TWI773209B - 固態成像裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種固態成像裝置。固態成像裝置包含複數個光電轉換元件。固態成像裝置也包含一彩色濾光片層，彩色濾光片層設置於光電轉換元件的上方。彩色濾光片層具有複數個彩色濾光片區段。固態成像裝置更包含一分隔網格，分隔網格設置於彩色濾光片區段之間。此外，固態成像裝置包含一圖案化結構，圖案化結構設置於彩色濾光片層之上。圖案化結構具有複數個圖案化區段。固態成像裝置也包含一透明層，透明層設置於彩色濾光片層與分隔網格之上。透明層圍繞圖案化區段。圖案化區段中的至少一個設置於分隔網格之上。

Description

固態成像裝置
本揭露實施例是有關於一種成像裝置，且特別是有關於一種可減少光斑(petal flare)的固態成像裝置。
固態成像裝置(例如，電荷耦合元件(charge-coupled device, CCD)成像裝置、互補式金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide semiconductor, CMOS)成像裝置等)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。固態成像裝置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。
在固態成像裝置中，分隔網格可用於將不同的彩色濾光片層分開。然而，由於相同的分隔網格週期，很容易出現光柵繞射(grating diffraction)問題，這可能導致獲得的圖像具有色散(光斑)和鬼影。因此，固態成像裝置的設計和製造仍然存在各種挑戰。
在本揭露的一些實施例中，固態成像裝置包含一圖案化結構，圖案化結構具有複數個圖案化區段，其可防止分隔網格產生繞射，從而改善來自固態成像裝置的光電轉換元件的影像訊號的品質。
根據本揭露的一些實施例，提供一種固態成像裝置。固態成像裝置包含複數個光電轉換元件。固態成像裝置也包含一彩色濾光片層，彩色濾光片層設置於光電轉換元件的上方。彩色濾光片層具有複數個彩色濾光片區段。固態成像裝置更包含一分隔網格，分隔網格設置於彩色濾光片區段之間。此外，固態成像裝置包含一圖案化結構，圖案化結構設置於彩色濾光片層之上。圖案化結構具有複數個圖案化區段。固態成像裝置也包含一透明層，透明層設置於彩色濾光片層與分隔網格之上。透明層圍繞圖案化區段。圖案化區段中的至少一個設置於分隔網格之上。
在一些實施例中，圖案化結構的折射率低於透明層的折射率。
在一些實施例中，圖案化結構的折射率介於1.2與1.65。
在一些實施例中，圖案化區段中的每一個的厚度小於或等於透明層的厚度。
在一些實施例中，圖案化區段中的一個設置於彩色濾光片區段中的一個之上。
在一些實施例中，圖案化區段中的至少兩個設置於彩色濾光片區段中的一個之上。
在一些實施例中，在固態成像裝置的剖面圖中，分隔網格被區分為複數個分隔網格區段，分隔網格區段中兩個彼此相鄰的分隔網格區段的距離定義一像素尺寸，且圖案化區段中的每一個的寬度與像素尺寸的比例小於0.5。
在一些實施例中，固態成像裝置進一步包含一金屬網格，設置於彩色濾光片區段之間。分隔網格覆蓋金屬網格的至少一部分。
在一些實施例中，固態成像裝置進一步包含複數個聚光結構，設置於透明層之上。
在一些實施例中，聚光結構中的每一個的材料與透明層的材料相同。
在一些實施例中，聚光結構中的每一個對應於彩色濾光片區段中的一個。
在一些實施例中，聚光結構中的每一個對應於彩色濾光片區段中的至少兩個。
在一些實施例中，在固態成像裝置的俯視圖中，圖案化區段形成複數個圖案化陣列。
在一些實施例中，圖案化陣列對應於彩色濾光片區段中彼此相鄰排列的兩個彩色濾光片區段。
在一些實施例中，圖案化陣列對應於彩色濾光片區段中對角排列的兩個彩色濾光片區段。
在一些實施例中，圖案化陣列中的每一個包括x 2個圖案化區段，x為大於或等於3的整數。
在一些實施例中，在固態成像裝置的剖面圖中，圖案化區段中的每一個形成為三角形、矩形、梯形或半圓形。
在一些實施例中，彩色濾光片區段中的每一個對應於光電轉換元件中的一個。
在一些實施例中，彩色濾光片區段中的每一個對應於光電轉換元件中的至少兩個。
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… 下方」、「下方」、「較低的」、「在… 上方」、「上方」、「較高的」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」、「大抵」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」、「大抵」的情況下，仍可隱含「約」、「大約」、「大抵」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。
依照光線入射在光接收單元上的方向分類，固態成像裝置大致可分為兩種類型，一種是前照式(front-side illuminated, FSI)成像裝置，其接收入射在半導體基板的正面上的光，在半導體基板的正面上形成有讀取電路的佈線層。另一種是背照式(back-side illuminated, BSI)成像裝置，其接收入射在半導體基板的背面上的光，在半導體基板的背面上沒有形成佈線層。為了彩色影像的成像，在FSI和BSI成像裝置中提供彩色濾光片層。FSI和BSI成像裝置通常具有分隔網格，其用於分隔彩色濾光片層的光以防止混色。
第1A圖至第1E圖是根據本揭露的一些實施例繪示製造固態成像裝置10的各階段的部分剖面圖。應注意的是，為了簡便起見，第1A圖至第1E圖可能省略固態成像裝置10的一些部件。
參照第1A圖，提供半導體基板101，半導體基板101例如為晶圓或晶片。半導體基板101具有前側表面101F以及與前側表面101F為相反側的背側表面101B。多個光電轉換元件103(例如，光電二極體)可形成在半導體基板101中。
在一些實施例中，半導體基板101中的光電轉換元件103可經由隔離結構(未繪示)彼此隔離，隔離結構例如為淺溝槽隔離(shallow trench isolation, STI)區或深溝槽隔離(deep trench isolation, DTI)區。可使用蝕刻製程在半導體基板101中形成溝槽，並用絕緣或介電材料填充溝槽而形成隔離結構。
如第1A圖所示，在一些實施例中，在半導體基板101的背側表面101B之上形成光電轉換元件103，而在半導體基板101的前側表面101F之上形成佈線層105，但本揭露實施例並非以此為限。佈線層105可為內連線結構，內連線結構包含多條導線和導通孔(vias)埋置在多個介電層中，且佈線層105可進一步包含固態成像裝置10需要的各種電路。入射光可照射到背側表面101B的那一側並且被光電轉換元件103所接收。
如第1A圖所示，在一些實施例中，可在半導體基板101的背側表面101B之上形成高介電常數(high-κ)膜107，高介電常數膜107覆蓋光電轉換元件103。高介電常數膜107的材料可包含氧化鉿(HfO 2)、氧化鉿鉭(HfTaO)、氧化鉿鈦(HfTiO)、氧化鉿鋯(HfZrO)、五氧化二鉭(Ta 2O 5)、其他合適的高介電常數材料或其組合，但本揭露實施例並非以此為限。高介電常數膜107可由沉積製程所形成。沉積製程例如是化學氣相沉積(chemical vapor deposition, CVD)、電漿增強化學氣相沉積(plasma enhanced CVD, PECVD)、原子層沉積(atomic layer deposition, ALD)或其他沉積技術。高介電常數膜107可具有高折射率和光吸收能力。
如第1A圖所示，在一些實施例中，可在高介電常數膜107之上形成緩衝層109。緩衝層109的材料可包含氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其他合適的絕緣材料或其組合，但本揭露實施例並非以此為限。緩衝層109可由沉積製程所形成。沉積製程例如為旋轉塗佈、化學氣相沉積、可流動化學氣相沉積(flowable CVD, FCVD)、電漿增強化學氣相沉積、物理氣相沉積(physical vapor deposition, PVD)或其他沉積技術。
參照第1B圖，可在半導體基板101之上形成金屬網格111。具體而言，在緩衝層109之上形成金屬網格111。在一些實施例中，金屬網格111的材料可包含鎢(W)、鋁(Al)、金屬氮化物(例如，氮化鈦(TiN))、其他合適的材料或其組合，但本揭露實施例並非以此為限。金屬網格111可透過在緩衝層109之上沉積一金屬層，接著使用光微影和蝕刻製程對此金屬層進行圖案化所形成，但本揭露實施例並非以此為限。
參照第1B圖，在半導體基板101之上形成分隔網格121。具體而言，分隔網格121與金屬網格111對應形成，使得分隔網格121可覆蓋金屬網格111的至少一部分。在一些實施例中，分隔網格121的材料可包含透明介電材料，其具有在約1.0至約1.99的範圍內的折射率，但本揭露實施例並非以此為限。分隔網格121可透過在緩衝層109之上沉積一透明介電層，接著使用光微影和蝕刻製程對此透明介電層進行圖案化所形成，但本揭露實施例並非以此為限。
參照第1C圖，在半導體基板101的上方形成彩色濾光片層115。具體而言，彩色濾光片層115形成於光電轉換元件103的上方(即，彩色濾光片層115與光電轉換元件103對應形成)。如第1C圖所示，彩色濾光片層115可具有複數個彩色濾光片區段115S。彩色濾光片區段115S可對應於相同的顏色或不同的顏色。舉例來說，在第1C圖中，彩色濾光片區段115S中的一個可為紅色濾光片區段(即，紅色濾光片區段115SR)，而彩色濾光片區段115S中的另一個可為綠色濾光片區段(即，綠色濾光片區段115SG)，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中，彩色濾光片區段115S可包含藍色濾光片區段、白色濾光片區段等。
如第1C圖所示，金屬網格111與分隔網格121設置於彩色濾光片區段115S之間。亦即，可形成金屬網格111與分隔網格121以將彩色濾光片區段115S彼此分開，但本揭露實施例並非以此為限。在第1C圖所示的實施例中，每個彩色濾光片區段115S對應於一個光電轉換元件103，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中，每個彩色濾光片區段115S可對應於至少兩個光電轉換元件103(例如，四(2×2)個光電轉換元件103)。
參照第1D圖，在彩色濾光片層115之上形成圖案化結構125。具體而言，在彩色濾光片層115與分隔網格121兩者之上形成圖案化結構125，但本揭露實施例並非以此為限。在一些實施例中，圖案化結構125的材料可與分隔網格121的材料相同或類似。舉例來說，圖案化結構125的材料可包含透明介電材料，其具有在約1.0至約1.99的範圍內的折射率，但本揭露實施例並非以此為限。圖案化結構125可透過在彩色濾光片層115與分隔網格121兩者之上沉積一透明介電層，接著使用光微影和蝕刻製程對此透明介電層進行圖案化所形成，但本揭露實施例並非以此為限。
如第1D圖所示，圖案化結構125可具有複數個圖案化區段125S。在本揭露的實施例中，圖案化區段125S中的至少一個設置於分隔網格121之上。在第1D圖所示的實施例中，一些圖案化區段125S設置於彩色濾光片區段115S(包含紅色濾光片區段115SR與綠色濾光片區段115SG)之上，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中，沒有圖案化區段設置於彩色濾光片區段115S之上。
此外，在第1D圖所示的實施例中，一個圖案化區段125S設置於一個彩色濾光片區段115S(例如，紅色濾光片區段115SR或綠色濾光片區段115SG)之上，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中，至少兩個(即，兩個或兩個以上)圖案化區段125S可設置於一個彩色濾光片區段115S之上。
參照第1E圖，在彩色濾光片層115與分隔網格121之上形成透明層127，以形成固態成像裝置10。具體而言，如第1E圖所示，透明層127圍繞圖案化區段125S。亦即，透明層127可填滿圖案化區段125S之間的空間。在一些實施例中，透明層127可為有機層，但本揭露實施例並非以此為限。在一些實施例中，透明層127的材料可包含玻璃、環氧樹脂、矽氧樹脂(silicone resin)、聚氨酯(polyurethane)、其他合適的材料或其組合，但本揭露實施例並非以此為限。透明層127可由沉積製程所形成。沉積製程的範例如前所述，在此將不再重複。
在本揭露的實施例中，圖案化結構125的折射率低於透明層127的折射率。舉例來說，圖案化結構125的折射率可在約1.2至約1.65的範圍內，但本揭露實施例並非以此為限。
在一些實施例中，如第1E圖所示，圖案化結構125的厚度T1(即，每個圖案化區段125S的厚度)小於或等於透明層127的厚度T2。此外，透明層127可具有大致上平坦的頂表面127T。亦即，透明層127可被稱為圖案化結構125的平坦層，但本揭露實施例並非以此為限。
在一些實施例中，如第1E圖所示，在固態成像裝置10的剖面圖中，分隔網格121可被區分為複數個分隔網格區段121S。兩個相鄰的分隔網格區段121S的距離(兩個相鄰的分隔網格區段121S的中心軸的距離)定義一像素尺寸PW。此外，複數個圖案化區段125S可具有相同的寬度W。在一些實施例中，每個圖案化區段的寬度W與像素尺寸PW的比例可小於0.5。
在一些實施例中，固態成像裝置10可為互補式金屬氧化物半導體(CMOS)成像裝置或電荷耦合元件(CCD)成像裝置，但本揭露實施例並非以此為限。
第1E圖所示的固態成像裝置10可稱為背照式(BSI)成像裝置，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他實施例中，固態成像裝置可為前照式(FSI)成像裝置。對於FSI成像裝置而言，第1E圖所示的半導體基板101和佈線層105可被上下翻轉。在FSI成像裝置中，入射光照射到前側表面101F的那一側，穿過佈線層105，接著被形成在半導體基板101的背側表面101B上的光電轉換元件103所接收。
第2圖是根據本揭露一實施例繪示固態成像裝置10的部分俯視圖。舉例來說，第1E圖可為沿著第2圖中的剖面線A-A’或剖面線B-B’所切的部分剖面圖。應注意的是，為了更清楚地顯示圖案化結構125，第2圖中省略了透明層127。
參照第1E圖與第2圖，固態成像裝置10包含複數個光電轉換元件103。固態成像裝置10也包含一彩色濾光片層115，彩色濾光片層115設置於光電轉換元件103的上方。彩色濾光片層115具有複數個彩色濾光片區段115S。固態成像裝置10更包含一分隔網格121，分隔網格121設置於彩色濾光片區段115S之間。此外，固態成像裝置10包含一圖案化結構125，圖案化結構125設置於彩色濾光片層115之上。圖案化結構125具有複數個圖案化區段125S。固態成像裝置10也包含一透明層127，透明層127設置於彩色濾光片層115與分隔網格121之上。透明層127圍繞圖案化區段125S。圖案化區段中的至少一個設置於分隔網格121之上。
根據本揭露的實施例，固態成像裝置10包含複數個圖案化區段125S及圍繞這些圖案化區段125S的透明層127，而圖案化區段125S的折射率低於透明層127的折射率。如此可防止分隔網格121產生繞射，從而改善來自固態成像裝置10的光電轉換元件103的影像訊號的品質。
第3圖是根據本揭露另一實施例繪示固態成像裝置12的部分剖面圖。類似地，為了簡便起見，第3圖中可能省略固態成像裝置12的一些部件。
第3圖所示的固態成像裝置12具有與第1E圖所示的固態成像裝置10類似的結構。與第1E圖所示的固態成像裝置10的不同之處可包含：第3圖所示的固態成像裝置12可進一步包含複數個聚光結構129，聚光結構129設置於透明層127之上。在一些實施例中，聚光結構129可用於會聚入射光。在一些實施例中，聚光結構129的材料可與透明層127的材料相同或類似。舉例來說，聚光結構129的材料可包含玻璃、環氧樹脂、矽氧樹脂、聚氨酯、其他合適的材料或其組合，但本揭露實施例並非以此為限。在一些實施例中，可透過光阻熱回流法(photoresist reflow method)、熱壓成型法(hot embossing method)、其他合適的方法或其組合形成聚光結構129。在一些實施例中，形成聚光結構129的步驟可包含旋轉塗佈製程、微影製程、蝕刻製程、其他合適的製程或其組合，但本揭露實施例並非以此為限。
在一些實施例中，聚光結構129可為一微透鏡(micro-lens)結構，例如，半凸透鏡或凸透鏡，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中，聚光結構129可為微角椎(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129可為一折射率漸變(gradient-index)結構。
在第3圖所示的實施例中，每個聚光結構129對應於一個彩色濾光片區段115S。舉例來說，一個聚光結構129對應於紅色濾光片區段115SR，而另一個聚光結構129對應綠色濾光片區段115SG，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129可對應於至少兩個彩色濾光片區段115S。
與第1E圖所示的固態成像裝置10的不同之處也可包含：第3圖中的每個彩色濾光片區段115S對應於至少兩個光電轉換元件103’(例如，兩(2×1)個或四(2×2)個光電轉換元件103’)，但本揭露實施例並非以此為限。類似地，在第3圖所示的實施例中，每個聚光結構129對應於至少兩個光電轉換元件103’，但本揭露實施例並非以此為限。每個彩色濾光片區段115S或每個聚光結構129所對應的光電轉換元件103’的數量可依據實際需求調整。
此外，固態成像裝置12的部分俯視圖也可與第2圖所示的固態成像裝置10的部分俯視圖類似。參照第2圖，在固態成像裝置10的俯視圖中，圖案化區段125S可形成複數個圖案化陣列AR。如第2圖所示，圖案化陣列AR可對應於沿著X方向或Y方向彼此相鄰排列的四個彩色濾光片區段115S，且每個圖案化陣列AR可包含九個圖案化區段125S，但本揭露實施例並非以此為限。
第4A圖至第4E圖是根據本揭露不同的實施例分別繪示固態成像裝置14、固態成像裝置16、固態成像裝置18、固態成像裝置20與固態成像裝置22的部分俯視圖。
參照第4A圖，在固態成像裝置14的俯視圖中，圖案化區段125S可形成複數個圖案化陣列AR。如第4A圖所示，每個圖案化陣列AR可包含九個圖案化區段125S，但本揭露實施例並非以此為限。此外，圖案化陣列AR可對應於沿著X方向彼此相鄰排列的兩個彩色濾光片區段115S(例如，圖案化陣列AR2與圖案化陣列AR3)，或者對應於對角排列的兩個彩色濾光片區段115S(例如，圖案化陣列AR1與圖案化陣列AR2)。
參照第4B圖，在固態成像裝置16的俯視圖中，圖案化區段125S可形成複數個圖案化陣列AR。如第4B圖所示，每個圖案化陣列AR可包含九個圖案化區段125S，但本揭露實施例並非以此為限。此外，圖案化陣列AR可對應於對角排列的兩個彩色濾光片區段115S(例如，圖案化陣列AR1與圖案化陣列AR2)。
參照第4C圖，在固態成像裝置18的俯視圖中，圖案化區段125S可形成複數個圖案化陣列AR。如第4C圖所示，每個圖案化陣列AR可包含九個圖案化區段125S，但本揭露實施例並非以此為限。此外，圖案化陣列AR可對應於沿著Y方向彼此相鄰排列的兩個彩色濾光片區段115S(例如，圖案化陣列AR1與圖案化陣列AR4)。
參照第4D圖，在固態成像裝置20的俯視圖中，圖案化區段125S可形成複數個圖案化陣列AR。如第4D圖所示，每個圖案化陣列AR可包含九個圖案化區段125S，但本揭露實施例並非以此為限。此外，圖案化陣列AR可對應於沿著Y方向彼此相鄰排列的兩個彩色濾光片區段115S(例如，圖案化陣列AR1與圖案化陣列AR4)，或者對應於對角排列的兩個彩色濾光片區段115S(例如，圖案化陣列AR4與圖案化陣列AR5)。
參照第4E圖，在固態成像裝置22的俯視圖中，圖案化區段125S可形成複數個圖案化陣列AR。如第4E圖所示，每個圖案化陣列AR可包含十六個圖案化區段125S，但本揭露實施例並非以此為限。此外，圖案化陣列AR可對應於沿著X方向與Y方向彼此相鄰排列的彩色濾光片區段115S。
每個圖案化陣列AR中的圖案化區段125S的數量並未限定於前述實施例。在一些實施例中，每個圖案化陣列AR可包含x 2個圖案化區段125S，x為大於或等於3的整數，但本揭露實施例並非以此為限。此外，每個圖案化陣列AR中的圖案化區段125S的數量可為變化的(variable)(彼此不同)。
再者，於前述實施例的固態成像裝置的剖面圖中，每個圖案化區段125S被繪示為矩形，但本揭露實施例並非以此為限。
第5A圖至第5C圖是根據本揭露不同的實施例分別繪示固態成像裝置24、固態成像裝置26與固態成像裝置28的部分剖面圖。
參照第5A圖，在固態成像裝置24的剖面圖中，每個圖案化區段125S形成為三角形。參照第5B圖，在固態成像裝置26的剖面圖中，每個圖案化區段125S形成為梯形。參照第5C圖，在固態成像裝置28的剖面圖中，每個圖案化區段125S形成為半圓形。在固態成像裝置的剖面圖中的每個圖案化區段125S的形狀並未限定於前述實施例，其可依據實際需求改變。
此外，在第5A圖至第5C圖所示的實施例中，每個彩色濾光片區段115S(例如，綠色濾光片區段115SG或紅色濾光片區段115SR)或者聚光結構129可對應於一個光電轉換元件103，但本揭露實施例並非以此為限。
綜上所述，根據本揭露的實施例，固態成像裝置包含複數個圖案化區段及圍繞這些圖案化區段的透明層，而圖案化區段的折射率低於透明層的折射率。如此可防止分隔網格產生繞射，從而改善來自固態成像裝置的光電轉換元件的影像訊號的品質。
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。
10,12,14,16,18,20,22,24,26,28:固態成像裝置 101:半導體基板 101B:背側表面 101F:前側表面 103,103’:光電轉換元件 105:佈線層 107:高介電常數膜 109:緩衝層 111:金屬網格 115:彩色濾光片層 115S:彩色濾光片區段 115SG:綠色濾光片區段 115SR:紅色濾光片區段 121:分隔網格 121S:分隔網格區段 125:圖案化結構 125S:圖案化區段 127:透明層 127T:頂表面 129:聚光結構 AR,AR1,AR2,AR3,AR4,AR5:圖案化陣列 PW:像素尺寸 T1:圖案化結構的厚度 T2:透明層的厚度 W:寬度 A-A’,B-B’:剖面線
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1A圖至第1E圖是根據本揭露的一些實施例繪示製造固態成像裝置的各階段的部分剖面圖。 第2圖是根據本揭露一實施例繪示固態成像裝置的部分俯視圖。 第3圖是根據本揭露另一實施例繪示固態成像裝置的部分剖面圖。 第4A圖至第4E圖是根據本揭露不同的實施例繪示固態成像裝置的部分俯視圖。 第5A圖至第5C圖是根據本揭露不同的實施例繪示固態成像裝置的部分剖面圖。
10:固態成像裝置
101:半導體基板
101B:背側表面
101F:前側表面
103:光電轉換元件
105:佈線層
107:高介電常數膜
109:緩衝層
111:金屬網格
115:彩色濾光片層
115S:彩色濾光片區段
115SG:綠色濾光片區段
115SR:紅色濾光片區段
121:分隔網格
121S:分隔網格區段
125:圖案化結構
125S:圖案化區段
127:透明層
127T:頂表面
PW:像素尺寸
T1:圖案化結構的厚度
T2:透明層的厚度
W:寬度

Claims (9)

  1. 一種固態成像裝置，包括：複數個光電轉換元件；一彩色濾光片層，設置於該些光電轉換元件的上方，且具有複數個彩色濾光片區段；一分隔網格，設置於該些彩色濾光片區段之間；一圖案化結構，設置於該彩色濾光片層之上，且具有複數個圖案化區段；以及一透明層，設置於該彩色濾光片層與該分隔網格之上並圍繞該些圖案化區段，其中該些圖案化區段中的至少一個設置於該分隔網格之上，其中該圖案化結構的折射率低於該透明層的折射率，其中該些圖案化區段中的一個設置於該些彩色濾光片區段中的一個之上，或者該些圖案化區段中的至少兩個設置於該些彩色濾光片區段中的一個之上。
  2. 如請求項1之固態成像裝置，其中該圖案化結構的折射率介於1.2與1.65，且該些圖案化區段中的每一個的厚度小於或等於該透明層的厚度。
  3. 如請求項1之固態成像裝置，其中在該固態成像裝置的剖面圖中，該分隔網格被區分為複數個分隔網格區段，該些分隔網格區段中兩個彼此相鄰的分隔網格區段的距離定義一像素尺寸，且該些圖案化區段中的每一個的寬度與該像素尺寸的比例小於0.5。
  4. 如請求項1之固態成像裝置，更包括： 一金屬網格，設置於該些彩色濾光片區段之間；及複數個聚光結構，設置於該透明層之上；其中該分隔網格覆蓋該金屬網格的至少一部分。
  5. 如請求項4之固態成像裝置，其中該些聚光結構中的每一個對應於該些彩色濾光片區段中的一個，或者該些聚光結構中的每一個對應於該些彩色濾光片區段中的至少兩個。
  6. 如請求項1之固態成像裝置，其中在該固態成像裝置的俯視圖中，該些圖案化區段形成複數個圖案化陣列，該些圖案化陣列對應於該些彩色濾光片區段中彼此相鄰排列的兩個彩色濾光片區段，或者該些圖案化陣列對應於該些彩色濾光片區段中對角排列的兩個彩色濾光片區段。
  7. 如請求項1之固態成像裝置，其中在該固態成像裝置的俯視圖中，該些圖案化區段形成複數個圖案化陣列，且該些圖案化陣列中的每一個包括x2個圖案化區段，x為大於或等於3的整數。
  8. 如請求項1之固態成像裝置，其中在該固態成像裝置的剖面圖中，該些圖案化區段中的每一個形成為三角形、矩形、梯形或半圓形。
  9. 如請求項1之固態成像裝置，其中該些彩色濾光片區段中的每一個對應於該些光電轉換元件中的一個，或者該些彩色濾光片區段中的每一個對應於該些光電轉換元件中的至少兩個。
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