影像感測元件及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種影像感測元件及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著數(shù)位相機(jī)、掃瞄器等電子商品不斷的開發(fā)與成長，消費(fèi)市場對(duì)影像感測元件的需求亦持續(xù)的增加。一般而言，目前常用的影像感測元件，包括了電荷耦合感測元件(charge coupled device, CCD sensor)以及CMOS影像感測兀件(CMOS image sensor, CIS)兩大類。其中，由于CMOS影像感測元件具有低操作電壓、低功率消耗與高操作效率、可根據(jù)需要進(jìn)行隨機(jī)存取(random access)等因素，并且可以整合于目前的半導(dǎo)體技術(shù)來大量制造，因此受到極廣泛的應(yīng)用。
[0003]CMOS影像感測裝置的感光原理將入射光線區(qū)分為各種不同波長光線的組合，再分別由半導(dǎo)體基底上的多個(gè)感光元件(optically sensitive element)予以接收，并轉(zhuǎn)換為不同強(qiáng)弱的數(shù)字信號(hào)。例如，將入射光區(qū)分為紅、藍(lán)、綠三色光線的組合，再由相對(duì)應(yīng)的感光二極管(photod1de)予以接收，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。因此，在各光學(xué)感測元件上方必須形成一彩色濾光陣列以區(qū)分入射光線的波長。
[0004]然而,現(xiàn)今以有機(jī)材料或有機(jī)金屬(organometallic)材料所構(gòu)成的彩色濾光陣列由于無法承受高溫的特性以及曝光制作工藝的影響容易產(chǎn)生劣化(degradat1n)。例如，由有機(jī)材料所構(gòu)成的彩色濾光片在一般情況下無法承受高于攝氏300度以上的制作工藝溫度，進(jìn)而影響到整個(gè)元件的效能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明揭露一種制作影像感測元件的方法來解決上述現(xiàn)有制作工藝所遇到的瓶頸。
[0006]本發(fā)明較佳實(shí)施例是揭露一種制作影像感測元件的方法。首先提供一基底，該基底上設(shè)有一介電層。然后形成多個(gè)濾光層于介電層上并圖案化該等濾光層以形成一第一濾光元件。接著形成一材料層于介電層上并使材料層的上表面與第一濾光元件的上表面齊平，之后再形成多個(gè)彩色濾光片于第一濾光元件上。
[0007]依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例是揭露一種制作影像感測元件的方法。首先提供一基底，該基底上設(shè)有一介電層。然后形成一凹槽于介電層中，并形成多個(gè)彩色濾光片于凹槽內(nèi)。接著形成一平坦層于介電層及彩色濾光片上，隨后再形成一濾光元件于平坦層上。
[0008]依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例是揭露一種影像感測元件，其主要包含:一基底，其上設(shè)有一介電層；一材料層設(shè)于介電層上；一第一濾光元件嵌設(shè)于材料層中，其中第一濾光元件的上表面與介電層的上表面齊平；以及多個(gè)彩色濾光片設(shè)于第一濾光兀件上。
[0009]依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例是揭露一種影像感測元件，其主要包含:一基底，其上設(shè)有一介電層；多個(gè)彩色濾光片嵌設(shè)于介電層中；一平坦層設(shè)于彩色濾光片及介電層上；以及一濾光兀件設(shè)于平坦層上。
【附圖說明】
[0010]圖1-圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例制作一影像感測元件的方法示意圖；
[0011]圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例制作一影像感測元件的方法示意圖；
[0012]圖4至圖6為本發(fā)明第三實(shí)施例制作一影像感測元件的方法示意圖。
[0013]主要元件符號(hào)說明
[0014]12 基底14 介電層
[0015]16 濾光元件18 材料層
[0016]20 彩色濾光片32 基底
[0017]34 介電層36 第一濾光兀件
[0018]38 第二濾光元件 40 第三濾光元件
[0019]42 材料層44 彩色濾光片
[0020]62 基底64 介電層
[0021]66 凹槽68 彩色濾光片
[0022]70 平坦層72 濾光元件
【具體實(shí)施方式】
[0023]請(qǐng)參照?qǐng)D1-圖2，圖1-圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例制作一影像感測元件的方法示意圖。如圖1所示，首先提供一基底12，其上已形成有多個(gè)呈陣列排列的光學(xué)元件(opticalelement)(未顯不)以及多層金屬內(nèi)連線(未顯不)，然后形成一介電層14于基底12表面。
[0024]接著交錯(cuò)設(shè)置多個(gè)具有高折射系數(shù)的無機(jī)層以及多個(gè)具有低折射系數(shù)的無機(jī)層于介電層14上以形成多個(gè)濾光層，其中該等濾光層較佳包含氮化硅(SiN)及氧化硅(S12),氧化鈦(T12)及氧化硅，氧化鉭(Ta2O5)及氧化硅，或銀(Ag)及氧化硅。依據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，各濾光層的折射率較佳取決于所選擇的材料，因此濾光層中的奇數(shù)層所構(gòu)成的材料較佳不同于偶數(shù)層所構(gòu)成的材料。
[0025]舉例來說，多個(gè)由氧化鈦所構(gòu)成的奇數(shù)層的濾光層可分別交錯(cuò)堆疊在多個(gè)由氧化硅所構(gòu)成的偶數(shù)層的濾光層，或多個(gè)由氧化鉭所構(gòu)成的奇數(shù)層的濾光層可分別交錯(cuò)堆疊疊于多個(gè)由氧化硅所構(gòu)成的偶數(shù)層的濾光層上以產(chǎn)生具有高折射系數(shù)與低折射系數(shù)的濾光層。
[0026]然后進(jìn)行一圖案轉(zhuǎn)移制作工藝，搭配干蝕刻及剝離(lift-off)制作工藝，將濾光層圖案化而形成一濾光元件16。本實(shí)施例的濾光元件16較佳為一紅外線濾光元件(IR cutfilter)來過濾紅外線，但不局限于此。
[0027]接著形成一材料層18于介電層14及濾光元件16上，然后進(jìn)行一曝光制作工藝，通過調(diào)整曝光能量以及/或聚焦深度(cbpth of focus, D0F)等的制作工藝參數(shù)來使材料層18的上表面與濾光元件16的上表面齊平。依據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，材料層18較佳由負(fù)型光致抗蝕劑(negative photoresist)所構(gòu)成,但不局限于此。
[0028]然后如圖2所示，形成多個(gè)彩色濾光片20于濾光元件16及材料層18上。彩色濾光片20可包含紅色濾光片、綠色濾光片、藍(lán)色濾光片、青綠色(cyan)濾光片、洋紅色(magenta)濾光片、以及黃色(yellow)濾光片等,此皆屬本發(fā)明所涵蓋的范圍，且由于形成彩色濾光片的方法乃此領(lǐng)域所熟知技術(shù)，在此不另加贅述。
[0029]請(qǐng)參照?qǐng)D3，圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例制作一影像感測元件的方法示意圖。如圖3所示，首先提供一基底32，其上已形成有多個(gè)呈陣列排列的光學(xué)元件(未顯示)以及多層金屬內(nèi)連線(未顯不)，然后形成一介電層34于基底32表面。
[0030]接著如上述第一實(shí)施例般交錯(cuò)設(shè)置多個(gè)具有高折射系數(shù)的無機(jī)層以及多個(gè)具有低折射系數(shù)的無機(jī)層于介電層34上以交錯(cuò)形成多個(gè)濾光層，其中該等濾光層較佳包含氮化硅(SiN)及氧化硅(S12),氧化鈦(T12)及氧化硅，氧化鉭(Ta2O5)及氧化硅，或銀(Ag)及氧化硅。依據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，各濾光層的折射率較佳取決于所選擇的材料，因此濾光層中的奇數(shù)層所構(gòu)成的材料較佳不同于偶數(shù)層所構(gòu)成的材料。
[0031]舉例來說，多個(gè)由氧化鈦所構(gòu)成的奇數(shù)層的濾光層可分別交錯(cuò)堆疊在多個(gè)由氧化硅所構(gòu)成的偶數(shù)層的濾光層，或多個(gè)由氧化鉭所構(gòu)成的奇數(shù)層的濾光層可分別交錯(cuò)堆疊于多個(gè)由氧化硅所構(gòu)成的偶數(shù)層的濾光層上以產(chǎn)生具有高折射系數(shù)與低折射系數(shù)的濾光層。
[0032]然后進(jìn)行一圖案轉(zhuǎn)移制作工藝，搭配干蝕刻及剝離(lift-off)制作工藝，將濾光層圖案化而形成一第一濾光兀件36。
[0033]接著于第一濾光元件36形成后于第一濾光元件36旁再形成一第二濾光元件38與第三濾光元件40。依據(jù)所構(gòu)成材料的不同，圖3所揭露第一濾光元件36、第二濾光元件38與第三濾光元件40之間分別具有不同高度。本實(shí)施例的第一濾光元件36、第二濾光元件38與第三濾光元件40較佳各為一紅外線濾光元件(IR cut filter)，但不局限于此。
[0034]隨后形成一材料層42于介電層34、第一濾光兀件36、第二濾光兀件38與第三濾光元件40上，然后進(jìn)行一曝光制作工藝，通過調(diào)整曝光能量以及/或聚焦深度(cbpth offocus, D0F)等的制作工藝參數(shù)來使材料層42的上表面與第一濾光元件36的上表面齊平。由于第二濾光元件38及第三濾光元件40具有較低高度，材料層42除了蓋住介電層34