[发明专利]影像感测装置

说明书

一种影像感测装置，包括：一半导体基板；一被动层；以及一集光元件。该半导体基板包括一感光元件，而该被动层设置于该半导体基板上。该集光元件设置于该被动层上，且包括一第一回圈、一第二回圈、与一第三回圈。该第一回圈具有一第一宽度。该第二回圈环绕该第一回圈，且具有少于该第一宽度的一第二宽度。该第三回圈环绕该第一回圈与该第二回圈，且具有少于该第一宽度与该第二宽度的一第三宽度。该集光元件对准该感光元件，且该第一回圈、该第二回圈与该第三回圈包括不同的折射率。

技术领域

本发明涉及影像感测装置(image sensing devices)，且特别涉及具有较佳量子效率(quantum efficiency)的一种影像感测装置。

背景技术

影像感测装置为当今如数位相机、行动电话以及玩具等众多光电装置内的必要构件之一。传统影像感测装置则包括电耦合装置(charge coupled device,CCD)影像感测装置与互补型金属氧化物半导体(complementary metal oxide oxide,CMOS)影像感测装置。

影像感测装置通常包括了平面阵列化的多个像素胞(pixel cells)，其中各像素胞包括了一光电管(photogate)、一光导体(photoconductor)或具有用于累积光电电荷用的掺杂区的一感光二极体(photodiode)。于此平面阵列化的像素胞上则叠设有由如红(R)、绿(G)或蓝(B)的不同色彩的染料所构成的周期性图样(periodic pattern)。上述的周期性图样即为公知的彩色滤光阵列(color filter array)。于彩色滤光阵列上则选择性地叠设有多个方形或圆形的微透镜(microlens)以聚焦入射光于各像素胞内的电荷累积区处。通过微透镜的使用可显著地改善了影像感测器的感测度。

然而，由于穿透微透镜的入射光并无法聚焦于此些像素胞之一的深部区域(deepregion)，如此多少限制了影像感测装置内像素胞的量子效率(quantum efficiency)而无法通过微透镜的使用而提升之。如此，恐限制了像素胞的量子效率及像素胞的感测度。

发明内容

如此，便需要一种影像感测装置，以改善影像感测装置的量子效率与感测度。

依据一实施例，本发明提供了一种影像感测装置，包括：一半导体基板；一被动层；以及一集光元件。该半导体基板包括一感光元件，而该被动层设置于该半导体基板上。该集光元件设置于该被动层上，且包括一第一回圈、一第二回圈、与一第三回圈。该第一回圈具有一第一宽度。该第二回圈环绕该第一回圈，且具有少于该第一宽度的一第二宽度。该第三回圈环绕该第一回圈与该第二回圈，且具有少于该第一宽度与该第二宽度的一第三宽度。该集光元件对准该感光元件，且该第一回圈、该第二回圈与该第三回圈包括不同的折射率。

附图说明

图1为一剖面示意图，显示依据本发明的一实施例的一影像感测装置；

图2显示了图1的影像感测装置的模拟电场影像；

图3为一上视示意图，显示了图1内的影像感测装置；

图4为一剖面示意图，显示依据本发明的另一实施例的一影像感测装置；

图5为一上视示意图，显示了图4内的影像感测装置；

图6为一剖面示意图，显示依据本发明的又一实施例的一影像感测装置；

图7显示了图6的影像感测装置的模拟电场影像；

图8为一上视示意图，显示了图6内的影像感测装置；

图9为一剖面示意图，显示依据本发明的另一实施例的一影像感测装置；

图10为一上视示意图，显示了图9内的影像感测装置；