TWI537666B - 固態成像裝置 - Google Patents

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Description

固態成像裝置
本發明係有關於成像裝置，特別有關於固態成像裝置的遮光結構設計。
固態成像裝置例如電荷耦合元件(charge coupled device；CCD)影像感測器或互補式金屬氧化半導體(complementary metal oxide semiconductor；CMOS)影像感測器已經廣泛地在各種影像拍攝設備，例如數位攝影機、數位相機等設備中使用。在固態成像裝置中，多個畫素排列在半導體基底例如矽晶片上，每一個畫素具有一個光電轉換器例如光電二極體(photodiodes)，光電二極體接收入射光線後會進行光電轉換而產生信號電荷，藉由CCD型或CMOS型的讀取電路可得到在光電二極體中產生的光電子所對應的信號電荷。
固態成像裝置可依據光線入射至光接收單元的方向而大致區分為兩個種類，一種是前照式(front-side illuminated；FSI)成像裝置，其接收入射至半導體基底正面上的光線，在半導體基底的正面上具有讀取電路的導線層形成於其上。另一種是背照式(back-side illuminated；BSI)成像裝置，其接收入射至半導體基底背面上的光線，在半導體基底的背面上並無導線層形成於其上。此外，為了彩色影像的成像，在前照式(FSI)和背照式(BSI)成像裝置中提供了彩色濾光片，並且 在前照式和背照式成像裝置中通常具有遮光層來阻擋畫素之間的光線，以避免混色現象發生。
入射光線照射至固態成像裝置上時具有主光線角度(chief ray angle；CRA)，當傾斜的入射光線照射至固態成像裝置上時，固態成像裝置的主光線角度大於垂直的入射光線照射至固態成像裝置上時的主光線角度。當固態成像裝置接收大角度的主光線角度之入射光線時，固態成像裝置的相鄰畫素之間的串音干擾(cross-talk)問題會變嚴重。此外，相較於在固態成像裝置的畫素陣列之中心處的相鄰畫素之間的串音干擾，在固態成像裝置的畫素陣列之邊緣處，其相鄰畫素之間的串音干擾問題也會比較嚴重。
依據本揭示的實施例，提供固態成像裝置的遮光層的各種結構設計，藉此降低或避免上述由傾斜的入射光線所引起的串音干擾問題，並且還可降低或避免在固態成像裝置的畫素陣列之邊緣處所發生的串音干擾問題。
在一些實施例中，提供固態成像裝置，此固態成像裝置包含：基底，含有複數個光電轉換元件；彩色濾光層設置於這些光電轉換元件之上；以及遮光層設置於彩色濾光層與基底之間，遮光層具有複數個第一遮光分隔物沿著第一方向延伸，以及複數個第二遮光分隔物沿著第二方向延伸，其中第二方向垂直於第一方向，這些第一遮光分隔物沿著第二方向具有不同的尺寸，並且這些第二遮光分隔物沿著第一方向具有不同的尺寸。
在一些實施例中，提供固態成像裝置，此固態成像裝置包含：基底，含有複數個光電轉換元件；彩色濾光層設置於這些光電轉換元件之上；遮光層設置於彩色濾光層與基底之間，遮光層具有複數個第一遮光分隔物沿著第一方向延伸，以及複數個第二遮光分隔物沿著第二方向延伸，第二方向垂直於第一方向；以及微透鏡結構設置於彩色濾光層之上，其中沿著第二方向，在每兩個相鄰的第一遮光分隔物之間的每一個距離是不同的，並且沿著第一方向，在每兩個相鄰的第二遮光分隔物之間的每一個距離也是不同的。
100‧‧‧固態成像裝置
102‧‧‧基底
102F‧‧‧基底的正面
102R‧‧‧基底的背面
104‧‧‧導線層
106‧‧‧光電轉換元件
108‧‧‧遮光層
108P‧‧‧遮光分隔物
108X‧‧‧第一遮光分隔物
108Y‧‧‧第二遮光分隔物
110‧‧‧護層
120‧‧‧彩色濾光層
130‧‧‧微透鏡結構
130m‧‧‧微透鏡元件
140‧‧‧入射光線
C‧‧‧遮光層的中心
E‧‧‧遮光層的邊緣
P‧‧‧遮光層的角落部分
w、w1、w2、w3、w4、w5‧‧‧遮光分隔物的寬度
h、h1、h2、h3、h4、h5、h6、h7‧‧‧遮光分隔物的高度
p1、p2、p3、p4‧‧‧遮光分隔物的間距
x1、x2、x3‧‧‧遮光分隔物之間的距離
為了讓本揭示的各種實施例之目的、特徵、及優點能更明顯易懂，以下配合所附圖式作詳細說明如下：第1圖顯示依據本揭示的一些實施例，固態成像裝置的局部剖面示意圖；第2圖顯示依據本揭示的一些實施例，固態成像裝置的遮光層之平面示意圖；第3圖顯示依據本揭示的一些實施例，沿著第2圖的剖面線3X-3X’或3Y-3Y’，固態成像裝置的遮光層之局部剖面示意圖；第4圖顯示依據本揭示的一些實施例，固態成像裝置的遮光層之平面示意圖；第5圖顯示依據本揭示的一些實施例，沿著第4圖的剖面線5X-5X’或5Y-5Y’，固態成像裝置的遮光層之局部剖面示意圖；第6圖顯示依據本揭示的一些實施例，沿著第2圖的剖面線 3X-3X’或3Y-3Y’，固態成像裝置的遮光層之局部剖面示意圖；第7圖顯示依據本揭示的一些實施例所繪製的多個同心圓，每一個圓圈表示具有相同的寬度、相同的高度、或者相同的寬度與高度之遮光層的該些部分所組成的曲線；以及第8-9圖顯示依據本揭示的一些實施例，沿著第4圖的剖面線5X”-5X-5X’或5Y”-5Y-5Y’，固態成像裝置的遮光層之局部剖面示意圖。
參閱第1圖，其顯示依據本揭示的一些實施例，固態成像裝置100的剖面示意圖，固態成像裝置100可由互補式金屬氧化半導體(CMOS)影像感測器或電荷耦合元件(CCD)影像感測器形成，固態成像裝置100包含基底102，例如為半導體基底，其具有正面102F和背面102R，半導體基底可以是晶圓或晶片。固態成像裝置100還包含複數個光電轉換元件106，例如光電二極體形成在基底102中，每一個光電轉換元件106各自設置在固態成像裝置100的一個畫素中，並且這些光電轉換元件106是互相隔離的，雖然第1圖中僅顯示出三個畫素，然而實際上固態成像裝置100具有數百萬或更多的畫素。
在一些實施例中，光電轉換元件106形成在基底102的背面102R上，而包含固態成像裝置100所需的各種導線和電子電路的導線層104則形成在基底102的正面102F上。入射光線140照射在基底102的背面102R上，並且被光電轉換元件106接收，因此第1圖所示之固態成像裝置100可例如為背照式(BSI)成像裝置。
在一些其他實施例中，固態成像裝置可以是前照式(FSI)成像裝置，其入射光線係照射在基底的正面上，穿過導線層並且被光電二極體接收。由於入射光線穿透過前照式成像裝置抵達光電二極體的路徑比背照式成像裝置更遠，因此前照式成像裝置的光學串音干擾效應(optical cross-talk effect)比背照式成像裝置小。
如第1圖所示，在固態成像裝置100中，入射光線140照射在基底102的背面102R上，並且入射光線140不會經過半導體基底102正面102F上的導線層104而抵達光電轉換元件106，因此，相較於前照式成像裝置，在背照式成像裝置的相鄰畫素之間更容易發生光學串音干擾。
照射在固態成像裝置100的中心和邊緣上的入射光線140通常具有不同的角度，入射光線140通常以傾斜的入射角照射在固態成像裝置100的邊緣處，而照射在固態成像裝置100的中心處之入射光線140則通常具有垂直的入射角。當固態成像裝置100接收具有大角度的主光線角度(CRA)之傾斜入射光線140時，固態成像裝置100的相鄰畫素之間的串音干擾會變嚴重。因此，在固態成像裝置100中，位於固態成像裝置的畫素陣列之邊緣處的相鄰畫素之間的串音干擾會比發生在此固態成像裝置的畫素陣列之中心處的相鄰畫素之間的串音干擾嚴重。
依據本揭示的實施例，固態成像裝置100包含遮光層108形成在基底102的背面102R上，藉由遮光層108的結構設計可降低或避免傾斜的入射光所造成的串音干擾問題，並且還 可以降低或避免發生在固態成像裝置100的畫素陣列之邊緣處的串音干擾問題。在第1圖中所示之遮光層108的不同部分的尺寸並未按照比例關係繪製，遮光層108的不同部分在尺寸設計上的細節將如下所述。在一些實施例中，遮光層108的材料為高介電常數(high-k)材料，例如介電常數大於4.2的高介電常數材料，高介電常數材料可選自於W、AlCu、Ta2O5以及其他適合遮光的高介電常數材料。
固態成像裝置100還包含護層(passivation layer)110形成在基底102的背面102R上，護層110覆蓋遮光層108，並且具有平坦的表面，護層110的材料包含氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其他合適的絕緣材料。固態成像裝置100更包含彩色濾光層120形成在護層110的平坦表面上，在一些實施例中，彩色濾光層120包含複數個彩色濾光部件，例如三原色之紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)的彩色濾光部件，這些三原色的彩色濾光部件以合適的配置方式排列。在一些其他實施例中，彩色濾光層120還包含白色(W)的彩色濾光部件與紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)的彩色濾光部件一起，以合適的配置方式排列。
此外，固態成像裝置100還包含微透鏡結構130設置在彩色濾光層120之上，微透鏡結構130具有複數個微透鏡元件130m排列成陣列，微透鏡結構130可以讓入射光線140有效地照射在光電轉換元件106上。在一些實施例中，還可進一步地在微透鏡結構130的表面上沈積化學氣相沈積(CVD)薄膜(未繪出)，化學氣相沈積(CVD)薄膜的材料包含氧化矽、氮化矽或前述的組合。
遮光層108包含複數個遮光分隔物(light shielding partitions)108P設置在光電轉換元件106之間，以俯視角度觀之，遮光分隔物108P組成格子狀結構，光電轉換元件106設置在此格子狀結構的開口中，並且排列成陣列。依據本揭示的一些實施例，調整遮光分隔物108P的尺寸，例如寬度和高度，藉此降低或避免入射光線的傾斜角度所造成的相鄰畫素之間的串音干擾，並且還可以降低或避免串音干擾問題發生在固態成像裝置的畫素陣列之邊緣處。
第2圖為依據一些實施例，固態成像裝置100的遮光層108之平面示意圖，遮光層108包含複數個第一遮光分隔物108X沿著第一方向例如X軸方向延伸，以及複數個第二遮光分隔物108Y沿著第二方向例如Y軸方向延伸，其中第二方向垂直於第一方向，因此第一遮光分隔物108X垂直於第二遮光分隔物108Y而形成格子狀結構。在一些實施例中，這些第一遮光分隔物108X沿著第二方向，亦即Y軸方向具有不同的尺寸，並且這些第二遮光分隔物108Y沿著第一方向，亦即X軸方向具有不同的尺寸。
第3圖為依據一些實施例，沿著第2圖的剖面線3X-3X’或3Y-3Y’，固態成像裝置100的遮光層108之局部剖面示意圖，如第3圖所示，這些第一遮光分隔物108X沿著剖面線3X-3X’具有不同的寬度w1、w2、w3、w4和w5，並且這些第一遮光分隔物108X的寬度w1-w5沿著剖面線3X-3X’梯度地增加。換言之，這些第一遮光分隔物108X的寬度從遮光層108的中心C到邊緣E(如第2圖所示)梯度地增加。在一些實施例中， 這些第一遮光分隔物108X的每一個高度h沿著剖面線3X-3X’是相同的，換言之，這些第一遮光分隔物108X的高度從遮光層108的中心C到邊緣E是相同的。另外，遮光層108的中心C和邊緣E係對應於固態成像裝置100的中心和邊緣。
此外，這些第一遮光分隔物108X的間距(pitch)p1、p2、p3和p4沿著剖面線3X-3X’是相同的。換言之，在固態成像裝置100中，遮光層108的這些第一遮光分隔物108X是以相同的間距排列。
在這些實施例中，第二遮光分隔物108Y採用與第一遮光分隔物108X相同的方式設計，如第3圖所示，這些第二遮光分隔物108Y沿著剖面線3Y-3Y’具有不同的寬度w1、w2、w3、w4和w5，並且這些第二遮光分隔物108Y的寬度w1-w5沿著剖面線3Y-3Y’梯度地增加。換言之，這些第二遮光分隔物108Y的寬度從遮光層108的中心C到邊緣E(如第2圖所示)梯度地增加。在一些實施例中，這些第二遮光分隔物108Y的每一個高度h沿著剖面線3Y-3Y’是相同的。換言之，在固態成像裝置100中，這些第二遮光分隔物108Y的高度從遮光層108的中心C到邊緣E是相同的。
此外，這些第二遮光分隔物108Y的間距p1、p2、p3和p4沿著剖面線3Y-3Y’是相同的。換言之，在固態成像裝置100中，這些第二遮光分隔物108Y是以相同的間距排列。
綜上所述，在這些實施例中，第一和第二遮光分隔物108X和108Y的寬度從固態成像裝置100的中心到邊緣梯度地增加。此外，全部的第一和第二遮光分隔物108X和108Y 具有相同的高度。另外，在固態成像裝置中，這些第一和第二遮光分隔物108X和108Y是以相同的間距排列。
當傾斜的入射光照射至固態成像裝置100上時，相較於寬度較窄的遮光分隔物，寬度較寬的遮光分隔物可以更有效地阻擋傾斜的入射光，依據這些實施例，遮光層108具有較寬的遮光分隔物設置在固態成像裝置100的邊緣，其可以有效地阻擋照射至固態成像裝置100上的傾斜入射光，因此，由傾斜的入射光所造成的串音干擾問題，以及發生在固態成像裝置100的邊緣處比較嚴重的串音干擾問題，都可以藉由這些實施例的遮光層之寬度設計予以克服。
第4圖為依據一些實施例，固態成像裝置100的遮光層108之平面示意圖，如第4圖所示，遮光層108的這些第一和第二遮光分隔物108X和108Y具有相同的寬度。
第5圖為依據一些實施例，沿著第4圖的剖面線5X-5X’或5Y-5Y’，固態成像裝置100的遮光層108之局部剖面示意圖，如第5圖所示，這些第一遮光分隔物108X沿著剖面線5X-5X’具有不同的高度h1、h2、h3、h4和h5，並且這些第一遮光分隔物108X的高度h1-h5沿著剖面線5X-5X’梯度地增加。換言之，在固態成像裝置100中，這些第一遮光分隔物108X的高度從遮光層108的中心C到邊緣E梯度地增加。
此外，沿著剖面線5X-5X’，兩個相鄰的第一遮光分隔物108X之間的間距p1、p2、p3和p4是相同的。換言之，在固態成像裝置中，這些第一遮光分隔物108X是以相同的間距排列。
在這些實施例中，第二遮光分隔物108Y採用與第一遮光分隔物108X相同的方式設計，如第5圖所示，這些第二遮光分隔物108Y沿著剖面線5Y-5Y’具有不同的高度h1-h5，並且這些第二遮光分隔物108Y的高度h1-h5沿著剖面線5Y-5Y’梯度地增加。換言之，這些第二遮光分隔物108Y的高度從遮光層108的中心C到邊緣E(如第4圖所示)梯度地增加。
此外，沿著剖面線5Y-5Y’，兩個相鄰的第二遮光分隔物108Y之間的間距p1-p4是相同的。換言之，在固態成像裝置100中，這些第二遮光分隔物108Y是以相同的間距排列。
綜上所述，在這些實施例中，第一和第二遮光分隔物108X和108Y的高度從固態成像裝置100的中心到邊緣梯度地增加。此外，全部的第一和第二遮光分隔物108X和108Y具有相同的寬度。另外，在固態成像裝置100中，這些第一和第二遮光分隔物108X和108Y是以相同的間距排列。
當傾斜的入射光照射至固態成像裝置100上時，相較於高度較低的遮光分隔物，高度較高的遮光分隔物可以更有效地阻擋傾斜的入射光，依據這些實施例，遮光層108具有較高的遮光分隔物設置在固態成像裝置100的邊緣，其可以有效地阻擋照射在固態成像裝置100的邊緣處之傾斜入射光。因此，由傾斜的入射光所造成的串音干擾問題，以及發生在固態成像裝置100的邊緣處比較嚴重的串音干擾問題，都可以藉由這些實施例的遮光層之高度設計予以克服。
第6圖顯示依據一些實施例，沿著第2圖的剖面線3X-3X’或3Y-3Y’，固態成像裝置100的遮光層108之局部剖面示 意圖，如第6圖所示，沿著剖面線3X-3X’，這些第一遮光分隔物108X的寬度w1、w2、w3、w4和w5是不同的，並且這些寬度w1-w5是梯度地增加的。此外，沿著剖面線3X-3X’，這些第一遮光分隔物108X的高度h1、h2、h3、h4和h5也是不同的，並且這些高度h1-h5是梯度地增加的。換言之，在固態成像裝置100中，這些第一遮光分隔物108X的寬度和高度從遮光層108的中心C到邊緣E梯度地增加。
此外，沿著剖面線3X-3X’，兩個相鄰的第一遮光分隔物108X之間的間距p1、p2、p3和p4是相同的。換言之，在固態成像裝置100中，這些第一遮光分隔物108X是以相同的間距排列。
在這些實施例中，第二遮光分隔物108Y採用與第一遮光分隔物108X相同的方式設計，如第6圖所示，沿著剖面線3Y-3Y’，這些第二遮光分隔物108Y的寬度w1、w2、w3、w4和w5是不同的，並且這些寬度w1-w5是梯度地增加的。此外，沿著剖面線3Y-3Y’，這些第二遮光分隔物108Y的高度h1、h2、h3、h4和h5也是不同的，並且這些高度h1-h5梯度地增加。換言之，在固態成像裝置100中，這些第二遮光分隔物108Y的寬度和高度從遮光層108的中心C到邊緣E梯度地增加。
此外，沿著第2圖的剖面線3Y-3Y’，兩個相鄰的第二遮光分隔物108Y之間的間距p1、p2、p3和p4是相同的。換言之，在固態成像裝置100中，這些第二遮光分隔物108Y是以相同的間距排列。
綜上所述，在這些實施例中，第一和第二遮光分 隔物108X和108Y的寬度及高度從固態成像裝置100的中心到邊緣梯度地增加。此外，在固態成像裝置100中，這些第一和第二遮光分隔物108X和108Y是以相同的間距排列。
當傾斜的入射光照射至固態成像裝置100上時，相較於窄且低的遮光分隔物，寬且高的遮光分隔物可以更有效地阻擋傾斜的入射光，依據這些實施例，遮光層108具有較寬且較高的遮光分隔物設置在固態成像裝置100的邊緣，其可以有效地阻擋照射在固態成像裝置100邊緣上的傾斜入射光。因此，由傾斜的入射光所造成的串音干擾問題，以及發生在固態成像裝置100的邊緣處比較嚴重的串音干擾問題，都可以藉由這些實施例之遮光層的寬度及高度設計更有效地予以克服。
在一些實施例中，第一和第二遮光分隔物108X和108Y的每一條遮光分隔物沿著該條遮光分隔物的延伸方向，不會具有相同的寬度、相同的高度、或者相同的寬度與高度，這些第一和第二遮光分隔物108X和108Y的寬度、高度、或者寬度與高度從固態成像裝置100的中心到邊緣梯度地增加。第7圖顯示依據一些實施例，在固態成像裝置100的遮光層108上所繪製的多個同心圓，第7圖的每一個圓圈表示這些第一和第二遮光分隔物108X和108Y具有相同的寬度、相同的高度、或者相同的寬度與高度的那些部分所繪製出來的曲線。如第7圖所示，遮光層108的中心C具有最小的寬度、最小的高度、或者最小的寬度與高度，而遮光層108的邊緣E和角落部分P則具有最大的寬度、最大的高度、或者最大的寬度與高度。
依據這些實施例，遮光層108的邊緣E和角落部分P 具有最寬且最高的遮光分隔物，其可以有效地阻擋照射在固態成像裝置100邊緣上的傾斜入射光。因此，由傾斜的入射光所造成的串音干擾問題，以及發生在固態成像裝置100的邊緣處比較嚴重的串音干擾問題，都可以藉由這些實施例的遮光層108之設計更有效地予以克服。
第8圖為依據一些實施例，沿著第4圖的剖面線5X”-5X-5X’或5Y”-5Y-5Y’，固態成像裝置100的遮光層108之局部剖面示意圖，如第8圖所示，這些第一和第二遮光分隔物108X和108Y具有相同的高度h和相同的寬度w。在這些實施例中，沿著剖面線5X”-5X以及沿著剖面線5X-5X’，每兩個相鄰的第一遮光分隔物108X之間的每一個距離x1、x2、x3等等是不同的。換言之，沿著第二方向，例如Y軸方向，每兩個相鄰的第一遮光分隔物108X之間的每一個距離是不同的。第二遮光分隔物108Y採用與第一遮光分隔物108X相同的方式設計，在這些實施例中，沿著剖面線5Y”-5Y以及沿著剖面線5Y-5Y’，每兩個相鄰的第二遮光分隔物108Y之間的每一個距離x1、x2、x3等等是不同的。換言之，沿著第一方向，例如X軸方向，每兩個相鄰的第二遮光分隔物108Y之間的每一個距離是不同的。
因此，沿著第二方向之Y軸方向，每兩個相鄰的第一遮光分隔物108X之間的每一個間距p1、p2、p3等等是不同的。同樣地，沿著第一方向之X軸方向，每兩個相鄰的第二遮光分隔物108Y之間的每一個間距p1、p2、p3等等也是不同的。
在一些實施例中，沿著第二方向之Y軸方向，第一遮光分隔物108X的這些距離x1、x2、x3等等的變化為非線性的 變化，例如此變化可遵循方程式cos(θ)=f(x)，其中θ為入射光線照射在固態成像裝置100的一個畫素上之主光線角度(CRA)，並且x為在此畫素中兩個相鄰的第一遮光分隔物108X之間的距離。同樣地，沿著第一方向之X軸方向，第二遮光分隔物108Y的這些距離x1、x2、x3等等的變化也是非線性的變化，例如此變化也可遵循方程式cos(θ)=f(x)。
如第1圖所示，固態成像裝置100包含微透鏡結構130設置在彩色濾光層120上方，微透鏡結構130具有複數個微透鏡元件130m排列成陣列，每個微透鏡元件130m係對應於個別的光電轉換元件106。在一些實施例中，沿著第一方向之X軸方向和第二方向之Y軸方向，每兩個相鄰的微透鏡元件130m之間的每一個距離是不同的，藉此設計來提高固態成像裝置100的光接收效率。
在一些實施例中，沿著第一和第二方向，微透鏡元件130m的這些距離的變化為非線性的變化，當傾斜的入射光照射至固態成像裝置100上時，微透鏡元件130m的這些距離的變化可以讓傾斜的入射光對應至正確畫素中的光電轉換元件106，因此，由傾斜的入射光照射在固態成像裝置100上所造成的串音干擾問題可以被克服。
在一些實施例中，這些第一和第二遮光分隔物108X和108Y的距離沿著第一和第二方向上的變化係調整成與微透鏡元件130m的距離之變化一致，因此，可以藉由遮光層108的第一和第二遮光分隔物108X和108Y的此佈局設計，有效地降低或避免傾斜的入射光照射在固態成像裝置100上所造成的 串音干擾問題。
第9圖為依據一些實施例，沿著第4圖的剖面線5X”-5X-5X’或5Y”-5Y-5Y’，固態成像裝置100的遮光層108之局部剖面示意圖，第9圖與第8圖的差別在於沿著第二方向之Y軸方向，第一遮光分隔物108X具有不同的高度h1-h7，並且沿著第一方向之X軸方向，第二遮光分隔物108Y具有不同的高度h1-h7，並且這些第一和第二遮光分隔物108X和108Y的高度從固態成像裝置100的中心到邊緣梯度地增加。此外，全部的第一和第二遮光分隔物108X和108Y具有相同的寬度w。另外，第一和第二遮光分隔物108X和108Y的距離沿著第一和第二方向上的變化為非線性的變化，並且此非線性的變化與微透鏡元件130m的距離沿著第一和第二方向上的非線性變化一致。
依據這些實施例，遮光層108具有較高的遮光分隔物設置在固態成像裝置100的邊緣，其可以更有效地阻擋照射在固態成像裝置100邊緣上的傾斜入射光。此外，第一和第二遮光分隔物108X和108Y的距離沿著第一和第二方向上的變化為非線性的變化，並且此非線性的變化與微透鏡元件130m的距離沿著第一和第二方向上的非線性變化一致。因此，由傾斜的入射光所造成的串音干擾問題，以及發生在固態成像裝置100的邊緣處比較嚴重的串音干擾問題，都可以藉由這些實施例的遮光層108之佈局設計和高度設計更有效地予以克服。
在一些實例中，遮光層108的第一和第二遮光分隔物108X和108Y可以藉由沉積、微影與蝕刻製程形成，或者可藉由印刷製程形成。
依據本揭示之實施例，具有較寬的遮光分隔物、較高的遮光分隔物或前述之組合的遮光層可以降低或避免由傾斜的入射光照射在固態成像裝置上所造成的串音干擾問題。此外，將較寬的遮光分隔物、較高的遮光分隔物或前述之組合設置在固態成像裝置的邊緣處，可以有效地降低或避免發生在固態成像裝置邊緣處比較嚴重的串音干擾問題，這些實施例可以應用在背照式(BSI)成像裝置，以克服串音干擾問題。
此外，在本揭示的一些實施例中，還可以將遮光層的遮光分隔物之佈局調整成與微透鏡元件的佈局一致，微透鏡元件的佈局係設計成符合照射在固態成像裝置上的傾斜入射光，因此，依據這些實施例可以提高固態成像裝置的光接收效率。此外，由傾斜的入射光照射在固態成像裝置上所造成的串音干擾問題也可以被克服。
雖然本發明已揭露較佳實施例如上，然其並非用以限定本發明，在此技術領域中具有通常知識者當可瞭解，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定為準。
108‧‧‧遮光層
108X‧‧‧第一遮光分隔物
108Y‧‧‧第二遮光分隔物
C‧‧‧遮光層的中心
E‧‧‧遮光層的邊緣

Claims (10)

  1. 一種固態成像裝置，包括：一基底，含有複數個光電轉換元件；一彩色濾光層，設置於該些光電轉換元件之上；一護層，設置於該彩色濾光層下方；以及一遮光層，設置於該彩色濾光層與該基底之間，具有複數個第一遮光分隔物沿著一第一方向延伸，以及複數個第二遮光分隔物沿著一第二方向延伸，該第二方向垂直於該第一方向，其中該些第一遮光分隔物沿著該第二方向具有不同的尺寸，並且該些第二遮光分隔物沿著該第一方向具有不同的尺寸，且其中該護層具有一厚度大於該遮光層之一高度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之固態成像裝置，其中該些第一遮光分隔物沿著該第二方向具有不同的寬度，該些第二遮光分隔物沿著該第一方向具有不同的寬度，該些第一和該些第二遮光分隔物的該些寬度從該固態成像裝置的一中心至一邊緣梯度地增加，該些第一和該些第二遮光分隔物具有相同的高度，並且在每兩個相鄰的該些第一或該些第二遮光分隔物之間的每一個間距相等。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之固態成像裝置，其中該些第一遮光分隔物沿著該第二方向具有不同的高度，該些第二遮光分隔物沿著該第一方向具有不同的高度，該些第一和該些第二遮光分隔物的該些高度從該固態成像裝置的一中心至一邊緣梯度地增加，該些第一和該些第二遮光分隔物具 有相同的寬度，並且在每兩個相鄰的該些第一或該些第二遮光分隔物之間的每一個間距相等。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之固態成像裝置，其中該些第一遮光分隔物沿著該第二方向具有不同的寬度和不同的高度，該些第二遮光分隔物沿著該第一方向具有不同的寬度和不同的高度，該些第一和該些第二遮光分隔物的該些寬度和該些高度從該固態成像裝置的一中心至一邊緣梯度地增加，並且在每兩個相鄰的該些第一或該些第二遮光分隔物之間的每一個間距相等。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之固態成像裝置，其中該基底具有一背面和相對於該背面的一正面，該些光電轉換元件形成於該基底的該背面上，照射至該背面的一入射光線以不同的角度照射在該固態成像裝置的一中心和一邊緣，並且該入射光線以一傾斜角度照射在該固態成像裝置的該邊緣。
  6. 一種固態成像裝置，包括：一基底，包含複數個光電轉換元件；一彩色濾光層，設置於該些光電轉換元件之上；一護層，設置於該彩色濾光層下方；一遮光層，設置於該彩色濾光層與該基底之間，並且具有複數個第一遮光分隔物沿著一第一方向延伸，以及複數個第二遮光分隔物沿著一第二方向延伸，該第二方向垂直於該第一方向；以及一微透鏡結構，設置於該彩色濾光層之上， 其中沿著該第二方向，在每兩個相鄰的該些第一遮光分隔物之間的每一個距離是不同的，並且沿著該第一方向，在每兩個相鄰的該些第二遮光分隔物之間的每一個距離是不同的，且其中該護層具有一厚度大於該遮光層之一高度。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之固態成像裝置，其中該些第一和該些第二遮光分隔物具有相同的寬度，沿著該第二方向，該些第一遮光分隔物的每一個間距不同，並且沿著該第一方向，該些第二遮光分隔物的每一個間距不同。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之固態成像裝置，其中該些第一遮光分隔物沿著該第二方向具有不同的高度，並且該些第二遮光分隔物沿著該第一方向具有不同的高度，該些第一和該些第二遮光分隔物的該些高度從該固態成像裝置的一中心至一邊緣梯度地增加。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之固態成像裝置，其中該微透鏡結構具有複數個微透鏡元件，沿著該第一和該第二方向，每兩個相鄰的該些微透鏡元件之間的每一個距離是不同的，並且在該些微透鏡元件之間的該些距離的一變化為一非線性的變化。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之固態成像裝置，其中沿著該第二方向，在該些第一遮光分隔物之間的該些距離的一變化為一非線性的變化，沿著該第一方向，在該些第二遮光分隔物之間的該些距離的一變化為一非線性的變化，並且在該些第一遮光分隔物之間的該些距離的該變化和在該些第二遮光分隔物之間的該些距離的該變化與在該些微透鏡元 件之間的該些距離的該變化一致。
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