TWI775378B - 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調變層，調變層設置於光電轉換元件的上方，且調變層具有複數個調變區段。調變層包含具有不同折射率的複數個第一子層與複數個第二子層。從調變層的俯視圖中，調變區段形成一第一群組及與第一群組相鄰的一第二群組。第一群組中第一子層及第二子層的排列與第二群組中第一子層及第二子層的排列不同。
Description
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包含可降低花瓣狀光斑(petal flare)的調變層的固態成像裝置。
固態成像裝置(例如，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。可以根據在固態成像裝置的光感測部分(例如，光電轉換元件)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。
在傳統的固態成像裝置中，容易產生光柵繞射(grating diffraction)的問題(例如，表面繞射(surface diffraction))，這可能導致獲得的影像具有色散(花瓣狀光斑)和鬼影(ghost image)。因此，固態成像裝置的設計仍然存在各種挑戰。
在本揭露的一些實施例中，固態成像裝置包含一調變層，其可防止表面繞射，進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調變層，調變層設置於光電轉換元件的上方，且調變層具有複數個調變區段。調變層包含具有不同折射率的複數個第一子層與複數個第二子層。從調變層的俯視圖中，調變區段形成一第一群組及與第一群組相鄰的一第二群組。第一群組中第一子層及第二子層的排列與第二群組中第一子層及第二子層的排列不同。
在一些實施例中，從調變層的俯視圖中，每個第一子層佔據調變區段中的一個，且每個第二子層佔據調變區段中的另一個。
在一些實施例中，從調變層的俯視圖中，第一子層呈對角排列，且第二子層呈對角排列。
在一些實施例中，從調變層的俯視圖中，每個調變區段包含第一子層中的一個及第二子層中的一個。
在一些實施例中，從調變層的俯視圖中，每個第一子層在一第一方向上具有一第一寬度且在一第二方向上具有一第二寬度，第二方向與第一方向不同，每個第二子層在第一方向上具有一第三寬度且在第二方向上具有一第四寬度，並且每個調變區段在第一方向上與第二方向上具有一調變寬度。
在一些實施例中，從調變層的俯視圖中，第一寬度與調變寬度的比例或第二寬度與調變寬度的比例大於0.25且小於1。
在一些實施例中，從調變層的俯視圖中，第三寬度與調變寬度的比例或第四寬度與調變寬度的比例大於0.25且小於1。
在一些實施例中，從調變層的俯視圖中，第一寬度與調變寬度的比例及第二寬度與調變寬度的比例皆大於0.25且小於1。
在一些實施例中，從調變層的俯視圖中，第一子層中的中心與對應的調變區段的中心的距離介於調變寬度與第一寬度的差的0至0.5倍，或介於調變寬度與第二寬度的差的0至0.5倍。
在一些實施例中，從調變層的俯視圖中，第一子層與第二子層中的一個的形狀為三角形。
在一些實施例中，從調變層的俯視圖中，第二群組在一第一方向上與第一群組相鄰，調變區段在一第二方向上進一步形成與第一群組相鄰的一第三群組及與第二群組相鄰的一第四群組，且第二方向與第一方向不同。
在一些實施例中，第三群組中第一子層及第二子層的排列與第一群組中第一子層及第二子層的排列不同。
在一些實施例中，第四群組中第一子層及第二子層的排列與第二群組中第一子層及第二子層的排列不同。
在一些實施例中，每個第一群組及每個第二群組包含調變區段中的m×n個，m與n為大於或等於2的正整數。
在一些實施例中，從調變層的剖面圖中，第一子層中的高度與每個調變區段的高度的比例，或第二子層的高度與每個調變區段的高度的比例介於0.5至1。
在一些實施例中，固態成像裝置更包含一彩色濾光層，彩色濾光層設置於光電轉換元件與調變層之間。
在一些實施例中，固態成像裝置更包含複數個聚光結構，聚光結構設置於調變層之上。
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。
第1圖顯示根據本揭露一些實施例的固態成像裝置100的部分剖面圖。應注意的是，為了簡便起見，第1圖中可能省略固態成像裝置100的一些部件。在一些實施例中，固態成像裝置100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(charge coupled device, CCD)成像裝置，但本揭露實施例並非以此為限。
如第1圖所示，提供一半導體基板10，半導體基板10例如為晶圓或晶片。參照第1圖，固態成像裝置100包含複數個光電轉換元件11。光電轉換元件11可例如為光電二極體(photodiode)，並可形成於半導體基板10中，但本揭露實施例並非以此為限。
在一些實施例中，半導體基板10中的光電轉換元件11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。
在一些實施例中，光電轉換元件11形成在半導體基板10的背側表面10B上，且佈線層15形成在半導體基板10的前側表面10F上，但本揭露實施例並非以此為限。佈線層15可為包含多條導線和導通孔(vias)埋置在多個介電層中的內連線結構，並且佈線層15可進一步包含固態成像裝置100所需的各種電路。入射光可照射到背側表面10B的那一側並且被光電轉換元件11所接收。
在本實施例中，入射光照射到背側表面10B的那一側並且被光電轉換元件11所接收。第1圖所示的固態成像裝置100可稱為背照式(BSI)成像裝置，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中，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1圖所示的半導體基板10和佈線層15可被上下翻轉。在FSI成像裝置中，入射光照射到前側表面10F的那一側，穿過佈線層15，接著被形成在半導體基板10的背側表面10B上的光電轉換元件11所接收。在FSI成像裝置中入射光通過各層元件到達光電轉換元件11的路徑距離，比在BSI成像裝置中入射光通過各層元件到達光電轉換元件11的距離更遠。
如第1圖所示，在一些實施例中，高介電常數(high-κ)膜17可形成於半導體基板10的背側表面10B上並覆蓋光電轉換元件11。高介電常數膜17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)或其他合適的高介電常數(high-κ)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17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17可具有高折射率和光吸收能力。
如第1圖所示，在一些實施例中，緩衝層19可形成於高介電常數膜17之上。緩衝層19的材料可包含氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或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19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1圖，固態成像裝置100包含一調變層20，調變層20設置於光電轉換元件11上方。在第1圖所示的實施例中，調變層20設置於緩衝層19之上。如第1圖所示，調變層20具有(或可被區分為)複數個調變區段20S。在第1圖所示的實施例中，每個調變區段20S對應於一個光電轉換元件11，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中，每個調變區段20S可對應於至少兩個光電轉換元件11。
此外，調變層20包含複數個第一子層21與複數個第二子層22。在本揭露實施例中，第一子層21與第二子層22的材料可包含透明材料，且第一子層21與第二子層22具有不同的折射率。舉例來說，第一子層21的折射率可介於1.5至2.0，而第二子層22的折射率可介於1.0至2.0，但本揭露實施例並非以此為限。調變層20可透過沉積製程所形成。沉積製程的範例如前所述，在此不多加贅述。
參照第1圖，固態成像裝置100可進一步包含複數個聚光結構(condensing structure)30，聚光結構30設置於調變層20之上。在一些實施例中，聚光結構30可用於會聚入射光。在一些實施例中，聚光結構30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。在一些實施例中，聚光結構30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所形成，但本揭露實施例並非以此為限。在一些實施例中，形成聚光結構30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30可為微透鏡(micro-lens)結構，例如半凸透鏡結構或凸透鏡結構，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30可為微角錐(micro-pyramid)結構(例如，圓錐、四角錐等)，或者其可為微梯形(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。
在第1圖所示的實施例中，每個聚光結構30對應於一個調變區段20S，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可對應於至少兩個調變區段20S。
第2圖顯示根據本揭露一實施例的調變層20的部分俯視圖。舉例來說，第1圖所示的調變層20可為沿著第2圖中的剖面線A-A’所切的部分剖面圖，但本揭露實施例並非以此為限。參照第1圖與第2圖，調變區段20S在第一方向(即，X方向)上形成一第一群組20-1及與第一群組20-1相鄰的一第二群組20-2，且第一群組20-1中第一子層21及第二子層22的排列與第二群組20-2中第一子層21及第二子層22的排列不同。
如第2圖所示，在一些實施例中(在第一群組20-1中)，每個第一子層21可佔據一個調變區段20S，而每個第二子層22可佔據另一個調變區段20S。更詳細而言，第一群組20-1包含四個調變區段20S，四個調變區段20S中的兩個被第一子層21所佔據，而四個調變區段20S中的另外兩個被第二子層22所佔據，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中，每個調變區段20S可包含第一子層21與第二子層22兩者。
如第2圖所示，在一些實施例中(在第一群組20-1中)，第一子層21可呈對角排列，且第二子層22可呈對角排列，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中，第一子層21可彼此相鄰排列，且第二子層22可彼此相鄰排列。
如第2圖所示，在一些實施例中(在第二群組20-2中)，每個調變區段20S可包含一個第一子層21與一個第二子層22。更詳細而言，在第二群組20-2中，每個第一子層21在第一方向(即，X方向)上具有一第一寬度21X且在第二方向(即，Y方向)上具有一第二寬度21Y，第二方向與第一方向不同。每個第二子層22在第一方向上(即，X方向)具有一第三寬度22X且在第二方向(即，Y方向)上具有一第四寬度22Y，並且每個調變區段20S在第一方向(即，X方向)上與第二方向(即，Y方向)上皆具有一調變寬度20W。
如第2圖所示，在一些實施例中(在第二群組20-2中)，第一寬度21X與調變寬度20W的比例可大於0.25且小於1，第三寬度22X與調變寬度20W的比例可大於0.25且小於1，並且第二寬度21Y、第四寬度22Y與調變寬度20W可相等，但本揭露實施例並非以此為限。
在一些實施例中，調變層20可視為固態成像裝置100的彩色濾光層，但本揭露實施例並非以此為限。在一些實施例中，第一群組20-1與第二群組20-2具有不同的第一子層21與第二子層22的排列，使得第一群組20-1與第二群組20-2可形成嵌鑲圖案(mosaic pattern)。此嵌鑲圖案可造成相位調變(phase modulation)，其可防止表面繞射產生，進而改善來自固態成像裝置100的光電轉換元件11的影像訊號的品質。在一些實施例中，調變層20可具有複數個嵌鑲圖案(即，複數個第一群組20-1與第二群組20-2)。
在一些實施例中，如第2圖所示，第二群組20-2在第一方向(即，X方向)上與第一群組20-1相鄰，且調變區段20S在第二方向(即，Y方向)上可進一步形成與第一群組20-1相鄰的一第三群組20-3及與第二群組20-2相鄰的一第四群組20-4。
在一些實施例中，第三群組20-3中第一子層21及第二子層22的排列與第一群組20-1中第一子層21及第二子層22的排列不同，並與第二群組20-2中第一子層21及第二子層22的排列不同，但本揭露實施例並非以此為限。舉例來說，第三群組20-3中第一子層21’的第一寬度21X’可大於第二群組20-2中第一子層21的第一寬度21X，但本揭露實施例並非以此為限。
在一些實施例中，第四群組20-4中第一子層21及第二子層22的排列與第一群組20-1中第一子層21及第二子層22的排列不同，與第二群組20-2中第一子層21及第二子層22的排列不同，並與第三群組20-3中第一子層21及第二子層22的排列不同。舉例來說，第四群組20-4中第一子層21’’的第一寬度21X’’可大於第三群組20-3中第一子層21’的第一寬度21X’，但本揭露實施例並非以此為限。
類似地，在一些實施例中，第一群組20-1、第二群組20-2、第三群組20-3與第四群組20-4具有不同的第一子層21與第二子層22的排列，使得第一群組20-1、第二群組20-2、第三群組20-3與第四群組20-4可形成嵌鑲圖案。此嵌鑲圖案可造成相位調變，其可防止表面繞射產生，進而改善來自固態成像裝置100的光電轉換元件11的影像訊號的品質。在一些實施例中，調變層20可具有複數個嵌鑲圖案(即，複數個第一群組20-1、第二群組20-2、第三群組20-3與第四群組20-4)。
第3圖顯示根據本揭露另一實施例的調變層20的部分俯視圖。類似地，調變區段20S可形成第一群組20-1、第二群組20-2、第三群組20-3與第四群組20-4。如第3圖所示，第二群組20-2在第一方向(即，X方向)上與第一群組20-1相鄰，第三群組20-3在第二方向(即，Y方向)上與第一群組20-1相鄰，而第四群組20-4在第二方向(即，Y方向)上與第二群組20-2相鄰。
如第3圖所示，在一些調變區段20S(例如，調變區段20S1)中，第一寬度21X與調變寬度20W的比例可大於0.25且小於1，第三寬度22X與調變寬度20W的比例可大於0.25且小於1，並且第二寬度21Y、第四寬度22Y與調變寬度20W可相等。在其他的調變區段20S(例如，調變區段20S2)中，第一寬度21X、第三寬度22X與調變寬度20W可相等，第二寬度21Y與調變寬度20W的比例可大於0.25且小於1，並且第四寬度22Y與調變寬度20W的比例可大於0.25且小於1。
第4圖顯示根據本揭露另一實施例的調變層20的部分俯視圖。類似地，調變區段20S可形成第一群組20-1、第二群組20-2、第三群組20-3與第四群組20-4。如第4圖所示，第二群組20-2在第一方向(即，X方向)上與第一群組20-1相鄰，第三群組20-3在第二方向(即，Y方向)上與第一群組20-1相鄰，而第四群組20-4在第二方向(即，Y方向)上與第二群組20-2相鄰。
如第4圖所示，在一些調變區段20S(例如，調變區段20S3)中，第一子層21與/或第二子層22的形狀可為三角形，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中，第一子層21與/或第二子層22的形狀可為其他的多邊形(例如，五邊形)、圓形或不規則形。
在前述實施例中，第一群組20-1、第二群組20-2、第三群組20-3與第四群組20-4中的每一個包含2×2個調變區段，但本揭露實施例並非以此為限。
第5圖顯示根據本揭露另一實施例的調變層20的部分俯視圖。在本實施例中，調變區段20S可形成第一群組20-1與第二群組20-2。如第5圖所示，第二群組20-2在第二方向(即，Y方向)上與第一群組20-1相鄰。
在第5圖所示的實施例中，第一群組20-1與第二群組20-2中的每一個包含4×2個調變區段，但本揭露實施例並非以此為限。在一些實施例中，第一群組20-1與第二群組20-2(及/或第三群組20-3與第四群組20-4)中的每一個可包含m×n個調變區段，且m與n為大於或等於2的正整數。
第6圖顯示根據本揭露另一實施例的調變層20的部分俯視圖。類似地，調變區段20S可形成第一群組20-1、第二群組20-2、第三群組20-3與第四群組20-4。如第6圖所示，第二群組20-2在第一方向(即，X方向)上與第一群組20-1相鄰，第三群組20-3在第二方向(即，Y方向)上與第一群組20-1相鄰，而第四群組20-4在第二方向(即，Y方向)上與第二群組20-2相鄰。
如第6圖所示，在一些調變區段20S(例如，調變區段20S4)中，第一寬度21X與調變寬度20W的比例與第二寬度21Y與調變寬度20W的比例皆可大於0.25且小於1。在本實施例中，調變區段20S4中的第一子層21的形狀可為矩形(例如，第一寬度21X與第二寬度21Y相等)，但本揭露實施例並非以此為限。
在一些實施例中，第一子層21的中心與調變區段20S4的中心的距離d可介於調變寬度20W與第一寬度21X的差的0至0.5倍，或介於調變寬度20W與第二寬度21Y的差的0至0.5倍(即，0＜d＜(20W-21X)/2或0＜d＜(20W-21Y)/2)。亦即，調變區段20S4中的第一子層21的中心相對於對應的光電轉換元件11的中心可具有一額外的位移(extra-shift)，但本揭露實施例並非以此為限。
第7圖顯示根據本揭露一些實施例的固態成像裝置102的部分剖面圖。類似地，為了簡便起見，第7圖中可能省略固態成像裝置102的一些部件。
第7圖所示的固態成像裝置102具有與第1圖所示的固態成像裝置100類似的結構。如第7圖所示，與第1圖所示的固態成像裝置100的不同之處在於，在固態成像裝置102的一些調變區段20S(例如，調變區段20S5)中，第一子層21的高度21H可小於調變區段20S的高度20H，而第二子層22的高度22H可與調變區段20S的高度20H相等，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中，第二子層22的高度22H可小於調變區段20S的高度20H，而第一子層21的高度21H可與調變區段20S的高度20H相等。
在一些實施例中，第一子層21的高度21H與調變區段20S的高度20H的比例(或第二子層22的高度22H與調變區段20S的高度20H的比例)可介於約0.5至約1.0，但本揭露實施例並非以此為限。
第8圖顯示根據本揭露一些實施例的固態成像裝置104的部分剖面圖。類似地，為了簡便起見，第8圖中可能省略固態成像裝置104的一些部件。
第8圖所示的固態成像裝置104具有與第1圖所示的固態成像裝置100類似的結構。如第8圖所示，與第1圖所示的固態成像裝置100的不同之處在於，固態成像裝置104可進一步包含一彩色濾光層40，彩色濾光層40設置於光電轉換元件11與調變層20之間。
如第8圖所示，彩色濾光層40可具有複數個彩色濾光區段40S。彩色濾光區段40S可對應於相同的顏色或不同的顏色。舉例來說，在第8圖所示的實施例中，彩色濾光區段40S中的一個可為紅色濾光區段(即，彩色濾光區段40SR)，而彩色濾光區段40S中的另一個可為綠色濾光區段(即，彩色濾光區段40SG)，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中，彩色濾光區段40S可包含藍色濾光區段、白色濾光區段等。
綜上所述，根據本揭露的實施例，固態成像裝置包含一調變層，且調變層具有複數個調變區段，從調變層的俯視圖中，調變區段可形成至少兩個群組(例如，第一群組與第二群組)。這些群組可具有兩個子層(其具有不同的折射率)的不同排列，藉此形成嵌鑲圖案。此嵌鑲圖案可造成相位調變，其可防止表面繞射產生，進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。
100,102,104:固態成像裝置
10:半導體基板
10B:背側表面
10F:前側表面
11:光電轉換元件
15:佈線層
17:高介電常數膜
19:緩衝層
20:調變層
20-1:第一群組
20-2:第二群組
20-3:第三群組
20-4:第四群組
20S:調變區段
20W:調變寬度
20H:高度
21,21’,21’’:第一子層
21H:高度
21X,21X’,21X’’:第一寬度
21Y:第二寬度
22:第二子層
22H:高度
22X:第三寬度
22Y:第四寬度
30:聚光結構
40:彩色濾光層
40S:彩色濾光區段
A-A’:剖面線
X,Y,Z:座標軸
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圖顯示根據本揭露一些實施例的固態成像裝置的部分剖面圖。
第2圖顯示根據本揭露一實施例的調變層的部分俯視圖。
第3圖顯示根據本揭露另一實施例的調變層的部分俯視圖。
第4圖顯示根據本揭露另一實施例的調變層的部分俯視圖。
第5圖顯示根據本揭露另一實施例的調變層的部分俯視圖。
第6圖顯示根據本揭露另一實施例的調變層的部分俯視圖。
第7圖顯示根據本揭露一些實施例的固態成像裝置的部分剖面圖。
第8圖顯示根據本揭露一些實施例的固態成像裝置的部分剖面圖。
100:固態成像裝置
10:半導體基板
10B:背側表面
10F:前側表面
11:光電轉換元件
15:佈線層
17:高介電常數膜
19:緩衝層
20:調變層
20S:調變區段
21:第一子層
22:第二子層
30:聚光結構
X,Z:座標軸
Claims (11)
- 一種固態成像裝置，包括：複數個光電轉換元件；以及一調變層，設置於該些光電轉換元件的上方，且具有複數個調變區段；其中該調變層包括具有不同折射率的複數個第一子層與複數個第二子層，從該調變層的俯視圖中，該些調變區段形成一第一群組及與該第一群組相鄰的一第二群組，該第一群組中該些第一子層及該些第二子層的排列與該第二群組中該些第一子層及該些第二子層的排列不同；其中從該調變層的俯視圖中，每該調變區段包括該些第一子層中的一個及該些第二子層中的一個，每該第一子層在一第一方向上具有一第一寬度且在一第二方向上具有一第二寬度，該第二方向與該第一方向不同，每該第二子層在該第一方向上具有一第三寬度且在該第二方向上具有一第四寬度，並且每該調變區段在該第一方向上與該第二方向上具有一調變寬度。
- 如請求項1之固態成像裝置，其中從該調變層的俯視圖中，每該第一子層佔據該些調變區段中的一個，每該第二子層佔據該些調變區段中的另一個，該些第一子層呈對角排列，且該些第二子層呈對角排列。
- 如請求項1之固態成像裝置，其中從該調變層的俯視圖中，該第一寬度與該調變寬度的比例或該第二寬度與該調變寬度的比例大於0.25且小於1，該第三寬度與該調變寬度的比例或該第四寬度與該調變寬度的比例大於0.25且小於1，或者該第一寬 度與該調變寬度的比例及該第二寬度與該調變寬度的比例皆大於0.25且小於1。
- 如請求項1之固態成像裝置，其中從該調變層的俯視圖中，該些第一子層中的一個的中心與該些調變區段中對應的一個的中心的距離介於該調變寬度與該第一寬度的差的0至0.5倍，或介於該調變寬度與該第二寬度的差的0至0.5倍。
- 如請求項1之固態成像裝置，其中從該調變層的俯視圖中，每該調變區段包括該些第一子層中的一個及該些第二子層中的一個，且該些第一子層與該些第二子層中的一個的形狀為三角形。
- 如請求項1之固態成像裝置，其中從該調變層的俯視圖中，該第二群組在一第一方向上與該第一群組相鄰，該些調變區段在一第二方向上進一步形成與該第一群組相鄰的一第三群組及與該第二群組相鄰的一第四群組，該第二方向與該第一方向不同，且該第三群組中該些第一子層及該些第二子層的排列與該第一群組中該些第一子層及該些第二子層的排列不同。
- 如請求項1之固態成像裝置，其中從該調變層的俯視圖中，該第二群組在一第一方向上與該第一群組相鄰，該些調變區段在一第二方向上進一步形成與該第一群組相鄰的一第三群組及與該第二群組相鄰的一第四群組，該第二方向與該第一方向不同，且該第四群組中該些第一子層及該些第二子層的排列與該第二群組中該些第一子層及該些第二子層的排列不同。
- 如請求項1之固態成像裝置，其中每該第一群組及每該第二群組包含該些調變區段中的m×n個，m與n為大於或等於 2的正整數。
- 如請求項1之固態成像裝置，其中從該調變層的剖面圖中，該些第一子層中的一個的高度與每該調變區段的高度的比例，或該些第二子層中的一個的高度與每該調變區段的高度的比例介於0.5至1。
- 如請求項1之固態成像裝置，更包括：一彩色濾光層，設置於該些光電轉換元件與該調變層之間。
- 如請求項1之固態成像裝置，更包括：複數個聚光結構，設置於該調變層之上。
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