TW202418560A - 包括具有多個曲率的微透鏡的影像感測器 - Google Patents

Abstract

影像感測器及其製造方法。舉例而言，影像感測器可包括：第一基板，具有彼此相對的第一表面與第二表面；多個畫素，設置於第一基板中且佈置成畫素群組，每一畫素群組包括佈置於兩行及兩列中的四個畫素；畫素分離結構，位於第一基板中且包括將每一畫素群組與相鄰畫素群組分離的畫素群組分離部及將每一畫素群組中的畫素彼此分離的畫素分離部；以及多個微透鏡，位於第一表面上且分別與所述多個畫素群組交疊。微透鏡中的每一者包括具有第一曲率的中心部及具有第二曲率的邊緣部。第一曲率小於第二曲率。

Description

包括具有多個曲率的微透鏡的影像感測器及其製造方法

[相關申請案的交叉參考]

本美國非臨時申請案基於35 U.S.C. § 119主張於2022年10月19日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2022-0134736號的優先權，且上述申請案的全部內容併入本案供參考。

本發明概念是有關於影像感測器及其製造方法，且更具體而言是有關於一種包括具有多個曲率的微透鏡的影像感測器及其製造方法。

影像感測器是被配置成將光學影像變換成電性訊號的半導體裝置。影像感測器可被分為電荷耦合裝置（charge coupled device，CCD）類型及互補金屬氧化物半導體（complementary metal oxide semiconductor，CMOS）類型。CMOS影像感測器（CMOS image sensor，CIS）是CMOS類型影像感測器的簡稱。CIS可包括二維佈置的多個畫素。畫素中的每一者包括光電二極體（photodiode，PD）。光電二極體用於將入射光變換成電性訊號。

本發明概念的一些實施例提供能夠達成清晰或相對較清晰影像的影像感測器。

本發明概念的一些實施例提供一種製造影像感測器的方法。

本發明概念的目的不限於以上所提及的內容，且熟習此項技術者將藉由閱讀以下說明理解以上未提及的其他目的。

根據本發明概念的一些實施例，影像感測器可包括：第一基板，具有彼此相對的第一表面與第二表面；多個畫素，設置於所述第一基板中且佈置於多個畫素群組中，其中畫素群組中的每一者包括佈置於兩行及兩列中的四個畫素；畫素分離結構，設置於所述第一基板中，其中所述畫素分離結構包括畫素群組分離部及畫素分離部，所述畫素群組分離部將每一畫素群組與相鄰畫素群組分離，所述畫素分離部將每一畫素群組中的所述畫素彼此分離；以及多個微透鏡，位於所述第一表面上，其中所述多個微透鏡與所述多個畫素群組分別交疊。微透鏡中的每一者可包括具有第一曲率的中心部及具有第二曲率的邊緣部。第一曲率可小於第二曲率。

根據本發明概念的一些實施例，影像感測器可包括：第一基板，具有彼此相對的第一表面與第二表面；多個畫素，設置於所述第一基板中且佈置成畫素群組，畫素群組中的每一者包括被佈置成m行及n列的畫素，其中m及n中的至少一者是等於或大於2的自然數；畫素分離結構，設置於所述第一基板中，其中所述畫素分離結構包括畫素群組分離部及畫素分離部，所述畫素群組分離部將每一畫素群組與相鄰畫素群組分離，所述畫素分離部將每一畫素群組中的所述畫素彼此分離；以及多個微透鏡，位於所述第一表面上，其中所述多個微透鏡與所述多個畫素群組分別交疊。微透鏡中的每一者可包括具有第一曲率半徑的中心部及具有第二曲率半徑的邊緣部。第一曲率半徑可大於第二曲率半徑。

根據本發明概念的一些實施例，影像感測器可包括：第一基板，具有彼此相對的第一表面與第二表面；多個畫素，設置於所述第一基板中且佈置成畫素群組，畫素群組中的每一者包括佈置於兩行及兩列中的四個畫素；光電轉換元件，在所述第一基板中位於所述畫素中的每一者中；轉移閘極（transfer gate），在所述第二表面上用於所述畫素中的每一者；畫素分離結構，位於所述第一表面上，其中所述畫素分離結構包括複晶矽圖案及環繞所述複晶矽圖案的側表面的介電圖案，所述畫素分離結構包括畫素群組分離部及畫素分離部，所述畫素群組分離部將每一畫素群組與相鄰畫素群組分離，所述畫素分離部將每一畫素群組中的所述畫素彼此分離；多個彩色濾光片（color filter），位於所述第一表面上，所述多個彩色濾光片分別與所述多個畫素群組交疊；以及多個微透鏡，對應地位於彩色濾光片上。微透鏡中的每一者可包括具有第一曲率的中心部及具有第二曲率的邊緣部。中心部可具有第一焦距。邊緣部可具有小於第一焦距的第二焦距。邊緣部的第二焦點可位於自所述第一表面朝向所述第二表面約-500奈米至約+500奈米的點處。

根據本發明概念的一些實施例，一種製造影像感測器的方法可包括：提供具有彼此相對的第一表面與第二表面的第一基板；在所述第一基板中形成畫素分離結構，所述畫素分離結構將多個畫素彼此分離且將多個畫素群組彼此分離，其中畫素群組中的每一者包括來自所述多個畫素的佈置成m行及n列的畫素，其中m及n中的至少一者是等於或大於2的自然數；在所述第一表面上形成初步透鏡層；在所述初步透鏡層上形成第一光阻圖案；以及實行毯覆迴蝕製程（blanket etch-back process），以將第一光阻圖案的形狀轉移至所述初步透鏡層，以形成與所述多個畫素群組分別交疊的多個微透鏡。微透鏡中的每一者可被形成為具有中心部分及邊緣部分，所述中心部分具有第一曲率，所述邊緣部分具有小於第一曲率的第二曲率。

根據本發明概念的一些實施例，一種製造影像感測器的方法可包括：提供具有彼此相對的第一表面與第二表面的第一基板；在所述第一基板中形成畫素分離結構，所述畫素分離結構將多個畫素彼此分離且將多個畫素群組彼此分離，其中畫素群組中的每一者包括來自所述多個畫素的佈置成m行及n列的畫素，其中mn中的至少一者是等於或大於2的自然數；在所述第一表面上形成初步透鏡層；在所述初步透鏡層上形成第一光阻圖案；對所述第一光阻圖案進行迴流，以形成第一經迴流圖案；實行毯覆迴蝕製程，以將所述第一經迴流圖案的形狀轉移至所述初步透鏡層，以形成多個初步微透鏡；形成第二光阻圖案，所述第二光阻圖案覆蓋所述初步微透鏡中的每一者的中心部且暴露出所述初步微透鏡中的每一者的邊緣部；藉由使用所述第二光阻圖案作為蝕刻遮罩來對所述邊緣部進行蝕刻；以及移除所述第二光阻圖案。

現將參照附圖詳細闡述本發明概念的一些實施例，以助於更清晰地闡釋本發明概念。

圖1示出顯示根據本發明概念一些實施例的影像感測器的方塊圖。

參照圖1，影像感測器可包括主動畫素感測器陣列1001、列解碼器1002、列驅動器1003、行解碼器1004、時序產生器1005、相關雙採樣器（correlated double sampler，CDS）1006、類比數位轉換器（analog-to-digital converter，ADC）1007及輸入/輸出（input/output，I/O）緩衝器1008。

主動畫素感測器陣列1001可包括二維佈置的多個單位畫素，所述多個單位畫素中的每一者可被配置成將光學訊號轉換成電性訊號。主動畫素感測器陣列1001可由例如畫素選擇訊號、重置訊號及電荷轉移訊號等來自列驅動器1003的多個驅動訊號驅動。可向相關雙採樣器1006提供經轉換的電性訊號。

列驅動器1003可根據自列解碼器1002獲得的解碼結果向主動畫素感測器陣列1001提供用於驅動若干單位畫素的若干驅動訊號（例如，畫素選擇訊號、重置訊號及電荷轉移訊號）。當單位畫素被佈置成矩陣形狀時，可向相應列提供驅動訊號。

時序產生器1005可向列解碼器1002及行解碼器1004提供時序及控制訊號。

相關雙採樣器1006可接收自主動畫素感測器陣列1001產生的電性訊號，且可保持所接收的電性訊號並對所接收的電性訊號進行採樣。相關雙採樣器1006可實行雙採樣操作以對電性訊號的特定雜訊位準及訊號位準進行採樣，且然後可輸出對應於雜訊位準與訊號位準之間的差的差位準（difference level）。

類比數位轉換器1007可將自相關雙採樣器1006接收的對應於差位準的類比訊號轉換成數位訊號，且然後可輸出所轉換的數位訊號。

輸入/輸出緩衝器1008可將數位訊號鎖存，且然後可因應於自行解碼器1004獲得的解碼結果將鎖存的數位訊號依序輸出至影像訊號處理單元（未示出）。

圖2示出顯示由根據本發明概念一些實施例的影像感測器形成的主動畫素感測器陣列的電路圖。

參照圖1及圖2，感測器陣列1001可包括多個單位畫素PX，且所述多個單位畫素PX可被佈置成矩陣形狀。單位畫素PX中的每一者可包括轉移電晶體TX。單位畫素PX中的每一者可更包括邏輯電晶體RX、邏輯電晶體SX及邏輯電晶體DX。邏輯電晶體RX、SX及DX可包括重置電晶體RX、選擇電晶體SX及源極隨耦器電晶體DX。轉移電晶體TX可包括轉移閘極TG。單位畫素PX中的每一者可更包括光電轉換元件PD及浮動擴散區FD。在一些實施例中，邏輯電晶體RX、SX及DX可由多個單位畫素PX共享。

光電轉換元件PD可以與外部入射光的量成比例地生成並累積光電荷。光電轉換元件PD可包括光電二極體、光電晶體、光電閘（photogate）、釘紮光電二極體或其組合。轉移電晶體TX可將光電轉換元件PD中產生的電荷轉移至浮動擴散區FD中。浮動擴散區FD可累積並儲存自光電轉換元件PD產生及轉移的電荷。可由浮動擴散區FD中累積的光電荷的量來控制源極隨耦器電晶體DX。

重置電晶體RX可週期性地對累積於浮動擴散區FD中的電荷進行重置。重置電晶體RX可具有連接至浮動擴散區FD的汲極電極及連接至電源電壓VDD的源極電極。當重置電晶體RX導通時，可向浮動擴散區FD供應與重置電晶體RX的源極電極連接的電源電壓VDD。因此，當重置電晶體RX導通時，累積於浮動擴散區FD中的電荷可被耗盡，且因此浮動擴散區FD可被重置。

包括源極隨耦器閘極SF的源極隨耦器電晶體DX可用作源極隨耦器緩衝放大器（source follower buffer amplifier）。源極隨耦器電晶體DX可將浮動擴散區FD的電位的變化放大，且可將放大的電位輸出至輸出線VOUT。

包括選擇閘極SEL的選擇電晶體SX可選擇將被讀出的單位畫素P的每一列。當選擇電晶體SX導通時，可向源極隨耦器電晶體DX的汲極電極施加電源電壓VDD。

圖3A及圖3B示出顯示根據本發明概念一些實施例的影像感測器的平面圖。圖4A及圖4B示出沿著圖3A及圖3B所示線A-A'截取的剖視圖。

參照圖3A、圖3B、圖4A及圖4B，根據一些實施例的影像感測器500可包括第一基板1。第一基板1可為例如單晶矽晶圓、矽磊晶層基板及/或絕緣體上矽（silicon-on-insulator，SOI）基板。第一基板1可被摻雜具有第一導電類型的雜質。舉例而言，第一導電類型可為p型。第一基板1可具有彼此相對的前表面1a與後表面1b。在本說明書中，前表面1a可被稱為第一表面，且後表面1b可被稱為第二表面。

第一基板1中可設置有將多個畫素PX彼此分離的畫素分離結構DTI。畫素PX可沿著第一方向X及第二方向Y二維地佈置。單個畫素群組PG可由佈置於彼此相鄰的兩行及兩列中的四個畫素PX構成。然而，本發明的概念不限於此，且一個畫素群組PG可具有佈置成m行及n列的畫素PX。選自m及n中的至少一者可為等於或大於2的自然數。

畫素分離結構DTI可包括畫素群組分離部DTI_M及畫素分離部DTI_P。畫素群組分離部DTI_M可夾置於鄰近的畫素群組PG之間且可將鄰近的畫素群組PG分離。畫素分離部DTI_P可將一個畫素群組PG中的畫素PX彼此分離。當在平面中觀察時（且如圖3A所見），畫素分離部DTI_P可自畫素群組分離部DTI_M的側表面朝向畫素群組PG的中心PG_C突出。如圖3A及圖3B所示，畫素群組PG的中心PG_C上可不具有畫素分離部DTI_P。因此，畫素分離部DTI_P可在一個畫素群組PG中彼此間隔開。換言之，畫素群組PG的畫素分離部DTI_P可在畫素群組PG的中心PG_C處不彼此接觸。

畫素分離結構DTI可定位於深溝渠22中，深溝渠22被形成為自第一基板1的前表面1a朝向後表面1b。畫素分離結構DTI可包括掩埋介電圖案12、分離介電圖案16及分離導電圖案14。掩埋介電圖案12可夾置於分離導電圖案14與第一層間介電層IL11（其將在下文論述）之間。分離介電圖案16可夾置於分離導電圖案14與第一基板1之間以及掩埋介電圖案12與第一基板1之間。

掩埋介電圖案12及分離介電圖案16可由折射率不同於第一基板1的折射率的介電材料形成。掩埋介電圖案12及分離介電圖案16可包含例如氧化矽。分離導電圖案14可與第一基板1間隔開（例如，藉由分離介電圖案16間隔開）。分離導電圖案14可包括經雜質摻雜的複晶矽層或經雜質摻雜的矽鍺層。舉例而言，可採用硼、磷及砷中的一種作為摻雜至複晶矽層或矽鍺層中的雜質。作為另外一種選擇，分離導電圖案14可包括金屬層。

可經由圖14的連接接觸件81向分離導電圖案14提供負偏壓電壓。分離導電圖案14可用作共用偏壓線（common bias line）。因此，可能存在於第一基板1的與畫素分離結構DTI接觸的表面上的電洞可被捕獲以改善暗電流性質。

畫素分離結構DTI可具有在自第一基板1的前表面1a朝向後表面1b的方向上減小的寬度。在本說明書中，語言「寬度」可被替換為語言「厚度」。

畫素PX可包括設置於第一基板1中的對應的光電轉換元件PD。光電轉換元件PD可摻雜有具有與第一導電類型相反的第二導電類型的雜質。第二導電類型可為例如n型。摻雜於光電轉換元件PD中的n型雜質與摻雜於光電轉換元件PD周圍的第一基板1中的p型雜質可構成PN接面（PN junction），以提供光電二極體。

第一基板1中可具有與前表面1a相鄰的裝置分離部STI。畫素分離結構DTI可穿透或延伸穿過裝置分離部STI。在每一畫素PX上，裝置分離部STI可界定與前表面1a相鄰的主動區段。主動區段可被製備用於圖2所示電晶體TX、RX、DX及SX。

參照圖3A，在每一畫素PX上，轉移閘極TG可位於第一基板1的前表面1a上。在一個畫素群組PG中所包括的畫素PX上，轉移閘極TG可相鄰於一個畫素群組PG的中心PG_C。轉移閘極TG的一部分可延伸至第一基板1中。轉移閘極TG可具有垂直類型。作為另外一種選擇，轉移閘極TG可具有不延伸至第一基板1中的平面類型。如圖4A中所見，閘極介電層Gox可夾置於轉移閘極TG與第一基板1之間。第一基板1在一個畫素群組PG的中心PG_C上可設置有與前表面1a相鄰的浮動擴散區FD。浮動擴散區FD可摻雜有例如具有第二導電類型的雜質。四個轉移閘極TG可相鄰於浮動擴散區FD。一個畫素群組PG中所包括的所述四個畫素PX可共享一個浮動擴散區FD。

影像感測器500可為背側照明影像感測器。光可經過第一基板1的後表面1b而入射至第一基板1上。電子-電洞對可在PN接面處由入射光產生。所生成的該些電子可朝向光電轉換元件PD移動。當電壓被施加至轉移閘極TG時，電子可朝向浮動擴散區FD移動。

儘管未示出，但是在畫素PX上，前表面1a上可設置有重置電晶體RX、選擇電晶體SX及源極隨耦器電晶體DX。

第一層間介電層IL11可位於前表面1a上。第一層間介電層IL11可由多層形成，所述多層包括選自氧化矽層、氮化矽層、氮氧化矽層及多孔低介電常數介電層中的至少一者。第一層間介電層IL11之間或第一層間介電層IL11中可設置有第一配線走線15。浮動擴散區FD可藉由第一接觸插塞17連接至第一配線走線15。第一接觸插塞17可穿透或延伸穿過第一層間介電層IL11中最相鄰於前表面1a的最上部一者。第一層間介電層IL11中的最下部一者可被鈍化層PL1覆蓋。鈍化層PL1可包括由選自氧化矽、SiCN及SiN中的至少一者形成的單層式結構或多層式結構。

第一基板1的後表面1b可被固定電荷層A1及抗反射層A2依序覆蓋。固定電荷層A1可與後表面1b接觸。固定電荷層A1可具有負的固定電荷。固定電荷層A1可由金屬氧化物及金屬氟化物中的一者形成，所述金屬氧化物及金屬氟化物包括選自鉿（Hf）、鋯（Zr）、鋁（Al）、鉭（Ta）、鈦（Ti）、釔（Y）及鑭系元素中的至少一種金屬。舉例而言，固定電荷層A1可為氧化鉿層或氧化鋁層。電洞累積可能發生在固定電荷層A1周圍。因此，可有效地減少暗電流及白點。

抗反射層A2可具有由選自氧化鈦、氮化矽、氧化矽及氧化鉿中的至少一者形成的單層式結構或多層式結構。

抗反射層A2上可設置有柵格圖案WG。柵格圖案WG可包括依序堆疊的遮光柵格48a與低折射柵格50a。柵格圖案WG可與畫素分離結構DTI交疊。遮光柵格48a可包含例如選自鈦、氮化鈦及鎢中的至少一者。低折射柵格50a可包含折射率小於彩色濾光片CF1、CF2及CF3（其將在下文更詳細地論述）的折射率的材料。舉例而言，低折射柵格50a可具有等於或小於約1.3的折射率。遮光柵格48a可具有與低折射柵格50a的側壁對準的側壁。

彩色濾光片CF1、CF2及CF3可位於柵格圖案WG之間。彩色濾光片CF1、CF2及CF3中的每一者可具有藍色、綠色及紅色中的一者。作為另外一種選擇，彩色濾光片CF1、CF2及CF3可包括不同的顏色，例如青色、品紅色及黃色。彩色濾光片CF1、CF2及CF3可被佈置成拜耳圖案（Bayer pattern）。作為另外一種選擇，彩色濾光片CF1、CF2及CF3可被佈置成2×2四圖案、3×3九圖案及4×4十六圖案中的一者。彩色濾光片CF1、CF2及CF3中的一者可覆蓋一個畫素群組PG。

彩色濾光片CF1、CF2及CF3上可設置有微透鏡ML。一個微透鏡ML可定位於一個畫素群組PG上。如圖3B所示，微透鏡ML可各自具有當在平面中觀察時具有圓角的四方形狀。作為另外一種選擇，如圖8所示，微透鏡ML可各自具有當在平面中觀察時圓形的形狀。

微透鏡ML中的每一者可具有透鏡中心部ML_C及透鏡邊緣部ML_E。微透鏡ML的邊緣部ML_E可彼此連接。微透鏡ML的透鏡中心部ML_C可與畫素群組PG的中心PG_C交疊。微透鏡ML可在其頂表面ML_S處具有多個曲率。

參照圖4B，微透鏡ML的透鏡中心部ML_C及透鏡邊緣部ML_E可具有相應頂表面，且頂表面上的切線的斜率可依據位置而逐漸改變。微透鏡ML的透鏡中心部ML_C可具有第一曲率，且微透鏡ML中的透鏡邊緣部ML_E可具有第二曲率。第一曲率可小於第二曲率。舉例而言，第一曲率可等於或小於第二曲率的約2/3倍。作為另外一種選擇，第二曲率可等於或大於第一曲率的約1.5倍。

微透鏡ML的透鏡中心部ML_C的頂表面可對應於作為具有第一半徑RR1及第一中心CC1的第一假想圓CR1的圓周的一部分的弧。微透鏡ML的透鏡邊緣部ML_E的頂表面可對應於作為具有第二半徑RR2及第二中心CC2的第二假想圓CR2的圓周的一部分的弧。

第一半徑RR1可被稱為微透鏡ML的透鏡中心部ML_C的「第一焦距」或「第一曲率半徑」。第二半徑RR2可被稱為微透鏡ML的透鏡邊緣部ML_E的「第二焦距」或「第二曲率半徑」。第二曲率半徑RR2可小於第一曲率半徑RR1。舉例而言，第一曲率半徑RR1可等於或大於第二曲率半徑RR2的約1.3倍或約1.5倍。第一曲率半徑RR1可等於或小於第二曲率半徑RR2的約一百萬倍。在微透鏡ML的頂表面ML_S上，在透鏡中心部ML_C與透鏡邊緣部ML_E之間可定位透鏡隅角IF_M。透鏡隅角IF_M可被定義為指代微透鏡ML的頂表面ML_S處的曲率自第一曲率不連續地改變為第二曲率的點。根據一些實施例，透鏡隅角IF_M可為微透鏡ML的頂表面ML_S處的曲率不連續地增加至約1.5倍的點。

第一中心CC1可被稱為微透鏡ML的透鏡中心部ML_C的「第一焦點位置」。第二中心CC2可被稱為微透鏡ML的透鏡邊緣部ML_E的「第二焦點位置」。第一焦點位置CC1及第二焦點位置CC2可位於畫素群組PG的中心PG_C上。

微透鏡ML的透鏡中心部ML_C的第一焦點位置CC1可與第一基板1的後表面1b具有第一距離DF1。微透鏡ML的透鏡邊緣部ML_E的第二焦點位置CC2可與第一基板1的後表面1b具有第二距離DF2。第一距離DF1可大於第二距離DF2。第二距離DF2自後表面1b至前表面1a可為例如約-500奈米至約+500奈米。

圖5示出顯示根據本發明概念一些實施例的影像感測器的光分佈的平面圖。舉例而言，圖5顯示當光入射至參照圖3A至圖4B討論的影像感測器的一個畫素群組PG上時，當在平面中觀察時在後表面1b處的光分佈。

參照圖4B及圖5，經過微透鏡ML的透鏡中心部ML_C入射的第一光L1可主要照射至畫素群組PG的畫素PX中，藉此為進行影像感測提供貢獻並使得光敏度提高。相比之下，經過微透鏡ML的透鏡邊緣部ML_E入射的第二光L2可主要照射得靠近畫素群組PG的中心PG_C。第一光L1可為散焦，且照射至分離導電圖案14的光的強度可能降低。然而，第二光L2可被聚焦，且可能存在自動聚焦對比度（autofocus contrast，AF-C）的提高。

由於由複晶矽形成的分離導電圖案14具有強的光吸收性質，照射至分離導電圖案的光量（強度）的增加可能使光損失增加及光敏度降低。當微透鏡ML被形成為具有一個曲率產生一個焦點位置時，入射在分離導電圖案14上的光量可能增加，而此可使光敏度及自動聚焦對比度（AF-C）降低。

然而，在本發明概念中，由於微透鏡ML中的每一者具有包括多個曲率的結構，因此可減少入射在分離導電圖案14上的光量以改善光敏度可被改善，且同時提高自動聚焦對比度（AF-C）。因此，可提供一種產生清晰影像的自動聚焦影像感測器。

圖6A示出顯示根據本發明概念一些實施例的影像感測器的剖視圖。圖6B示出顯示圖6A所示區段P1的放大圖。

參照圖6A及圖6B，根據本實施例的影像感測器501可被配置成使得微透鏡ML更包括位於透鏡中心部ML_C與透鏡邊緣部ML_E之間的透鏡連接部ML_M。透鏡連接部ML_M可具有第三曲率。透鏡連接部ML_M的第三曲率可大於透鏡中心部ML_C的第一曲率且小於透鏡邊緣部ML_E的第二曲率。透鏡連接部ML_M的頂表面可對應於作為具有第三半徑RR3及第三中心CC3的第三假想圓CR3的圓周的一部分的弧。第三半徑RR3可被稱為微透鏡ML的透鏡連接部ML_M的「第三焦距」或「第三曲率半徑」。微透鏡ML的透鏡連接部ML_M的第三曲率半徑RR3可小於微透鏡ML的透鏡中心部ML_C的第一曲率半徑RR1且大於微透鏡ML的透鏡邊緣部ML_E的第二曲率半徑RR2。在微透鏡ML的頂表面ML_S上，透鏡連接部ML_M與透鏡邊緣部ML_E之間可定位有第一透鏡隅角IF_M1，且透鏡連接部ML_M與透鏡中心部ML_C之間可定位有第二透鏡隅角IF_M2。第三中心CC3可被稱為微透鏡ML的透鏡連接部ML_M的「第三焦點位置」。第三焦點位置CC3可位於畫素群組PG的中心PG_C上。第三焦點位置CC3可位於第一焦點位置CC1與第二焦點位置CC2之間。第一透鏡隅角IF_M1及第二透鏡隅角IF_M2可各自被定義為指代微透鏡ML的頂表面ML_S處的曲率不連續地改變成第一曲率至第三曲率的點。根據圖6A及圖6B的實施例的其他配置及/或組件可相同或相似於參照圖3A至圖4B討論的配置及/或組件。

在本說明書中，微透鏡ML被闡釋為具有兩個或三個曲率，但是本發明概念不限於此，且微透鏡ML可具有四個或更多個曲率。

圖7示出顯示根據本發明概念一些實施例的影像感測器的剖視圖。

參照圖7，根據一些實施例的影像感測器502可更包括覆蓋微透鏡ML的保護層PT。保護層PT可具有由選自例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、碳化矽、氧化矽碳、碳氮化矽、氧化矽碳氮化物、氧化鋁、氧化鋅及氧化鉿中的至少一者形成的單層式結構或多層式結構。保護層PT可具有位於微透鏡ML的透鏡中心部ML_C上的中心保護部PT_C，且亦可具有位於微透鏡ML的透鏡邊緣部ML_E上的邊緣保護部PT_E。中心保護部PT_C的曲率可小於邊緣保護部PT_E的曲率。中心保護部PT_C與邊緣保護部PT_E之間可定位有保護層隅角IF_P。中心保護部PT_C可具有小於邊緣保護部PT_E的第二厚度T2的第一厚度T1。第二厚度T2可在朝向畫素群組PG的邊緣的方向上減小。根據圖7的實施例的其他配置及/或組件可相同或相似於參照圖3A至圖4B論述的配置及/或組件。在一些實施例中，參照圖7闡述的保護層PT可設置有微透鏡ML，所述微透鏡ML具有三或更多個曲率及/或包括位於透鏡中心部ML_C與透鏡邊緣部ML_E之間的一或多個透鏡連接部ML_M，如參照圖6A及圖6B闡述所示。

圖8示出顯示根據本發明概念一些實施例的影像感測器的平面圖。圖9示出沿著圖8所示線A-A'截取的剖視圖。

參照圖8及圖9，根據本實施例的影像感測器503可被配置成使得畫素分離部DTI_P在畫素群組PG的中心PG_C上彼此連接。舉例而言，畫素分離部DTI_P可位於畫素群組PG的中心PG_C上。畫素分離部DTI_P的分離導電圖案14可存在於畫素群組PG的中心PG_C上。另外，微透鏡ML可各自具有當在平面中觀察時圓形的形狀。圖8及圖9的實施例的其他配置及/或組件可相同或相似於參照圖3A至圖4B論述的配置及/或組件。在一些實施例中，圖8及圖9所示態樣中的一或多者可與參照圖7闡述的保護層PT組合，及/或可設置有具有三或更多個曲率及/或包括定位在透鏡中心部ML_C與透鏡邊緣部ML_E之間的一或多個透鏡連接部ML_M的微透鏡ML，如參照圖6A及圖6B闡述所示。

圖10示出顯示製造具有圖4A所示橫截面的影像感測器的方法的剖視圖。

參照圖10，可於第一基板1上形成光電轉換元件PD及畫素分離結構DTI。第一基板1可設置有在第一基板1的前表面1a上形成的轉移閘極TG、裝置分離部STI、第一配線走線15、第一層間介電層IL11及鈍化層PL1。第一基板1的後表面1b可經歷背面磨製製程（back-grinding process）以暴露出畫素分離結構DTI的分離導電圖案14。可在第一基板1的後表面1b上依序堆疊固定電荷層A1與抗反射層A2。可在抗反射層A2上形成柵格圖案WG。可在柵格圖案WG的段之間在抗反射層A2上形成彩色濾光片CF1及CF2（以及彩色濾光片CF3（儘管未示出））。可在彩色濾光片CF1及CF2上形成初步透鏡層MLL。初步透鏡層MLL可由透明光阻材料或透明熱固性樹脂形成。可在初步透鏡層MLL上形成第一遮罩圖案MK1。第一遮罩圖案MK1可為藉由光微影製程形成的光阻圖案。第一遮罩圖案MK1可被形成為具有圓的上部隅角。第一遮罩圖案MK1可具有在向下的方向上增加的寬度。

返回參照圖4A，可藉由在形成第一遮罩圖案MK1的狀態下實行毯覆迴蝕製程來對初步透鏡層MLL進行蝕刻。因此，第一遮罩圖案MK1的輪廓可被轉移至初步透鏡層MLL以形成圖4A所示的微透鏡ML。舉例而言，第一遮罩圖案MK1的平坦或實質上平坦的上部部分可被轉移以形成微透鏡ML的各自具有第一曲率的透鏡中心部ML_C，且第一遮罩圖案MK1的傾斜側壁可被轉移以形成微透鏡ML_的各自具有第二曲率的透鏡邊緣部ML_E。在毯覆迴蝕製程期間，第一遮罩圖案MK1可全部被蝕刻並移除。因此，可製造如圖4A所示的影像感測器500。

可使用另一種方法來製造圖4A所示影像感測器500。

圖11A至圖11D示出顯示製造具有圖4所示橫截面的影像感測器的方法的剖視圖。

參照圖11A，在根據一些實施例的製造方法中，可藉由在圖4A的狀態下實行迴流製程來將第一遮罩圖案MK1形成為圓的。舉例而言，可形成經迴流遮罩圖案MK1。

參照圖11B，可藉由在形成經迴流遮罩圖案MK1的狀態下實行毯覆迴蝕刻製程來對初步透鏡層MLL進行蝕刻。因此，經迴流遮罩圖案MK1的輪廓可被轉移至初步透鏡層MLL，以形成參照圖4B論述的具有第一曲率的初步微透鏡PML。

參照圖11C，可形成第二遮罩圖案MK2以覆蓋初步微透鏡PML中的每一者的中心部PML_C且暴露出初步微透鏡PML中的每一者的邊緣部PML_E。第二遮罩圖案MK2可為藉由光微影製程形成的光阻圖案。

參照圖11C及圖11D，可在第二遮罩圖案MK2的一側上對初步微透鏡PML的暴露出的邊緣部PML_E進行蝕刻，以形成具有第二曲率的透鏡邊緣部ML_E。可移除第二遮罩圖案MK2。因此，可形成圖4B所示微透鏡ML。

仍可使用另一種方法來製造圖4A所示影像感測器500。

圖12A及圖12B示出顯示製造具有圖4A所示橫截面的影像感測器的方法的剖視圖。

參照圖12A，可藉由在形成圖11A所示經迴流遮罩圖案MK1的狀態下實行毯覆迴蝕刻製程來對初步透鏡層MLL進行蝕刻。因此，經迴流遮罩圖案MK1的輪廓可被轉移至初步透鏡層MLL，以形成參照圖4B論述的具有第二曲率的初步微透鏡PML。可形成第三遮罩圖案MK3以覆蓋初步微透鏡PML的邊緣部PML_E並暴露出初步微透鏡PML的中心部PML_C。第三遮罩圖案MK3可為例如旋塗硬遮罩（spin on hardmask，SOH）或非晶碳層（amorphous carbon layer，ACL）。初步微透鏡PML的中心部PML_C可自第三遮罩圖案MK3向上突出。

參照圖12B，可實行蝕刻製程以部分地移除初步微透鏡PML的自第三遮罩圖案MK3向上突出的中心部PML_C。因此，可形成具有第一曲率的透鏡中心部ML_C。可移除第三遮罩圖案MK3。因此，可形成圖4B所示微透鏡ML。

圖13A示出顯示根據本發明概念一些實施例的影像感測器的平面圖。圖13B示出沿著圖13A所示線B-B'截取的剖視圖。

參照圖13A及圖13B，根據一些實施例的影像感測器504可被配置成使得第一基板1中設置有將多個畫素PX彼此分離的畫素分離結構DTI。畫素PX可沿著第一方向X及第二方向Y二維地設置。畫素PX可構成畫素群組IG及AG。畫素群組IG及AG可包括影像畫素群組IG以及自動聚焦畫素群組AG。影像畫素群組IG可包括沿著順時針方向設置的第一影像畫素群組IG(1)至第四影像畫素群組IG(4)。

第一影像畫素群組IG(1)及第二影像畫素群組IG(2)可各自包括佈置於彼此相鄰的兩行及兩列中的四個畫素PX。第三影像畫素群組IG(3)及第四影像畫素群組IG(4)可各自包括彼此相鄰的三個畫素PX。自動聚焦畫素群組AG可包括彼此相鄰的兩個畫素PX。第一影像畫素群組IG(1)可被第一彩色濾光片CF1覆蓋。第三影像畫素群組IG(3)可被第三彩色濾光片CF3覆蓋。第二影像畫素群組IG(2)及第三影像畫素群組IG(4)以及自動聚焦畫素群組AG可被第二彩色濾光片CF2覆蓋。第二彩色濾光片CF2可為例如綠色。第一彩色濾光片CF1及第三彩色濾光片CF3可分別是紅色及藍色。

在影像畫素群組IG上，可設置有與畫素PX對應的第一微透鏡ML1。第一微透鏡ML1可在其頂表面處具有第四曲率。第四曲率可為連續的曲率。自動聚焦畫素群組AG上可設置有第二微透鏡ML2。第二微透鏡ML2可類似於參照圖4A論述的微透鏡ML。第二微透鏡ML2可具有第一曲率的透鏡中心部ML_C及第二曲率的透鏡邊緣部ML_E。第二微透鏡ML2可具有透鏡隅角IF_M。第一微透鏡ML1可不具有透鏡隅角。第一微透鏡ML1可具有處於第一水準LV1的頂端，且第二微透鏡ML2可具有處於較第一水準LV1高的第二水準LV2處的頂端。根據圖13A及圖13B的實施例的其他配置及/或組件可相同或相似於參照圖3A至圖9論述的配置及/或組件。

圖14示出顯示根據本發明概念一些實施例的影像感測器的剖視圖。

參照圖14，根據一些實施例的影像感測器505可包括具有畫素陣列區域APS、光學黑色區域OB及接墊區域PR的第一基板1，且亦可包括位於第一基板1的第一表面1a上的配線層200及位於配線層200上的基礎基板400。配線層200可包括上部配線層221及下部配線層223。畫素陣列區域APS可包括多個畫素PX。佈置於畫素陣列區域APS上的畫素PX可與上面參照圖1至圖13B論述的畫素PX實質上相同。

在光學黑色區域OB上，第一基板1上可設置有第一連接結構50、連接接觸件81及塊狀彩色濾光片90。第一連接結構50可包括第一遮光圖案51、介電圖案53及第一頂蓋圖案55。

第一遮光圖案51可位於第一基板1的第二表面1b上。舉例而言，第一遮光圖案51可在第二表面1b上覆蓋第二介電層136，且可覆蓋第三溝渠TR3的內壁及第四溝渠TR4的內壁並與第三溝渠TR3的內壁及第四溝渠TR4的內壁一致。第一遮光圖案51可穿過光電轉換層150及上部配線層221，且可將光電轉換層150連接至配線層200。舉例而言，第一遮光圖案51可與上部配線層221及下部配線層223中的內連線以及與光電轉換層150中的圖4A所示畫素分離結構DTI的分離導電圖案14接觸。因此，第一連接結構50可電性連接至配線層200中的內連線。第一遮光圖案51可包含例如鎢等金屬材料。第一遮光圖案51可阻擋光入射至光學黑色區域OB中。

連接接觸件81可設置於第三溝渠TR3中以填充第三溝渠TR3的未佔用部分。

連接接觸件81可包含例如鋁等金屬材料。連接接觸件81可與圖4A中繪示的畫素分離結構DTI的分離導電圖案14接觸。可經由連接接觸件81將負偏壓電壓施加至分離導電圖案14。因此，可防止或減少白點及/或暗電流。

介電圖案123可填充第四溝渠TR4的未佔用部分。介電圖案123可完全或部分地穿過光電轉換層150及配線層200。第一頂蓋圖案55可設置於介電圖案53的頂表面上。第一頂蓋圖案55可設置於介電圖案53上。

塊狀彩色濾光片90可設置於連接接觸件81、第一遮光圖案51及第一頂蓋圖案55上。塊狀彩色濾光片90可覆蓋連接接觸件81、第一遮光圖案51及第一頂蓋圖案55。第一保護層71可設置於塊狀彩色濾光片90上並對塊狀彩色濾光片90進行封裝。

第一基板1的光學黑色區域OB上可設置有光電轉換元件PD'及虛設元件PD''。光電轉換元件PD'可例如摻雜有具有與第一導電類型不同的第二導電類型的雜質。第二導電類型可為例如n型。畫素陣列區域APS可包括多個畫素PX。光電轉換元件PD'可具有與光電轉換元件PD的結構相似的結構，但可不執行與光電轉換元件PD的操作相同的操作（例如，自接收的光產生電性訊號）。虛設元件PD''可不摻雜雜質。虛設元件PD''可產生訊號，所述訊號被用作移除後續製程雜訊的資訊。

在接墊區域PR上，第一基板1上可設置有第二連接結構60、第二導電接墊83及第二保護層73。第二連接結構60可包括第二遮光圖案61、介電圖案63及第二頂蓋圖案65。

第二遮光圖案61可位於第一基板1的第二表面1b上。舉例而言，第二遮光圖案61可在第二表面1b上覆蓋第二介電層136，且可覆蓋第五溝渠TR5的內壁及第六溝渠TR6的內壁並與第五溝渠TR5的內壁及第六溝渠TR6的內壁一致。第二遮光圖案61可穿過光電轉換層150及上部配線層221，且可將光電轉換層150連接至配線層200。舉例而言，第二遮光圖案61可與下部配線層223中的內連線接觸。因此，第二連接結構130可電性連接至配線層200中的內連線。第二遮光圖案131可包含例如鎢等金屬材料。

第二導電接墊83可設置於第五溝渠TR5中以填充第五溝渠TR5的未佔用部分。第二導電接墊83可包含例如鋁等金屬材料。第二導電接墊83可用作電性連接路徑，影像感測器裝置經由所述電性連接路徑連接至外部設備。介電圖案63可填充第六溝渠TR6的未佔用部分。介電圖案63可完全或部分地穿過光電轉換層150及配線層200。第二頂蓋圖案65可設置於介電圖案63上。第二保護層73可覆蓋第二頂蓋圖案65以及第二遮光圖案61的一部分。

經由第二導電接墊83施加的電流可藉由第二遮光圖案61、配線層200中的內連線及第一遮光圖案51流至畫素分離結構DTI的分離導電圖案14。光電轉換元件PD及PD'以及虛設元件PD''可產生電性訊號，且電性訊號可藉由配線層200中的配線走線、第二遮光圖案131及第二導電接墊83向外傳輸。

圖15示出顯示根據本發明概念一些實施例的影像感測器的剖視圖。

參照圖15，根據一些實施例的影像感測器506可具有其中第一子晶片CH1至第三子晶片CH3依序接合的結構。第一子晶片CH1可具有例如影像感測功能。

第一子晶片CH1可包括位於第一基板1的前表面1a上的轉移閘極TG，且亦可包括覆蓋轉移閘極TG的第一層間介電層IL11。第一基板1中可設置對主動區段進行界定的第一裝置分離部STI1。第一子晶片CH1可更包括內部連接接觸件17a。在接墊區域PR上，內部連接接觸件17a中的至少一者可穿過畫素分離結構DTI的掩埋介電圖案12，以將第一配線走線15中的一者連接至畫素分離結構DTI的分離導電圖案14，藉此將負偏壓電壓施加至分離導電圖案14。

微透鏡ML可具有相同或相似於參照圖3A至圖13B論述的形狀的形狀。透鏡殘留層MLR可包含與微透鏡ML的材料相同的材料。在接墊區域PR上，透鏡殘留層MLR可具有開口35，開口35被形成為暴露出背側導電接墊PAD。

背側導電接墊PAD可位於第五溝渠TR5中。背側導電接墊PAD可包括第二導電圖案52c及第二金屬圖案54b。第二導電圖案52c可覆蓋第五溝渠TR5的側表面及底表面並與側表面及底表面一致。第二導電圖案52c可具有由選自鈦層、氮化鈦層及鎢層中的至少一者形成的單層式結構或多層式結構。第二金屬圖案54b可包含例如鋁。第二金屬圖案54b可填充第五溝渠TR5。

內部連接接觸件17a中的至少另一者可穿過位於背側導電接墊PAD下方的第二畫素分離部DTI2的掩埋介電圖案12，以將第一配線走線15中的一者連接至第二畫素分離部DTI2的分離導電圖案14。第一導電接墊CP1可位於最下部的第一層間介電層IL11中。第一導電接墊CP1可包含銅。在邊緣區域ER上，透鏡殘留層MLR可設置於第二光學黑色圖案CFB上。

第二子晶片CH2可包括第二基板SB2、位於第二基板SB2上的選擇閘極SEL、源極隨耦器閘極SF及重置閘極（未示出）、以及覆蓋選擇閘極SEL、源極隨耦器閘極SF以及重置閘極的第二層間介電層IL2。第二基板SB2中可設置有對主動區段進行界定的第二裝置分離部STI2。第二層間介電層IL2中可設置有第二接觸件215及第二配線走線217。第二導電接墊CP2可位於最上部的第二層間介電層IL2中。第二導電接墊CP2可包含銅。第二導電接墊CP2可與第一導電接墊CP1接觸。源極隨耦器閘極SF可連接至第一子晶片CH1的對應浮動擴散區FD。

第三子晶片CH3可包括第三基板SB3、位於第三基板SB3上的周邊電晶體PTR、以及覆蓋周邊電晶體PTR的第三層間介電層IL3。第三基板SB3中可設置有對主動區段進行界定的第三裝置分離部STI3。第三層間介電層IL3中可設置有第三接觸件317及第三配線走線315。最上部的第三層間介電層IL3可與第二基板SB2接觸。貫通電極TSV可穿透或延伸穿過第二層間介電層IL2、第二裝置分離部STI2、第二基板SB2及第三層間介電層IL3，且可將第二配線走線217中的一者連接至第三配線走線315中的一者。貫通電極TSV的側壁可被通孔介電層TVL環繞。第三子晶片CH3可包括用於驅動第一子晶片CH1及第二子晶片CH2中的一或二者的電路、或者用於儲存自第一子晶片CH1及第二子晶片CH2中的一或二者產生的電性訊號的電路。

本發明概念的影像感測器中所包括的微透鏡可具有多個曲率，以改善光敏度且提高自動聚焦對比度（AF-C）。因此，可提供一種產生清晰影像的自動聚焦影像感測器。

儘管已結合附圖中所示出的本發明概念實施例的一些實例闡述了本發明概念，然而熟習此項技術者將理解可在不背離本發明概念的技術精神及本質特徵的情況下，作出各種改變及修改。舉例而言，除非在本文中相互排斥及/或明確闡述為不兼容，否則關於圖1至圖15不同闡述的實施例及實施例的態樣可彼此組合，且此種組合被認為處於本發明概念的技術精神及本質特徵內。對於熟習此項技術者而言顯而易見的是，在不背離本發明概念的範圍及精神的情況下可對其進行各種替換、修改及改變。

1:第一基板 1a:前表面/第一表面 1b:後表面/第二表面 12:掩埋介電圖案 14:分離導電圖案 15:第一配線走線 16:分離介電圖案 17:第一接觸插塞 22:深溝渠 48a:遮光柵格 50:第一連接結構 50a:低折射柵格 51:第一遮光圖案 52c:第二導電圖案 53、63:介電圖案 54b:第二金屬圖案 55:第一頂蓋圖案 60:第二連接結構 61:第二遮光圖案 65:第二頂蓋圖案 71:第一保護層 73:第二保護層 81:連接接觸件 83、CP2:第二導電接墊 90:塊狀彩色濾光片 136:第二介電層 150:光電轉換層 200:配線層 217:第二配線走線 221:上部配線 223:下部配線層 315:第三配線走線 317:第三接觸件 400:基礎基板 500、501、502、503、504、505、506:影像感測器 1001:主動畫素感測器陣列/感測器陣列 1002:列解碼器 1003:列驅動器 1004:行解碼器 1005:時序產生器 1006:相關雙採樣器（CDS） 1007:類比數位轉換器（ADC） 1008:輸入/輸出（I/O）緩衝器 A1:固定電荷層 A2:抗反射層 A-A'、B-B':線 AG:自動聚焦畫素群組/畫素群組 APS:畫素陣列區域 CC1:第一焦點位置/第一中心 CC2:第二焦點位置/第二中心 CC3:第三焦點位置/第三中心 CF1:第一彩色濾光片/彩色濾光片 CF2:第二彩色濾光片/彩色濾光片 CF3:第三彩色濾光片/彩色濾光片 CFB:第二光學黑色圖案 CH1:第一子晶片 CH2:第二子晶片 CH3:第三子晶片 CP1:第一導電接墊 CR1:第一假想圓 CR2:第二假想圓 CR3:第三假想圓 DF1:第一距離 DF2:第二距離 DTI:畫素分離結構 DTI2:第二畫素分離部 DTI_M:畫素群組分離部 DTI_P:畫素分離部 DX:邏輯電晶體/源極隨耦器電晶體/電晶體 FD:浮動擴散區 Gox:閘極介電層 IF_M:透鏡隅角 IF_M1:第一透鏡隅角 IF_M2:第二透鏡隅角 IF_P:保護層角 IG(1):第一影像畫素群組 IG(2):第二影像畫素群組 IG(3):第三影像畫素群組 IG(4):第四影像畫素群組 IL2:第二層間介電層 IL3:第三層間介電層 IL11:第一層間介電層 L1:第一光 L2:第二光 LV1:第一水準 LV2:第二水準 MK1:第一遮罩圖案/經迴流遮罩圖案 MK2:第二遮罩圖案 MK3:第三遮罩圖案 ML:微透鏡 ML1:第一微透鏡 ML2:第二微透鏡 MLL:初步透鏡層 MLR:透鏡殘留層 ML_C:透鏡中心部 ML_E:透鏡邊緣部/邊緣部 ML_M:透鏡連接部 ML_S:頂表面 OB:光學黑色區域 P1:區段 PAD:背側導電接墊 PD:光電轉換元件 PD':光電轉換元件 PD'':虛設元件 PG:畫素群組 PG_C:中心 PL1:鈍化層 PML:初步微透鏡 PML_C:中心部 PML_E:邊緣部 PR:接墊區域 PT:保護層 PTR:周邊電晶體 PT_C:中心保護部 PT_E:邊緣保護部 PX:畫素 RR1:第一半徑/第一曲率半徑 RR2:第二半徑/第二曲率半徑 RR3:第三半徑/第三曲率半徑 RX:邏輯電晶體/重置電晶體/電晶體 SB2:第二基板 SB3:第三基板 SEL:選擇閘極 SF:源極隨耦器閘極 STI:裝置分離部 STI2:第二裝置分離部 STI3:第三裝置分離部 SX:邏輯電晶體/選擇電晶體/電晶體 T1:第一厚度 T2:第二厚度 TG:轉移閘極 TR3:第三溝渠 TR4:第四溝渠 TR5:第五溝渠 TR6:第六溝渠 TSV:貫通電極 TVL:通孔介電層 TX:轉移電晶體/電晶體 VDD:電源電壓 VOUT:輸出線 WG:柵格圖案 X:第一方向 Y:第二方向

圖1示出顯示根據本發明概念一些實施例的影像感測器的方塊圖。 圖2示出顯示由根據本發明概念一些實施例的影像感測器形成的主動畫素感測器陣列的電路圖。 圖3A及圖3B示出顯示根據本發明概念一些實施例的影像感測器的平面圖。 圖4A及圖4B示出沿著圖3A及圖3B所示線A-A'截取的剖視圖。 圖5示出顯示根據本發明概念一些實施例的影像感測器的光分佈的平面圖。 圖6A示出顯示根據本發明概念一些實施例的影像感測器的剖視圖。 圖6B示出顯示圖6A所示區段P1的放大圖。 圖7示出顯示根據本發明概念一些實施例的影像感測器的剖視圖。 圖8示出顯示根據本發明概念一些實施例的影像感測器的平面圖。 圖9示出沿著圖8所示線A-A'截取的剖視圖。 圖10示出顯示製造具有圖4所示橫截面的影像感測器的方法的剖視圖。 圖11A至圖11D示出顯示製造具有圖4所示橫截面的影像感測器的方法的剖視圖。 圖12A及圖12B示出顯示製造具有圖4所示橫截面的影像感測器的方法的剖視圖。 圖13A示出顯示根據本發明概念一些實施例的影像感測器的平面圖。 圖13B示出沿著圖13A所示線B-B'截取的剖視圖。 圖14示出顯示根據本發明概念一些實施例的影像感測器的剖視圖。 圖15示出顯示根據本發明概念一些實施例的影像感測器的剖視圖。

1:第一基板

1a:前表面/第一表面

1b:後表面/第二表面

12:掩埋介電圖案

14:分離導電圖案

15:第一配線走線

16:分離介電圖案

17:第一接觸插塞

22:深溝渠

48a:遮光柵格

50a:低折射柵格

500:影像感測器

A1:固定電荷層

A2:抗反射層

A-A':線

CF1:彩色濾光片/第一彩色濾光片

CF2:彩色濾光片/第二彩色濾光片

DTI:畫素分離結構

FD:浮動擴散區

Gox:閘極介電層

IL11:第一層間介電層

ML:微透鏡

ML_C:透鏡中心部

ML_E:透鏡邊緣部/邊緣部

ML_S:頂表面

PD:光電轉換元件

PG:畫素群組

PG_C:中心

PL1:鈍化層

PX:畫素

STI:裝置分離部

TG:轉移閘極

WG:柵格圖案

Claims (20)

1. 一種影像感測器，包括： 第一基板，具有彼此相對的第一表面與第二表面； 多個畫素，設置於所述第一基板中且佈置成多個畫素群組，其中所述畫素群組中的每一者包括佈置於兩行及兩列中的四個畫素； 畫素分離結構，設置於所述第一基板中，其中所述畫素分離結構包括畫素群組分離部及畫素分離部，所述畫素群組分離部將所述多個畫素群組中的每一畫素群組與相鄰畫素群組分離，所述畫素分離部將所述多個畫素群組中的每一畫素群組中的所述畫素彼此分離；以及 多個微透鏡，位於所述第一表面上，其中所述多個微透鏡與所述多個畫素群組分別交疊， 其中所述微透鏡中的每一者包括具有第一曲率的中心部及具有第二曲率的邊緣部，且 其中所述第一曲率小於所述第二曲率。
2. 如請求項1所述的影像感測器，其中在所述中心部與所述邊緣部之間界定透鏡隅角。
3. 如請求項1所述的影像感測器，其中 所述中心部具有第一曲率半徑，且 所述邊緣部具有小於所述第一曲率半徑的第二曲率半徑。
4. 如請求項3所述的影像感測器，其中所述第一曲率半徑等於或大於所述第二曲率半徑的約1.5倍。
5. 如請求項1所述的影像感測器，其中 所述中心部具有第一焦距，且 所述邊緣部具有小於所述第一焦距的第二焦距。
6. 如請求項1所述的影像感測器，其中所述邊緣部的第二焦點位於自所述第一表面朝向所述第二表面約-500奈米（nm）至約+500奈米之間的點處。
7. 如請求項1所述的影像感測器，其中所述微透鏡中的每一者更包括位於所述中心部與所述邊緣部之間的連接部，所述連接部具有第三曲率， 其中所述第三曲率大於所述第一曲率且小於所述第二曲率。
8. 如請求項1所述的影像感測器，更包括覆蓋所述微透鏡的保護層， 其中所述保護層包括位於所述多個微透鏡中的每一微透鏡的所述中心部上的第一部分及位於所述多個微透鏡中的每一微透鏡的所述邊緣部上的第二部分，且 其中所述第一部分的曲率小於所述第二部分的曲率。
9. 一種影像感測器，包括： 第一基板，具有彼此相對的第一表面與第二表面； 多個畫素，設置於所述第一基板中且被佈置成多個畫素群組，所述畫素群組中的每一者包括被佈置成m行及n列的畫素，其中m及n中的至少一者是等於或大於2的自然數； 畫素分離結構，設置於所述第一基板中，其中所述畫素分離結構包括畫素群組分離部及畫素分離部，所述畫素群組分離部將所述多個畫素群組中的每一畫素群組與相鄰畫素群組分離，所述畫素分離部將所述多個畫素群組中的每一畫素群組中的所述畫素彼此分離；以及 多個微透鏡，位於所述第一表面上，其中所述多個微透鏡與所述多個畫素群組分別交疊， 其中所述微透鏡中的每一者包括具有第一曲率半徑的中心部及具有第二曲率半徑的邊緣部，且 其中所述第一曲率半徑大於所述第二曲率半徑。
10. 如請求項9所述的影像感測器，其中提供不連續性的透鏡隅角位於所述中心部與所述邊緣部之間。
11. 如請求項9所述的影像感測器，其中所述第一曲率半徑等於或大於所述第二曲率半徑的約1.5倍。
12. 如請求項9所述的影像感測器，更包括： 所述中心部具有第一焦距，且 所述邊緣部具有小於所述第一焦距的第二焦距。
13. 如請求項9所述的影像感測器，其中所述邊緣部的第二焦點位於自所述第一表面朝向所述第二表面約-500奈米至約+500奈米的點處。
14. 如請求項9所述的影像感測器，其中所述微透鏡中的每一者更包括位於所述中心部與所述邊緣部之間的連接部，所述連接部具有第三曲率半徑， 其中所述第三曲率半徑小於約第一曲率半徑且大於所述第二曲率半徑。
15. 如請求項9所述的影像感測器，更包括覆蓋所述多個微透鏡的保護層， 其中所述保護層包括位於所述多個微透鏡中的每一微透鏡的所述中心部上的第一部分及位於所述多個微透鏡中的每一微透鏡的所述邊緣部上的第二部分，且 其中所述第一部分的曲率小於所述第二部分的曲率。
16. 一種影像感測器，包括： 第一基板，具有彼此相對的第一表面與第二表面； 多個畫素，設置於所述第一基板中且被佈置成多個畫素群組，所述畫素群組中的每一者包括佈置於兩行及兩列中的四個畫素； 光電轉換元件，在所述第一基板中位於所述畫素中的每一者中； 轉移閘極，在所述第二表面上用於所述畫素中的每一者； 畫素分離結構，位於所述第一表面上，其中所述畫素分離結構包括複晶矽圖案及環繞所述複晶矽圖案的側表面的介電圖案，所述畫素分離結構包括畫素群組分離部及畫素分離部，所述畫素群組分離部將所述多個畫素群組中的每一畫素群組與相鄰畫素群組分離，所述畫素分離部將所述多個畫素群組中的每一畫素群組中的所述畫素彼此分離； 多個彩色濾光片，位於所述第一表面上，所述多個彩色濾光片分別與所述多個畫素群組交疊；以及 多個微透鏡，對應地位於所述彩色濾光片上， 其中所述微透鏡中的每一者包括具有第一曲率的中心部及具有第二曲率的邊緣部， 其中所述中心部具有第一焦距， 其中所述邊緣部具有小於所述第一焦距的第二焦距，且 其中所述邊緣部的第二焦點位於自所述第一表面朝向所述第二表面約-500奈米（nm）至約+500奈米的點處。
17. 如請求項16所述的影像感測器，其中所設置的透鏡隅角位於所述中心部與所述邊緣部之間。
18. 如請求項16所述的影像感測器，其中： 所述中心部具有第一曲率半徑， 所述邊緣部具有第二曲率半徑，且 所述第一曲率半徑等於或大於所述第二曲率半徑的約1.5倍。
19. 如請求項16所述的影像感測器，其中所述微透鏡中的每一者更包括位於所述中心部與所述邊緣部之間的連接部，所述連接部具有第三焦距， 其中所述第三焦距小於所述第一焦距且大於所述第二焦距。
20. 如請求項16所述的影像感測器，更包括覆蓋所述微透鏡的保護層， 其中所述保護層包括位於所述多個微透鏡中的每一微透鏡的所述中心部上的第一部分及位於所述多個微透鏡中的每一微透鏡的所述邊緣部上的第二部分，且 其中所述第一部分的曲率小於所述第二部分的曲率。