TW308652B - - Google Patents

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303652 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明 :1 ' 1 1 本 發 明 係 有 關 一 種 固 態 攝 像 装 置 ( Μ 下 亦 稱 為 電 荷 耦 1 1 1 合 装 置 ( C C D ) ) 和 一 種 製 造 此 固 m 攝 像 裝 置 的 方 法 0 1 I 近 來 y 對 於 主 要 所 使 用 固 態 攝 像 装 置 的 加 色 彩 法 係 請 先 1 1 閱 I 包 括 一 晶 片 上 滅 色 器 结 搆 > 其 中 __. 濾 色 層 係 被 直 接 地 形 成 讀 背 i I 在 一 被 提 供 以 固 態 攝 像 元 件 之 半 導 體 基 片 的 表 面 上 0 此 法 之 1 I 意 ( I 已 取 代 了 一 濾 色 器 黏 附 系 統 在 此 濾 色 器 黏 附 糸 統 中 一 玻 事 1 I 再 1 璃 板 ( 其 上 設 置 一 濾 色 層 ) 係 被 黏 附 在 —_- 固 態 攝 像 元 件 上 填 寫 裝 〇 而 且 -* 微 型 尺 寸 固 態 攝 像 装 置 有 —* 微 透 鏡 被 形 成 在 該 頁 ! « 色 層 的 頂 部 上 便 將 入 射 光 會 聚 到 . 光 電 二 極 管 部 件 1 1 * 供 改 菩 感 光 性 〇 1 1 在 下 述 中 將 解 說 一 傳 統 的 固 態 攝 像 装 置 〇 1 訂 圖 5 係 一 剖 面 視 圖 顯 示 出 一 傳 統 固 態 攝 像 装 置 的 形 1 像 拾 取 部 0 在 圖 5 中 參 考 標 號 1 3 代 表 一 被 提 供 Μ 固 態 1 1 攝 像 元 件 的 η — 型 半 導 體 基 片 參 考 標 號 1 2 代 表 Ρ 一 井 1 1 層 參 考 標 5Κ 1 1 代 表 _. 光 電 二 極 管 部 ； 參 考 標 號 1 0 代 1 線 表 一 電 荷 轉 移 部 參 考 標 號 9 代 表 一 矽 氧 化 物 或 氮 化 物 層 1 1 i 參 考 標 號 8 代 表 一 多 矽 電 極 參 考 標 1 4 代 表 一 光 屏 1 t 金 屬 層 參 考 標 cteb 5K 5 代 表 一 半 導 體 元 件 的 表 面 保 護 性 塗 層 1 1 > 參 考 標 1 9 代 表 用 於 使 一 半 導 體 元 件 平 坦 化 的 平 面 化 1 I 層 參 考 標 號 4 代 表 一 濾 色 層 參 考 標 號 3 代 表 一 中 間 透 1 | 明 膜 1 以 及 參 考 標 5K 1 代 表 — 微 透 鏡 而 且 另 一 種 傳 统 1 1 例 包 括 — 層 額 外 的 金 靨 膜 層 經 由 —. 氧 ib δ夕 膜 被 形 成 在 光 1 1 屏 金 Fgg 膽 層 1 4 上 1 供 強 化 光 屏 4- 作 用 和 與 該 表 面 保 護 性 塗 層 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X 公釐） 3GS652 A 7 B7 五、發明説明（ 5形成一半導體元件。Μ此方式，該微透鏡1係被調整並 定位到每一光電二極管部，並且由透鏡所會聚的光係被導 向到該光電二極管部1 1 ，以增強番敏度。在由該光電二 極管部1 1中光電能量所引起的電子和電’洞中·電子係 由施加在多矽電極8的電壓而被向前帶到該電荷轉移部1 0。被轉移的電子然後被由該電荷轉移部1 0中，經由施 加到多矽電極8的電壓所產生的電位能，向前帶到一輸出 部。 另一揭示在公開日本專利申譜案號（Τ 〇 k k a i H e i) 5-134Π1中的例子，其發明係藉由利用一種其折射率為 大於微透鏡之折射率的材料（例如為聚醯亞胺），來形 成被設置在微透鏡1之下方的中間膜3 ，Μ控制光路徑。 又，該«色器4並未被利用於視頻照像機所用的三晶 片式攝像裝置中或是黑白CCD中。 然而，上述傳統組態具有如下的問題點，其造成難於 改菩靈敏度。 一般而言，固態攝像裝置像被放置在光線被光學透鏡 所會聚並且形像被形成的地方。在此情況中•人射光係隨 一開口部的光圈尺寸大小而改要。尤其是，當一光圈係圼 開啟狀態時，如圈4中所示，斜向進入之光束1 8的光路 徑並不會到達一光電二極管部1 1 ;相反的，其像被導引 到一光屏膜7。结果，當一光學透鏡的光圈為開啟時，靈 敏度並不會如預期般地改菩。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） --------· -¾衣------1T------i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作杜印裝 五、發明説明（k) 1 1 I 而 且 > 為 了 要 儘 可 能 地 將 許 多 的 斜 向 光 元 件 専 引 到 一 1 1 1 光 電 二 極 管 部 > 已 知 要 縮 短 從 微 透 鏡 1 到 光 電 二 極 管 1 1 1 I 的 距 離 ( 下 m 稱 為 光 電 二 極 管 部 距 離 ) 0 然 而 在 傳 統 請 先 1 閱 | 的 系 統 中 鋁係被利用作為光屏膜 1 4 並 且 由 於 此 光 屏 讀 背 I ΐέ I 膜 1 4 亦 共 用 作 為 周 圍 镜 線 故 需 要 接 近 於 1 U m 的 厚 度 之 1 I 意 1 I 〇 此 外 在 開 □ 部 處 的 階 梯 差 變 大 因 此 需 要 形 成 相 當 大 事 ίδ 1 1 再 1 的 平 面 化 層 1 9 以 便 均 勻 地 形 成 m 色 器 和 微 透 鏡 0 而 且 填 i 寫 本 裝 » 應 用 形 成 兩 级 光 屏 層 之 法 的 另 — 固 態 攝 像 装 置 例 因 上 頁 I 述 相 同 的 理 由 而 無 法 縮 短 光 電 __. 極 管 部 距 離 0 1 1 此 外 公 開 曰 本 專 利 請 案 號 第 5 -134111 寨 提 議 1 1 提 供 一 超 過 微 透 鏡 之 折 射 率 1 . 5 6的透鏡效應 但 是 當 折 射 1 訂 率 增 加 時 材 料 的 折 射 係 數 便 變 差 0 结 果 材 料 乃 需 要 加 1 色 其 導 致 S5 敏 度 變 差 0 1 1 本 發 明 之 一 0 的 為 藉 由 提 供 — 種 固 態 攝 像 装 置 來 解 1 1 決 上 述 傳 統 糸 統 中 的 問 題 此 固 態 攝 像 装 置 避 免 了 斜 向 入 1 線 射 光 的 集 光 率 減 少 並 保 有 高 的 靈 敏 度 和 極 佳 的 形 像 特 徴 1 I 0 本 發 明 之 另 一 項 g 的 為 提 供 一 種 製 造 此 固 態 攝 像 装 置 的 1 1 方 法 0 1 1 為 了 要 獲 致 此 等 和 其 他 g 的 和 優 點 本 發 明 之 固 態 攝 | 像 裝 置 包 括 有 兩 層 微 透 鏡 » 被 定 位 在 相 應 於 設 置 在 一 半 1 1 導 體 基 片 ( 具 有 一 固 態 攝 像 元 件 被 形 成 在 其 上 ) 之 表 面 上 1 1 光 電 二 極 管 部 的 上 側 和 下 側 一 半 導 體 元 件 表 面 保 護 性 塗 1 1 層 被 提 供 在 該 固 態 攝 像 元 件 之 光 電 二 極 管 部 的 上 方 Μ 及 1 1 - 6- 1 1 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） 308652 A7 B7 五、發明説明（+) 一中間膜被提供在該兩上和下微透鏡之間。所述上和下微 透鏡具有大致上相間的光折射率和幾乎等同的光穿透率。 上和下微透鏡的光折射率係大於被保持在微透鏡之間中間 膜的光折射率，並且係大於從半導體元件表面保護性塗層 到光電二極管部之膜的平均折射率。 在上述組態中，最好是下微透鏡的截面形狀為外凸的 形狀，其中央部係朝向上的方向或是朝向下的方向膨起。 而且，在上述組態中，最好是上微透鏡的截面形狀為 外凸的形狀，其中央部係朝向上的方向或是朝向下的方向 膨起。 此外，在上述組態中，最好是選自包含金屬矽化物膜 和具高熔點之金屬膜之族群的至少一個膜，係在除了光電 二極管部之外的光屏區域，形成為一光屏膜。 而且，在上述組態中，最好該金屬矽化物膜是選自包 含_矽化物（W S ί )、鉬矽化物（Μ 〇 S i )、以及鈦 矽化物（T i S Μ之族群的至少一個膜。 在上述組態中，最好該具高熔點的金靨膜包括有選自 由_ ( W )、鉬（Μ 〇 )、以及鈦（T i )所組成族群的 至少一瞄金屬膜。 而且，在上述組態中，最好一硼一磷一矽酸脂一坡璃 (B P S G，Boro-Phospho-Silicate-GUss)膜，像被 形成為該光屏膜和該光電二極管部之一表面層。 此外，在上述組態中，最好該硼—隣—矽酸脂-玻璃 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29"?公釐） I *^衣 I 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 308652 A7 B7 五、發明説明（匕） / (BPSG)膜的截面係形成為中空狀。 而且，在上述組態中，最好該BP SG膜具有自 〇· 5 u m到1 · 2 w m的厚度。 在上述组態中，最好該半導體元件表面保護性塗層包 括有一層膜係選自S ί 02、S i ON 、M及S i 而且，在上述組態中，最好一濾色層係被形成在該等 上和下微透鏡之間並接觸到該下微透鏡的上側。 其次，一種製造本發明固態攝像裝置的方法，其中此 固態攝像装置包含有兩層微透鏡被定位在相應於設置在一 具有一固態攝像元件被形成在其上之半導體基片的表面上 光電二極管部的上側和下側，係包括下列步驟： (A )藉由例如一利用電漿的分子沈積法，形成一個 選自包含Si 02 、5 1〇1^、以及5丨1^之族群的表面 保護性塗層在該光電二極管部上； (B)塗覆一第二微透鏡材料樹脂在該表面保護性塗 層的頂部上、加熱並軟化、Μ及硬化，K形成一第二微透 現， (c )塗覆一具有較之該第二微透鏡材料樹脂為低折 射率之樹脂材料、平坦化、K及形成一中間膜；Μ及 (D)塗覆一具有與該第二微透鏡材料樹脂為相同的 折射率和至少大致上等同的光穿透率之第一微透鏡材料樹 脂、加熱並軟化、Μ及硬化，Μ形成一第一微透鏡； (Ε )其中該等上和下微透鏡的光折射率係大於從該 本紙張尺度適用中國國家標準 ( CNS ) Α4規格（210'x 297公釐） .-衣 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印裝 A7 B7 五、發明説明（4 ) 表面保護性塗層到該光電二極管部之膜的平均折射率。 在上述组態中•最好是下微透鏡的截面形狀為外凸的 形狀，其中央部係朝向上的方向或是朝向下的方向膨起。 而且，在上述組態中*最好是上微透鏡的截面形狀為 外凸的形狀，其中央部係朝向上的方向或是朝向下的方向 膨起。 此外，在上述組態中，最好是選自包含金屬矽化物膜 和具高熔點之金屬膜之族群的至少一個膜，係藉由濺塗法 或C V D (化學氣相沈積）法，在除了光電二極管部之外 的光屏區域，形成為一光屏膜。 而且，在上述組態中，最好該金屬矽化物膜是選自包 含鎢矽化物（W S i )、鉬矽化物（Μ o S i ) 、K及鈦 矽化物（T i S i )之族群的至少一個膜。 在上述組態中，最好該具高熔點的金靥膜包括有選自 由If ( W )、鉬（Μ 〇 )、以及鈦（T i )所組成族群的 至少一個金屬膜。 而且，在上述組態中，最好一硼一磷—酸脂—玻璃 (B P S G ， Boro-Phospho-Silicate-Glass)膜* 係由 C V D法而被形成為該光屏膜和該光電二極管部之一表面 層。 此外，在上述組態中，最好該硼-磷-矽酸脂-玻璃 (B P S G )膜的截面係形成為中空狀。 而且，在上述组態中，最好該硼-磷-矽酸脂一玻璃 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ----------社衣------ΐτ------i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（ A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 。 下 兩一上態在相光並之的言電所。有所 部结地 度和 ：有的固供上的，部光換光鏡差具收 央。效 厚上 有具部該提致鏡率管射。該透變是吸 中狀有 的等 括丨管在被大透射極入徵開微度或之 其形被 rn該 包片 極供膜有微折二向持離二 敏同光 為的可 W 在 置基二提間具下光電斜像偏第蚕相因 是凸光 2 成 装體電被中鏡和的光免形具的止為生 好外的 . 形。像導光層一 透上膜到遴的，部防料發 最之入 1 被側攝半上塗及微。間層可佳時下而材會 狀起進 到係上態 一面性 Μ 下率中塗種極置在因鏡不 形膨方 m層的固在表護 ·，和透間性 一 和装置，透故 面向上 W 色鏡種置之保方上穿之護致度像設光微， 截方從 5 濾透 一 設}面上述光鏡保獲敏攝被的與率 的的， . 一微，於上表的所的透面乃番態係直係透 鏡下理 ο 好下態應其件部。同微表，的固-垂料穿 透向原 自最該組相在元管間等在件果高該光為材的 敝朝鏡 有，到述在成髖極之乎持元结有入的加的同 下是透 具中觸上位形導 二鏡幾保體。擁進徑更用等。該或凸 膜態接明定被半電透和被導率並地路成採為差，向的 丨組並發被件一光微率於半射-向光形所料變述方諝 G 述間本，元 ·，之下射大從折少斜之 Μ 於材度所的所 S 上之據鏡像側件和折係於均減光部，由鏡敏上上據 Ρ 在鏡依透攝下元上光率大平率當管到，透靈如向依 Β 透 微態和像兩的射係的光，極集且微成 朝， ί 微 層固側攝該同折且膜集之二 收而與造 係果 ----------枯衣------1T------.^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 五、發明説明 ) 1 I 1 聚 集 9 並 可 予 導 引 到 截 光 部 的 中 央 位 置 因 而 將 靈 敏 度 維 1 1 1 持 在 高 程 度 0 1 | 而 且 如 上 所 述 1 該 上 微 透 鏡 的 截 面 形 狀 最 好 是 為 其 請 先 1 閱 I 中 央 部 係 朝 向 上 的 方 向 或 是 朝 向 下 的 方 向 膨 起 之 外 凸 的 形 璜 背 i 面 I 狀 0 结 果 依據上述所諝的凸透鏡原理 從 上 方 進 入 的 光 之 注 1 I 意 1 I 可 被 有 效 地 聚 集 並 可 予 導 引 到 該 截 光 部 的 中 央 位 置 因 事 項 1 1 1 而 將 靈 敏 度 維 持 在 高 程 度 0 填 1 金 寫 裝 此 外 當 選 自 包 含 金 腸 矽 化 物 膜 和 具 高 熔 點 之 屬 膜 頁 ·—· 1 | 之 族 群 的 至 少 個 膜 係 在 除 了 光 電 二 極 管 部 之 外 的 光 屏 1 1 區 域 形 成 為 一 光 屏 膜 時 一 多矽電極可被形成為較之當利 1 1 用 一 傳 统 的 金 靨 鋁 膜 作 為 一 光 屏 膜 時 遷 要 薄 0 在 此 同 時 1 訂 光 屏 膜 和 多 矽 電 極 係 形 成 為 一 外 凸 的 形 狀 K 使 得 被 形 成 1 I 在 多 矽 電 極 和 相 鄰 電 極 之 間 的 光 電 二 極 管 部 係 形 成 中 空 的 1 1 形 狀 0 經 由 形 成 在 其 上 的 Β P S G 膜 第 二 微 透 鏡 的 形 狀 1 1 乃 被 決 出 0 換 言 之 最 後 B P S G 膜 的 厚 度 係 決 定 了 透 1 線 鏡 的 形 狀 但 是 其 基 本 的 形 狀 係 由 多 δ夕 電 極 和 光 屏 膜 的 厚 1 I 度 和 寬 度 K 及 其 間 的 距 離 所 決 定 0 例 如 假 設 多 矽 電 極 的 1 1 厚 度 為 大 约 〇 8 到 1 U m ) 多 矽 電 極 和 相 鄰 多 δ夕 電 極 ( 1 1 光 電 二 極 管 部 ) 之 間 的 距 離 為 大 約 5 U m 多 矽 電 極 之 表 I 面 上 光 屏 膜 的 厚 度 為 大 約 0 4 U m 以 及 B P S G 膜 的 1 j 厚 度 為 大 約 0 8 U m 則 第 二 微 透 鏡 的 形 狀 包 括 一 外 1 1 凸 的 透 鏡 赘 其 中 央 部 ί系 形 成 為 一 外 凸 的 形 狀 0 1 1 而 且 » 甚 至 更 為 有 效 的 是 至 少 從 包 含 δ夕 ib 物 ( 1 1 - 11 » 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 3ϋ〇652 Μ Β7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印装 五、發明説明（1 ) 1 1 I W S i ) 、 m 矽 化 物 ( Μ 〇 S i ) 及 鈦 矽 化 物 ( 1 1 1 Τ i s i ) 之 族 群 來 選 取 金 屬 矽 化 物 膜 0 在 上 述 组 態 中 t 1 I 請 1 具 高 熔 點 的 金 靥 膜 可 包 括 至 少 ‘ 種 係 選 自 包 含 II ( W ) 、 先 1 閱 1 鉬 ( Μ 0 ) 、 Μ 及 鈦 ( Τ ) 之 族 群 的 金 屬 膜 0 讀 背 1 A I 而 且 在 上 述 組 態 中 最 好 一 硼 — 磷 — 矽 酸 脂 一 玻 璃 之 1 | 意 1 I ( B Ρ S G ) 膜 係 形 成 為 該 光 屏 膜 和 該 光 電 二 極 管 部 之 一 事 項 1 I 再 1 1 表 面 層 0 以 此 方 式 相 較 於 一 般 的 m 玻 璃 ( P S G ) 所 填 t 寫 本 裝 述 表 面 形 狀 係 因 加 熱 而 變 得 平 滑 0 頁 1 1 此 外 由 於 在 光 電 二 極 管 部 之 區 域 中 硼 一 — 砂 酸 脂 1 1 — 玻 瑪 ( B P S G ) 膜 的 截 面 係 由 多 δ夕 電 極 和 光 屏 膜 形 1 1 成 為 整 個 地 覆 蓋 相 鄰 的 外 凸 形 狀 故 可 獲 致 一 帶 有 平 滑 表 1 訂 面 的 中 空 形 狀 〇 亦 即 該 光 電 二 極 管 部 的 頂 部 係 採 取 一 中 1 I 空 和 平 滑 的 截 面 形 式 並 且 此 形 狀 可 決 定 出 該 第 二 微 透 鏡 1 1 的 形 狀 0 而 且 當 一 深 的 形 狀 被 形 成 時 团 取 好 是 沈 積 一 薄 1 1 的 B Ρ S G 膜 而 當 一 淺 的 形 狀 被 形 成 時 則 應 沈 積 一 厚 1 線 的 B Ρ S G 膜 0 在 上 述 組 態 中 团 m 好 該 Β Ρ S G 膜 具 有 一 1 | 從 0 5 U m 到 1 2 U m 的 厚 度 〇 1 1 1 如 上 所 述 » 半 導 體 元 件 表 面 保 護 性 塗 層 包 括 有 至 少 — 1 1 層 係 選 § 包 含 S 〇 2 、 S 0 N Μ 及 S ί N 之 族 群 的 1 膜 Λ 這 些 材 料 通 常 係 利 用 於 一 半 導 體 之 鈍 化 ( 表 面 保 護 ) 1 | 1 而 且 其 可 防 止 表 面 塵 埃 污 染 半 導 體 元 件 的 内 部 或 是 可 防 1 1 止 m 氣 滲 透 〇 1 1 而 且 » 當 — m 色 層 係 被 形 成 在 上 和 下 mil. 微 透 鏡 之 間 並 接 1 1 - 1 2 - 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 五、發明説明（/ 1 1 I SH ns 到 下 微 透 鏡 的 上 側 時 > 可 得 到 一 極 佳 的 彩 色 C C D 0 1 1 1 其 次 ♦ 依 據 製 造 本 發 明 之 一 棰 固 態 攝 像 装 置 的 方* 法 9 1 I 其 中 該 固 態 攝 像 裝 置 包 含 有 兩 層 微 透 鏡 被 定 位 在 相 應 於 設 請 先 1 閱 | 置 在 具 有 — 固 態 攝 像 元 件 被 形 成 在 其 上 之 半 導 體 基 片 的 表 讀 背 1 I 面 上 一 光 電 二 極 管 部 的 上 側 和 下 側 此 方 法 係 包 括 下 列 步 之 1 I 意 1 I 驟 事 1 項 I 再 ( A ) 藉 由 例 如 一 利 用 電 漿 的 分 子 沈 積 法 形 成 一 個 填 1 寫 裝 選 白 包 含 S 0 2 、 S 〇 N 、 >λ 及 S Ν 之 族 群 的 表 面 頁 1 保 護 性 塗 層 在 該 光 電 二 極 管 部 上 1 1 ( B ) 塗 覆 — 第 二 JJUL· 微 透 鏡 材 料 樹 脂 在 該 表 面 保 護 性 塗 1 1 暦 的 頂 部 上 、 加 熱 並 軟 化 Μ 及 硬 化 Μ 形 成 . 第 二 微 透 1 訂 鏡 1 ( C ) 塗 覆 一 具 有 較 之 該 第 二 微 透 鏡 材 料 樹 脂 為 低 折 1 1 射 率 之 樹 脂 材 料 平 坦 化 VX 及 形 成 一 中 間 膜 以 及 1 1 ( D ) 塗 覆 _ 具 有 與 該 第 二 微 透 鏡 材 料 樹 脂 為 相 同 的 1 線 折 射 率 和 至 少 大 致 上 等 同 的 光 穿 透 率 之 第 —* 微 透 鏡 材 料 樹 1 i 脂 、 加 熱 並 軟 化 .、 Μ 及 硬 化 ♦ Μ 形 成 一 第 — 微 透 鏡 1 1 ( E ) 其 中 該 等 上 和 下 微 透 鏡 的 光 折 射 率 係' 大 於 從 該 1 1 表 面 保 護 性 塗 層 到 該 光 電 二 極 管 部 之 膜 的 平 均 折 射 率 0 | 结 果 本 發 明 的 固 態 攝 像 装 置 可 被 有 效 率 地 製 得 0 1 I 圖 1 為 一 剖 面 視 圖 t 顯 示 出 本 發 明 — 苴 施 例 中 一 固 態 1 1 攝 像 装 置 的 形 像 拾 取 部 0 1 1 圖 2 為 — 剖 面 視 圖 $ 顯 示 出 本 發 明 __. 第 二 實 疵 例 中 一 1 1 - 13 - 1 1 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 B7 經濟部中央樣箪局員工消費合作社印製 五、發明説明 (( 1 1 1 固 態 攝 像 装 置 的 形 像 拾 取 部 0 1 1 1 圖 3 為 一 概 示 圖 S 顯 示 出 由 一 第 二 微 透 鏡 聚 集 斜 向 光 1 I 並 將 之 導 引 到 本 發 明 一 實 施 例 中 光 電 二 極 管 部 的 程 序 0 請 先 1 閱 I 圖 4 為 一 概 示 圖 ， 顯 示 出 斜 向 光 之 光 路 徑 偏 離 開 一 傳 讀 背 I ιέ I 統 例 中 一 光 電 二 極 管 部 的 狀 態 0 之 1 I 意 1 I 圖 5 為 _. 剖 面 視 圖 » 顯 示 出 一 傳 統 的 固 態 攝 像 装 置 之 事 j員 1 I 1 \ 形 像 拾 取 部 〇 填 i 圖 寫 裝 6 ( a ) 到 6 ( C ) 為 剖 面 視 圖 顯 示 出 製 造 本 發 頁 1 , 明 —— 莨 施 例 中 — 第 二 微 透 鏡 的 方 法 0 1 1 圖 7 為 一 剖 面 視 圖 顯 示 出 一 第 二 微 透 鏡 不 存 在 之 傳 1 1 統 固 態 攝 像 装 置 中 入 射 光 的 光 路 徑 0 1 訂 圖 8 為 一 剖 面 視 圖 顯 示 出 本 發 明 第 四 實 施 例 中 人 射 1 I 光 的 光 路 徑 0 1 1 圖 9 為 一 立 體 視 圖 顯 示 出 本 發 明 __. 實 施 例 中 之 一 多 1 1 矽 電 極 部 0 1 線 圖 1 〇 為 — 圖 示 r 顯 示 出 本 發 明 第 四 實 施 例 和 傳 統 例 1 I 之 間 相 比 較 的 番 敏 度 比 0 1 1 本 發 明 現 將 參 照 附 圖 和 下 述 例 子 詳 细 描 述 0 這 lit 例 子 1 1 為 說 明 性 質 } 不 應 解 釋 為 限 制 本 發 明 0 Γ 圖 1 顯 示 出 本 發 明 例 子 1 中 一 固 m 攝 像 装 置 的 形 像 拾 1 「 取 部 〇 此 第 一 個 例 子 顯 示 出 一 晶 片 上 m 色 器 5 具 兩 層 微 透 1 1 鏡 被 設 置 在 上 和 下 側 1 和 一 半 奪 體 元 件 结 構 被 置 於 此 晶 Η 1 1 上 濾 色 器 之 下 0 圖 2 為 —* 剖 面 視 圖 * 顯 示 出 本 發 明 一 第 二 1 1 - 14 - 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 B7 經濟部中央樣準局員工消费合作社印製 五、發明説明（ "/) 1 1 I 實 施 例 中 一 固 態 攝 像 装 置 的 形 像 拾 取 部 0 此 第 二 例 子 有 兩 1 1 1 層 微 透 鏡 經 由 塗 覆 加 熱 、 以 及 熔 化 而 形 成 0 在 接 下 來 的 1 | 圖 1 到 圖 3 及 圖 6 到 圖 9 中 相 同 的 元 件 像 具 有 相 同 的 諸 先 1 閱 I 參 考 標 號 並 且 相 同 元 件 之 解 說 將 予 以 省 略 0 漬 背 1 面 I 例 子 1 之 注 1 | 意 1 在 圖 1 所 示 的 實 施 例 中 一 大 約 3 U m 厚 的 P — 井 層 孝 項 1 I 1 ! 1 2 係 利 用 摻 雜 物 注 射 法 或 是 在 注 射 摻 雜 物 之 後 利 用 一 填 1 該 寫 本 裝 驅 人 爐 被 形 成 在 η 一 型 半 導 體 基 片 1 3 上 〇 在 P — 頁 1 井 層 1 2 的 表 面 部 上 所 述 摻 雜 物 注 射 法 係 被 利 用 來 形 成 1 1 一 電 荷 轉 移 部 1 〇 ( 各 側 邊 大 約 1 U m 長 度 和 大 約 0 3 1 1 U m 厚 度 ) 和 一 光 電 二 極 管 部 1 1 ( 各 側 邊 大 約 1 5 1 訂 U m 長 度 和 大 約 1 U m 厚 度 ) 0 其 次 係 利 用 一 種 藉 由 耐 1 I 熱 氧 化 物 低 壓 C V D ( 化 學 氣 相 沈 積 ) 來 形 成 一 氮 化 物 膜 1 1 的 方 法 以 形 成 一 0 N 0 膜 9 此 0 N 0 膜 包 含 一 採 納 有 1 1 氮 化 矽 膜 ( S i N ) 之 約 〇 1 U m 厚 的 氧 化 矽 膜 0 之 後 1 線 > 利 用 低 Μ C V D 法 係 形 成 一 多 矽 電 極 8 其 各 側 邊 大 1 I 約 1 U m 長 度 和 大 約 〇 4 U m 厚 度 0 1 1 在 該 多 矽 電 極 8 的 頂 部 上 %% ( W ) 或 是 m 矽 化 物 ( 1 1 W S ) 係 被 沈 積 為 一 光 屏 膜 7 帶 有 從 1 0 〇 η m 到 I 5 0 0 η m 的 厚 度 而 且 僅 該 光 電 二 極 管 部 1 1 上 方 的 部 1 位 係 被 以 蝕 刻 法 移 除 0 在 此 實 施 例 中 濺 塗 法 或 C V D 法 1 1 係 被 利 用 來 形 成 W S i 膜 0 4 U m 厚 0 1 1 在 該 光 屏 膜 7 的 表 面 上 一 B P S G 膜 6 被 沈 積 : 1 1 - 15 - 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X 297公釐） 五、發明説明（/ BP SG膜具硼3 且此膜係被沈積為 施例中，一常壓C 度。B P S G膜的 該光電二極管部1 較深的形狀可藉由 以及一較淺的形狀 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 形狀決 S i 0 係以電 5。表 約1 · 到該元 元件部 在 透鏡2 學式（ 徵為加 ( 定出了 第 N、或 S i 漿C V D法 面保護性塗 5 ◦至ij 1 · 件表面保護 2 2° 該元件表面 的材料2 ’ 化學式1 ) 熱時熔化， 化學式1 ) 個重量％濃度和磷6個重量％濃度，並 從0 · 4到1 · 2 u m的厚度。在此實 V D法係被利用來形成Q · 8 u m的厚 折射率係大約1 · 4 7。在此情況下， 1上方的部位具有中空的截面形狀。一 將B P S G膜形成得較薄而予Μ形成， 可藉由沈積一較厚的膜而予以形成。此 二微透鏡2的形狀。而且，Si 02 、 N ( S i ◦ 2係被採用於本實施例中） 被沈積為一半導體元件表面保護性塗層 層的厚度大約40 0 nm，且折射率大 55。範圍自該η —型半導體基片1 3 性塗層5的區段 > 通常稱為半導體攝像 保護性塗層5的表面上，一種該第二微 係Μ旋塗法被塗覆。此材料包含Κ下化 中所示的聚對乙烯基-酚基樹脂，其特 而再進一步加熱時便硬化。0Η Ο CH —CH2. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 訂
N 16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210 X 297公釐） 五 、發明説明（（Ψ ) A7 B7 經濟部中央橾隼局貝工消f合作社印製 (在此化學式中，η代表聚合作用數，表示聚合物之·重覆單元數。） 一萘二叠氮化物感光劑係被添加到上述聚對乙铺基 -酚基樹脂，並且形態化可以紫外線來實施。圖6 (a) 係一顯示出所塗覆狀態的剖面視圖。紫外線1 5係經由一 光柵1 6 (此光柵係由一透明的合成石英所形成’並且一 由鉻所製成金臛形態之光罩2 3係被集成。此光柵為.缩小 1 / 5尺寸的投影式光柵。該光罩2 3的窗口部具有2 5 «m長度x20um寬度的尺寸，並且鉻形態的厚度係 0 · 1 u m )而輻照，其係被設計成為用來形成第二微透 鏡之尺寸，並且微透鏡材料係被移除的部位係被感光化。 其次，一有機鹼性溶疲（一般常被利用於此項技藝中的一 棰非金屬型有機銨顯像溶液）係被利用於洗滌’並且一顯 像形態1 7係被形成在暴露部中。此狀態之一剖面視圖係 被顯示在圖6 (b)中。而且，紫外線係被輻照，以強化 透鏡材料的穿透率達9 0到9 8 %。熱處理在大約1 5 ◦ 到1 8〇Ί〇下被苴施達5分鐘之後，其像在200t：下被 進一步加熱達5分鐘，Μ確保經歷過熔化之後的硬化。结 果，第二微透鏡2乃被彤成。第二微透鏡2的剖面視圖係 被顯示在圖6 ( c )中。第二微透鏡2具有的直徑 和2.2um的最大厚度。此第二微透鏡2具有 -17- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·
、1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A*规格 (210X 297公釐） 308652 A7 B7 經濟部中央標隼局員工消费合作社印裝 五 '發明説明（（(） 1 1 I 1 * 5 6 0 的 折 射 率 η 2 0 1 1 1 當使用到由含透明樹脂的相同基材所製成而無感光性 1 I 的 樹 脂 ( 其 在 1 5 0 下 被 軟 化 之 後 硬 化 ) 時 » —— 種 埶 塑 請 先 1 閲 I 性 酚 — 甲醛類樹脂類型的感光性阻擋層 ( 由TDK Cc 漬 背 I 面 1 Ltd . 所 製 造 者 ) 係被塗覆在此澍脂上並予以形態化 0 之 之 1 I 意 1 I 後 > 除了最终透鏡形狀的部位之外皆係藉由乾蝕刻或溼蝕 事 ίδ 1 | 再 刻 而 被 移 除 0 基 底 係 包 含 一 無 機 S i 〇 型 物 質 i 以 便 可 確 填 1 寫 本 裝 保 與 —» 有 機 樹 脂 的 蝕 刻 率 差 為 足 夠 大 1 其 乃 使 得 可 有 確 頁 1 定 的 形 態 成 形 0 1 1 該 熱 塑 性 酚 一 甲 醛 類 樹 脂 類 型 光 阻 層 係 在 一 脫模溶疲 1 I 中 被 選 擇 性 地 冲 洗 並 移 除 0 在 純 水 中 沖 洗 該 光 阻 層 並 乾 烽 1 訂 之 後 第 二 微 透 鏡 材 料 係 在 1 5 〇 °c 下 被 熔 化 並 妖 t > v\ 後 被 1 1 加 埶 到 2 0 〇 Κ 便 Ί3Β Οχ 化 0 结 果 在 圖 6 ( C ) 之 剖 面 視 1 1 圖 中 所 顯 示 的 结 構 係 被 形 成 0 第 二 微 透 鏡 具 有 9 U m 的 直 1 1 徑 和 2 U m 的 最 大 厚 度 0 線 第 — 微 透 鏡 被 形 成 之 後 係 塗 覆 一 層 m 色 材 料 0 此 濾 1 | 色 層 係 由 負 型 感 光 性 丙 烯 酸 基 染 料 4 ( 圖 1 ) 所 構 成 其 I 1 係 被 旋 塗 Η 形 成 0 * 3 到 0 * 9 U m 的 厚 度 0 為 了 要 空 出 1 1 一 Μ 相 同 的 色 彩 來 染 色 的 圖 元 部 * 該 嫌 色 層 係 藉 由 曝 紫 外 1 線 而 被 交 叉 耦 連 並 在 1 3 〇 °c 下 被 硬 化 達 5 分 鐘 0 此 染 色 1 I 程 序 偽 藉 由 利 用 — 種 此 項 技 藝 中 為 熟 知 的 方 法 而 實 施 0 m 1 I 色 層 的 折 射 率 η 4為1 5 5， 其像幾乎等於第二微透鏡 1 I 的 折 射 率 > 並 且 光 學 路 徑 係 與 微 透 鏡 者 為 相 同 0 其 次 * 1 1 - 18 — 1 1 本紙张尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（2丨Ox 29了公釐) A7 B7 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 五、發明説明（/fe) 1 1 | 包 含 透 明 丙 烯 酸 澍 脂 的 中 間 膜 3 係 被 旋 塗 9 形 成 1 1 1 0 * 9 U m 的 厚 度 > 並 m 後 被 平 坦 化 〇 1 I 中 間 膜 的 折 射 率 η 3係大約 L • 4 9 8並且係小於第 請 先 閱 1 1 二 微 透 規 的 折 射 率 η 2 3 Μ此方式 ，外凸形狀的第二微透 讀 背 1 1 面 I 鏡 現 可 於 上 方 聚 集 光 Λ 而 且 t 當 利 用 到 用 於 視 頻 昭 /、、、 像 機 的 之 1 I 意 I 黑 白 攝 像 或 三 晶 片 攝 像 装 置 時 並 不 需 要 m 色 器 0 該 中 間 事 項 1 I 再 膜 3 係 被 直 接 地 旋 塗 0 其 次 第 一 微 透 鏡 的 材 料 係 被 塗 覆 填 裝 並 光 罩 本 t 且 紫 外 媒 係 經 由 —· 依 循 微 透 鏡 之 形 狀 的 光 柵 ( ) 頁 1 | 而 提 供 作 曝 光 0 由 於 微 透 鏡 係 由 一 感 光 材 料 所 構 成 故 —. 1 1 有 機 鹼 性 溶 疲 ( 非 金 屬 型 有 櫬 銨 顯 像 溶 液 ) 係 被 利 用 於 顯 1 i 像 和 移 除 不 必 要 的 部 分 0 此 外 紫 外 線 係 被 輻 昭 來 使 得 材 1 訂 1 I 質 為 可 穿 透 並 且 材 質 係 在 1 3 0 到 1 6 〇 t： 下 被 加 熱 達 5 分 鐘 〇 结 果 顯 示 在 圖 1 中 的 第 — 微 透 鏡 係 被 形 成 0 此 1 1 1 第 一 微 透 鏡 的 折 射 率 η 1係 5 6 0^ 而且 該被保持 1 1 在 上 述 微 透 鏡 1 和 2 之 間 中 間 膜 3 的 折 射 率 係 紅 1 4 9 5 0 而 且 範 圍 自 該 B P S G 膜 6 到 該 光 電 二 極 1 1 菅 部 1 1 的 膜 具 有 平 均 折 射 率 1 4 7 〇 其 係 幾 乎 與 該 1 1 { B P S G 膜 的 折 射 率 為 相 同 0 上 述 範 圍 自 該 第 __. /H，L· 微 透 鏡 1 1 1 到 該 第 二 徹 透 鏡 2 的 區 段 通 常 稱 為 晶 片 上 微 透 鏡 2 1 0 1 因 此 1 在 光 學 透 鏡 具 有 圖 4 之 開 0 光 圈 以 及 存 在 斜 向 1 i 入 射 光 元 件 的 情 況 下 在 下 方 位 置 被 提 供 Μ 第 二 ntit. 微 透 鏡 的 1 I 固 態 攝 像 装 置 ( C C D ) f 相 較 於 傳 統 的 方 法 ( 僅 存 在 第 1 1 一 微 透 鏡 ) > 係 提 供 出 增 加 達 + 1 〇 到 + 1 5 % 的 輸 出 m 1 1 - 19 - 1 1 各紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（2丨DX 297公t ) A7 B7 經濟部中央樣隼局員工消費合作杜印製 五、發明説明（〖q) 敏度。而且，已經過確認，形像之不希望有的雜散光成份 (斑污）可減少達3 0%。如圖3中所示，在當光圈為開 口的情況下，斜向入射光1 8的光路徑係完全到達該光電 二極管部11。结果，靈敏度在當光學透鏡的光圈為開通 時係獲得改莕。 如上述實施例中所清楚顯示’已經確認，當光斜向地 進入固態攝像裝置時，係可獲致該具有高番敏度的固態攝 像装置，其中帶有光學路徑原本會錯失光電二極管部的光 ，係被下部中的第二微透鏡所收集到’以便更加垂直地導 引光線。而且，亦經確認的是*使用與微透鏡材料為相同 並具有與微透鏡材料為等同的光穿透率的材料，係可因為 光的吸收而避免番敏度變差情事發生。 例子2 在本發明的第二S施例中，一直到第二徽透鏡材料2 ^在該表面保護性塗層5之頂部上塗覆的步驟係與例子1 (圖6 ( a ))中者為相同。之後，係應用一種直接熔化 和硬化的方法，以取代形態化。圖2顯示出其剖面組態。 塗覆之後，紫外線係被輻照，Μ使得材料為透明。材質係 在1 9 〇到2 0 0 t的溫度（其為熔化溫度）下被加熱達 5分鐘’並被液化一次和被平坦化。藉由進一步繼纘加熱 作用*材質乃被硬化。在例子1中，第二微透鏡係画別地 分離開並於朝上和朝下的方向示出—棰外凸的形狀，然而 在例子2中外凸的形狀像僅被形成於朝下的方向。第二微 -20- «H _ - I n fm .^m. —I! tr i 1^1 -- In I _i -II 一OJm· d (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙浪尺度適用中HD家標率（CNS ) A4規格（21()>< 297公1〉 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 五、發明説明 nl > 1 1 透 鏡 的 直 徑 係 大 約 1 0 U m > 並 且 在 中 央 部 的 m 大 厚 度 為 1 1 1 大 約 1 * 7 到 1 * 8 U m 〇 1 I 在 兩 例 子 中 9 第 二 微 透 鏡 的 折 射 率 η 2係大於 請 先 1 1 閱 I B P S G ( Π 2> η 6) 膜 的 折 射 率 η 6 = L .47 並與 讀 背 | I 元 件 表 面 保 護 性 塗 層 5 的 折 射 率 η 5 : L • 5 6 0為相同 < 1 1 意 1 I 0 此 第 二 微 透 鏡 的 折 射 率 η 2t系 •560 事 項 1 I 再 1 P 其 次 « 第 二 微 透 鏡 被 形 成 之 後 > 如 同 在 例 子 1 中 t __- 填 1 m 寫 裝 色 材 料 係 被 塗 覆 0 此 Μ 色 層 的 折 射 率 η 4 (其為 頁 1 | 1 5 5 ) 係 幾 乎 等 於 第 二 微 透 鏡 的 折 射 率 並 且 光 路 徑 1 1 係 同 於 微 透 鏡 〇 之 後 中 間 膜 3 係 藉 由 旋 塗 而 形 成 並 且 1 1 一 平 坦 化 材 料 係 藉 由 塗 覆 而 形 成 〇 此 中 間 膜 亦 以 相 同 於 例 1 訂 子 1 中 的 方 式 被 形 成 〇 1 | 該 中 間 膜 3 的 祈 射 率 η 3係大約1 4 9 並且像小 1 I 於 第 二 微 透 鏡 的 折 射 率 η 2 1 Μ此方式 — -直立外凸微透 1 1 鏡 現 可 於 上 方 聚 集 光 0 而 且 1 當 利 用 到 用 於 視 頻 昭 像 Mb 傲 的 線 黑 白 攝 像 或 二 晶 片 攝 像 装 置 時 並 不 需 要 m 色 器 且 該 中 1 I 間 膜 3 係 被 直 接 地 旋 塗 0 第 微 透 鏡 的 材 料 被 塗 覆 之 後 > 1 1 紫 外 線 係 經 由 —. 依 循 nuL. 微 透 鏡 之 形 狀 的 光 柵 ( 光 罩 ) 而 提 供 1 1 作 曝 光 0 由 於 htti, 微 透 鏡 包 含 有 感 光 材 料 * 故 — 有 機 鹼 性 溶 液 Γ ( 非 金 屬 型 有 m 銨 顯 像 溶 液 ) 係 被 利 用 於 顯 像 和 移 除 不 必 1 要 的 部 分 0 此 外 ) 紫 外 線 係 被 輻 照 來 使 得 材 質 為 可 透 明 r 1 1 且 材 質 係 在 1 3 〇 到 1 6 0 °C 的 溫 度 下 被 加 熱 達 5 分 鐘 ) 1 1 熔 化 並 硬 化 0 之 後 t 材 質 係 在 2 0 0 t： 下 再 度 被 加 熱 達 5 1 1 - 2 1 - 1 1 本紙悵尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公鼇） 308652 經濟部中央樣準局員工消費合作社印聚 A7 B7五、發明説明（Π ) 分鐘，K改菩可靠性。结果，顯示在圈2中的苐—微透鏡 係被形成。此第一微透鏡1的折射率η 1係1 · 5 6 0。 而且，該被保持在上述微透鏡1和2之間中間膜3的折射 率係1 ‘495。而且，範圃自該 BPSG膜6到該 光電二極管部1 1的膜具有平均折射率1 · 4 7 0 ’其係 與該BP SG膜的折射率為相同。 因此，在光學透鏡具有圖4之開口光圈Μ及存在斜向 入射光元件的倩況下，在下方位置被提供Κ第二微透鏡的 固態攝像裝置（CCD)，相較於傳統的方法（僅存在第 一微透鏡），係提供出增加達+ 5到+ 1 ◦ %的輸出靈敏 度。而且，已經過確認，形像之不希望有的雜散光成份（ 斑污）可減少達2 0%。如圖3中所示，在當光圈為開口 的情況下，斜向入射光1 8的光路徑係完全到達該光電二 極管部11。结果，蚕敏度在當光學透鏡的光圈為開通時 係獲得改善。 如上述S施例中所清楚顯示，已經確認，當光斜向地 進入固態攝像装置時，係可獲致該具有高蛋敏度的固態攝 像裝置，其中帶有光學路徑原本會錯失光電二極管部的光 ，像被下部中的第二微透鏡所收集到，Κ便更加垂直地導 引光線。而且，亦經確認的是，使用與微透鏡材料為相同 並具有與微透鏡材料為等同的光穿透率的材料，係可因為 光的吸收而避免番敏度變差情事發生。 例子3 -11- 扯衣 訂^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度遄用中國國家橾羋（CNS ) Α4規格（2Ι〇χ 297公釐） B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（yt) 1 1 現 將 參 照 圃 6 ( a ) 到 6 ( C ) 描 述 一 種 製 造 依 據 1 1 1 本 發 明 —' 實 施 例 中 固 態 攝 像 裝 置 的 方 法 ° 1 I 圖 6 ( a ) 為 一 剖 面 視 圖 ♦ 顯 示 出 在 一 半 導 體 攝 像 元 請 先 1 1 閱 I 件已依據此製造方法而被完成後 一 項 對 之 塗 覆 上 述 化 學 讀 背 | ιέ I 式 (化學式 1 ) 中 所 示 聚 對 乙 烯 基 — 酚 基 樹 脂 達 2 U m 之 之 1 1 意 \ I 厚 度 的 步 驟 0 圈 6 ( b ) 係 一 剖 面 視 圖 顯 示 出 在 紫 外 線 事 項 1 I 再 1 1 1 5 經 由 __. 光 柵 ( 光 罩 ) 1 6 被 辐 昭 之 後 * 以 有 機 銨 來 顯 填 [ 像 寫 裝 的 中 間 步 驟 其 中 在 此 製 造 方 法 中 第 二 微 透 鏡 的 材 料 2 頁 1 1 t 包 含 一 正 型 感 光 性 材 料 0 圖 6 ( C ) 係 — 剖 面 視 圖 顯 1 1 示 出 此 製 造 方 法 之 一 中 間 步 驟 其 包 含 在 1 5 0 到 1 8 0 1 1 X： 下 、 熔 化 、 Μ 及 以 輻 昭 紫 外 線 獲 得 牙 透 性 之 後 的 硬 化 0 1 訂 接 下 來 _* 負 型 感 光 性 丙 烯 酸 基 染 料 4 ( 圖 1 ) 係 被 1 I 旋 塗 Μ 形 成 〇 3 到 〇 9 U m 的 厚 度 並 且 為 了 要 空 出 1 1 一 將 以 相 同 的 色 來 染 色 的 元 部 ί 交 叉 耦 連 係 藉 由 曝 紫 1 1 外 線 而 被 容 許 發 生 並 且 其 係 在 1 3 0 °C 下 被 硬 化 達 5 分 線 鐘 0 之 後 其 係 被 浸 在 一 預 定 的 染 色 溶 液 中 並 被 染 色 0 此 1 | 染 色 程 序 係 藉 由 利 用 — 種 此 項 技 藝 中 為 熟 知 的 方 法 而 實 施 1 1 0 m 色 層 的 折 射 率 η 4為1 5 5， % % 1 ^ 2 % | - :微 1 1 透 鏡 的 折 射 率 ♦ 並 且 光 學 路 徑 係 與 微 透 鏡 者 為 相 同 〇 其 次 Γ i 該 中 間 膜 3 係 被 旋 塗 以 形 成 0 ♦ 9 U m 的 厚 度 ， 並 m 4 > 1 後 被 平 坦 化 0 之 後 第 一 微 透 鏡 1 係 被 塗 覆 大 約 2 U m 1 1 的 厚 度 » 並 且 紫 外 線 係 經 由 一 光 柵 ( 光 罩 ) 而 提 供 作 曝 光 1 1 0 曝 光 部 位 係 W 一 有 懺 鹼 性 溶 液 ( 非 金 靨 型 有 饑 m 顯 像 溶 1 1 - 2 3 - 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X 297公釐） 經濟部中央樣隼局員工消費合作杜印製 Α7 Β7 五、發明説明Cv\ ) 液）而被清洗之後’紫外線係被辐照來使得衬質為透明’ 且材質係在1 3 〇到1 6 0七的溫度下被加熱達5分鐘’ 熔化並硬化。之後’材質係在2 0 0 C下再度被加熱達5 分鐘，以改菩可靠性’因而形成該第二微透鏡。此第二微 透鏡的折射率n2為1 · 560。第一微透鏡的折射率nl 亦為1 . 5 6 0。中間膜3的折射率η 3燦大約 1 · 4 9 5，並且係小於該第二微透鏡的折射率η 2 。以 此方式，一直立外凸形狀的第二微透鏡現可聚集光。此外 ，範圍自該BPSG膜6到該光電二極管部1 1的膜具有 平均折射率1 ·47〇 ’其係與該BPSG膜的折射率為 幾乎相同。 因此，在光學透鏡具有圖4之開口光圈Μ及存在斜向 入射光元件的情況下’在下方位置被提供Κ第二微透鏡的 固態攝像装置（CCD) ’相較於傳統的方法（僅存在第 一微透鏡），係提供出增加達+10到+15%的輸出靈 敏度。而且，已經過確認’形像之不希望有的雜散光成份 (斑污）可滅少達3〇%°如圖3中所示，在當光圈為開 口的情況下，斜向入射光1 8的光路徑係完全到達該光電 二極管部11。结果’番敏度在當光學透鏡的光圈為開通 時像獲得改菩。 如上述實施例中所清楚顯示’已經確認，當光斜向地 進入固態攝像装置時’係可獲致該具有高蜜敏度的固態攝 像装置，其中帶有光學路徑原本會錯失光電二極管部的光 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4現格（210x297公楚） 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 A7 經濟部中央標隼局員工消費合作杜印製 B7
1 I I — I I — III 五、發明説明（>7) ’ f系被下部中的第二微透鏡所收集到，以便更加垂直地導 引光媒。而且，亦經確認的是’使用與微透鏡材料為相同 並具有與微透鏡材料為等同的光穿透率的材料’係、可因為 光的吸收而避免靈敏度變差憤事發生。而且，亦經確認的 是，可同時減低形像之不希望有的雜散光成份（斑污）° 例子4 其次，比較不存在一第二微透鏡之傳統固態攝像裝置 (圖7)和存在一以例子3的方式所製造的第二微透鏡之 固態攝像装置（圖8 )之間，入射光的番敏度比。结果係 頚市在圖1 0中。在圖1 0中，具黑點記號的線係顯示出 在一有第二微透鏡（内層透鏡）之實施例的固態攝像裝置 中入射光的番敏度比。記號X示出由不存在第二微透鏡之 傳1統固態攝像装置所獲致入射光之最高靈敏度標準（=1 }。相較於上述傳统的固態攝像装置，可確知此實施例的 靈敏度比改春了 6 — 1 6%，而苐一微透鏡之厚度比範圍 為 8 〇 - 1 2 0 ( % ) 〇 依據上述结果，雖然未被提供以圖7之第二微透鏡的 ®態攝像装置中的入射光24 (馍擬入射光）可在某程度 上被第一微透鏡（圖中未示出）所聚集，但是經由一中間 透明膜3進入的光在使用單透鏡時係散射在該光電二極管 部1 1的周邊5因此，無法獲得足夠的靈敏度，這是因為 所述散射光稍後係被光屏膜7所阻斷。 另一方面，此實施例的固態攝像裝置係被提供以第二 -25- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4i見格 (210 X 297公釐） .裝 訂 泳 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明) 微透鏡2，如圖8中所示，因此入射光2 5 (模擬入射光 )現將由於第二微透鏡2和B P SG膜之間的折射率差而 到達光電二極管部的中央部。结果，番敏度係顯著地增加 〇 而且，兩電極8、8 ’存在於剖面方面的圖7 — 8係、 為取自圖9中線E - β的剖面視圖。這些圖與沿著線I -I所取剖面視圖的圖1 — 6並無多大差別。 接著，在當靈敏度處於圖1 0中最高的時候蚕敏度改 菩的比和雜散光成份（斑污）之斑污減低的效果，偽顯示 在表1中。 r 表1 ir用m —透镜 有一層吊ίΜ内層透鏡 苔畋度比 1 . 〇 〇:歷準值 1.16 斑tb _ 1 . 0 0 :漂準值 0.70 當到達光電二極管部1 1和光屏膜7的光必需為強時 ，光係因波導效懕而被反覆地反射在光屏膜7的背側上和 在ρ -井矽層1 2的表面上並到達C C D電荷轉移部1 0 ，其然後變為斑污：·此外，斜向光係從光屏膜7的邊緣直 接進入C C D電荷轉移部1 0 ，使得斑汚成份增加。然而 ，如表1中所清楚顯示，藉由形成本發明的第二微透鏡， 入射光係被聚集到光電二極管部1 1的中央部，並且朝向 光電二極菅部和光屏膜邊緣部之光的集中變低，使得斑污 成份乃被減低。靈敏度之增加以及周邊光密度之減低，相 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） .裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 經濟部中央標隼局員工消費合作社印策 Μ Β7 五、發明説明（^ ) 較於傳统的組態，使得所獲致的改菩達到約3 0 %。因此 ，藉由本發明已確知|可同時地改菩靈敏度和減低斑污成 份。 如上所述，在這些》施例中的固態攝像装置係藉由使 用一帶有高熔點的金靨或是使用一帶有高熔點的金屬矽化 物膜作為一光屏膜而形成，並且在光屏膜被薄膜化之後， 一 B P S G膜係被整個地覆蓋。然後，一微透鏡係被直接 地形成在一被提供MS i 02、S i ON 、或S i N表面 保護性塗層的元件上。在一濾色層和一中間膜係被塗覆並 被平坦化之後，另一微透鏡像被形成，因而形成兩微透鏡 在上和下部。至少下微透鏡所具有的折射率為大於該中間 膜或該B P SG膜的折射率，使得當光斜向地進入固態攝 像裝置時，帶有光路徑原本將誤失光電二極管部的光係被 第二微透鏡聚集在下部，Μ便更加垂直地導引光。K此方 式，乃可獲致可避免番敏度變差之固態攝像装置。 而且，藉由使用一種與微透鏡材料為相同或者是具有 與微透鏡材料為等同穿透率的材料，乃可獲致一種固態攝 像装置，其中不會出現S敏度因光之吸收而變差的情事。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 、vs

Claims (1)

  1. 3G8652
    A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 、-種固態攝像装置，包括有： 一半専體基片，具有一固態攝像元件被形成在其上， 此固態攝像元件包含一光電二極管部在其表面上； -半導體元件表面保護性塗層位在該固態攝像元件之 上； 一位在該保護性塗層之上的下微透鏡，被設置在--對 應於該光電二極管部之位置的位置； -中間層位在該F微透鏡之上；Μ反 一位在該中間層之上的上微透鏡，被設置在一對應於 該光電二極管部之位置的位置； 其中該等上和下微透鏡具有大致相同的光折射率和大 致等同的光穿透率，上和下微透鏡的光折射率係大於該中 間層的光折射率，並大於該固態攝像元件上從該保護性塗 層到該光電二極管部之部位的平均祈射率： 2 、如申講專利範圍第1項所述固態攝像装置，其中 該下微透鏡的剖面形狀係為外凸的形狀，其中央部像朝向 向上的方向或是朝向向F的方向膨起- 3 、如申請專利範圍第1項所述固態攝像裝置，其中 該上微透鏡的剖面形狀谣為外凸的形狀*其中央部係朝向 问上的方向或是朝向向下的方向膨起。 4 、如申請專利範圍第I項所述固態攝像裝置，進而 包括有至少一層係選自包含具高熔點之金屬矽化物膜和金 屬膜之族群的膜·在除了光電二極管部之外的光屏區域形 -1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2i〇X297公釐） --------丨裝----------訂------1 A (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 六、申請專利範圍 1 1 I 成 為 — 光 屏 膜 1 1 5 、 如 串 請 專 利 範 圍 第 4 項 所 述 固 態 攝 像 裝 置 其 中 1 I 請 1 I 該 金 m WRJ δ夕 化 物 膜 係 至 少 —- 層 選 白 包 含 II δ夕 ib 物 ( W S i ) 1 閱 S 鉬 6夕 化 物 ( Μ 〇 S ) \ Μ 及 钛 矽 化 物 ( T i S ί ) 之 讃 背 1 面 I 族 群 的 膜 ,二| 之 注 1 I 意 I 6 、 如 請 專 利 範 圍 第 4 項 所 述 固 態 攝 像 裝 置 其 中 事 項 1 I 再 1 該 具 高 熔 點 的 金 屬 膜 包 括 有 "Τ'Ζ ：±ι 少 —. 種 選 白 由 II ( W ) 、 鉬 填 1 袭 寫 本 ( Μ 〇 ) Μ 及 鈦 ( T 5 ) 所 組 成 族 群 的 金 屬 頁 1 L 7 、 如 甲 請 專 利 範 圍 第 4 項 所 述 固 態 攝 像 裝 置 其 中 Γ 1 硼 — 磷 — 矽 酸 脂 — 玻 璃 ( Β P S G ) 膜 係 形 成 為 該 光 屏 膜 和 該 光 電 __. 極 管 部 之 一 表 面 層 0 1 玎 8 如 請 專 利 範 圍 第 7 項 所 述 固 態 攝 像 装 置 其 中 1 I 該 硼 一 m — 矽 酸 脂 — 玻 璃 ( Β P S G ) 膜 之 剖 面 係 形 成 至 1 1 少 部 分 地 為 —· 中 空 的 形 狀 - 1 1 9 如 申 請 專 利 範 圍 第 7 項 所 述 固 態 攝 像 裝 置 其 中 .,'1 Λ. 該 Β P S G 膜 具 有 e 0 5 u m 到 1 2 U Πϊ 的 厚 度 1 I 1 0 、 如 申 請 專 利 範 圍 第 7 項 所 述 固 態 攝 像 裝 置 其 1 1 5 中 該 半 導 體 元 件 表 面 保 護 性 Μ 層 包 含 至 少 層 選 I 1 S ί 0 1 S 0 N 和 S i N 之 族 群 的 膜 r 1 1 如 串 請 專 利 範 圍 第 1 項 所 逑 固 態 攝 像 裝 置 其 1 中 m 色 層 係 被 形 成 在 上 和 下 微 透 鏡 之 間 並 接 觸 下 微 透 鏡 1 1 之 ----- 上 表 面 1 1 1 2 種 製 造 固 態 攝 像 裝 置 的 方 法 ί 此 固 態 攝 像 1 1 - 2 - 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 裝置包含有上和F層微透鏡，被定位在相應於設置在一具 有一固態攝像元件被形成在其上之半導體基片的表面上一 光電二極管部，係包括下列步驟： i A )形成至少一層選自包含Si〇2 S i Ο N ' 以及S i N之族群的表面保護性塗層在該光電二極管部之 上； (B )塗覆一下微透鏡材料樹脂在該表面保護性塗層 的頂部上、加熱並軟化、以及硬化，Μ形成一下微透鏡； (C )塗覆-具有較之該下微透鏡材料樹脂為低的折 射率之樹脂材料、平坦ib、Μ及形成一中間膜；Κ及 (D )塗覆^·具有與該下微透鏡材料樹脂為相同的折 射率和大致上等同的光穿透率之上微透鏡材料樹脂、加熱 並軟化、Κ及硬化，Κ形成一上微透鏡； (Ε )其中該等上和下微透鏡的光折射率係大於固態 攝像裝置上從該表面保_性塗層到該光電二極管部之部分 的平均折射率： 1 3 、如申請專利範圍第1 2項所述製造一固態攝像 裝置的方法，其中該下微透鏡的剖面形狀係為外凸的形狀 ，其中央部係朝向向上的方向或是朝向向下的方向膨起。 1 4 、如申請專利範圍第1 2項所述製造一固態攝像 装置的方法，其中該上微透鏡的剖面形狀係為外凸的形狀 ，其中央部係朝向向上的方向或是朝向向下的方向膨起。 -3 - 裝I L 訂 7^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 30〇652 Μ C8 D8 六、申請專利範圍 1 5、如申請專利範圍第1 2項所述製造一固態攝像 裝置的方法，其中至少一層係選自包含具高熔點之金屬石夕 ib物膜和金鼷膜之族群的膜，係藉由一濺鍍法或一 C V D 法在除了光電二極管部之外的區域形成為一光屏膜： 1 6 、如申請專利範圍第1 2項所述製造一固態攝像 裝置的方法，其中該金屬矽ib物膜係至少一層選自包含鎢 矽化物(W S i、、鉬矽化物（Μ o S i ) 、K及钛矽化 物（T i S i )之族群的膜 1 7 、如申請專利範圍第1 5項所述製造一固態攝像 裝置的方法，其中該具高熔點的金臑膜包括有至少一種選 自由㈣（W )、鉬（Μ ο ) 、Μ及鈦（T i )所組成族群 的金靥； 1 8、如申請專利範圍第1 2項所述製造一固態攝傲 裝置的方法，其中一硼一磷一矽酸脂一玻璃（B P S G ) 膜像藉由C V D法而形成為該光屏膜和該光電二極管部之 一表面層。 1 9 '如申請專利範圍第1 8項所述製造一固態攝像 裝置的方法，其中該硼—磷—矽酸脂-玻璃（B P S G ) 膜之剖面的至少一部分係形成至少為一中空的形狀。 2 0 、如申請專利範圍第1 8項所述製造一固態攝像 裝置的方法，其中該硼一磷一矽酸脂一破璃（B P S G-) 膜具有自0 · 5 " m到1 · 2 ϋ m的厚度 2 1 、如申請專利範圍第1 2項所述製造一固態攝像 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） -----------裝--^-------訂------ ,n,*- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ABCD 申請專利範圍 装置的方法，其中一濾色層係被形成在上和下徽透鏡之間 並接觸該下微透鏡之一上表面。 --- -n n ϋ - - m m _ _ _ n T n n n _ I I •果 、\έ ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
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