TW200818477A - Solid-state image capturing device and electronic information device - Google Patents

Description

200818477 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於··一種在一光接# γ j 尤接收區奴上方具有一微透鏡 用於在光上執行一光電轉換之固態影像捕捉裝置(例如 CCD感測ϋ、CM0S影像感測器或類似等）；及—種使用該 固態影像捕捉裝置作為-影像輸人裝置用於其―影像捕捉 區段之電子資訊裝置（例如數位相機（攝像機、數位靜態相 Ο ϋ 機）、影像輸人相機、掃描機、傳真機、配備相機及類似 等之蜂巢式電話裝置）。 【先前技術】 一般而言’在諸如-CCD影像感測器或CM〇s影像感測 器之一傳統固態影像捕捉裝置中，光接收區段（例如光二 極體）係提供於以一陣列配置的像素單元内。在該等光接 收區段處受到光電轉換之信號電荷係輸出為輸出影像捕捉 信號。 例如，在CCD影像感測器之情況下，一像素單元包括： -光接收區段’·-通道停止區段，其用於分_鄰像素； 及複數個垂直電荷傳送區段，其用於從該光接收區段讀取 信號電荷並在一垂直方向上傳送該等電荷。接著藉由一水 平電荷傳送區段來在一水平方向上傳送在垂直方向上傳送 的該等信號電荷。其後，藉由—M〇s電晶體在_浮動擴散 (FD)區段將該等信號電荷轉換成電氣信號，並接著將該等 電氣信號從一固態影像捕捉裝置輸出為影像捕捉信號。 在CMOS影像感測器之情況下，為了在各像素將信號電 121092.doc 200818477 荷光電轉換成電氣信號，一像素單元包括一光接收區段； 一通道停止區段，其用於分離相鄰像素；一傳送閘極區 段，其用於從該光接收區段讀取信號電荷；一浮動擴散 (FD)區段，其用於將讀取信號電荷轉換成電氣信號；一 MOS電晶體；及一金屬佈線層。 Ο Ο 由於照射於該等光接收區段之外其他部分上的光不會被 光電轉換，故在各像素單元内將一微透鏡提供於該等光接 收區段之各光接取區段上方以便以一有效方式將已照射在 無效區域上的光聚焦在該等光接收區段上。 然而，當一單元像素内的該等光接收區段未在其間以相 同間距大小（配置間隔）配置於一列方向或一行方向上時， 一光接收區段之中心部分與一對應微透鏡之光軸不匹配， 從而引起一降低光接收靈敏度之問題。 為了解決此類問題，例如參考文件丨提出一下述傳統固 態影像捕捉裝置20。 圖11係赫參考文件w提出之傳統㈣影像捕捉裝置 20之-範例性基本示意性結構之—俯視圖。圖12係在線 A’切割的顯示圖u所示傳統固態影像捕捉裝置默一縱向 斷面圖。 在圖11及圖12傳統固態影像捕捉裝置2〇中，在以一陣列 配置之複數個像素單元21中，構成四個依據—序列而具有 不同位置之像素的光二極體22&至22(1係組 對於此-群組，形成一晶片上微透鏡23使得該等象=像 素之先二極體22d22d之各光：極體之中心部分匹配該等 121092.doc 200818477 晶片上微透鏡2 3之光軸C。在此情況下，該四個光二極體 22a至22d具有一對應微透鏡23，且在一平面圖内該等微透 鏡23之光軸C位於兩個用於分離該四個像素之該等光二極 體22a至2；2d之二通道停止區段24之交又處。 圖13係顯示參考文件2所提出之一傳統固態影像捕捉裝 置30之一範例性基本示意性結構之一縱向斷面圖。

在圖13傳統固態影像捕捉裝置30中，分組組成在一方向 上在各像素單元内依據一序列而具有不同位置的二像素之 光二極體32a及32b，並形成微透鏡33、一配置於該等微透 鏡33與該等光二極體32a&32b之間的層間絕緣膜34、其上 的保漢膜3 $、及其上的一彩色濾光片層3 6，使得將光聚 焦在該等組成二像素之光二極體32&及321)之各光二極體之 中心部分上。在此情況下，層間絕緣膜34及保護膜35係由 相互具有不同反射率之透光材料所製成，且在層間絕緣膜 34與保護膜35之間的介面係結構化以便依據在一微透鏡μ 與一光二極體32a*32b之間在一平面圖内的一偏移數量而 具有一傾斜部分。 參考文件1:日本特許公告案第5_243543號 參考文件2:日本特許公告案第2005-150492號 【發明内容】 然而’參考文件1所提出之傳統固態影像捕捉裝置20呈 有下列問題。 ” 圖14係在線a _ a I切割 I置20之一縱向斷面圖 的顯示圖11所示傳統固態影像捕捉 。圖14係顯示在光係從一傾斜方向 121092.doc 200818477 入射情況下在一光接收區域之一周邊部分處聚焦在光二極 體上之光之一狀態之-圖式，而圖12係顯示在影像光係從 正上方入射之情況下在-光接收區域之中心部分處聚焦在 光二極體上之光之一狀態之一圖式。 € Ο 如圖12所示，在傳統固態影像捕捉裝置2〇中，光軸c係 用作該等光二極體之中心，且聚焦在該等通道停止區仙 之交又處上之來自-微透鏡23之影像光無法由光二極體 22a至22d來加以光電轉換。因此，在各像素内會降低對應 於交又處上之光數量的一光接收靈敏度。 ^ 此外，如圖Η所示，當入射一具有一較小焦點⑺數及 -較大角度之傾斜光時’會相應地偏移該等微透鏡23之聚 光方向。因而’欲入射於該等相互相鄰配置之光二極體 22c及22d之光數量係相互不同，從而在各像素造成—不同 特性。特定言之，當提供彩色滤光片25時，擔心來自對應 彩色濾光片25之色彩層之影像光與來自其_相鄰色彩層之 影像光會入射在該等光二極體22a及22d上，從而引起:彩 混合。此外，還擔心視入射光方向而定，入射在微透似

之-周邊部分上之影像光可能受到提供於—光二極體A 及22d群組與另一光二極體以及❿群組上方及其之間的 金屬佈線層26^6e阻礙，從而阻止光人射 22d及 22c上。 此外在參考文件2傳統固態影像捕捉裝置中，如圖^ =叙在層間絕緣媒34與保護膜35之間的介面依據一微透 、…-對應光二極體32a或32b之間在一平面圖内的一偏 121092.doc 200818477 移數量而具有一傾斜部分。該介面係結構化使得取決於該 4被透鏡32a及32b之間的緊密程度，微透鏡μ所聚焦之光 僅在一方向上由於該谷狀傾斜部分而移動。然而，當此固 態影像捕捉裝置具有四個像素而非兩個像素時，如圖丨丨所 示在各像素單元内其位置依據一序列而不同，聚焦光會在 另一不同於該一方向之方向上從一光接收區段溢出，從而 降低光接收靈敏度。因而，欲入射於相互相鄰配置光二極 體上之光數量係相互不同，從而在各像素内造成一不同特 性並引起色彩混合。此外，當進一步減小像素大小時，聚 焦光甚至在該一方向上從一光接收區段溢出，從而會降低 光接收靈敏度。如此，欲入射於該等相互相鄰配置光二極 體之各光二極體上之光數量係相互不同，從而在各像素内 造成一不同特性並引起色彩混合。 本發明希望解決上述傳統問題。本發明之目標係提供： 一種固態影像捕捉裝置，其能夠進一步改良各像素中的一 光接收靈敏度且即便在各像素單元中該等光接收區段之位 置依據一序列而不同之固態影像捕捉裝置中進一步減小像 素大小時，還仍能夠抑制由於小量F數所引起之像素特性 劣化；及-種使用該固態影像捕捉裝置用於其影像捕捉區 段之電子資訊裝置。 依據本發明之-固態影像捕捉裝置，其包括：複數個光 接收區段，其經配置以致使其在各像素單元内的位置係依 據-序列而不^及微透鏡，其用於將光聚焦在該複數個 光接收區段上’其中分纟且各預定數目光接收區段，該等光 121092.doc 200818477 接收區段之位置係依據一序列而不同，並針對各群組，該 等微透鏡包括：第-微透鏡，各第—微透鏡係㈣_光接 ，區段予以提供；及一第二微透鏡，其延伸以便覆蓋該預 疋數目光接收區段，藉此實現上述目標。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該第 二透鏡在一平面圖内具有一圓形、一钜 / ^圓A 矩形、一橢圓形或一 方形之形狀5且在平面圖内至少外部闲、真 # 丁 W Q Π芏乂外σ卩周邊部分各經形成以 致使具有一透鏡彎曲表面之形狀。

較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該第 二微透鏡係提供於該預定^目光#收區段與該等第一微透 鏡之間。 a較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，在該 第二微透鏡之平面圖内在該等外部周邊部分内的中心部分 經形成以致使具有一透鏡彎曲表面形狀或一平面形狀。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 第一微透鏡係位於一在該第二微透鏡上方之層處。Λ 較佳的係’在依據本發明之固態影像捕捉|置中，對於 該等依據一序列具有不同位置之預定數目光接收區段之各 ，組’該第二微透鏡係結構化以便將該微透鏡之各 微透鏡所聚焦之光向内彎曲，各筮 ^ ^ ^ 谷弟一微透鏡係針對一光接 收區段予以提供。 ，佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該第 二微透鏡之斷面具有一其凸表 衣面向上定向之平凸透鏡形 狀、—其凸表面向下^向之平凸透鏡形狀或-凹凸透鏡形 121092.doc -10- 200818477 狀。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 第一微透鏡之各微透鏡之斷面具有一其凸表面向上定向之 平凸透鏡形狀、一其凸表面向下定向之平凸透鏡形狀或一 凹凸透鏡形狀。 較佳的係’在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 . 第一微透鏡及該第二微透鏡經配置以致使將光聚焦在該等 光接收區段之各光接收區段之中心部分上。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，一金 屬佈線層係提供於一光接收區段群組與另一光接收區段群 、、且之上面或其之間，且该金屬佈線層係提供於該等光接收 區段與該等第一微透鏡及該第二微透鏡之間。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 第一微透鏡係提供於在一彩色濾光片上方的一層處，且該 第二微透鏡係提供於一在該彩色濾光片下面之層處。 G 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，在_ 平面圖内，a亥複數個光接收區段經配置以致使其在各像素 單元内的位置係在一方向與另一交叉該一方向之方向之至 • 少一者上依據一序列而不同。 • 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，誃

數個光接收區段係在一平面圖内纟一行方向&一列方向上 以-矩陣而提供，且其在各像素軍元内的位置係在行方^ 及列方向之至少一者上依據一序列而不同。 D 較佳的係，在依據本發明之固態影像 衣罝甲依據 121092.doc -11 - 200818477 -序列在各像素單元内具有不同位置之該等預定數目光接 收區段組成—由總計四個像素所組成之群組 一平面圖内分別同時提供於—行方向及—列方向上象素係在 一較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉農置中，依據 ^歹】在各像素單兀内具有不同位置之該等預定數目光接 /收區段組成—群組’二像素係在_平面圖内分別提供於一 行方向或一列方向上。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，在由 四個像素所組成之各群組内的四個光接收區段經形成以致 使均勻靠近提供於相鄰像素之間的通道停止區段之 處。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，提供 一延伸於該四個像素群組上之下面微透鏡，使得其光軸匹 配該等通道停止區段之—交叉處，該交又處係提供於組成 該四個像素之該四個光接收區段中間。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，在由 兩個像素所組成之各群組内的兩個光接收區段經形成以致 使均勻靠近提供於相鄰像素之間的一通道停止區段。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，提供 一延伸於該由兩個像素所組成之群組上之下面微透鏡，使 得其光軸匹配該通道停止區段，其係提供於組成該兩個像 素之該兩個光接收區段中間。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該群 組之相鄰第一微透鏡之某些或全部係相互靠近，使得其個 121092.doc -12- 200818477 別周邊部分f晶 透鏡部分已切：之=开等第一微透鏡經形成為具有-重疊 使得入射；ΓΓ 該等第一透鏡係相互相鄰 一 A弟一槭透鏡之各微透鏡上之光係透過該第 一=鏡而聚焦在—對應區段上的相同位置上。 g的係’在依據本發明之I㈣像捕 相鄰第—透鏡係形成使得兮蓉笛Μ妒 D亥專 少-部分重疊i相鄰Γ:! 周邊部分之至 且"祁郴第一微透鏡。

r的係’在依據本發明之固態影像捕捉|置巾， _第—微透鏡係形成，使得該等具有__該等重疊透:部 :已切除之透鏡形狀之相鄰第一微透鏡係配置以便相互接 車乂佳的係’在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該 相鄰第-微透鏡係形成’使得該等具有一其該等重疊透鏡 部分已切除之透鏡形狀之相鄰第一微透鏡係配置，以便相 互遠離一預定間隙。 較佳的係’在依據本發明之@㈣像捕捉I置中，該等 第一微透鏡之位置絲據料㈣光接㈣段之間的:隙 而不同。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裴置中，气等 光接收區段及料第-微透鏡經配置以致使在各n像:式 單元（N係大於或料2之—整數）巾該等光接㈣段與料 弟被透鏡之位置係依據一序列而不同。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裴置中，該等 光接收區段及該等第一微透鏡係以一矩陣而配置，且在各 121092.doc -13· 200818477 K像素式單元（K=IXJ)内的該等光接收區段與該等第一微透 鏡之位置係依據一序列而不同，J個像素（1係大於或等於2 之一整數）係在-列方向上而J個像素（J係大於或等於2之一 整數）係在一行方向上。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，一輸 出放大叩係由由預疋數目光接收區段所組成之各君羊組所共 • 用。 較佳的係’在依據本㈣之固態影像捕捉裝置中，該等 丨接收區段係用於在光上執行光電轉換之光電轉換區段。 較佳的係，依據本發明之固態影像捕捉裝置係一^^^影 像感測器或一 CMOS影像感測器。 提供依據本發明之電子資訊裝置，其使用依據本發明之 固態影像捕捉裝置用於其一影像捕捉區段，藉此實現上述 目標。 下文中，將說明具有上述結構之本發明之功能。 〇 依據本發明，一種固態影像捕捉裝置，其具有複數個光 純區段之配置間隔在一列方向及一行方向之至少一者： 在各像素單元内依據一序列而不同，分組其位置在各像素 . f元内依據-序列而不同的-預定數目像素（例如二或四 像素）’並針對各群組包括各針對一像素而配置的第一微 透鏡、及-配置以便延伸於該預定數目像素群組之上 -—微透鏡。 ★依此方式，藉由提供二或更多類型的微透鏡，可藉由該 等相互上下提供之二微透鏡來聚焦光，以減小—光心/無 121092.doc -14- 200818477 效£域之大小’改良聚光效率’以一有效方式將影像光聚 焦在為專光接收區段之各光接收區段之中心部分上，並即 便像素大小進一步減小時仍改良各像素内的光接收靈敏 度。此外，即便傾斜光入射於（例如）一光接收區段之一周 邊部分上，仍可藉由該等第一上層微透鏡來聚焦影像光， 並可以一容易且確定方式藉由該第二下層微透鏡來將一第 二下層微透鏡之光軸中心匹配該等像素之個別光接收區段

之各光接收區段之中心部分。因此，可減小在各像素内的 聚光效率變化以及色彩混合以便抑制像素特性劣化。 此外，相鄰第一上層微透鏡作為一群組，可配置於其外 部周邊部分相互重疊之一位置處。因&，即便進一步減小 像素大小，仍可改良一光接收靈敏度並抑制像素特性劣 化0 由於該等第-微透鏡及該第二微透鏡係形成於該等金屬 佈線層上方，故欲聚焦之光可免受該等金屬佈線阻礙，該 等金屬佈線係提供於-光接㈣段群組與另—光接收區段 群組上方及其之間。 如上述’依據本發明，在一複數個光接收區段之配置間 隔在各像素内依據一序列而不同之固態影像捕捉裝置中， 即便在進一步減/]、後音士丨n太 , J像素大小時，仍可藉由相互上下提供之 :::第―微透鏡及第二微透鏡)來聚焦光並改良像素 二生，=咸小一光接收無效區域之大小、改良光接收靈 :度二小各像素内的一聚光效率及色彩混合，以便在且 乂角度之傾斜光入射在（例如）一光接收區段之一周 121092.doc •15· 200818477 邊部分上及類似等時抑制各像素之特性劣化。 【實施方式】 下文將參考附圖詳細說明依據本發明之固態影像捕捉裝 置之具體實施例1至5。 (具體實施例1) 圖1係顯示依據本發明之具體實施例1之固態影像捕捉裝 . 置10之一範例性基本示意性結構之一平面圖。圖2係在線 B_B'切割的顯示圖1所示固態影像捕捉裝置之一斷面圖。 在圖1及圖2中，依據具體實施例丨之固態影像捕捉裝置 W包括：複數個光二極體11，其用作複數個光接收區段， 係在各像素單元内依據一序列而配置使得其位置係不同； 及一微透鏡12，其係用於將影像光聚焦在該複數個光二極 體11上。 該複數個光二極體u係用於在光上執行一光電轉換之光 電轉換區段，且在-平面圖内，在各像素單元内該複數個 u 光電二極體11之位置係在一列方向及一行方向上依據一序 列而不同。依據一序列而配置使得其位置係不同的在各像 素單元内的四個光二極體lla至lld組成一總計四像素之群 - 組（在一平面圖内兩個像素分別同時提供於列方向及行方 向上）。 在每一群組中，微透鏡12包括：作為第一微透鏡之四個 上層微透鏡12A，各配置成用以覆蓋該四個光二極體丨“至

Ud之一，及作為一第二微透鏡之一下層微透鏡12B，其延 伸以便覆蓋該四個光二極體Ua至Ud之各光二極體，該等 121092.doc -16 - 200818477 光二極體在各像素單元内的位置係依據一序列而不同。下 層微透鏡12Β將四個上層微透鏡12Α所聚焦之光向預定數 目的個別光二極體U(此處四個光二極體）之各光二極體之 中心部分彎曲，該等個別光二極體在各像素單元内的位置 係依據一序列而不同並配置成以便相互靠近。

Ο 下層微透鏡12B係提供於該等光二極體丨丨與上層微透鏡 12A之間。上層微透鏡12A與下層微透鏡12B在一平面圖内 具有一矩形或方形形狀。其斷面同時具有一其凸表面向上 疋向（其底表面係平面）之平凸透鏡形狀。 κ 4光一極體1 1 3至1 1 4及微透鏡12以一由二條狀通道停 止區4又13为離之矩陣而組成一像素單元陣列至 14d)。該等像素單元14a至14d之各像素單元對應於一光二 極體11與一上層微透鏡12A。上層微透鏡12A係針對各像 素而提供以致使實質上覆蓋該等個別像素單元14a至14d之 各像素單元。 在各像素單元内的該等個別像素單元14a至144内的該等 的四個相鄰像素單元14a至 係提供以便覆蓋各群組内的 光一極體1 la至1 Id之各光二極體之間的配置間隔係在一列 方向及—行方向上依據一序列而不同。在具體實施例1 中，對於由四個像素所組成之各群組，形成該等光電二極 體山至11cm便靠近該等通道停止區段13之交又處，該等 通道停止區段係在該等相鄰像素單元14a至14d之各像素單 元之間。換言之，經配置以致使靠近該等通道停止區段13 14d分成一組。下層微透鏡12B 四個像素，且其由各群組内的 121092.doc -17- 200818477 四個像素單元14&至1以久 一 14d之各像素早凡所共用。下層微透鏡 12B經提供以致使其光軸c匹配該四個像素單元⑷至⑷之 中心（該等通道停止區段13之交叉處）。 下文中，冑說明具有上述結構之固態影像捕捉裝置之該 等功能。 圖：係以線B-B切割的顯示圖i所示固態影像捕捉裝置工〇 之-斷面圖。圖3係顯示在影像光從一傾斜方向入射時聚

Ο 焦：光二極體上之光之-狀態之-圖 <，而圖2係顯示在 光從正上方人射時聚焦在光二極體上之光之_狀態之一圖 式。此處，將比較圖U及圖13中的傳統固態影像捕捉裝置 20及傳統mg影像捕捉裝置3〇，詳細說明圖3中固態影像 捕捉裝置1 〇。 " 首先，。假定影像光係從正上方入射在f亥等像素單元14之 各像素單元上，该等單元係、提供於—光接收區段之中心部 分處。在傳統g]態影像捕捉裝置2G巾，絲c之巾心係位 於在依據-序列具有不同位置而配置之各像素單元内的該 四個像素之中心，如圖12所示。然而，此部分對應於用於 分離該四個像素之該等通道停止區段24之交又處。如此， 聚焦在該交叉處之影像光無法在該等光二極體22a至22d處 加以光電轉換’從而在各像素内降低光接收靈敏度。 對比之下，在依據具體實施例1之固態影像捕捉裝置10 中使用相互上下提供之二類型微透鏡（該等上層微透鏡 12A與该等τ層微透鏡12B)使得該等上層微透鏡12A(分別 在一橫向方向上提供之二上層微透鏡）在某種程度上所聚 121092.doc 200818477 焦之影像光可由-下層微透鏡12B向内彎曲，如圖2所示。 因此’可以-容易且確定方式將在_橫向方向上提供之該 等上層微透鏡12A之各微透鏡之光轴c之巾心、匹配該等個 別光二極體22c及22d之各光二極體之中心部分。如此，可 以一更有效方式將影像光聚焦在料光二極體ua至⑴ 上。 接著，假定影像光係從一傾斜方向入射在該等像素單元 14之各像素單元上之一光接收區段之周邊部分處。在傳統 固態影像捕捉裝置20中，當具有一小量?數之傾斜光從右 上方向向左下方向以一較大角度入射時，欲入射在左側光 二極體22c上之光數量大於右側光二極體22(1之光數量，從 而在各像素單元内引起一聚光特性變化，如圖14所示。特 定言之，當提供彩色濾光片25時，擔心穿過一不同色彩層 之影像光入射在一相鄰光二極體22上，從而在光二極體22 内引起色彩混合。 相比之下，在依據具體實施例i之固態影像捕捉裝置1 〇 中’该等上層微透鏡12 A所聚焦之影像光在下面由該等下 層微透鏡12B來聚焦，使得其光軸c匹配該等光二極體 11(光接收區段）之各光二極體之中心部分，如圖3所示。因 此’即便在傾斜光從右上方向向左下方向入射時，也不會 存在入射在右側光二極體i i ^與左側光二極體1丨〇之光數量 差異’從而各像素内減小一聚光特性變化並減小色彩混 合。此外’該等下層微透鏡12b係形成於一在金屬佈線16a 至16c上方之層處。因此，欲聚焦於該等光二極體至 121092.doc -19- 200818477 lid之光可免於受该專金屬佈線i6a至16c的阻礙，該等金 屬佈線係提供於一光二極體11 3至11(1群組與另一光二極體 11 a至lid群組上方及其之間。 接著’將參考圖4A及圖4C來說明一種用於製造依據具 體實施例1之固態影像捕捉裝置10之方法。 圖4A至圖4C各係用於說明在用於製造依據具體實施例j 之固態影像捕捉裝置10之方法中一製造步驟（1至3)之固態 影像捕捉裝置10之一基本部分之一縱向斷面圖。此處，將 說明一種用於形成該等下層微透鏡12B及該等上層微透鏡 12A之方法，各微透鏡具有一其凸表面向上定向之平凸透 鏡形狀。 首先，如圖4A所示，在一第三層處的金屬佈線16c係蝕 刻以便形成一預定圖案。其後，將一鈍化膜17形成於其 上。以一預定下層微透鏡12B圖案將一微透鏡材料12b轉錄 其上並顯影。 接著，如圖4B所示，烘烤（熱處理）微透鏡材料m，使 得形成具有一其凸表面向上定向之平凸透鏡形狀之下層微 透鏡12B。 其後，如圖4C所示，一鈍化膜丨8係形成於鈍化膜丨7及下 層微透鏡12B上。以一預定上層微透鏡12A圖案將一微透 鏡材料12a轉錄其上並顯影。此外，烘烤（熱處理）微透鏡材 料12a，使得具有以其凸表面向上定向之平凸透鏡形狀之 四個上層微透鏡12A係針對各下層微透鏡12B而形成。 如上述，依據具體實施例1，形成兩種類型微透鏡12 : 121092.doc -20- 200818477 一類型係料上層微透鏡12Α，各針對一像素而提供；而 另-類型係該等延伸以便覆蓋四像素之下層微透鏡ΐ2Β。 因此’即便在㈣影像捕捉裝置1G中，其使作為像素單元 14内光接收區段的光二極體丨丨之配置在一列方向（橫向方 向）及一行方向（縱向方向）上依據一序列而在各像素單元内 具有不同位置’仍可改良各像素内的光接收靈敏度，減小 各像素内的一聚光特性變化並降低色彩混合。 (具體實施例2)

ϋ 具體實施例1已說明上層微透鏡！ 2 A及下層微透鏡i 2B具 有其凸表面向上定向之平凸透鏡形狀之情況。具體實施例 2將說明-情況’其中上層微透鏡12A具有—其凸表面向上 疋向之平凸透鏡形狀，而一下層微透鏡12C具有一雙凸透 鏡形狀而非具有一其凸表面向下定向之平凸透鏡形狀的下 層微透鏡12B。 圖5及圖6各係在圖！所示線B-B，切割的依據本發明之且 體實施例2之固態影像捕捉裝置之一基本部分之一縱向斷 面圖。圖5係顯示當影像光從正上方人射時聚焦在光二極 體上之光之一狀態之一圖式。圖6係顯示當影像光從一傾 斜方向入射時t焦纟光二極體上之光之一狀態之一圖式。 圖5及圖6對應於具體實施例丨之圖2及圖3。獲得作用效果 與® 2及圖3中該等組件相同的圖5及圖6中料由相同參考 數字來表示。 在圖5及圖6中，依據具體實施例2之固態影像捕捉裝置 1 〇 A包括·複數個光二極體丨丨，其作為在各像素單元内的 121092.doc 200818477 複數個光接收區段，依據一序列而配置使得其位置係不 同；及一微透鏡121，其用於將影像光聚焦在該複數個光 二極體11上。 該複數個光二極體11係用於在光上執行一光電轉換之光 電轉換區段，且在一平面圖内，在各像素單元内的該複數 個光電二極體11之位置係在一列方向及一行方向上依據一 序列而不同。在各像素單元内其位置依據一序列而不同的 四個光二極體lla至lld組成一總計四像素之群組（在一平 面圖内兩個像素分別同時提供於列方向及行方向上）。 微透鏡121包括：作為第一微透鏡之上層微透鏡12A，各 針對一光二極體11而配置；及作為一第二微透鏡之一下層 微透鏡12C，其延伸以便覆蓋各群組内的該四個光二極體 lla至lid之各光二極體。 下層微透鏡12C係提供於該等光二極體u與該等上層微 透鏡12A之間。上層微透鏡12A在一平面圖内具有一矩形

圖7A至圖7F各係顯示 久圃U來况明一種用於製造依據 像捕捉裝置10A之方法。 示用於說明在用於製造依據具體實 121092.doc -22- 200818477 “象捕捉裝置1〇Α之方法中一製造步 之固態影像捕捉U1()Ae “ 驟（1至6) 置1〇A之一基本部分之一縱向斷面圖。 此處，將說明一種用；$ 1 + 用於形成具有-雙凸透鏡形狀之下層微 透鏡12B及具有一里凸 〆、凸表面向上定向之平凸透鏡形狀之上 層微透鏡12Α之方法。

Ο 首先，如圖7Α所示’在一第三層處的金屬佈線…係敍 刻以便形成-職圖案。其後，將—純化膜_成於其 上。相對於純化膜17具有―大約“至”之選擇定量之一 光阻膜7係轉錄於鈍㈣17上並顯影。在此情況下，光阻 膜7係形成-預定圖案，使得光阻膜7之—開口位於橫向相 鄰光二極體lie及lid之間的通道停止區段13之上。 接著，如圖7B所示，烘烤（熱處理）光阻膜7，使得一光 阻膜7a經形成以致使具有一大多數凹入部分位於通道停止 區段13正上方之凹凸透鏡形狀。在此情況下，凹入部分之 最低位置（透鏡中心部分）係提供於該等橫向相鄰光二極體 1 lc及1 Id之間的通道阻止區段π之上，而凸起部分係提供 於其兩側（透鏡周邊）。 此外，如圖7C所示，在凹凸光阻膜7a上執行一各向異性 蝕刻。光阻膜7a之凹凸形狀係轉錄於鈍化膜π上以便獲得 一鈍化膜17a。 接著，如圖7D所示，以一預定下層透鏡12C圖案將一微 透鏡材料12a轉錄於鈍化膜17a上並顯影。 其後，如圖7E所示，烘烤（熱處理）微透鏡材料12a，使 得形成雙凸（兩側凸起）下微透鏡12C。 121092.doc -23- 200818477 其後，如圖7F所示，一鈍化膜18係形成於鈍化膜17&及 下層微透鏡12C之上。以一預定上層微透鏡12八圖案將一 微透鏡材料12a轉錄其上並顯影。此外，烘烤（熱處理）微透 鏡材料12a，使得具有一其凸表面向上定向之平凸透鏡形 狀之四個上層微透鏡12A係針對各下層微透鏡i2c而形 成。 如上述，依據具體實施例2，形成兩種類型微透鏡i2 i : 一類型係該等上層微透鏡12A，各針對一像素而提供；而 另一類型係該等延伸以便覆蓋四像素之下層微透鏡12c。 因此，即便在固態影像捕捉裝置丨〇 A中，其使作為像素單 元14内光接收區段的光二極體丨丨之配置在一列方向（橫向 方向）及一行方向（縱向方向）上依據一序列而在各像素單元 内具有不同位置，仍可類似於具體實施例1，改良各像素 内的光接收a敏度，減小各像素内的一聚光特性變化並降 低色彩混合。在具體實施例2中，上層微透鏡12 a具有一其 凸表面向上定向之平凸透鏡形狀，並使用具有一雙凸（兩 側凸起）透鏡形狀之下層微透鏡12C而非在具體實施例1中 具有一其凸表面向上定向（一側）之平凸透鏡形狀之下微透 鏡12B。由於下層微透鏡12C係雙凸，故在該等光二極體 11 a至lid上的聚光效率要遠優於依據具體實施例i之平凸 下層微透鏡12B。如此，即便進一步降低像素大小，仍可 改良各像素内的光接收靈敏度，減小各像素内的一聚光特 性變化並降低色彩混合。 (具體實施例3) 121092.doc -24- 200818477 具體實施例1已說明各一且有 -、頁具凸表面向上定向之平凸 透鏡形狀的上層微f ^ 倣边鏡12A及下層微透鏡12B之情況。且 體實施例3將說明一愔況，甘士 ^ ㈡况其中上層微透鏡12Λ具有一其凸 表面向上定向之平凸透籍形此 遷鏡形狀，而一下層微透鏡12D具有 一其凸表面向下定向之平凸透鏡形狀。 圖8係在圖1所示線b ，士刀宝丨丨从分》4奋丄心 刀°】的依據本發明之具體實施例 3之固態影像捕捉裝置之—基本部分之—縱向斷面圖、。圖8

ϋ 係顯示當影像光從-傾斜方向人射時聚焦在光二極體上之 光之一狀態之一圖式。圖8對應於具體實施例i之圖3，因 而由相同參考數字來表示獲得作用效果與圖3中該等作用 效果相同之圖8中部件。此外，關^^旦〃 ^ f τ I 1干此外，關於影像光從正上方入射 時聚焦在光二極體上之氺夕_壯自t # ,, 上之光之狀悲，其對應於具體實施例 1之圖2’在圖2中具有一 JLa矣而l ^ ^ ，、凸录面向上定向之平凸透鏡形 狀之下微透鏡12B可使用具有一其凸表面向下定向之平凸 透鏡形狀之下層微透鏡12D來代替，下面將參考圖8予以說 明。 在0 8中依據具體實施例3之固態影像捕捉裝置丨〇B包 括：複數個光二極體U ’其作為在各像素單元内的複數個 光接收區&，依據一序列而配置於不同位置；及一微透鏡 122，其用於將影像光聚焦在該複數個光二極體11上。 該複數個《二極體^係用於在光上執行一光電轉換之光 電轉換區段，且在一平面圖Θ ’在各像素單元内的該複數 個光電二極體11之位置係在一列方向及一行方向上依據一 序列而不同。在各像素單元内使其位置依據一序列而不同 121092.doc -25- 200818477 的四個光二極體lla至Ud，組成一總計四像素之群組（在 一平面圖内兩個像素分別同時提供於列方向及行方向 上）。 微透鏡122包括：作為第一微透鏡之上層微透鏡i2A，各 針對一光二極體11而提供；及作為一第二微透鏡之一下層 微透鏡12D，其延伸以便覆蓋各群組内的該四個光二極體 • 1 la至1 Id之各光二極體。 下層微透鏡12D係提供於該等光二極體丨丨與該等上層微 透鏡12A之間。上層微透鏡12A在一平面圖内具有一矩形 或方形形狀。其斷面具有一其凸表面向上定向（一側凸起） 之平凸透鏡形狀（其底表面係平面）。下層微透鏡12D在一 平面圖内具有一矩形或方形形狀。其斷面具有一其凸表面 向下定向（一側凸起）之平凸透鏡形狀（其頂表面係平面）。 如此，當下層微透鏡12D具有一其凸表面向下定向之平凸 透鏡形狀時，該等上層微透鏡12A之各上層微透鏡所聚焦 Q 之光可依據一光二極體lla& 11(1群組之位置而向内彎曲 (使聚焦光相互靠近），類似於依據具體實施例2之具有一其 凸表面向下定向之平凸透鏡形狀之下層微透鏡i2B。此 . 外，用於下層微透鏡12D之一透明材料之折射率係設定為 大於一接觸下層微透鏡120之一彎曲表面之透鏡材料之折 射率。 如上述，依據具體實施例3，形成兩種類型微透鏡122 ·· 一類型係該等上層微透鏡12A，各針對一像t而提供，·而 另一類型係該等延伸以便覆蓋四像素之下層微透鏡⑽。 121092.doc -26- 200818477 因此，即便在固悲影像捕捉裝置丨0B中，其使作為像素單 兀14内光接收區段的光二極體丨丨之配置在一列方向㈠黃向 方向）及一行方向（縱向方向）上依據一序列具有不同位置， 仍可類似於具體實施例丨，改良各像素内的光接收靈敏 度，減小各像素内的一聚光特性變化並降低色彩混合。 ’ （具體實施例4) • 具體實施例1已說明各具有一其凸表面向上定向之平凸 透鏡形狀的上層微透鏡12A及下層微透鏡12B之情況。具 體實施例4將說明一情況，其中上層微透鏡12八具有一其凸 表面向上定向之平凸透鏡形狀，而一下層微透鏡i2E具有 一其凸表面向下定向，僅其外部周邊具有一透鏡彎曲表面 形狀之平凸透鏡形狀。 圖9係在圖1所示線B_B，切割的依據本發明之具體實施例 4之固態影像捕捉裝置之—基本部分之—縱向斷面圖。圖9 係顯示當影像光從正上方入射時聚焦在光二極體上之光之 〇 一狀態之一圖式。圖9對應於具體實施例1之圖2，因而由 相同參考數字來表示獲得與圖2中該等作用效果相同作用 效果之圖8中部件。此外，關於影像光從一傾斜方向入射 - 冑聚焦在光二極體上之光之-狀態，其對應於具體實施例 ' 1之圖3，在圖3中具有一其凸表面向上定向之平凸透鏡形 狀之下面微透鏡12B可使用具有一其凸表面向下定向之平^ 凸透鏡形狀，僅其外部周邊具有一透鏡彎曲表面形狀之^ 層微透鏡12E來代替，下面將參考圖9予以說明。 在圖9中，依據具體實施例4之固態影像捕捉裝置包 121092.doc -27- 200818477 括：複數個光二極體u ’其作為複數個光接收區段，在各 像素單元内依冑序列而配置於不同位置；及—微透鏡 123，其用於將影像光聚焦在該複數個光二極體u上。 Γ u 該複數個光二極體11係用於在光上執行-光電轉換之光 電轉換區段’且在—平面圖π，在各像素單元内的該複數 個光電二極體U係配置在一列方向及一行方向上依據一序 列而不同之位置。在各像素單元内依據一序列而具有不同 位置的四個光—極體lla至lld組成一四像素群組（在—平 面圖内兩個像素分別同時提供於列方向及行方向上）。 微透鏡m包括：作為第一微透鏡之上層微透鏡i2A，各 針對光—極體提供；及作為—第二微透鏡之一下層 "ί政透鏡12 E ’其延以杨舜# h 便设息各群組内的該四個光二極體 lla至lid之各光二極體。 下層，透鏡12E係提供於該等光二極體11與該等上層微 透鏡12A之間。上層微透鏡12八在一平面圖内具有一矩形 或方形形狀。其斷面具有一其凸表面向上定向(一侧凸起) <平Μ鏡形狀（其底表面係平面）。上層微透鏡uE在— 平面圖内具有一矩形或方形形狀。其斷面具有一其凸表面 向下定向（一侧凸起）之平凸透鏡形狀（其頂表面係平面）。 此外，在下層微透镑 之一平面圖内具有一圓形或橢圓 形形狀之外部周邊都&〗^ F刀12Ea經形成以致使具有一凸透鏡彎 曲表面形狀’而在—斗^而固…d , 十面圖内具有一圓形或橢圓形形狀之 下層微透鏡12E之-中心部分咖經形成以致使具有—平 面形狀。％此，當下層微透鏡12E具有一其凸表面向下定 121092.doc -28- 200818477 向之平凸形狀且僅下層微透鏡12Ε之外部周邊部分在一平 面圖内具有-凸透鏡彎曲表面形狀時，針對一光二極體 lla及lld(僅顯示光二極體lle及lld，但實際上存在料: 個光二極體lla至lld)群組之外部周邊部分上層微透鏡 所聚焦之光可向内彎曲以相互靠近（使聚焦光相互靠近）。 此外，用於下層微透鏡12E之—透明材料之折射率係設定 為大於-接觸下層微透鏡12E之一透鏡弯曲表面之透鏡材 料之折射率。

Ο 因此，依據具體實施例4,形成兩種類型微透鏡123: 一 類型係該等上層微透鏡12A，各針對—像素而提供；而另 -類型係該等延伸以便覆蓋四像素之下層冑透鏡咖。因 此，即便在固態影像捕捉裝置，其使作為像素單元 14内光接&區段的光二極體！ i之配置在一財向（橫向方 向)及-行方向(縱向方向)上依據一序列在各像素單元内具 有不同位置’仍可類似於具體實施例i，？文良各像素内的 光接收靈敏度’減小各像素内的—聚光特性變化並降低色 彩混合。在此情況下，當製造一較大下層微透鏡nE時， 形成下層微透鏡UE由於其中心部分係平面而更加容易。 (具體實施例5) 具體實施例1已說明相互分離提供具有一其凸表面向上 疋向之平凸透鏡形狀之上層微透鏡12A之情況。具體實施 例5將說明一情況，其中具有—其凸表面向下定向之平凸 透鏡形狀之四上層微透鏡相鄰且形成一群組，且該等上層 U透鏡越過该等個別微透鏡之周邊部分相互靠近，使得其 121092.doc -29- 200818477 相互重疊。 ° 糸在固1所示線B - B ’切割的依據本發明之具體實施 例5之固態影像捕捉裝置之一基本部分之一縱向斷面圖。 圖10係顯示當影像光從正上方入射時聚焦在光二極體上之 . 光之一狀態之一圖式。圖10對應於具體實施例1之圖2，因 而由相同參考數字來表示獲得與圖2中該等作用效果相同 作用效果之圖1〇中部件。此外，此處省略當影像光從一傾 _方向入射日亇來焦在光二極體上之光之-狀態，其對應於 具體實施例之圖3。 在圖1〇中，依據具體實施例5之固態影像捕捉裝置10D包 括·複數個光二極體丨丨，其作為複數個光接收區段，在各 像素單元内依據一序列而配置於不同位置；及一微透鏡 124，其用於將影像光聚焦在該複數個光二極體11上。 該複數個光二極體U係用於在光上執行一光電轉換之光 電轉換區段’且在一平面圖内，在各像素單元内的該複數 〇 _光電二極體11係在—列方向及—行方向上依據-序列而 配置於不同位置。在各像素單元内依據一序列而具有不同 位置的四個光二極體lla至lld組成一四像素群組（在一平 • 面圖内兩個像素分別同時提供於兩列方向及兩行方向 上）。 微透鏡124包括：作為第一微透鏡之上層微透鏡12F，各 針對一光二極體丨丨而提供；及作為一第二微透鏡之一下層 微透鏡12B，其延伸以便覆蓋各群組内的該四個光二極體 lla至lld之各光二極體。 121092.doc -30- 200818477 =等相鄰上層微透鏡12F之某些（例如四個中的兩個） 部I ^列如f部四個）相互靠近至該等個別微透鏡之周邊 "t之a度’使传將人射光聚焦在各群組内該等對應 四個光一極體11a至lid之久氺—κ碰 之各先一極體上的相同位置上（即 更》亥等光一極體相互靠近時仍使該等透鏡進一步相互靠 f ’因而該等透鏡相互重疊)，形成該等上層微透鏡i2F， 八具有—切除其該等重疊透鏡部分之透鏡形狀，故該等透 Ο Ο 在-外。p周邊處相互相鄰。在該等相互相鄰上層微透鏡 12F之該等周邊之至+ | 某二周邊經形成以致使重疊其相鄰 上層微透鏡。此外，且右一甘斗姑上 、 卜，、有一其该專重疊透鏡部分已切除之 透鏡形狀之相鄰上js彳料潘# , 〇 π % 田U透鏡12F係配置以便相互接觸或配 置以便相互遠離一預宏門旭、 lL Al

頂疋間隙。此外，該等上層微透鏡12F 之位置係依據個別光二極體u之間的間隔而不同。 下層微透鏡12B係提供於該等光二極體11與該等上層微 透鏡12F之間。上層微透鏡12F在一平面圖内具有一矩形或 方形形狀。其斷面具有一其凸表面向上定向（一側凸起）之 平凸透鏡形狀（其底表面係平面）。下層微透鏡i2B在一平 面圖内具有-矩形或方形形狀。其斷面具有一其凸表面向 上定向（一側凸起）之平凸透鏡形狀（其底表面係平面）。如 此，下層微透鏡12B可依據在光二極體Ua至Ud群組内各 光一極體之位置而將該等上層微透鏡l2F所聚焦之光向内 彎曲（使聚焦光相互靠近）。此外，用於下層微透鏡i2B之 一透明材料之折射率係設定為大於一接觸下層微透鏡12b 之一彎曲表面之透鏡材料之折射率。 121092.doc •31 - 200818477 將簡要說明一種用於形成上層微透鏡12之方法之一範 例。 傳統上’當微透鏡重疊並附著在一起時，存在某些情 況，其中该等透鏡在其硬化之後會被相互拉離，從而造成 該等透鏡之表面變形，引起一由於產生内部應力之裂縫或 一該等透鏡不能使用之狀態。如此，在具體實施例5中， • 當減小該等上層微透鏡12F之配置間隔，從而該等上層微 p 透鏡12F相互重疊時，形成欲重疊的該等上層微透鏡12F之 一並硬化，接著形成欲重疊的該等上層微透鏡12F之其他 者。因而，藉由以兩個步驟單獨形成該等上層微透鏡 12F(當四個上層微透鏡12F分成組時，在各步驟中形成該 四個上層微透鏡12F之二者），解決上述問題。因此，即使 該等上層微透鏡12F之一重疊另一者，仍可以一任意方式 使該等相鄰上層微透鏡12F之位置更相互靠近，並還可容 易地没疋该等上層微透鏡12F之光軸C之間的間隙。 (J 換言之，用於形成該等上層微透鏡12F之該方法包括： 第一步驟，其在該等上層微透鏡12F之中形成該等不相 互接觸的上層微透鏡12f ;及一第二步驟，其在一列方向 • 及一行方向之至少一者（此處列方向及行方向二者）上在該 • 等在第一步驟未形成之上層微透鏡12F之中形成不相互接 觸的其他上層微透鏡12F使得其重疊或接觸先前形成相鄰 上層微透鏡12F。該第二步驟將會重複直至不存在任何仍 未形成的上層微透鏡12f。 此外’當具有一其該等重疊透鏡部分已切除之透鏡形狀 121092.doc -32- 200818477 之该等上層微透鏡12F係配置以便相互遠離一預定間隙（較 小間隙）時，用於形成該等上層微透鏡12F之該方法包括一 步驟’其形成具有一其該等重疊透鏡部分已切除之透鏡形 狀的相鄰上層微透鏡12F以便在一列方向及一行方向（此處 列方向及行方向二者）之至少一者上相互遠離一預定間 隙。 - 如上述，可減小該等微透鏡12F之間的位置間隙並可以 ◎ 一任意方式設定該等位置。因此，例如，該等上層微透鏡 12F可分別容易地配置於最佳位置，使得考慮到該等光二 極體11之各光二極體之位置、光接收靈敏度及陰影特性， 該等光二極體11之各光二極體之中心位置c丨匹配該等個別 上層微透鏡12F之各微透鏡之光軸C2。 因此，依據具體實施例5，形成兩種類型微透鏡12 4 : 一 類型係該等上層微透鏡12F，各上層微透鏡12j?係針對一像 素而提供；而另一類型下層微透鏡12B，該下層微透鏡 Q 12B延伸以便覆蓋四像素。因此，在固態影像捕捉裝置 1 0D中，其使作為像素單元14内光接收區段的光二極體i j 之配置在一列方向（橫向方向）及一行方向（縱向方向）上依 • 據一序列在各像素單元内具有不同位置，即便進一步減小 . 像素大小，仍可改良各像素内的光接收靈敏度，減小各像 素内的一聚光特性變化並降低色彩混合。 如上述，依據具體實施例丨至5，固態影像捕捉裝置 叫或心、10B、10C、10D)具有含光二極體⑴頃向二方 之像素單元14 ,使得在各像素單元内該等光二極體11之位 121092.doc -33- 200818477 置係在一列方向及一行方向上依據一序列而不同，將四個 像素分組於各像素單元内，該四個像素位置係依據一序列 而不同，並且對於各群組，該固態影像捕捉裝置1〇包括： 上層微透鏡12A(或12F)，每一上層微透鏡12A(或12F)係針 對一像素而提供以用於聚焦影像光；及一下層微透鏡 12B(或 12C、12D、12E)，該下層微透鏡 12B(或 12C、 • 12D、12E)延伸以便覆蓋該四個像素，以用於將該等上層 微透鏡12A(或12F)所聚焦之光向内彎曲。如此，即便在^ 一步減小像素大小時，仍可藉由相互上下提供的兩個微透 鏡來聚焦光，以減小一光接收無效區域之大小，改良聚光 效率，改良各像素内的光接收靈敏度並抑制由於小量卩數 所引起之像素特性劣化。 此外，该二個原始色彩（R、G、B)之混合狀態混合r 之狀悲及G混合B之狀態）在一光接收區域之中心部分及其 周邊部分不同，且甚至取決於該等位置，在該等周邊部分 〇 仍不同。然而，依據具體實施例1至4,即便在光入射在一 光接收區域之中心部分或其一周邊部分時，仍可以一容易 且確疋方式將光聚焦在一光接收區段（光二極體11)之中心 . 卩刀上因此，當然可防止光接收靈敏度降低，並還可防 Α亮度陰影特性之降低及不均句性。如此，不需要在一校 正程序中用於解決此問題之複雜校正控制。 纟體實施例⑴已說明情況，其中該等下層微透鏡咖 至12D在一平面圖内具有一矩形或方形形狀，在平面圖内 該等外部周邊部分及其内部中心部分二者均具有一透鏡彎 121092.doc -34- 200818477 曲表面形狀’·且下層微透鏡12E在一平面圖内具有一矩形 或方形形狀，在平面圖内的該等外部周邊部分具有一透鏡 彎曲表面形狀，且在平面圖内的該等周邊部分内之中心部 分具有一平面形狀。然而，本發明並不侷限於此。依據本 發明之下層微透鏡可在一平面圖内具有—圓形(包括大致 圓形）或橢圓形形狀。或者，在一平面圖内該等外部周邊 部分及其内部中心部分可同時具有一透鏡彎曲表面形狀。 或者，其t心部分可具有-平面形狀。換言之，依據本發 明之下層微透鏡在-平面内具有—圓形（包括大致圓形）、 橢圓形（包括大致橢圓形）、矩形（包括大致矩形；該等四角 之至少一者彎曲）或方形（包括大致方形；該等角落之至少 一者彎曲）’且在平面圖内至少該等外部周邊部分經形^ 以致使具有一透鏡彎曲表面。 此外，具體實施例⑴已說明情況，其中作為複數個光 接收區段之複數個二極體丨丨係在一平面圖内在一行方向及 一列方向上以一矩陣（二維）提供，且該等光二極體u之位 置係在行方向及列方向二者上在各像素單元内依據一序列 而不同。然而，本發明並不侷限於此。本發明可應用於所 有使像素單元14内的該等光接收區段（光二極體u)之位置 在列方向及行方向之-者上在各像素單元内依據一序列而 不同之固悲影像捕捉裝置。此外，本發明不侷限於在行方 向及列方向上相互直角交叉之方向。本發明可應用於一情 況，其中在一平面圖内，複數個光二極體u之位置係在— 方向及另一交又該一方向之方向之至少一者上依據—序列 121092.doc -35 - 200818477 而在各像素單元内不同。 卜/、體實轭例1至5已說明情況，其中四個像素係分 組成作為依據-序列在各像素單元内具有不同位置的複數 個像素然'而，本發明並不侷限於此。本發明可應用於具 有，據-提供於其上之序列在各像素單元内具有不同位置 之複數個像素（二或更多像素）之任—固態影像捕捉裝置。 例如，作$其位置在各像素單元内依據一序列而不同之 -預足數目光接收區段（光二極體u)，可在—平面圖内在 一行方向或一列方向上分組二像素。在此情況下，在由兩 個像素所組成之各群組内形成兩個光接收區段（光二極體 11)以便在該等個別相鄰像素之間均勻地靠近一通道停止 區段13。一延伸於該由兩個像素所組成之群組上之下層微 透鏡係提供使得該等下層微透鏡之光軸C匹配通道停止區 段13，其係提供於二組成二像素之光接收區段（光二極體 11)之中間。 此外，在上述中，當以一預定數目，例如四個（在一平 面圖内在一行方向及一列方向上分別兩個像素）來分組該 等像素時，依據一序列在各像素單元内具有不同位置之預 定光接收區段（光二極體u)、四個光接收區段（光二極體 11)經形成以致使均勻靠近該等個別相鄰像素之間的二通 道仔止區段1 3之交叉處。此外，一延伸於該由四個像素所 組成之群組上之下層微透鏡係提供使得下層微透鏡之光軸 C匹配该專二通道停止區段13之交叉處之中心位置，該等 通道彳τ止區段係k供於組成四個像素之四個光接收區段 121092.doc -36- 200818477 (光二極體1 1)中間。 此外，具體實施例1至5已說明情況，其中作為一第一微 透鏡之上層微透鏡12A(或12F)之斷面具有一其凸表面向上 疋向之平凸透鏡形狀，作為一第二微透鏡之該等下層微透 鏡12B或12C、12D、12E之斷面具有一其凸表面向下定向 之平凸透鏡、其凸表面向下定向之平凸透鏡或雙凸透鏡之 形狀（可組合上層微透鏡12F與下層微透鏡12B或12c、 D 12E)然而’本發明並不偈限於此。上層微透鏡 12A(或12F)之斷面可具有一其凸表面向下定向之平凸透鏡 或雙凸透鏡之形狀，且具有該些形狀之任一者之上層微透 鏡12A(或12F)可組合該等下微透鏡12B或12c、12D、 12E。 儘管具體實施例1至5未曾作具體說明，但在本發明中， 光二極體11及上層微透鏡12A或12F之位置係在各N像素式 單元（N係大於或等於2之一整數）中依據一序列而不同。此 外’光一極體11及上層微透鏡12 A或12F之位置係在一總計 K像素式單元（K=Ix J)中以一矩陣而配置，I個像素（I係大於 或等於2之一整數）係在一列方向上而j個像素（J係大於或等 於2之一整數）係在一行方向上。光二極體u及上層微透鏡 12A或12F係在N像素式單元或K像素式單元内的一預定數 目像素内分組。 此外，本發明不侷限於製造具體實施例1、2及5所述之 製造方法。本發明可應用於具有藉由熟知程序技術（例如 光微影術、餘刻及類似等）所形成之微透鏡之所有固態影 121092.doc -37- 200818477 像捕捉裝置。 此外，儘管具體實施例1至5未曾作具體說明，但本發明 可同時應用於CCD影像感測器與CM0S影像感測器。 此外，具體實施例1至5未曾作具體說明。此處，將說明 电子資afl裝置，其具有使用依據具體實施例丨至5之固態 影像捕捉裝置10(或10八、1〇B、1〇c、1〇D)用於其—影: '捉區&的（例如）一數位相機（例如數位攝像機、數位靜態 Ο

G 相機）、一影像輸入相機及一影像輸入裝置（例如掃描機、 傳：機及配備相機之蜂巢式電話裝置)。依據本發明之電 子資訊裝置包括至少以下一者：一記憶區段（例如，記錄 媒體）’/係用於在影像資料上執行m號處理用於 §己錄之後資料記錄藉由使用依據本發明之具體實施例⑴ :固態影像捕捉裝置1W0A、10B、1〇c、i〇d)用於影 #捉區#又所獲得之一高品質影像資料；顯示構件（例 t。’液晶顯示裝置），其係用於在影像資料上執行-預定 =:虎處理用於顯示之後在一顯示螢幕(例如，⑨晶顯示螢 :上=此影像資料；通信構件（例如，傳輸及接收裝 八#'心在影像f料上執行_預定信號處理用於通 p 彡像資料；及影像“構件，錢用於列印 丁出）及輸出（印出）此影像資料。 如’本發明係藉由使用其較佳具體實施例1至5來示 二二本發明不應僅基於上述具體實施例⑴來加以 闡釋。應瞭解，虛说# ^ 士 嘴。還應明白，Γ 範圍來闡釋本發明之範 " 白知此項技術者可基於本發明之說明以及 121092.doc -38- 200818477 來自本發明之詳細較佳具體實施例丨至5之說明之常識來實 施等效技術範嘴。此外，應明白，在本規格書中所引用I 任何專利、任何專利申請案及任何參考文獻應以引用形式 併入本規格書，方式上如同在本文中明確說明該等内容。 產業適用性 Ο Ο 依據本發明，在以下領域中：一種固態影像捕捉裝置 (例如CCD影像感測器、CM()S影像感測器或類似等），盆 在-用於在光上執行一光電轉換之光接收區段上方具有二 微透鏡；及-種電子資訊裝置(例如數位相機(數位攝像 機、數位靜態相機）、影像輸入相機、掃描機、傳直機、 配備相機及類似等之蜂巢式電話裝置），其使用該固離影 像捕捉裝置作為-影像輸入裝置用於其一影像輸入區段， 即便在進一步減小像素大小時，仍可聚焦相互上下提供之 二微透鏡(第-微透鏡及第二微透鏡）之光並改良像素特 例如減小一光接收益效阿七 ”、、4域之大小、改良光接收靈敏 從、減小各像素内的聚光特 .^ 小各像素㈣-聚光效 率交化及色彩混合，以僮在且古 > 丄^ 更在一有一較大角度之傾斜光入射 ;(歹j如）一光接收區段及類似望夕 像素之特性劣化。貞料之-周邊部分上時抑制各 【圖式簡單說明】 圖1係顯示依據本發明之且舻每 晉夕一一 月之具體只施例1之固態影像捕捉裝

Lf生基本示意性結構之—平面圖。 判二係;：不當光從正上方入射在中心部分時在線B -B，切 圖1所示固態影像捕捉裝置之一光接收區域之中心部 121092.doc -39- 200818477 斷面圖 分之一基本部分之一 圖3係顯示當光從一傾 切到…方向入射在周邊部分時在線B-切J的圖1所示固態影像 從衣置之先接收區域之一周 邊口 P刀之一基本部分之一斷面圖。 圖4A係用於說明在用 、製&依據具體實施例1之固態影 像捕捉裝置之方法中一掣生 一 T裏化步驟（1)之固態影像捕捉裝置之 一基本部分之一縱向斷面圖。

U 圖4B係用於說明在用於制、 — 、I k依據具體貫施例1之固態影 像捕捉裝置之方法中—Ά _1Κ Π» 、 法中製&步驟（2)之固態影像捕捉裝置之 一基本部分之一縱向斷面圖。 圖4C係用於說明在用於製造依據具體實施例丨之固態影 像捕捉I置之方法中一製造步驟⑺之固態影像捕捉裝置之 一基本部分之一縱向斷面圖。 圖5係顯示當光從正上方人射在中心部分時依據本發明 之具體實施例2之固態影像捕捉裝置之一光接收區域之中 心部分之一基本部分之一斷面圖。 圖6係顯示當光從一傾斜方向入射在周邊部分時本發明 之具體實施例2之固態影像捕捉裝置之光接收區域之一周 邊部分之一基本部分之一斷面圖。 圖7A係用於說明在用於製造依據具體實施例2之固態影 像捕捉裝置之方法中一製造步驟（1)之固態影像捕捉裝置之 基本部分之一縱向斷面圖。 圖7B係用於說明在用於製造依據具體實施例2之固態影 像捕捉裝置之方法中一製造步驟（2)之固態影像捕捉裝置之 121092.doc -40- 200818477 基本部分之一縱向斷面圖。 圖7C係用於說明在用於製造依據具體實施例2之固態影 像捕捉裝置之方法中一製造步驟（3)之固態影像捕捉裝置之 基本部分之一縱向斷面圖。 圖7D係用於說明在用於製造依據具體實施例2之固態影 像捕捉裝置之方法中一製造步驟（4)之固態影像捕捉裝置之 基本部分之一縱向斷面圖。 圖7E係用於說明在用於製造依據具體實施例2之固態影 像捕捉裝置之方法中一製造步驟之固態影像捕捉裝置之 基本部分之一縱向斷面圖。 圖7F係用於說明在用於製造依據具體實施例2之固態影 像捕捉裝置之方法中一製造步驟（6)之固態影像捕捉裝置之 基本部分之一縱向斷面圖。 圖8係在圖i所示線B_B，所切割之依據本發明之具體實施 例3之固態影像捕捉裝置之一基本部分之一斷面圖；且圖8 〇 得、顯示當影像光從正上方入射時聚焦在光二極體上之光之 一狀態之一圖式。

一狀態之一圖式。

圖1 〇係顯示當影像光從正上方 々d之依據本發明之具體實 基本部分之一斷面圖；且 入射時聚焦在光二極體上之 121092.doc -41 - 200818477 光之一狀態之一圖式。 立圖Π係顯示一傳統固態影像捕捉裝置之一範例性基本示 思性結構之一俯視圖。 +圖12係1貝示當光從正上方入射在中心部分時在、線A-A，切 J的圖11所示傳、统固痛影像捕捉裝置之—光接收區段之中 心部分之一斷面圖。 一圖13係顯示另—傳統固態影像捕捉裝置之—範例性基本 示意性結構之一俯視圖。 圖14係顯示當光從一 刀割的圖11中傳統固 一周邊部分之一斷面圖 傾斜方向入射在周邊部分時在線A-態影像捕捉裝置之一光接收區段之 【主要元件符號說明】

7 ^ 7a 10、10A、10B、10C、10D 11、11a至 lid 12 、 121 、 122 、 123 、 124 12a

12A、12F

12B、12C、12D、12E 13 14、14a至 14d 15 光阻膜 固態影像捕捉裳置 光二極體 微透鏡 微透鏡材料 上層微透鏡 下層微透鏡 通道停止區段 像素單元 彩色濾光片 16a 16b 金屬佈線（第一層） 金屬佈線（第二層） 121092.doc -42· 200818477 16c 金屬佈線（第三層） 17至19 鈍化膜 1 7a 凹凸鈍化膜 121092.doc -43 -

Claims (1)

1. 200818477 十、申請專利範圍： 1 · 一種固態影像捕捉裝置，其包含·· 硬數個光接收區段，其經配置以致使其在各像素單元 内的位置係依據一序列而不同；以及 u透鏡，其用於將光聚焦在該複數個光接收區段上， 其中 Γ ϋ ^分組各預定數目光接收區段，該等光接㈣段之位置 係依據一序列而不同，且 對於各群組，該等微透鏡包括：第-微透鏡，各該等 第一微透鏡係針對-光接收區段予以提供；及—第二微 透鏡，其延伸以便覆蓋該預定數目光接收區段。^ 2·如請求項1之固態影像捕捉農置，其中該第二透鏡在— 平面圖内具有一圓形、一矩形、一橢圓形或—方形之形 狀，且在該平面圖内的至少外部周邊部分各 使具有一透鏡彎曲表面之形狀。 故 3.如請求項2之固態影像捕捉穿 々“回 從裝置其中在該第二微透鏡 之平面圖内的在該等外部周邊八 门瓊口Ρ刀内的中心部分經形 以致使具有一透鏡彎曲表面带壯十 沁成 衣面形狀或一平面形狀。 4·如請求項1至3中任一項夕阳於少α 負之固悲影像捕捉裝置，其中該 二微透鏡係提供於該預定數 人 鏡之間。 R數目先接收區段與該等第一透 5·:請求項!至3中任—項之固態影像捕捉裝置，其 弟一透鏡係位於一在該n _ ^ 人 弟—裱透鏡上方之層處。 6 ·如請求項1至5中任一項之㈤μ 項之固悲影像捕捉裝置，其中對於 121092.doc 200818477 由依據一序列具有不同位置之該預定數目光接收區段所 組成之各群組’該第二微透鏡經結構化以致使將各該等 第一微透鏡所聚焦之光向内彎曲，各該等第一微透鏡係 針對一光接收區段予以提供。 如請求項1至6中任一項之固態影像捕捉裝置，其中該第 二微透鏡之斷面具有一其凸表面向上定向之平凸透鏡形 狀、一其凸表面向下定向之平凸透鏡形狀或一凹凸透鏡 形狀。 Ο u 8·如請求項1至6中任一項之固態影像捕捉裝置，其中該等 第一微透鏡之每一者之斷面具有一其凸表面向上定向之 平凸透鏡形狀、-其凸表面向下定向之平凸透鏡形狀或 一凹凸透鏡形狀。 9·如請求W之固態影像捕捉裝置，其中該等第—微透鏡 及該第二微透鏡經配置以致使將光聚焦在該等光接收區 段之各光接收區段之中心部分上。 1如請求们之固態影像捕捉裝置，其卜金屬佈線層係 &供於-光接收區段群組與另—光接收區段群組上方及 ^之間’且該金屬騎㈣提供於料光接㈣段與該 專第一微透鏡及該第二微透鏡之間。 η.:::項1之固態影像捕捉裝置，其中該等第-微透鏡 純供於-在—彩色遽光片上方之層處，且該第二微透 鏡係提供於一在該彩色據光片下面之層處。 a如請求们之固態影像捕捉裳置，纟中在 複數個光接收區段經 θ 罝以致使其在各像素單元内的位 121092.doc 200818477 方向之至少一者上 置係在一方向與交又該一方向之另 依據一序列而不同。 13.如請求項}或12 # + ^ 像捕捉裝置，其中該複數個光 隹十面圖内在一行方向及一列方向上以一 矩陣而提供，且其在各 g — 在各像素早70内的位置係在該行方向 及該列方向之至少—去i _ 者上依據一序列而不同。 14·如請求項卜12及13中任—項之固態影像捕捉裝置，其

   中依據序列在各像素單元内具有不同位置之該預定數 目光接收區段組成-由總計四個像素所組成之群組，在 平面圖内一像素係分別提供於一行方向及一列方向二 者上。 15. 如請求項1、12及13中任一項之固態影像捕捉裝置，其 中依據一序列在各像素單元内具有不同位置之該預定數 目光接收區段組成一群組，在一平面圖内一行方向或一 列方向上提供兩個像素。 16. 如請求項14之固態影像捕捉裝置，其中在由四個像素所 組成之各群組内的四個光接收區段經形成以致使均勻靠 近提供於相鄰像素之間的通道停止區段之一交又處。 17·如請求項16之固態影像捕捉裝置，其中提供一延伸於該 由四個像素所組成之群組上之下微透鏡，以致使其光軸 匹配該等通道停止區段之一交叉處，該交叉處係提供於 組成該四個像素之該四個光接收區段中間。 18 ·如請求項15之固態影像捕捉裝置’其中在由該兩個像素 所組成之各群組内的兩個光接收區段經形成以致使均勻 121092.doc 200818477 靠近提供於相鄰像素之間的一通道停止區段。 19.如請求項18之固態影像捕捉裝置，其中提供_延伸於該 由該兩個像素所組成之群組上之下微透鏡1致使其^ 軸匹配該通道停止區段’其係提供於組成該兩個像素之 該兩個光接收區段中間。 ” 20·如請求項丨之固態影像捕捉裝置，其中該群組之相鄰第 -微透鏡之-些或全部係相互靠近，以致使其個別周邊 部分重疊，且該等第一微透鏡經形成為具有一其重疊透 鏡部分已切除之透鏡形狀，故該等第一透鏡係相互：鄰

   以致使入射於該等第一微透鏡之各微透鏡上之光係透過 該第二透鏡而聚焦在一對應區段上的相同位置上。 21. 如請求項20之固態影像捕捉裝置，其中該等相鄰第一微 透鏡經幵> 成以致使该等第一微透鏡之該等周邊部分之至 少一部分重疊其相鄰第一微透鏡。 22. 如請求項20之固態影像捕捉裝置，其中該等相鄰第一微 透鏡經形成，以致使具有一其該等重疊透鏡部分已切除 之透鏡形狀之該等相鄰第一微透鏡經配置以致使相互接 觸。 23 ·如請求項20之固態影像捕捉裝置，其中該等相鄰第一微 透鏡經形成，以致使具有一其該等重疊透鏡部分已切除 之透鏡形狀之該等相鄰第一微透鏡經配置以致使相互遠 離一預定間隙。 24·如請求項20之固態影像捕捉裝置，其中該等第一微透鏡 之位置係依據該等個別光接收區段之間的間隙而不同。 121092.doc

   Ο 200818477 25.如請求们或2()之固態影像捕捉裳置，其中該等光 區段及該等第-微透鏡經配置以致使在各Ν像素 (關大於或等於2之—整數）中該等光接收區段與該等第 一微透鏡之位置係依據一序列而不同。 1如請求項之固態影像捕捉裝置，其中該等光接收 區段與該等第-微透鏡係以_矩陣而配置，且在各轉 素式單元（K=w)内料光接收區段與該等第—微透鏡之 位置係依據一序列而不同，J個像素（1係大於或等於2之 一整數）係在-列方向上而j個像素（；係大於或等於2之一 整數）係在一行方向上。 27.如請求項1或20之固態影像捕捉裝置，其中一輸出放大 器係由該預定數目光接收區段所組成之各群組所共用。 28·如睛求項1或20之固態影像捕捉裝置，其中該等光接收 區段係用於在光上執行光電轉換之光電轉換區段。 29·如請求項卜戈川之固態影像捕捉裝置，其中該固態影像 捕捉裝置係一 CCD影像感測器或— CM〇s影像感測器。 3〇· 一種電子資訊裝置，其使用請求項1至29之任一項之固 悲影像捕捉裝置用於其一影像捕捉區段。 121092.doc