[发明专利]连续性微透镜阵列、其制造方法及定义其的光掩模

说明书

技术领域

本发明是有关一种影像记录装置，特别是有关连续性的微透镜阵列、其制造方法以及其定义用光掩模，可应用在各种须聚光至感光元件的影像记录装置上。 

背景技术

在习知的半导体影像记录装置，如电荷耦合元件(CCD)或互补式金氧半导体元件(CMOS)影像记录装置中，为提高感光元件的灵敏度，通常会在感光元件阵列上方设置微透镜阵列，其中任一微透镜会将光线聚焦在一个感光元件上。 

图1A是习知微透镜阵列的局部等高线图，图1B则显示出其中一个微透镜在不同角度截面上的高度变化。由于习知每一个微透镜110是由形成在基层10上大致呈方形的光致抗蚀剂图案加热回熔(reflow)而成形的，所以其下半部的等高线轮廓趋近方形，如图1A所示，使微透镜110在不同角度截面上有不同曲率。请见图1B，45°截面(B-B’)的曲率半径明显大于0°截面(A-A’)的。由于焦距和曲率半径有关，所以习知的微透镜110有聚焦特性不良的问题。另外，因为微透镜110彼此不连接，所以其间有无法聚光的平直部分存在，而无法收集到所有光线以有效聚光。 

习知的微透镜阵列还有与影像记录装置中其他构件整合不易的问题，以下即以感光元件是光二极管(photodiode)的CMOS影像记录装置为例作说明。图2是习知一CMOS影像记录装置的部分简图，其中微透镜阵列100制作于透光的基层10上，此基层10包括彩色滤光片阵列12及其他功能层，且位于多层内连线结构20上。多层内连线结构20含第一层内连线22及第二层内连线24，且位于光二极管阵列30上方。此CMOS影像记录装置的目镜40设置于微透镜阵列100上方一段距离处。 

由于微透镜阵列100周边部分的微透镜110的入射光50入射角偏离90°(在此处及下文中，90°方向就是影像感测芯片的法线方向)过多，故焦点不在 其正下方，因此相对于对应的光二极管30必须有一横向位移，以使焦点落在该光二极管30上，如图2所示。然而，如此该微透镜110的出射光50a会被第二层内连线24挡住一部分，而会降低影像周边部分的记录正确性。此问题虽可藉由对应部分的第二层内连线24的横向移位来解决，但如此会增加电路设计上的麻烦。 

发明内容

本发明的目的就是在提供一种连续性微透镜阵列，其可解决习知微透镜聚焦不良的问题，或可进一步在不改变内连线位置的情形下保持影像周边部分的记录正确性。 

本发明又一目的是提供一种连续性微透镜阵列的制造方法，其可用以形成本发明的微透镜阵列。 

本发明的再一目的是提供一种光掩模，其可用于本发明的连续性微透镜阵列制造方法，以定义连续性微透镜阵列。 

首先须特别说明的是，下文及申请专利范围中所谓的“多边形”皆意指边数大于4者，如同一般的认知。 

本发明的连续性微透镜阵列包括呈连续状的多个微透镜，其中每一个微透镜在其与相邻的微透镜相连处以上的各高度的等高线轮廓大致呈圆形，且在与相邻的微透镜抵接相连处的各高度的等高线轮廓大致呈部分圆形。 

在一实施例中，上述连续性微透镜阵列中的各微透镜之间没有空隙，而可收集到所有光线。在另一实施例中，任两相邻的微透镜的相连处的厚度接近0。 

在一实施例中，上述连续性微透镜阵列位于一光二极管阵列上方，且与后者之间有至少一内连线层。此至少一内连线层与微透镜阵列之间可有一彩色滤光片阵列。 

在一实施例中，上述微透镜阵列位于一感光元件阵列上方，其中每一个微透镜对应一个感光元件，且在各方向的垂直截面大致呈对称状。此微透镜阵列区分为一中间部分与位于中间部分外围的至少一个周边部分，此区分依据光入射角度不同而定，其中位于中间部分的任一个微透镜对准其所对应的感光元件，位于该至少一个周边部分的任一个微透镜相对于其所对应的感光元件则有一横向位移。在此情形下，任一个微透镜的表面可大致为一曲面， 例如是一部分球面。另外，上述感光元件阵列可为一光二极管阵列或一电荷耦合元件(CCD)阵列。 

在另一实施例中，任一个微透镜都对准其所对应的感光元件，位于中间部分的任一个微透镜在各方向的垂直截面大致呈对称状，而位于该至少一个周边部分的任一个微透镜则具有不对称的垂直截面形状。在此情形下，位于中间部分的每一个微透镜的表面亦可大致为一曲面，例如是一部分球面。