彩色滤光片及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种半导体元件及其制造方法，且特别是有关于一种彩色滤光片及其制造方法。
背景技术
一般彩色滤光片的工艺，乃采用市购的三原色的彩色光阻，如红色、绿色及蓝色的彩色光阻，经三道光刻工艺后，将三个彩色光阻层分别形成于基板上的不同像素内，而形成彩色滤光片。
然而，随着彩色滤光片的多元化的发展及应用，常会面临客户要求产品呈现客制化(customized)的颜色，但额外制作客制化的彩色光阻不符合成本效益，因此客户的需求难以达成。
另外，市购的彩色光阻在应用上也存在其困难之处。举例来说，市购的彩色光阻因透射率对波长的分布较广，难以达到滤除特定波长的需求。另外，市购的黑色光阻并非全然不透光，于特定波段内仍有10％到30％的透光率，如此一来，光电侦测器(photodetector)就会发生感应错误的问题。因此，如何在兼顾制造成本的要求下，制作出具有特定透射率分布的彩色滤光片，已成为目前业界相当重视的课题之一。
【发明内容】
本发明提供一种彩色滤光片的制造方法，可以利用市购的彩色光阻来制作客制化的颜色，大量节省成本，提升竞争力。
本发明又提供一种彩色滤光片，可以利用堆叠多层的彩色光阻层来达到滤除特定波段的需求，满足客户需要。
本发明提供一种彩色滤光片的制造方法，此彩色滤光片具有目标透射率分布。首先，提供一基底，基底上已形成第一光电侦测器。然后，在第一光电侦测器上形成第一像素，第一像素具有第一透射率分布。形成第一像素的步骤如下。首先，在第一光电侦测器上形成第一有机彩色光阻层。接着，在第一有机彩色光阻层上形成第二有机彩色光阻层，其中第一有机彩色光阻层与第二有机彩色光阻层具有不同的波长透射率分布。
依照本发明的实施例所述，上述的第一以及第二有机彩色光阻层的颜色分别选自红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)以及黑色的其中一种。
依照本发明的实施例所述，上述的形成第一像素的步骤还包括在第二有机彩色光阻层上形成至少一有机彩色光阻层。此至少一有机彩色光阻层的颜色分别选自红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)以及黑色的其中一种。
依照本发明的实施例所述，上述的第一透射率分布与目标透射率分布实质上相同。
依照本发明的实施例所述，上述的彩色滤光片的制造方法还包括在基板上形成至少一第二像素，其中第二像素具有第二透射率分布。另外，基底还包括至少一第二光电侦测器，且第二像素位于第二光电侦测器上。
依照本发明的实施例所述，上述的第一透射率分布与第二透射率分布组合出目标透射率分布。
依照本发明的实施例所述，上述的形成第二像素的步骤包括在第二光电侦测器上形成至少一有机彩色光阻层。此至少一有机彩色光阻层颜色分别选自红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)以及黑色的其中一种。
本发明又提供一种具有目标透射率分布的彩色滤光片。此彩色滤光片由上述方式所形成的滤光片。
本发明提供的彩色滤光片及其制造方法，利用在单一像素上堆叠多层的有机彩色光阻层的方式，可以应用在所有需求特殊功能或客制化颜色的工艺上，大量节省成本，提升竞争力。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图示，作详细说明如下。
【附图说明】
图1为依照本发明的第一实施例所绘示的彩色滤光片的透射率对波长的示意图。
图1A至图1B为依照本发明地第一实施例所绘示的彩色滤光片制作流程剖面图。
图2为依照本发明的第二实施例所绘示的彩色滤光片的透射率对波长的示意图。
图2A至图2B为依照本发明的第二实施例所绘示的彩色滤光片制作流程剖面图。
附图标记说明
100、200：基底
102、202a、202b：光电侦侧器
104、106、204、206：有机彩色光阻层
103、203：介电层
108、208a、208b：像素
D11、D12、D13、D21、D22、D23：透射率分布
【具体实施方式】
第一实施例
图1为依照本发明的第一实施例所绘示的彩色滤光片的透射率对波长(transmittance vs.wavelength)的示意图。图1A至图1B为依照本发明的第一实施例所绘示的彩色滤光片的制作流程剖面图。
在此实施例中，例如是要获得一个只感应到红外线(IR)的彩色滤光片，可用以侦测热源是否存在。此种彩色滤光片具有目标透射率分布D14，可以实质上阻挡绝大部分的可见光，使得红外光区中波长介于700到1000nm之间的光线可通过。
请参照图1A，此彩色滤光片的制作方法是先提供基板100，基板100上已形成光电侦测器102。基板100例如是硅基板。光电侦测器102例如是光电二极管(photodiode)。在此实施例中，也可以在光电侦测器102上形成介电层103。介电层103的材料例如是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其组合。介电层103也可以是多层介电层的堆叠，例如由底层的等离子体增益型-氧化硅(PE-TEOS)及顶层氮氧化硅(SiON)所组成。介电层103的形成方法例如为化学气相沉积法。
接着，请参照图1及图1B，在光电侦测器102上形成有机彩色光阻层104。有机彩色光阻层104例如是具有透射率分布D11的黑色光阻层。如图1所示，黑色光阻层在波长700到1000nm(红外光区)及400到700nm(可见光区)之间均有一个小波峰，表示光线在此两个波段(wavelength range)会穿透黑色光阻层而被其下方的光电侦测器102感应到。
然后，在有机彩色光阻层104上形成有机彩色光阻层106。有机彩色光阻层106例如是具有透射率分布D12的红色光阻层。如图1所示，红色光阻层基本上会让波长大于500nm的光线通过，波长小于500nm的光线则会被阻绝。
在此实施例中，有机彩色光阻层104及106堆叠形成像素108。形成有机彩色光阻层104及106的方法例如是旋涂法。
请再次参照图1，将透射率分布D11与透射率分布D12相乘后的结果，即为像素108的透射率分布D13。透射率分布D13在可见光区的透射率很低，但在红外光区仍保持一定的透射率，因此可作为感应红外线的彩色滤光片。
详而言之，由于使用了有机彩色光阻层104，透射率分布D13在波段700到1000nm之间具有一定的透射率。而透射率分布D13在波段400到700nm之间的透射率，则可透过在有机彩色光阻层104上堆叠有机彩色光阻层106而使得透射率降到很低的程度。
已知用来阻挡可见光的作法是以涂布单一黑色光阻层来进行的，但由于市购的黑色光阻在可见光波长中仍有10％到30％的透光率，因此，在应用上常发生感应错误的问题。本发明的像素108包括有机彩色光阻层104(例如黑色光阻层)及有机彩色光阻层106(例如红色光阻层)的，可成功地阻隔大部分的可见光，解决上述的问题，因此可作为感应红外线(IR)的彩色滤光片，用以侦测热源是否存在。
第一实施例的彩色滤光片仅包括像素108，也就是说，此彩色滤光片的目标透射率分布D14，与像素108的透射率分布D13实质上相同。
在第一实施例中，经由涂布二层的有机彩色光阻层，并通过此二层有机彩色光阻层的透射率分布的相乘效应，尽可能地降低非目标波段的透射率分布，而得到目标波段的透射率分布。当然，本领域的技术人员应了解，可以依工艺需要，涂布大于二层的有机彩色光阻层。
本发明也可以应用在制作客制化的颜色。举例来说，可以在单一像素上堆叠多层的有机彩色光阻层，再将各层的厚度、形成顺序及种类加以调整，组合出目标透射率分布，而达到制作客制化颜色的目的。
另外，本发明的有机彩色光阻层的材料例如是市购光阻，如三原色光阻或黑色光阻。详而言之，本发明的有机彩色光阻层的颜色可以分别选自红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)以及黑色的其中一种。
第二实施例
图2为依照本发明的第二实施例所绘示的彩色滤光片的透射率对波长的示意图。图2A至图2B为依照本发明的第二实施例所绘示的彩色滤光片的制作流程剖面图。
在此实施例中，例如是想要获得模拟人眼的彩色滤光片。此种彩色滤光片具有目标透射率分布D24，其在特定可见光波长范围内具有高透射率，但在红外光波长范围具有低透射率。
首先，请参照图2A，提供基板200，基板200上已形成光电侦测器202a及202b。基板200例如是硅基板。光电侦测器202a及202b例如是光电二极管。在此实施例中，也可以在光电侦测器202a及202b上形成介电层203。
接着，请参照图2B，在光电侦测器202a及202b上形成有机彩色光阻层204。有机彩色光阻层204例如是绿色光阻层。
然后，在对应到光电侦测器202b的有机彩色光阻层204上形成有机彩色光阻层206。有机彩色光阻层206例如是红色光阻层。有机彩色光阻层206的形成方式例如是先涂布一层红色光阻材料层(未绘示)于有机彩色光阻层204上，然后再进行曝光显影工艺以移除对应到光电侦测器202a上方的部分红色光阻材料层，而留下对应到光电侦测器202b上方的有机彩色光阻层206。
请参照图2及图2B，可依照光电侦测器202a及202b的位置，而将有机彩色光阻层204及206区分为像素208a及208b。位于光电侦测器202a上的像素208a为单层结构，由部分有机彩色光阻层204组成，且像素208a具有透射率分布D21。位于光电侦测器202b上的像素208b为双层结构，由部分有机彩色光阻层204及部分有机彩色光阻层206所组成，且像素208b具有透射率分布D22。
如图2所示，像素208a的透射率分布D21在波长400到600nm及600到1000nm之间各有一个波峰。像素208b的透射率分布D22同样在波长400到600nm及600到1000nm之间各有一个波峰，其在波长400到600nm之间的透射率较低，但在波长600到1000nm之间的透射率则和像素208a在此波段的透射率几乎重叠。
在此实施例中，像素208a可视为一个实际像素(actual pixel)，而像素208b视为一个参考像素(reference pixel)，将透射率分布D21减去透射率分布ID22以扣除背景信号(即红外光区中600到1000nm之间的透射率)而得到透射率分布D23。透射率分布D23在波段400到600nm之间具有很高的透射率，但在波段600到1000nm之间的透射率很低，因此可用以模拟理想的人眼感光度。
第二实施例的彩色滤光片包括像素208a及208b，也就是说，像素208a的透射率分布D21与像素208b的透射率分布D22组合出的透射率分布D23，和此彩色滤光片的目标透射率分布D24实质上相同。
第二实施例是由单层结构的实际像素与双层结构的参考像素为例来说明的，但不用以限制本发明。本领域的技术人员应了解，实际像素与参考像素均可以为多层结构，只要能达到本发明的功效，滤除非目标波段的透射率分布，留下目标波段的透射率分布即可。另外，本发明也不对参考像素的数目作限定，换句话说，参考像素可以为一个或多个。
综上所述，本发明利用在单一像素上堆叠多层有机彩色光阻层的方式，不但可以满足客户的特殊需求，如制作感应红外光或模拟人眼的彩色滤光片，同时也可以制作客制化的颜色。另外，本发明的工艺非常简单，不需开发新的光阻与增加额外的工艺，可大量节省成本，提升竞争力。
虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。