红外线影像感测器组件及其制造方法与流程

本发明实施例是关于一种半导体元件的制造方法，特别是关于用来探测红外线的感测器组件。

背景技术：

半导体集成电路工业已经历指数增长。IC材料及设计的技术进步已生产数代IC，其中每一代都具有比上一代更小及更复杂的电路。

在半导体技术领域中，影像感测器用于感应投射至半导体基板的曝光。互补式金属氧化物半导体(Complementary metal-oxide-semiconductor；CMOS)影像感测元件广泛地应用在各种用途上，诸如数字相机(digital still camera；DSC)。这些元件利用主动像素的射线或影像感测器单元，包含感光二极管及金属氧化物半导体晶体管，以聚集光能量以转换影像为数字数据串流。

技术实现要素：

根据本发明的一实施例，红外线影像感测器组件包含半导体基板，配置于半导体基板上的用于接收红外线的主动像素区，耦接至主动像素区的晶体管，其中主动像素区由III-V族化合物材料组成。

根据本发明的另一实施例，红外线影像感测器组件包含半导体基板、至少一III-V族化合物层配置在半导体基板上、配置在III-V族化合物层上的晶体管、配置在III-V族化合物层之上的多个图案。图案局部遮蔽III-V族化合物层及晶体管，且III-V族化合物层自图案中曝露的部分形成主动像素区以接收红外线。晶体管耦接至主动像素区。

根据本发明的又一实施例，制造红外线影像感测器组件的方法包含形成至少一III-V族化合物层于半导体基板上；形成晶体管于III-V族化合物层上；以及形成多个图案以局部遮蔽晶体管及III-V族化合物层。III-V族化合物层自图案中曝露的部分形成主动像素区以用于接收红外线，且晶体管耦接至主动像素区。

附图说明

阅读以下详细叙述并搭配对应的附图，可了解本发明的多个实施方式。应注意，根据业界中的标准做法，多个特征并非按比例绘制。事实上，多个特征的尺寸可任意增加或减少以利于讨论的清晰性。

图1A至图1E为依据本发明的部分实施例的制造红外线影像感测器组件的制作方法在不同步骤下的局部剖面图；

图2为依据本发明的部分实施例的红外线影像感测器组件的局部剖面图；

图3A至图3F为依据本发明的部分实施例的制造红外线影像感测器组件的不同步骤的局部剖面图；

图4至图11为依据本发明的部分实施例的红外线影像感测器组件的局部剖面图。

具体实施方式

以下揭露提供众多不同的实施例或范例，用于实施本案提供的主要内容的不同特征。下文描述一特定范例的组件及配置以简化本发明。当然，此范例仅为示意性，且并不拟定限制。举例而言，以下描述“第一特征形成在第二特征的上方或之上”，于实施例中可包括第一特征与第二特征直接接触，且亦可包括在第一特征与第二特征之间形成额外特征使得第一特征及第二特征无直接接触。此外，本发明可在各范例中重复使用元件符号及/或字母。此重复的目的在于简化及厘清，且其自身并不规定所讨论的各实施例及/或配置之间的关系。

此外，空间相对术语，诸如“下方(beneath)”、“以下(below)”、“下部(lower)”、“上方(above)”、“上部(upper)”等等在本文中用于简化描述，以描述如附图中所图示的一个元件或特征结构与另一元件或特征结构的关系。除了描绘图示的方位外，空间相对术语也包含元件在使用中或操作下的不同方位。此设备可以其他方式定向(旋转90度或处于其他方位上)，而本案中使用的空间相对描述词可相应地进行解释。

本发明是关于一种红外线影像感测器组件。红外线影像感测器组件包含基板，沉积在基板上并作为主动像素区的III-V族化合物层，以及多个形成在III-V族化合物层上的晶体管。III-V族化合物层由III-V族材料组成，III-V族材料涵盖广泛的红外线波长，在红外光区具有大吸收系数及高载子迁移率。因此，红外线影像感测器组件的效能可相应地提升。

图1A至图1E为依据部分实施例，图示制造红外线影像感测器组件的制作方法在不同步骤下的局部剖面图。请参照图1A，III-V族化合物层120形成在基板110上。基板110为半导体基板。在部分实施例中，半导体基板由以下范例组成，如硅；化合物半导体，诸如碳化硅、砷化铟或磷化铟；或合金半导体，诸如碳化硅锗、磷砷化镓，或磷化铟镓。基板110可选择性地包含不同掺杂区、介电特征，或多层互连接于半导体基板内。

III-V族化合物层120由元素周期表内的III-V族元素组成。在部分实施例中，III-V族化合物层具有可调控的能隙。在部分其他实施例中，III-V族化合物层为数层宽能隙III-V族材料层或窄能隙III-V族材料层的组合。又一部分实施例中，III-V族化合物层可具有梯度能隙。

III-V族化合物层120或III-V族化合物层120的每一层是由以下群组所挑选，此群组包含：InwAlxGayAsz、InwAlxGayPz、InwAlxGaySbz、InwAlxAsyPz、InwAlxPySbz、InwGaxAsyPz、InwGaxPySbz、AlwGaxAsyPz、AlwGaxPySbz、InwAsxPySbz、AlwAsxPySbz、GawAsxPySbz，其中w+x+y+z＝1。III-V族化合物层120可磊晶地生长并通过数个制程包含(但不限定于)分子束磊晶(molecular beam epitaxy；MBE)，或有机金属化学气相沉积(metal organic chemical vapor deposition；MOCVD)，亦称为有机金属气相磊晶(metal organic vapor phase epitaxy；MOVPE)，并使用适当的前驱物。III-V族化合物层120的厚度范围约0.1μm至约10μm。

请参照图1B。至少一晶体管130形成在III-V族化合物层120上。晶体管130以阵列的方式形成，并对应至红外线影像感测器组件100的像素排列。在部分实施例中，晶体管130可为金属氧化物半导体(metal-oxide-semiconductor；MOS)元件。每一个晶体管130包含形成在III-V族化合物层120上的控制栅极132，以及形成在III-V族化合物层120上的二掺杂区134及136，掺杂区134及136配置在栅极132的相对两侧。掺杂区134及136可由掺杂掺杂物形成。晶体管130还包含形成在控制栅极132及III-V族化合物层120之间的隔离层138。晶体管130还包含形成在控制栅极132的相对侧表面上的侧壁135。

在部分实施例中，晶体管130为互补式金属氧化物半导体(metal-oxide-semiconductor；CMOS)元件。制造晶体管的示意性方法始于，例如，形成光阻剂层于III-V族化合物层120的表面上。在部分实施例中，III-V族化合物层120为p型层，包含p型掺杂物。光阻剂层的执行是通过遮罩，曝光及显影以界定后续离子注入的区域，随后通过离子植入分别形成N型掺杂区134及136于III-V族化合物层120。光阻剂层在N型掺杂区134及136形成后，通过如剥离的方式移除。形成N型掺杂区134及136的掺杂掺杂物可为磷(S)、砷(As)、硅(Si)、锗(Ge)、碳(C)、氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、锑(Sb)。掺杂区134及136一般而言由低或高浓度的掺杂区形成。在部分实施例中，掺杂区134及136可作为源/漏极区。在部分实施例中，掺杂区134相对于掺杂区136具有较长延伸距离。N型掺杂区134及P型III-V族化合物层120的下方部分可探测入射光。

隔离层进一步通过低温制程形成在III-V族化合物层120的表面上，其中隔离层可为氧化硅。导电层进一步形成在隔离层上，其中导电层的掺杂可使用多晶硅、钨、氮化钛，或其他适合材料。对隔离层和导电层执行一个或多个蚀刻制程由此在其上形成栅极隔离层138及控制栅极132。随后形成侧壁135于控制栅极132的侧面。

红外线影像感测器组件还包含至少一浅沟槽隔离结构180。浅沟槽隔离结构180至少形成在III-V族化合物层120内。在部分实施例中，浅沟槽隔离结构180形成在III-V族化合物层120及半导体基板110内。浅沟槽隔离结构180形成在掺杂区134旁以区隔相邻的像素。浅沟槽隔离结构180的材料可为介电质，如氧化物。

请参照图1C。多个图案140及多个介电层150随后形成在III-V族化合物层120及晶体管130上。图案140是通过沉积导电层并蚀刻导电层而形成。导电层的材料可为金属，诸如钨(W)、铜(Cu)，或钴(Co)。介电层150由具有高透射系数的绝缘材料组成以增加光透射率。介电层150的组成可由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、低介电常数介电材料或上述的组合来形成。介电层150可通过沉积制程形成，诸如原子层沉积(atomic layer deposition；ALD)、化学气相沉积(chemical vapor deposition；CVD)，或物理气相沉积(physical vapor deposition；PVD)。

图案140的形成是用于遮蔽部分的晶体管130及部分的III-V族化合物层120。意即，仅有掺杂区134及III-V族化合物层120的一部分自图案140中曝露。掺杂区134及III-V族化合物层120的曝露部分作用为主动像素区120’，用于感应包含红外线在内的光。主动像素区120’接收光以产生和聚集光电荷，且逻辑元件(未图示)可探测自对应的主动像素区120’传递的电子信号。

主动像素区120’的能隙可通过III-V族化合物层120及掺杂区134的浓度来调控。调控III-V族化合物层120的能隙以对应于入射光(如红外线)的波长。主动像素区120’吸收入射光并聚集电荷，其中此电荷对应于光的总量及/或强度。主动像素区120’与晶体管130耦接。晶体管130包含控制栅极132，及掺杂区134与136。掺杂区134及下方的III-V族化合物层120构成主动像素区120’，用于接收由主动像素区120’所产生的电荷。电荷通过导电的控制栅极132传送至掺杂区136。掺杂区136的电位可因聚集的电荷而改变，因此电荷的总量通过掺杂区136的电位能的变化而探测。

为了避免光电流漏电，形成图案140以遮蔽主动像素区120’以外的部分。在部分实施例中，形成图案140以覆盖控制栅极132及掺杂区136。主动像素区120’及掺杂区134自图案140中曝露以接收入射光，诸如红外线。

请参照图1D。红外线过滤器160配置于介电层150上。红外线过滤器160为红外线滤通器，可让红外线通过并阻隔其他波长。在部分实施例中，红外线过滤器160通过一种材料形成，此材料具有能力阻隔光谱中波长800nm至1000nm以外的所有的光。

请参照图1E，一光学透镜170形成在红外线过滤器160上。光学透镜170由热固性树脂形成且具有预先设定的曲率半径。光学透镜170的曲率半径可根据主动像素区120’的深度以及入射光的波长而有所不同。光学透镜170改变入射光的路径并聚集光至主动像素区120’上。

使用III-V族化合物层120作为主动像素区120’可降低红外线影像感测器组件100的厚度。相较于具有p-n接面二极管的硅基板的实施例，III-V族化合物层120提供较宽广的红外线响应。意即，III-V族化合物材料相较于硅具有较宽广的波长涵盖范围，以至于包含近红外线及中红外线的红外线可由III-V族化合物层120探测。同时，III-V族化合物材料相较于硅，在红外线区具有较大吸收系数，使得III-V族化合物层120具有比p-n接面二极管还薄的厚度。此外，III-V族化合物材料提供高于硅的载子迁移率，由此使用III-V族化合物层120的红外线影像感测器组件100的像素响应高于使用具有p-n接面的硅基板的红外线影像感测器组件。

请参照图2，为本发明的部分实施例的红外线影像感测组件的局部剖面图。晶体管130可包含磊晶结构131及133取代掺杂区134及136。为了形成磊晶结构131及133，多个开口形成于控制栅极132的相对两侧以及III-V族化合物层120，而后执行磊晶以生长形成在开口内的磊晶结构131及133。源/漏极应力源(stressor)至少形成部分的磊晶结构131及133。在实施例中，晶体管130为N型金属氧化物半导体元件，磊晶结构131及133可包含磷化硅、碳化硅，或相似者。在实施例中，晶体管为P型金属氧化物半导体元件，磊晶结构131及133可包含硅锗。

形成图案140以遮蔽控制栅极132及磊晶结构133并曝露磊晶结构131及III-V族化合物层120的一部分。III-V族化合物层120的未被覆盖的部分可作为主动像素区120’以接收红外线并产生光电荷。磊晶结构131耦接至主动像素区120’，因此电荷通过磊晶结构131接受并进一步透过导电控制栅极132传输至磊晶结构133，且逻辑元件(未图示)可探测自对应的主动像素区120’所传递的电子信号。

红外线影像感测组件的主动像素区及晶体管可具有多种变形。例如，图3A至图3F为依据本发明的部分实施例，图示制造红外线影像感测组件在不同步骤下的局部剖面图。方法始于图3A，至少一III-V族化合物层形成在基板210上。在部分实施例中，第一III-V族化合物层220及第二III-V族化合物层230形成在半导体基板210上。

在部分实施例中，半导体基板210由以下范例组成，如硅；化合物半导体，诸如碳化硅、砷化铟，或磷化铟；或合金半导体，诸如碳化硅锗、磷砷化镓，或磷化铟镓。基板210可包含不同掺杂区、介电特征，或多层互连接于半导体基板内。

第一III-V族化合物层220及第二III-V族化合物层230是由元素周期表的III-V族组成的化合物。然而，第一III-V族化合物层220及第二III-V族化合物层230彼此在成份上有所不同。第一III-V族化合物层220及第二III-V族化合物层230可分别通过数种制程磊晶生长(但不限于这些)，包含有机金属化学气相沉积，亦称为有机金属气相磊晶，并使用适当的前驱物。第一III-V族化合物层220及第二III-V族化合物层230彼此直接接触。

III-V族化合物材料的不同成分造成层间具有不同能隙。第一III-V族化合物层220及第二III-V族化合物层230之间的能隙不连续，伴随着压电效应(piezo-electric effect)，于第一III-V族化合物层220中创造一层具有高流动导电电子的极薄层240。薄层240在靠近两层的接面产生具导电性的二维电子气(two dimensional electron gas；2DEG)。薄层240(亦可称为二维电子气层)容许电荷流过组件。

第三III-V族化合物层250进一步形成在第二III-V族化合物层230上。在部分实施例中，第三III-V族化合物层250为掺杂III-V族化合物层，诸如P型掺杂氮化镓层(亦可称为掺杂氮化镓层)。第三III-V族化合物层250可磊晶生长，通过化学气相沉积并使用铝、氮和镓的适当前驱物。铝前驱物包含三甲基铝(TMA)、三乙基铝(TEA)，或适合的化学前驱物。范例性含镓前驱物为三甲基镓(TMG)、三乙基镓(TEG)或其他适合的化学前驱物。范例性氮前驱物包含苯肼(phenyl hydrazine)、1,2甲基肼(dimethylhydrazine)、叔丁胺(tertiarybutylamine)，氨，或其他适合的化学前驱物，但不限定于此。第二III-V族化合物层230亦可作为阻障层。

请参照图3B。经掺杂的第三III-V族化合物层250经图案化以在第三III-V族化合物层250上界定至少一经掺杂的第三III-V族化合物区252。经掺杂的第三III-V族化合物区252下的薄层(二维电子气层)240被移除。在部分实施例中，遮罩层(如光阻剂层)形成在经掺杂的第三III-V族化合物层250上，且遮罩层经由光微影制程图案化以形成多个特征及多个开口，开口通过经掺杂的第三III-V族化合物层250上的特征界定。遮罩的图案是根据预先设计的集成电路图案而形成。光微影制程可包含光阻剂涂布、曝光、曝光后烘烤、显影。随后，执行蚀刻制程以界定经掺杂的第三III-V族化合物区252。

在第一III-V族化合物层220及第二III-V族化合物层230内形成浅沟槽隔离结构212以界定像素的主动像素区。在部分实施例中，浅沟槽隔离结构212进一步形成在半导体基板210中。浅沟槽隔离结构212为介电材料，如氧化物。主动像素区的范围界定在经掺杂的第三III-V族化合物区252及浅沟槽隔离结构212之间。

在经掺杂的第三III-V族化合物区252及第二III-V族化合物层230上形成介电层260。介电层260可由下列材料组成：氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、低介电常数介电材料或上述的组合。介电层260可由沉积制程形成，诸如原子层沉积制程，化学气相沉积制程，物理气相沉积制程。介电层260更经图案化以在介电层260内界定多个开口262。介电层260经选择性蚀刻并清净以界定开口262。范例性蚀刻制程包含溅镀蚀刻、反应式气体蚀刻、化学蚀刻及离子蚀刻。开口262形成在经掺杂的第三III-V族化合物区252的相对两侧。开口262嵌入至第二III-V族化合物层230。意即，在开口262嵌入至第二III-V族化合物层230的厚度薄于第二III-V族化合物层230的其他部分的厚度。

请参照图3C。多个欧姆金属接触点270,272形成于开口262中。欧姆金属接触点270,272可通过在介电层260上及开口262内沉积欧姆接触层，并图案化欧姆接触层。沉积制程可为溅镀沉积、蒸镀或化学气相沉积。范例性欧姆金属包含钽、氮化钽、钯、钨、硅化钨、钛、铝、氮化钛、铝铜、铝硅铜及铜，但不限于此。在部分实施例中，欧姆金属接触点270及272与第二III-V族化合物层230直接连接。欧姆金属接触点270及272作用为漏极电极和源极电极的一部分。

请参照图3D，III-V族化合物区252上的介电层260被蚀刻由此在内形成另一开口。栅极堆叠274进一步形成在开口内并作为栅电极。栅极堆叠274造成增强式(enhancement mode；E-mode)元件。如第2D图所示的实施例，栅极堆叠274、源极和漏极接触点270，272，以及第一III-V族化合物层220内的薄层(二维电子气层)240，配置为增强式晶体管255，通常为关闭元件，当一正电压作用在栅极堆叠且正向偏压足够大时，增强式晶体管被打开。

请参照图3E。多个介电层280及多个图案282随后形成在介电层260及晶体管255上。图案282可为导电性图案并提供配线及光遮蔽的功能。图案282通过沉积导电层及蚀刻导电层而形成。导电层的材料可为金属，如钨、铜，或钴。介电层280由具有高透射系数的绝缘材料组成以提升光透射率。介电层280的组成可为以下材料：氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、低介电常数介电材料，或上述的组合。介电层280可通过沉积制程形成，诸如原子层沉积、化学气相沉积、物理气相沉积。

形成图案282以遮蔽晶体管的一部分以及第二III-V族化合物层230的一部分。意即，仅有III-V族化合物层230的部分自图案282中曝露。自第二III-V族化合物层230曝露的区域及下方的薄层(二维电子气层)240作用为主动像素区230’，用于感应包含红外线的光。主动像素区230’接收光以产生和聚集光电荷，且逻辑元件(未图示)可探测从对应的主动像素区230’传递的电子信号。

主动像素区230’的能隙可由第一III-V族化合物层220及第二III-V族化合物层230的成分来调控。调控主动像素区230’的能隙以对应于入射光(如红外线)的波长。主动像素区230’吸收入射光并聚集电荷，其中电荷对应于光的总量及/或强度。主动像素区230’耦接至晶体管255。欧姆金属接触点270可视为源极并连接至主动像素区230’以接收由主动像素区230’产生的电荷。电荷透过III-V族化合物区252(作为导电控制栅极)传送至欧姆金属接触点272。在部分实施例中，电荷可聚集在作为漏极的欧姆金属接触点272。欧姆金属接触点272的电位可通过聚集电荷而改变，因此电荷的总量可通过欧姆金属接触点272的电位能变化而探测。

为避免光电流漏电，形成图案282以遮蔽主动像素区230’以外的部分。在部分实施例中，形成图案282覆盖经掺杂的III-V族化合物区252及栅极堆叠274(例如栅极)，以及欧姆金属接触点272(例如漏极)。主动像素区230’和经掺杂的III-V族化合物区252之间的主动像素区230’和欧姆金属接触点272曝露在图案282外以接收入射光，如红外线。

请参照图3F。红外线过滤器290配置在介电层280上，且一光学透镜292形成在红外线过滤器290上。红外线过滤器290为红外线滤通器。光学透镜292的曲率半径依据主动像素区230’的深度及入射光的波长而有所不同。光学透镜292改变入射光的路径并集中光至主动像素区230’上。

III-V族化合物层的成分可调整以调控III-V族化合物层的能隙。III-V族化合物层的成分的调整可通过改变III-V族化合物的成分，改变III-V族化合物层的厚度，及/或改变III-V族化合物层的浓度。III-V族化合物层的不同组合可造成主动像素区的不同响应波长。III-V族化合物层的不同组合变化将在随后的实施例中论述。

图4至图11为依据本发明的不同实施例，图示红外线影像感测组件的局部剖面图。请参照图4，红外线影像感测组件400包含形成在半导体基板410上的主动像素区420’，并提供晶体管430耦接至主动像素区420’。主动像素区420’为III-V族化合物层堆叠420未被图案覆盖的部分。I-V族化合物层堆叠420包含多个III-V族化合物层422，424及426，可通过执行多个磊晶生长制程而形成。半导体基板410可为硅基板。III-V族化合物层422及426由具有宽能隙的III-V族化合物组成，III-V族化合物层424由具有窄能隙的III-V族化合物组成。然而，III-V族化合物层422及426的成分可为相同或不同。III-V族化合物层426形成在半导体基板之上并与之接触。具有窄能隙的III-V族化合物层424夹在具有宽能隙的III-V族化合物层422及426之间。III-V族化合物层422，424及426的厚度可有所不同。

请参照图5，红外线影像感测组件500包含形成在半导体基板510上的主动像素区520’，并提供晶体管530耦接至主动像素区520’。主动像素区520’为III-V族化合物层堆叠520未被图案覆盖的部分。III-V族化合物层堆叠520为多层结构包含多个第一III-V族化合物层522，及多个第二III-V族化合物层524，可通过执行多个磊晶生长制程而形成。半导体基板410可为硅基板。第一III-V族化合物层522由具有宽能隙的III-V族化合物组成，第二III-V族化合物层524由具有窄能隙的III-V族化合物组成。在部分实施例中，晶体管530形成在第一III-V族化合物层522上，第一III-V族化合物层522的数量可相等于第二III-V族化合物层524的数量。第一III-V族化合物层522及第二III-V族化合物层524为成对排列，且具有窄能隙的第二III-V族化合物层524分别夹在相邻的两个具有宽能隙的第一III-V族化合物层522之间。第一III-V族化合物层522的厚度及第二III-V族化合物层524的厚度实质上可为相同(除了最上层的III-V族化合物层522)。

请参照图6，红外线影像感测组件600包含形成在半导体基板610上的主动像素区620’，并提供晶体管630耦接至主动像素区620’。主动像素区620’为III-V族化合物层堆叠620未被图案覆盖的部分。III-V族化合物层堆叠620为多层结构包含多个III-V族化合物层621，622，623，624，625及626。III-V族化合物层621，622，623，624，625及626按顺序形成在半导体基板610上，通过执行多个磊晶制程，其中III-V族化合物层626与半导体基板610接触。III-V族化合物层621，622，623，624，625及626的能隙从底部到顶部递增。意即，III-V族化合物层626具有III-V族化合物层堆叠中最窄的能隙，而III-V族化合物层621具有III-V族化合物层堆叠中最宽的能隙。III-V族化合物层621，622，623，624，625及626的厚度实质上可为相同且均匀。因此III-V族化合物层堆叠可视为从底部至顶部的梯度增加能隙。

请参照图7，红外线影像感测组件700包含形成在半导体基板710上的主动像素区720’，并提供晶体管730耦接至主动像素区720’。主动像素区720’为III-V族化合物层堆叠720未被图案覆盖的部分。III-V族化合物层堆叠720为多层结构包含多个III-V族化合物层721，722，723，724，725及726。III-V族化合物层721，722，723，724，725及726按顺序形成在半导体基板710上，通过执行多个磊晶制程，其中III-V族化合物层726与半导体基板710接触。III-V族化合物层721，722，723，724，725及726的能隙从底部到顶部递减。意即，III-V族化合物层721具有III-V族化合物层堆叠中最窄的能隙，而III-V族化合物层726具有III-V族化合物层堆叠中最宽的能隙。III-V族化合物层721，722，723，724，725及726的厚度实质上可为相同且均匀。因此III-V族化合物层堆叠可视为从底部至顶部的梯度下降能隙。

请参照图8，红外线影像感测组件800包含形成在半导体基板810上的主动像素区820’，并提供晶体管830耦接至主动像素区820’。主动像素区820’为III-V族化合物层堆叠820未被图案覆盖的部分。III-V族化合物层堆叠820为多层结构包含多个III-V族化合物层821，822，823，824，825，826及827。III-V族化合物层821，822，823，824，825，826及827按顺序形成在半导体基板810上，通过执行多个磊晶制程，其中III-V族化合物层827与半导体基板810接触。III-V族化合物层堆叠820的能隙从底部到中间递减，而III-V族化合物层堆叠820的能隙从中间到顶部递增。意即，位于III-V族化合物层堆叠820中间的III-V族化合物层824可具有III-V族化合物层堆叠820中的最窄能隙。位于III-V族化合物层堆叠820相对两侧的III-V族化合物层821及827可具有III-V族化合物层堆叠820中的最宽能隙。

请参照图9，红外线影像感测组件900包含形成在半导体基板910上的主动像素区920’，并提供晶体管930耦接至主动像素区920’。主动像素区920’为III-V族化合物层堆叠920未被图案覆盖的部分。III-V族化合物层堆叠920为多层结构包含第一III-V族化合物层922及第二III-V族化合物层924，其中第二III-V族化合物层924配置于第一III-V族化合物层922和半导体基板910之间。第一III-V族化合物层922的能隙与第二III-V族化合物层924的能隙不同以在其间形成二维电子气层。第一III-V族化合物层922的厚度较第二III-V族化合物层924的厚度薄。第一III-V族化合物层922的能隙本质上为一致而第二III-V族化合物层924的能隙为梯度分布。在部分实施例中，第二III-V族化合物层924的能隙自顶部至底部递增。意即，第二III-V族化合物层924的靠近第一III-V族化合物层922的部分具有较小能隙，而第二III-V族化合物层924的靠近半导体基板910的部分具有较大能隙。

请参照图10，红外线影像感测组件1000包含形成在半导体基板1010上的主动像素区1020’，并提供晶体管1030耦接至主动像素区1020’。主动像素区1020’为III-V族化合物层堆叠1020未被图案覆盖的部分。III-V族化合物层堆叠1020为多层结构包含第一III-V族化合物层1022及第二III-V族化合物层1024，其中第二III-V族化合物层1024配置于第一III-V族化合物层1022与基板1010之间。第一III-V族化合物层1022的能隙与第二III-V族化合物层1024的能隙不同以在其间形成二维电子气层。第一III-V族化合物层1022的厚度较第二III-V族化合物层1024的厚度薄。第一III-V族化合物层1022的能隙本质上为一致而第二III-V族化合物层1024的能隙为梯度分布。在部分实施例中，第二III-V族化合物层1024的能隙自顶部至底部递减。意即，第二III-V族化合物层1024的靠近第一III-V族化合物层1022的部分具有较大能隙，而第二III-V族化合物层1024的靠近半导体基板1010的部分具有较小能隙。

请参照图11，红外线影像感测组件1100包含形成在半导体基板1110上的主动像素区1120’，并提供晶体管1130耦接至主动像素区1120’。主动像素区1120’为III-V族化合物层堆叠1120未被图案覆盖的部分。III-V族化合物层堆叠1120为多层结构包含第一III-V族化合物层1122及第二III-V族化合物层1124，其中第二III-V族化合物层1124配置于第一III-V族化合物层1122与基板1110之间。第一III-V族化合物层1122的能隙与第二III-V族化合物层1124的能隙不同以在其间形成二维电子气层。第一III-V族化合物层1122的厚度较第二III-V族化合物层1124的厚度薄。第一III-V族化合物层1122的能隙本质上为一致而第二III-V族化合物层1124的能隙为梯度分布。在部分实施例中，第二III-V族化合物层1124的能隙自顶部至中间递减，更自中间至底部递增。意即，第二III-V族化合物层1124的靠近第一III-V族化合物层1122及半导体基板1110的部分具有较大能隙，而第二III-V族化合物层1124的中间部分具有较小能隙。

红外线影像感测器组件包含至少一III-V族化合物层于半导体基板上，其中III-V族化合物层未被图案覆盖的部分作用为主动像素区以探测入射红外线。红外线影像感测器组件包含至少一晶体管耦接至主动像素区，且主动像素区产生的电荷传输至晶体管。III-V族化合物材料相较于硅具有较广的红外线波长覆盖范围，相较于硅在红外光区具有较大的吸收系数，比硅还大的载子迁移率，因此红外线影像感测器组件的效能随的提升。

根据本发明的部分实施例，红外线影像感测器组件包含半导体基板，配置于半导体基板上的用于接收红外线的主动像素区，耦接至主动像素区的晶体管，其中主动像素区由III-V族化合物材料组成。

根据本发明的部分实施例，红外线影像感测器组件包含半导体基板，至少一III-V族化合物层配置在半导体基板上，晶体管配置在III-V族化合物层上，多个图案配置在III-V族化合物层之上。图案局部遮蔽III-V族化合物层及晶体管，且III-V族化合物层自图案中曝露的部分形成主动像素区以接收红外线。晶体管耦接至主动像素区。

根据本发明的部分实施例，制造红外线影像感测器组件的方法包含形成至少一III-V族化合物层于半导体基板上；形成晶体管于III-V族化合物层上；以及形成多个图案局部遮蔽晶体管及III-V族化合物层。III-V族化合物层自图案中曝露的部分形成主动像素区以用于接收红外线，且晶体管耦接至主动像素区。

上文概述若干实施例的特征，使得熟悉此项技术者可更佳理解本发明的实施方式。熟悉此项技术者应了解，可轻易使用本发明作为基础来设计或修改其他制程及结构，以便实施本文所介绍的实施例的相同目的及/或实现相同优势。熟悉此项技术者亦应认识到，此类等效结构并未脱离本发明的精神及范畴，且可在不脱离本发明的精神及范畴的情况下对本文内容进行各种变化、替代及更改。