專利名稱：彩色光傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種彩色光傳感器，尤指一種由聚亞醯胺(Polyimide)為基本材料的彩色濾光膜構(gòu)成的彩色光傳感器，其彩色濾光膜與其下平坦化用的平坦化層間的介面是聚亞醯胺與聚亞醯胺間的鍵結(jié)，使彩色濾光膜的邊緣更不易掀起，從而可以得到平整的圖案，亦即更容易制程。
目前彩色光傳感器的結(jié)構(gòu)已由“OFF CHIP”的型態(tài)(將彩色濾光膜先鍍?cè)诓Ａ?，再將此濾光膜玻璃放置在光傳感器上)轉(zhuǎn)移到“ON CHIP”的型態(tài)(直接將濾光膜鍍?cè)诠鈧鞲行酒?。而“ONCHIP”型態(tài)的制程則需配合半導(dǎo)體制程才能制造出小尺寸的濾光膜。以聚亞醯胺(Polyimide)為濾光膜的基本材料為例，目前的制程有下列的缺點(diǎn)1、在一般集成電路制程到護(hù)層沉積后，其芯片表面因下面各層次材料(如復(fù)晶屬、金屬層等)不同的圖案而無(wú)可避免地呈現(xiàn)凹凸起伏的不平坦變化。這些不平坦現(xiàn)象使彩色濾光膜材料在鍍上傳感器芯片表面后，在如傳感元件護(hù)層表面的凹陷部分因所覆蓋的濾光膜材料較厚，且蝕刻面積較少使蝕刻速率較慢，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)濾光膜制程是在凹陷部分的濾光膜難以去除，形成殘留。如

圖1三排各為紅、綠、藍(lán)色光傳感元，但第一個(gè)綠色濾光膜制程后在紅色及藍(lán)色感光元件上卻有殘留的綠色濾光膜，如圖1中A、C所示，B為綠色光傳感元，這些殘留濾光膜因?yàn)榱粼谄渌伾膫鞲衅魃?，將劇烈降低那顆有殘留濾光膜殘留在上的傳感器的感光輸出，而使合格率降低。
2、如圖2所示，一般彩色濾光膜12a材料為有機(jī)物(如聚亞醯胺(Polyimide)或膠質(zhì)(Gelatin))，而芯片半導(dǎo)體硅基板10的護(hù)層11a材料多為無(wú)機(jī)物(如氧化硅或氮化硅)。兩者材料之間的附著，尤其在濾光膜12a邊緣a容易不良，使濾光膜12a邊緣a在蝕刻、顯影時(shí)，因附著不良而掀起，進(jìn)而在顯影、蝕刻后，其邊緣a因受攻擊而使濾光膜12a圖案邊緣a不平整，制程誤差大，導(dǎo)致彩色濾光膜12a各色圖案的間距不能太小以容許此制程誤差。
鑒于上述幾項(xiàng)傳統(tǒng)式彩色光傳感器結(jié)構(gòu)的缺陷，并且對(duì)傳統(tǒng)式彩色光傳感器結(jié)構(gòu)作其優(yōu)缺點(diǎn)及功效性的評(píng)估，經(jīng)本創(chuàng)作人從事光傳感器結(jié)構(gòu)多年經(jīng)驗(yàn)的累積，經(jīng)反復(fù)設(shè)計(jì)、改良，并比較傳統(tǒng)式彩色光傳感器結(jié)構(gòu)，而精心的開(kāi)發(fā)出一種彩色光傳感器的新結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的目的是提出一種彩色光傳感器，其結(jié)構(gòu)為在半導(dǎo)體硅基板的護(hù)層表面上設(shè)有透明的平坦化層，在該平坦化層上設(shè)有不同的彩色濾光膜，采用這種結(jié)構(gòu)的傳感器可獲得平整的圖案。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，其主要是在半導(dǎo)體硅基板的護(hù)層表面上設(shè)有一透明的平坦化層，再于透明平坦化層上設(shè)有不同的彩色濾光膜，且該透明平坦化層覆蓋于含有光傳感元件的半導(dǎo)體硅基板表面，以聚亞醯胺為彩色濾光膜及平坦化屬材料為例，其彩色濾光膜與彩色濾光膜下方平坦化用的平坦化層間的介面是聚亞醯胺與聚亞醯胺間的鍵結(jié)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)是令彩色濾光膜13的邊緣A更不易掀起，從而可以減少其制程誤差得到平整的圖案，亦即更容易進(jìn)行精確而誤差小的顯影蝕刻的制作，進(jìn)而提高合格率。因此以聚亞醯胺為平坦化層材料的制程，可用在特別是以聚亞醯胺為材料的彩色濾光膜制程上，提高合格率。
為清楚說(shuō)明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，與所采用的技術(shù)方案及其功效，結(jié)合實(shí)施例配合附圖詳述如下附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1是現(xiàn)有彩色光傳感器中有殘留彩色濾光膜的放大照片。
圖2是現(xiàn)有彩色光傳感器示意圖。
圖3是本實(shí)用新型彩色光傳感器局部剖視示意圖。
圖4是本實(shí)用新型彩色光傳感器剖視放大示意圖。
圖5是本實(shí)用新型彩色光傳感器已沒(méi)有殘留的彩色濾光膜的放大照片。
請(qǐng)參閱圖3，本實(shí)用新型的彩色光傳感器局部剖視示意圖。如圖所示，本實(shí)用新型主要是在半導(dǎo)體硅基板10的護(hù)層11表面上設(shè)有一透明的平坦化層12，再于透明平坦化層12上設(shè)有不同的彩色濾光膜13，且該透明平坦化層12覆蓋于含有光傳感元件的半導(dǎo)體硅基板10表面，該透明平坦化層12的材料特性，為任何有機(jī)或無(wú)機(jī)材料皆可，例如聚亞醯胺(Polyimide)，只要符合在應(yīng)用波長(zhǎng)范圍內(nèi)。
本實(shí)用新型是由半導(dǎo)體硅基板的護(hù)層、增強(qiáng)劑、平坦化層及彩色濾光膜之間經(jīng)鍍制而構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)。
請(qǐng)參閱圖4，圖4為圖3彩色光傳感器剖視放大示意圖。如圖所示，因透明平坦化層的粘滯性(VISCOSITY)可達(dá)110 CPS，極適合作為芯片表面平坦化的材料，可填滿于護(hù)層11的凹陷處111，使透明平坦化層12表面呈現(xiàn)高度一致的平坦化，因此鍍上彩色濾光膜13前，因?yàn)橥该髌教够瘜?2表面已經(jīng)平坦，可使各處的彩色濾光膜13厚度均勻，蝕刻率一致。因此標(biāo)準(zhǔn)制程后不會(huì)有濾光膜13殘留在其它光傳感元101上如圖5所示(圖5中A、B、C各分別為紅色、綠色、蘭色光傳感元)，使各排感光元只有一種彩色濾光膜依原設(shè)計(jì)放置在其表面上，而大為提高合格率。
其次現(xiàn)在有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的介面發(fā)生在透明平坦化層12與護(hù)層11之間。因透明平坦化層12覆蓋在半導(dǎo)體硅基板10(含光傳感元101)的護(hù)層11表面上，透明平坦化層12的邊緣則遠(yuǎn)離光傳感元101的護(hù)層11表面上，這部分因有機(jī)物與無(wú)機(jī)物間介面的附著不良產(chǎn)生的平坦化層12過(guò)蝕刻現(xiàn)象只會(huì)發(fā)生遠(yuǎn)離光傳感元101的平坦化層12邊緣B上，可以當(dāng)作制作的誤差內(nèi)，不會(huì)影響到彩色濾光膜13在光傳感元101的護(hù)層11表面的圖案平整性。因此平坦化層12的涵蓋范圍除了要包含光傳感元101所在的主動(dòng)區(qū)(active region)，也要包含此主動(dòng)區(qū)外圍的場(chǎng)區(qū)(field region)及電路區(qū)(circut region)，以使平坦化層12的邊緣B所發(fā)生的過(guò)蝕現(xiàn)象確實(shí)已遠(yuǎn)離光傳感元101，而達(dá)到減少彩色濾光膜的制程誤差的目的至于彩色濾光膜13與透明平坦化層12的附著為有機(jī)物與有機(jī)物之間的附著，在彩色濾光膜13的邊緣A則因有機(jī)物間的鍵結(jié)不易被掀起，而圖案得以平整，特別是以聚亞醯胺(Polyimide)為基本材料的平坦化層12及彩色濾光膜13，其彩色濾光膜13與彩色濾光膜13下方平坦化用的平坦化層12間的介面是聚亞醯胺與聚亞醯胺間的鍵結(jié)。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳可行實(shí)施例，非因此即拘限本實(shí)用新型專利范圍，故舉凡運(yùn)用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及圖式內(nèi)容所為的等效結(jié)構(gòu)變化，均同理包含于本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種彩色光傳感器，其特征是，在半導(dǎo)體硅基板的護(hù)層表面上設(shè)有一透明的平坦化層，再于透明平坦化層上設(shè)有不同的彩色濾光膜。
2.如權(quán)利要求1所述的彩色光傳感器，其特征是，該平坦化層的材料，為聚亞醯胺。
3.如權(quán)利要求1所述的彩色光傳感器，其特征是，該透明平坦化層涵蓋范圍為半導(dǎo)體光傳感元件所在的主動(dòng)區(qū)及其外圍的電路區(qū)或場(chǎng)區(qū)。
專利摘要一種彩色光傳感器，主要結(jié)構(gòu)在于半導(dǎo)體硅基板的護(hù)層表面上設(shè)有一透明的平坦化層，再于透明平坦化層上設(shè)有不同的彩色濾光膜，且該透明平坦化層覆蓋于含有光傳感元件的半導(dǎo)體硅基板表面上，其彩色濾光膜與彩色濾光膜下方平坦化用的平坦化層間的介面是聚亞醯胺與聚亞醯胺間的鍵結(jié)，使彩色濾光膜的邊緣更不易掀起，從而可以得到平整的圖案。
文檔編號(hào)G01D5/26GK2239012SQ9422150
公開(kāi)日1996年10月30日 申請(qǐng)日期1994年10月6日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月6日
發(fā)明者鄭盛文, 駱增進(jìn), 謝秀明 申請(qǐng)人:敦南科技股份有限公司