彩色影像感測裝置及其制造方法制造方法及圖紙

一種彩色影像感測裝置，其至少包括一基材、復數個彩色濾光片以及一光線限制材料?；木哂袕蛿祩€影像感測元件形成于其中。彩色濾光片位于基材上，且彩色濾光片彼此分隔。光線限制材料位于相鄰的彼此分隔的彩色濾光片間。該制造方法包括以下步驟：提供一半導體基材；形成一第一保護層于該半導體基材上；平坦化該第一保護層的該上表面；形成復數個空氣間隙穿過該第一保護層；形成復數個彼此隔開的彩色濾光片于該第一保護層上；形成一光線限制材料于相鄰的彼此隔開的該些彩色濾光片間，則位于兩相鄰彩色濾光片間的該光線限制材料的一部分會垂直對準該些空氣間隙之一。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是有關于一種半導體裝置及其制造方法，且特別是有關于一種。
技術介紹
半導體彩色影像感測裝置已使用于攝影機、電荷耦合(Charge-coupled)元件與互補式金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器上。上述的影像感測器是以二維陣列的像素為基礎，每一像素包括位于感測元件上的彩色濾光片。在彩色濾光片上的微透鏡陣列可以將光線從光學影像，穿過彩色濾光片，聚光至影像感測元件上。各影像感測元件(感測器)可將穿過彩色濾光片的部分光學影像轉換成電子訊號。隨后再使用所有影像感測元件的電子訊號，以在一影像熒幕或其他類似裝置上產生一光學影像。圖1是繪示習知半導體彩色影像感測裝置10。該半導體彩色影像感測裝置10包括一半導體基材12，例如可以為一以硅為基礎的基材。接著，提供復數個影像感測元件(感測器)，例如一第一感測器4、一第二感測器6以及一第三感測器8。然后，提供一第一層間介電層(InterlayerDielectric)16于半導體基材12上。第一層間介電層16的材質可為熟悉此技藝者所知的任何適當的介電材料，包括摻雜的二氧化硅或玻璃。接下來，提供一第一金屬層間介電層(Intermetal Dielectric Layer)18于第一層間介電層16上。然后，提供一第二金屬層間介電層20于第一金屬層間介電層18上。第一金屬層間介電層18與第二金屬層間介電層20可為任何介電材料，例如二氧化硅。接著，形成復數個空氣間隙(Air Gap)54穿過第一金屬層間介電層18與第二金屬層間介電層20，并停止于第一層間介電層16上。然后，提供一金屬化層(Metallization Layer)22于第二金屬層間介電層20上。接著，一第一保護層(Passivation Layer)24覆蓋第二金屬層間介電層20與金屬化層22。第一保護層24包括一不平坦的上表面26。第一保護層24可為二氧化硅。隨后，一第二保護層28，例如氮化硅，覆蓋第一保護層24。第二保護層28包括一不平坦的上表面30。接著，一平坦化層32，例如旋涂式玻璃，形成于第二保護層28上，且平坦化層32具有一平坦的上表面34。然后，復數個彩色濾光片，例如為一紅光彩色濾光片的第一彩色濾光片36、為一綠光彩色濾光片的第二彩色濾光片38、為一藍光彩色濾光片的第三彩色濾光片40，覆蓋平坦化層32。接著，一間隙層(Spacer Layer)44覆蓋第一彩色濾光片36、第二彩色濾光片38與第三彩色濾光片40。隨后，復數個微透鏡46形成于間隙層44上，且一個微透鏡對準一個彩色濾光片。可以由光線48、光線50與光線52了解，彩色影像感測裝置會使光線48穿過第二彩色濾光片38上的微透鏡46，經過第二彩色濾光片38，并由第一金屬層間介電層18或第二金屬層間介電層20其中之一，在與空氣間隙54接合處反射，如此一來，光線48最后會撞擊對準第二彩色濾光片38的第二感測器6。然而，如光線50與光線52所示，光線可能會穿過垂直對準第二彩色濾光片38的微透鏡46，但經過裝置的不同層，就不會撞擊第二感測器6。光線50與光線52可能會撞擊另一感測元件，例如第三感測器8。此種光線散射會產生不想要的干擾。在習知的彩色影像感測裝置中，第一彩色濾光片36、第二彩色濾光片38與第三彩色濾光片40有重疊區域42，例如，第二彩色濾光片38覆蓋相鄰的第三彩色濾光片40的一部分。圖2是繪示部分的習知半導體裝置的平面圖，習知的半導體裝置包括繪示相鄰彩色濾光片的重疊區域42的一影像感測元件。由此可見，上述現有的彩色影像感測裝置在結構、制造方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新的，便成了當前業界極需改進的目標。有鑒于上述現有的存在的缺陷，本專利技術人基于從事此類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種新的，能夠改進一般現有的，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，并經反復試作樣品及改進后，終于創設出確具實用價值的本專利技術。
技術實現思路
因此，本專利技術的目的就是在于提供一種彩色影像感測裝置，可以限制穿透光線的路徑，以減少干擾，從而更加適于實用。本專利技術的另一目的就是在提供一種制造彩色影像感測裝置的方法，可以制造具有較少光線散射、較少干擾的彩色影像感測裝置，從而更加適于實用。本專利技術與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術方案可知，本專利技術的主要
技術實現思路
如下本專利技術的一實施例包括一半導體裝置，至少包括一基材、復數個彩色濾光片以及一光線限制材料?；木哂袕蛿祩€影像感測元件形成于其中。彩色濾光片位于基材上，且彩色濾光片彼此分隔。光線限制材料位于相鄰的彼此分隔的彩色濾光片間。本專利技術另一實施例包括一制造一半導體裝置的方法，至少包括如下步驟。首先，提供一半導體基材，半導體基材具有復數個光感測器形成于其中。接著，形成一第一保護層于半導體基材上，第一保護層具有不平坦的一上表面。然后，平坦化第一保護層的上表面，再形成復數個空氣間隙穿過第一保護層。接下來，形成復數個彼此分隔的彩色濾光片于第一保護層上。接著，形成一光線限制材料于相鄰的彼此分隔的彩色濾光片間，如此一來，位于兩相鄰彩色濾光片間的光線限制材料的一部分會垂直對準其中一空氣間隙。借由上述技術方案，本專利技術至少具有下列優點本專利技術的彩色影像感測裝置可以限制穿透光線的路徑，可以減少光線的散射，進而可以減少干擾。本專利技術的制造彩色影像感測裝置的方法可以制造具有較少光線散射、較少干擾的彩色影像感測裝置。綜上所述，本專利技術特殊的，其具有上述諸多的優點及實用價值，并在同類產品及方法中未見有類似的結構設計及方法公開發表或使用而確屬創新，其不論在產品結構、方法或功能上皆有較大的改進，在技術上有較大的進步，并產生了好用及實用的效果，且較現有的具有增進的多項功效，從而更加適于實用，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本專利技術技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本專利技術的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本專利技術的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。附圖說明圖1所示為習知具有一彩色影像感測器的一半導體裝置。圖2所示為圖1的部分的習知半導體裝置的平面圖。圖3A所示為根據本專利技術的一實施例的方法，包括形成一第一保護層于一金屬層間介電層上。圖3B所示為根據本專利技術的一實施例的方法，包括平坦化第3A圖的保護層。圖3C所示為本專利技術的一實施例，包括形成一第二保護層于第一保護層上，與形成復數個彩色濾光片于第二保護層上。圖3D所示為根據本專利技術另一實施例的方法，包括形成一光線限制材料于圖3C的彩色濾光片上。圖3E所示為根據本專利技術另一實施例的方法，包括回蝕光線限制材料與彩色濾光片。圖3F所示為根據本專利技術另一實施例的方法，包括沉積一透鏡材料于圖3E的各彩色濾光片上。圖3G所示為根據本專利技術的一實施例的方法，包括由圖3F的透鏡材料形成一微透鏡。圖4所示為根據本專利技術的一實施例，具有彩色影像感測器的一半導體裝置。圖5所示為根據本發本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種彩色影像感測裝置，其特征在于其至少包括：一基材，該基材具有復數個影像感測元件形成于其中；復數個彩色濾光片，位于該基材上，該些彩色濾光片彼此隔開；以及一光線限制材料，位于相鄰的彼此隔開的該些彩色濾光片間。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：王文德，楊敦年，許慈軒，
申請(專利權)人：臺灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發明
國別省市：71[中國|臺灣]