[实用新型]集成光学传感器

说明书

本新型提供了一种集成光学传感器，至少包含一基板、一光模组层及多个微透镜。基板具有多个感测像素。光模组层位于基板上。所述多个微透镜位于光模组层上。光模组层的厚度定义出所述多个微透镜的焦距，所述多个微透镜将来自一目标物的目标光线，通过光模组层作光学处理后聚焦于所述多个感测像素中。光模组层至少包含一滤光结构层，来对目标光线作滤光处理。光模组层是由相容于互补金属氧化物半导体工艺的材料所构成。

技术领域

本新型是有关于一种集成光学传感器，且特别是有关于一种能以半导体工艺整合制造出的集成光学传感器，其中滤光结构层是由相容于互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)工艺的材料所构成，使得滤光结构层能被整合于CMOS工艺中。

背景技术

现今的移动电子装置(例如手机、平板电脑、笔记本电脑等)通常配备有使用者生物识别系统，包括了例如指纹、脸型、虹膜等等不同技术，用以保护个人数据安全，其中例如应用于手机或智能手表等携带型装置，也兼具有移动支付的功能，对于使用者生物识别更是变成一种标准的功能，而手机等携带型装置的发展更是朝向全屏幕(或超窄边框)的趋势，使得传统电容式指纹按键(例如iphone 5到iphone 8的按键)无法再被继续使用，进而演进出新的微小化光学成像装置(非常类似传统的相机模组，具有互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor(CMOS)Image Sensor(简称CIS))感测元件及光学镜头模组)。将微小化光学成像装置设置于屏幕下方(可称为屏下)，透过屏幕部分透光(特别是有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)屏幕)，可以撷取按压于屏幕上方的物体的图像，特别是指纹图像，可以称为屏下指纹技术(Fingerprint OnDisplay，FOD)。

已知的光学传感器利用封装工艺来形成光学传感器的滤光层及透镜，无法与包含有感测像素的感测芯片整合于半导体工艺而以一种集成的方式制造出光学传感器。因此，整个光学传感器的制造过程复杂，精确度不高、且成本高昂。

实用新型内容

因此，本新型的一个目的是提供一种集成光学传感器，利用半导体工艺的介电层及金属层作为准直器，来提供所需的微透镜的焦距、遮光孔径(aperture)、微透镜及滤光结构层，无须后段加工常用的高分子材料来制作透明层及阻光层。

为达上述目的，本新型提供一种集成光学传感器，至少包含一基板、一光模组层及多个微透镜。基板具有多个感测像素。光模组层位于基板上。所述多个微透镜位于光模组层上。光模组层的厚度定义出所述多个微透镜的焦距，所述多个微透镜将来自一目标物的目标光线，通过光模组层作光学处理后聚焦于所述多个感测像素中。光模组层至少包含一滤光结构层，来对目标光线作滤光处理。光模组层是由相容于互补金属氧化物半导体工艺的材料所构成，使得滤光结构层能被整合于该CMOS工艺中。

本新型亦提供一种集成光学传感器，至少包含：一基板，具有多个感测像素；一光模组层，位于基板上；以及多个微透镜，位于光模组层上，其中光模组层的厚度定义出此等微透镜的焦距，此等微透镜将来自一目标物的目标光线，通过光模组层作光学处理后聚焦于此等感测像素中，光模组层至少包含一第一金属阻光层以及位于第一金属阻光层上方的一第一金属层间介电层，目标光线通过第一金属阻光层的多个第一光孔而进入此等感测像素。

利用上述的集成光学传感器，可以在半导体工艺中形成主动或被动元件的同时，形成感测像素、光模组层及微透镜，亦可同时形成焊盘及达成互连线的电连接结构，利用光模组层来精准控制微透镜的成像焦距，达成提高工艺精确度及降低制造成本的效果。此外，上述光学传感器除了适用于半导体传感器以外，亦适用于TFT传感器。

为让本新型的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明