，光電轉換單元11與調變結構15的排列。如第9圖所示，在固態影像感測器108的上視圖中，馬賽克圖案MP形成棋盤狀圖案(checkerboard-like pattern)。更詳細而言，可有兩個調變結構15嵌入每個馬賽克圖案MP中，且在固態影像感測器108的上視圖中，兩個調變結構15可形成為正方形並以對角排列，但本揭露實施例並非以此為限。
第10圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示在固態影像感測器110的一部分的上視圖中，光電轉換單元11與調變結構15的排列。如第10圖所示，在固態影像感測器110的上視圖中，調變結構15(或馬賽克圖案MP)形成多個交叉圖案。更詳細而言，可有兩個調變結構15嵌入每個馬賽克圖案MP中，且在固態影像感測器110的上視圖中，位於相同的馬賽克圖案MP中的兩個調變結構15可形成為端點彼此面對的直角三角形，但本揭露實施例並非以此為限。
第11圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示在固態影像感測器112的一部分的上視圖中，光電轉換單元11與調變結構15的排列。在一些實施例中，在固態影像感測器112的上視圖中，調變結構15具有至少兩種不同的形狀。此外，在一些實施例中，在固態影像感測器112的上視圖中，調變結構15形成非週期性結構(non-periodic structure)。舉例來說，如第11圖所示的影像感測器112的上視圖，調變結構15-1、15-3可形成為矩形，而調變結構15-2可形成為直角三角形，但本揭露實施例並非以此為限。
此外，在一些實施例中，在固態影像感測器112的上視圖中，調變結構15在相鄰的兩個馬賽克圖案MP中具有不同的形狀。換言之，在一些實施例中，在固態影像感測器112的上視圖中，調變結構15具有至少兩種不同的形狀並形成非週期性結構，其可有效減少花瓣光斑(petal flare)。舉例來說，如第11圖所示的影像感測器112的上視圖，調變結構15-1(其形成為矩形)可設置於馬賽克圖案MP1中，而調變結構15-2(其形成為三角形)可於設置在相鄰的馬賽克圖案MP2中，但本揭露實施例並非以此為限。
再者，在一些實施例中，在固態影像感測器112的上視圖中，調變結構15沿著兩個垂直的方向延伸。舉例來說，如第11圖所示的影像感測器112的上視圖，每個調變結構15-1沿著Y方向延伸，而每個調變結構15-3沿著X方向延伸，但本揭露實施例並非以此為限。
根據本揭露的一些實施例，固態影像感測器包含多個光電轉換單元及多個調變結構，調變結構嵌入光電轉換單元中。固態影像感測器也包含多個隔離結構及一保護層，隔離結構設置於光電轉換單元之間，保護層設置於光電轉換單元之上。在固態影像感測器的上視圖中，光電轉換單元與調變結構形成多個馬賽克圖案，且一個調變結構的面積與對應的馬賽克圖案的面積的比介於0.1與0.9。
綜上所述，根據本揭露實施例的固態影像感測器包含調變結構，調變結構嵌入光電轉換單元中，其可在不增加光電轉換元件的厚度的情況下，改變入射光的光路(變得更長)，從而改善來自固態影像感測器的光電轉換單元的影像訊號的品質。
以上概述數個實施例的部件，以便在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者可以更理解本揭露實施例的觀點。在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應該理解，他們能以本揭露實施例為基礎，設計或修改其他製程和結構以達到與在此介紹的實施例相同之目的及/或優勢。在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者也應該理解到，此類等效的結構並無悖離本揭露的精神與範圍，且他們能在不違背本揭露之精神和範圍之下，做各式各樣的改變、取代和替換。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。另外，雖然本揭露已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露。
整份說明書對特徵、優點或類似語言的引用，並非意味可以利用本揭露實現的所有特徵和優點應該或者可以在本揭露的任何單個實施例中實現。相對地，涉及特徵和優點的語言被理解為其意味著結合實施例描述的特定特徵、優點或特性包括在本揭露的至少一個實施例中。因而，在整份說明書中對特徵和優點以及類似語言的討論可以但不一定代表相同的實施例。
再者，在一個或多個實施例中，可以任何合適的方式組合本揭露的所描述的特徵、優點和特性。根據本文的描述，相關領域的技術人員將意識到，可在沒有特定實施例的一個或多個特定特徵或優點的情況下實現本揭露。在其他情況下，在某些實施例中可辨識附加的特徵和優點，這些特徵和優點可能不存在於本揭露的所有實施例中。
100,102,104,106,108,110:固態影像感測器 10:半導體基板 11:光電轉換單元 13:隔離結構 15,15-1,15-2,15-3:調變結構 20:保護層 22:金屬網格 22S:金屬網格區段 30:聚光結構 40:反射層 C13:隔離結構的中心軸 C22:金屬網格區段的中心軸 MP,MP1,MP2:馬賽克圖案 RL:反射光 W11:光電轉換單元的寬度 W15:調變結構的寬度 T15:調變結構的厚度 TL:透射光 A-A’,B-B’,C-C’:線 X,Y,Z:坐標軸
以下將配合所附圖式詳述本揭露實施例。應注意的是，各種特徵部件並未按照比例繪製且僅用以說明例示。事實上，元件的尺寸可能經放大或縮小，以清楚地表現出本揭露實施例的技術特徵。 第1圖是根據本揭露一些實施例繪示固態影像感測器的一部分的剖面圖。 第2圖是根據本揭露一些實施例繪示在固態影像感測器的一部分的上視圖中，光電轉換單元與調變結構的排列。 第3A圖、第3B圖與第3C圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示固態影像感測器的一部分的剖面圖。 第4A圖與第4B圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示在固態影像感測器的一部分的上視圖中，光電轉換單元與調變結構的排列。 第5圖是根據本揭露一些實施例繪示固態影像感測器的一部分的剖面圖。 第6圖是根據本揭露一些實施例繪示在固態影像感測器的一部分的上視圖中，光電轉換單元與調變結構的排列。 第7圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示在固態影像感測器的一部分的上視圖中，光電轉換單元與調變結構的排列。 第8圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示在固態影像感測器的一部分的上視圖中，光電轉換單元與調變結構的排列。 第9圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示在固態影像感測器的一部分的上視圖中，光電轉換單元與調變結構的排列。 第10圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示在固態影像感測器的一部分的上視圖中，光電轉換單元與調變結構的排列。 第11圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示在固態影像感測器的一部分的上視圖中，光電轉換單元與調變結構的排列。
100:固態影像感測器
10:半導體基板
11:光電轉換單元
13:隔離結構
15:調變結構
20:保護層
22:金屬網格
22S:金屬網格區段
30:聚光結構
40:反射層
C13:隔離結構的中心軸
C22:金屬網格區段的中心軸
RL:反射光
W11:光電轉換單元的寬度
W15:調變結構的寬度
T15:調變結構的厚度
TL:透射光
X,Z:坐標軸

Claims (11)

  1. 一種固態影像感測器，包括： 複數個光電轉換單元； 複數個調變結構，嵌入該些光電轉換單元中； 複數個隔離結構，設置於該些光電轉換單元之間；以及 一保護層，設置於該些光電轉換單元之上； 其中在該固態影像感測器的一上視圖中，該些光電轉換單元與該些調變結構形成複數個馬賽克圖案，且該些調變結構中的一個的面積與該些馬賽克圖案中對應的一個的面積的比介於0.1與0.9。
  2. 如請求項1之固態影像感測器，其中該些調變結構的折射率與該些光電轉換單元的折射率不同，且在該固態影像感測器的該上視圖中，該些調變結構形成一陣列。
  3. 如請求項1之固態影像感測器，其中該些調變結構設置於該些光電轉換單元的頂部或底部，或者該些調變結構設置於該些光電轉換單元的不同深度。
  4. 如請求項1之固態影像感測器，其中該些調變結構的厚度等於m×λ/2n，m為正整數，λ為待被感應的光的波長，且n為該些調變結構的折射率。
  5. 如請求項1之固態影像感測器，其中在該固態影像感測器的該上視圖中，該些調變結構呈一週期性排列或者該些調變結構形成一非週期性結構。
  6. 如請求項1之固態影像感測器，其中在該固態影像感測器的該上視圖中，該些調變結構的形狀包括三角形、矩形、正方形或梯形，該些調變結構具有至少兩種不同的形狀，或者該些調變結構在相鄰的兩個馬賽克圖案中具有不同的形狀。
  7. 如請求項1之固態影像感測器，其中在該固態影像感測器的該上視圖中，該些馬賽克圖案形成一棋盤狀圖案，或者該些調變結構形成複數個交叉圖案。
  8. 如請求項1之固態影像感測器，其中在該固態影像感測器的該上視圖中，該些調變結構具有至少兩種不同的尺寸。
  9. 如請求項1之固態影像感測器，其中在該固態影像感測器的該上視圖中，該些調變結構沿著相同的方向延伸，或者該些調變結構沿著兩個垂直的方向延伸。
  10. 如請求項1之固態影像感測器，其中在該固態影像感測器的該上視圖中，該些調變結構中的一個的面積與該些馬賽克圖案中對應的一個的面積的比為0.5，或者該些調變結構中的一個的面積與該些馬賽克圖案中對應的一個的面積的比為可變的。
  11. 如請求項1之固態影像感測器，更包括： 一金屬網格，設置於該保護層的底部中並對應於該些隔離結構； 複數個聚光結構，設置於該保護層的上方，其中每該聚光結構對應於該些光電轉換單元中的一個；及 一反射層，設置於該些光電轉換單元之下。
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