具有经增强量子效率的图像传感器的制造方法
【专利摘要】本申请案涉及具有经增强量子效率的图像传感器。一种背侧照明式图像传感器包含：像素阵列，其包含半导体材料；及图像传感器电路，其安置于所述半导体材料的前侧上，以控制所述像素阵列的操作。第一像素包含第一经掺杂区域，所述第一经掺杂区域接近所述半导体材料的背侧安置且向所述半导体材料中延伸第一深度以到达所述图像传感器电路。具有第二经掺杂区域的第二像素接近所述半导体材料的所述背侧安置且向所述半导体材料中延伸第二深度，所述第二深度小于所述第一深度。第三经掺杂区域安置于所述第二经掺杂区域与所述半导体材料的所述前侧上的所述图像传感器电路之间。所述第三经掺杂区域与所述第一经掺杂区域及所述第二经掺杂区域电隔离。
【专利说明】
具有经増强量子效率的图像传感器
技术领域
[0001]本发明大体来说涉及半导体装置。更特定来说，本发明的实例涉及具有经增强量子效率的图像传感器。
【背景技术】
[0002]图像传感器已变得无所存在。其广泛用于数码静态相机、蜂窝式电话、安全相机以及医学、汽车及其它应用中。用于制造图像传感器的技术继续快步地进展。举例来说，对较高分辨率及较低功率消耗的需求已促进了这些装置的进一步小型化及集成。
[0003]—种类型的图像传感器，即互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器在商业电子器件中很受欢迎。然而，随着这些半导体装置已按比例缩小，光电二极管区域也已减小，从而在每一光电二极管上产生较低入射光子计数。经按比例缩小的CMOS图像传感器的数种挑战是维持低光敏感性及减少图像噪声一这两个问题因低入射光子计数而加剧。
[0004]对布置成已知图案(例如拜耳图案等)的常规滤光器阵列(例如，红色、绿色及蓝色阵列)的使用可导致图像传感器的光吸收降低。这是每一滤光器仅准许小范围的可见光谱通过的结果。举例来说，红色滤光器可准许750nm到650nm的光子通过，但会阻挡住可见光谱的剩余部分。类似地，绿色滤光器可准许500nm到600nm的光子通过，但会阻挡住可见光谱的剩余部分。如此，常规滤光器阵列的使用可提供对入射在图像传感器上的可见光子的相对低效吸收。
【发明内容】
[0005]在一个方面中，本申请案针对于一种背侧照明式图像传感器。所述背侧照明式图像传感器包括:像素阵列，其包含具有前侧及背侧的半导体材料；图像传感器电路，其安置于所述半导体材料的所述前侧上，以控制所述像素阵列的操作并从所述像素阵列读出图像电荷;所述像素阵列中的第一像素包含第一经掺杂区域，其中所述第一经掺杂区域在所述半导体材料中接近所述背侧安置且向所述半导体材料中延伸第一深度以到达所述图像传感器电路;且所述像素阵列中的第二像素包含:第二经掺杂区域，其中所述第二经掺杂区域接近所述半导体材料的所述背侧安置且向所述半导体材料中延伸第二深度，所述第二深度小于所述第一深度;及第三经掺杂区域，其中所述第三经掺杂区域安置于所述第二经掺杂区域与所述半导体材料的所述前侧上的所述图像传感器电路之间，且其中所述第三经掺杂区域与所述第一经掺杂区域及所述第二经掺杂区域电隔离。
[0006]在另一方面中，本申请案针对于一种成像系统。所述成像系统包括:像素阵列，其包含具有前侧及背侧的半导体材料；图像传感器电路，其安置于所述半导体材料的所述前侧上，以控制所述像素阵列的操作并从所述像素阵列读出图像电荷;所述像素阵列中的第一像素包含第一经掺杂区域，其中所述第一经掺杂区域接近所述半导体材料的所述背侧安置且向所述半导体材料中延伸第一深度;且所述像素阵列中的第二像素包含:第二经掺杂区域，其中所述第二经掺杂区域接近所述半导体材料的所述背侧安置且向所述半导体材料中延伸第二深度;及第三经掺杂区域，其中所述第三经掺杂区域安置于所述第二经掺杂区域与所述半导体材料的所述前侧之间。
【附图说明】
[0007]参考以下各图描述本发明的非限制性及非详尽实例，其中在所有各视图中相似参考编号指代相似部件，除非另有规定。
[0008]图1A是图解说明根据本发明的教示的背侧照明式图像传感器的一个实例的横截面图。
[0009]图1B是图解说明根据本发明的教示具有红外光阻挡器的背侧照明式图像传感器的一个实例的横截面图。
[0010]图1C是图解说明根据本发明的教示具有红外光阻挡器的背侧照明式图像传感器的一个实例的横截面图。
[0011]图2A图解说明根据本发明的教示用于使用图1A中所描绘的背侧照明式图像传感器来计算蓝色、绿色及红色信号的方法。
[0012]图2B图解说明根据本发明的教示用于使用图1B中所描绘的背侧照明式图像传感器来计算蓝色、绿色及红外信号的方法。
[0013]图2C图解说明根据本发明的教示用于使用图1C中所描绘的背侧照明式图像传感器来计算蓝色、绿色、红色及红外信号的方法。
[0014]图3是图解说明根据本发明的教示的图像传感器电路的一个实例的示意图。
[0015]图4是图解说明根据本发明的教示的成像系统的一个实例的图。
[0016]所属领域的技术人员将了解，图中的元件是为简单及清晰起见而图解说明的，且未必按比例绘制。举例来说，为了有助于改进对本发明的各种实施例的理解，图中的元件中的一些元件的尺寸可能相对于其它元件放大。此外，通常未描绘在商业上可行的实施例中有用或必需的常见而众所周知的元件以便促进对本发明的这各种实施例的较不受阻挡的观察。
【具体实施方式】
[0017]如将展示，本发明揭示针对于具有经增强量子效率的图像传感器的方法及设备。在以下描述中，陈述众多特定细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，本文中所描述的技术可在不具有所述特定细节中的一或多者的情况下实践或者可借助其它方法、组件、材料等来实践。在其它实例中，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作以避免使某些方面模糊。
[0018]在本说明书通篇中对“一个实施例”、“一实施例”、“一个实例”或“一实例”的提及意指结合所述实施例或实例所描述的特定特征、结构或特性包含于本发明的至少一个实施例或实例中。因此，在本说明书通篇的各个位置中例如“在一个实施例中”或“在一个实例中”等短语的出现未必全部指代同一实施例或实例。此外，在一或多个实施例或实例中，可以任何适合方式来组合特定特征、结构或特性。
[0019]图1A是图解说明背侧照明式图像传感器100的一个实例的横截面图。背侧照明式图像传感器100包含半导体材料103，半导体材料103具有前侧123及背侧121、第一像素及第二像素。第一像素包含第一经掺杂区域(例如，块105、107及109)，所述第一经掺杂区域接近半导体材料103的背侧121而安置且向半导体材料103中延伸第一深度115。第二像素包含第二经掺杂区域(例如，块109或块107及109)，所述第二经掺杂区域接近半导体材料103的背侦打21而安置且向半导体材料103中延伸第二深度(例如，117或119)。在一个实例中，第二深度(例如，117或119)小于第一深度115。在另一实例或同一实例中，第二经掺杂区域可电耦合到第一经掺杂区域。第二像素还可包含安置于第二经掺杂区域(例如，块109或块107及109)与半导体材料103的前侧123之间的第三经掺杂区域(例如，块105或块105及107)。在一个实例中，第三经掺杂区域与第一经掺杂区域及第二经掺杂区域电隔离。
[0020]背侧照明式图像传感器100的一个潜在优点是，其可在不使用滤色器/滤光器的情况下测量红色光、绿色光及蓝色光。块105因为其安置于半导体材料103中的最深处而主要吸收红色光。块107因为其安置于半导体材料103中的中间距离处而主要吸收绿色光。块109因为其安置于接近半导体材料103的表面处而主要吸收蓝色光。使用消光长度在不同波长的光之间进行区分是用以产生具有经增强量子效率的全色图像传感器的优雅的方式。
[0021]为了测量不同光色彩，背侧照明式图像传感器100中的经掺杂区域可采取数个不同配置。在所描绘的实例中，第一经掺杂区域及第二经掺杂区域在半导体材料103中被安置成吸收红色光、绿色光及蓝色光，且输出由红色光、绿色光及蓝色光产生的图像电荷。在一个实例中，第一深度115大于或等于红色光在半导体材料103中的消光长度，使得第一经掺杂区域(例如，块105、107及109)吸收红色光、绿色光及蓝色光。在一个实例中，第二深度119小于绿色光在半导体材料103中的消光长度，使得第二经掺杂区域109吸收蓝色光且允许红色光及绿色光穿过半导体材料103以由第三经掺杂区域105及107吸收。在此实例中，第三经掺杂区域105及107输出由绿色光及红色光产生的图像电荷。然而，在另一实例或同一实例中，第二深度117小于红色光在半导体材料103中的消光长度，使得第二经掺杂区域107及109吸收蓝色光及绿色光且允许红色光穿过半导体材料103以由第三经掺杂区域105吸收。在此实例中，第三经掺杂区域105输出由红色光产生的图像电荷。在一或多个实例中，“消光长度”可被定义为当大部分的光已被材料吸收时所述光在所述材料中行进的距离。
[0022]在所描绘的实例中，经掺杂区域接收入射光，且输出信号S1、S2、S3及S4，如图所示。在一个实例中，信号S1、S2、S3及S4可被输出到安置于半导体材料103的前侧123上的图像传感器电路。在一个实例中，所述图像传感器电路可包含读出电路、控制逻辑、功能逻辑等。信号S1、S2、S3及S4可用于借助经掺杂区域的波长选择性吸收来计算所述信号的红色分量、绿色分量及蓝色分量。虽然所描绘的实例展示，信号S1、S2、S3及S4是经由半导体材料103的前侧123被读出到图像传感器电路，但在另一实例中，信号S1、S2、S3及S4可经由半导体材料103的背侧121或经由半导体材料103的所述各侧被读出。
[0023]半导体材料103及经掺杂区域可由一系列广泛的半导体元素及化合物制作而成。在一个实例中，半导体材料103可包含硅;然而，在同一实例或不同实例中，半导体材料103可包含锗、镓、砷、硼等。在一个实例中，半导体材料103是P型，且第一经掺杂区域、第二经掺杂区域及第三经掺杂区域是η型。然而，在不同实例中，半导体材料103是η型，且第一经掺杂区域、第二经掺杂区域及第三经掺杂区域是P型。
[0024]在所描绘的实例中，背侧照明式图像传感器100进一步包含接近半导体材料103的背侧121安置的夹层111。此外，微透镜层可接近半导体材料103安置使得夹层111安置于半导体材料103与微透镜层113之间。微透镜层113可经定位以将入射光子引导到第一像素及第二像素中。在一个实例中，微透镜层113可由包含光致抗蚀剂的聚合物制作而成。
[0025]另外，图1A中所描绘的实例展示，第二经掺杂区域在第三经掺杂区域上方延伸，且第二经掺杂区域的横向边界与第三经掺杂区域的横向边界对准。然而，在未描绘的其它实例中，第二经掺杂区域可延伸超出第三经掺杂区域的横向边界。或者，在其它实例中，第二经掺杂区域可不完全在第三经掺杂区域上方延伸。
[0026]图1B是图解说明具有接近半导体材料103的背侧121安置的红外光阻挡器115的背侧照明式图像传感器100的一个实例的横截面图。在一个实例中，红外光阻挡器115经定位以阻止红外光到达至少一个经掺杂区域。在所描绘的实例中，红外光阻挡器115经安置以阻止红外光到达第一经掺杂区域(例如，块105、107及109)。当背侧照明式图像传感器100制作有四个像素(其中的每一者测量由蓝色光、绿色光、红色光及红外光构成的独特信号)时，背侧照明式图像传感器100可用于在不使用滤光器/滤色器的情况下输出个别蓝色、绿色、红色及红外信号。这可改进图像传感器性能，因为整个可见光谱被测量，而并非是个别像素仅接收光谱的一小部分。
[0027]图1C是图解说明具有红外光阻挡器115的背侧照明式图像传感器100的一个实例的横截面图。在所描绘的实例中，红外光阻挡器115经安置以阻止红外光到达多个经掺杂区域。如同在图1B中，当背侧照明式图像传感器100制作有四个像素(其中的每一者测量由蓝色光、绿色光、红色光及红外光构成的独特信号)时，背侧照明式图像传感器100可用于在不使用滤色器的情况下输出个别蓝色、绿色、红色及红外信号。
[0028]图2A图解说明用于使用图1A中所展示的背侧照明式图像传感器来计算蓝色、绿色及红色信号的方法。在所描绘的实例中，SI (例如，块105)测量红色光一因为仅红色光可到达块105。52(例如，块105、107及109)测量:一个红色信号一因为仅一个块105向S2中输出；两个绿色信号一因为两个块107向S2中输出；及两个蓝色信号一因为块109具有为块105及107的大致两倍多的表面积。S3(例如，块105及107)测量一个红色信号及一个绿色信号一因为一个块105及一个块107向S3输出。S4(例如，块105、107及109)测量:一个红色信号一因为仅一个块105向S4中输出；一个绿色信号一因为一个块107向S4中输出；及两个蓝色信号一因为块109具有为块105及107的大致两倍多的表面积且向S4输出。因此，在图2A中所描绘的实例中，如下输出信号:S1=R;S2 = R+2G+2B;S3 = R+G;S4 = R+G+2B。使用线性代数，可求解个别红色、绿色及蓝色分量。在所描绘的实例中，色彩信号可为:RzSUGzSS-SUGzSS-SLBzU^SS)/^。然而 ，在一个实例中， 可视需要修改这些信号以考虑到光学效应及装置优化。
[0029]图2B图解说明用于使用图1B中所描绘的背侧照明式图像传感器来计算蓝色、绿色、红色及红外信号的方法。所有源S1、S2、S3、S4测量可见光谱的与图2A中相同的部分。然而，S4被阻止接收红外光，因为红外光阻挡器(例如，红外光阻挡器115)经安置以阻止红外光到达经掺杂区域中的一者。如此，S1、S2及S3输出其可见光谱信号及红外信号，而S4仅输出其可见光谱信号但不输出红外信号。因此，在图2B中所描绘的实例中，如下输出信号:SI=R+IR; S2 = R+2G+2B+IR； S3 = R+G+IR； S4 = R+G+2B。使用线性代数，可求解个别红色、绿色、蓝色及红外分量。在所描绘的实例中，色彩信号可为:R = S3+S4-S2;G = S3-S1;IR = S1+S2-S3-S4；B=(Sl+S2-2S3)/2o
[0030]图2C图解说明用于使用图1C中所描绘的背侧照明式图像传感器来计算蓝色、绿色、红色及红外信号的方法。所有源S1、S2、S3、S4测量可见光谱的与图2A中相同的部分。然而，S1、S2及S3被阻止接收红外光，因为红外光阻挡器(例如，红外光阻挡器115)经安置以阻止红外光到达数个经掺杂区域。如此，S4输出其可见光谱信号及红外信号，而S1-S3仅输出其可见光谱信号但不输出红外信号。因此，在图2C中所描绘的实例中，如下输出信号:SI =R;S2 = R+2G+2B;S3 = R+G;S4 = R+G+2B+IR。使用线性代数，可求解个别红色、绿色、蓝色及红外分量。在所描绘的实例中，色彩信号可为R = Sl;G=S3-Sl;IR = S4+S3-Sl-S2;B=(S2-3Sl-2S3)/2。虽然所描绘的实例仅展示四个信号源，但在一个实例中，多个红外光阻挡器接近像素阵列安置，且红外光阻挡器阻止红外光到达像素阵列中的至少一个像素。
[0031]图3是图解说明图像传感器电路300的一部分的一个实例的示意图。在一个实例中，根据本发明的教示，图像传感器电路300可安置于半导体材料的包含图像传感器的前侧上。在所描绘的实例中，图像传感器电路300包含:第一光电二极管335;第二光电二极管345;第三光电二极管355;第四光电二极管365;第一转移晶体管333;第二转移晶体管343;第三转移晶体管353;第四转移晶体管363;浮动扩散部329;复位晶体管322;放大器晶体管324;及耦合到读出列312的行选择晶体管326。
[0032]在操作中，在第一光电二极管335、第二光电二极管345、第三光电二极管355及第四光电二极管365(所有这些光电二极管均可包含块105、107及/或109)中积累图像电荷。当入射光进入所述光电二极管且被转换成空穴-电子对时，图像电荷可被转移到浮动扩散部329以被作为图像数据读出。第一转移晶体管333、第二转移晶体管343、第三转移晶体管353及第四转移晶体管363可耦合于所述光电二极管与浮动扩散部329之间以将图像电荷从第一光电二极管335、第二光电二极管345、第三光电二极管355及第四光电二极管365选择性地转移到浮动扩散部329。在一个实例中，所述浮动扩散部电耦合到第一经掺杂区域(例如，块105、107及109)及第三经掺杂区域(例如，块105及107或块105)。在另一实例或同一实例中，第一转移晶体管333电耦合于第一经掺杂区域(例如，块105、107及109)与浮动扩散部329之间，且第二转移晶体管343电耦合于第三经掺杂区域(例如，块105及107或块105)与浮动扩散部329之间。在一个实例中，所述转移晶体管可将信号S1、S2、S3及S4从所述光电二极管输出到浮动扩散部329及其它图像传感器电路。
[0033]图3中的实例还将复位晶体管322图解说明为耦合于复位电压Vdd与浮动扩散部329之间以响应于复位信号RST而选择性地对浮动扩散部329中的电荷进行复位。在所描绘的实例中，放大器晶体管324包含放大器栅极，所述放大器栅极耦合到浮动扩散部329以放大浮动扩散部329上的信号以输出图像数据。行选择晶体管326耦合于读出列312与放大器晶体管324之间以将所述图像数据输出到读出列312。
[0034]在所描绘的实例中，四个光电二极管共享同一浮动扩散部329。在此实例中，每一光电二极管具有其自身的转移晶体管。可通过向每一转移晶体管施加电压而连续地或同时地将电荷从四个光电二极管转移到浮动扩散部329。虽然图3中所描绘的实例展示四个光电二极管连接到浮动扩散部329，但在不同实例中，任何数目个光电二极管可连接到浮动扩散部329。举例来说，在替代实例中，每一光电二极管可耦合到其自身的浮动扩散部及复位晶体管。
[0035]图4是图解说明成像系统的一个实例的图。成像系统400包含像素阵列405、读出电路410、功能逻辑415及控制电路420。根据本发明的教示，在一个实例中，读出电路410、功能逻辑415及控制电路420可包含于用于控制像素阵列405的操作且从像素阵列405读出图像电荷的图像传感器电路中。像素阵列405中的每一像素(例如，像素Pl、P2……、Pn)包含安置于半导体材料(例如，半导体材料1 3)中的至少一个经掺杂区域(例如，由块1 5、1 7及/或109制作的经掺杂区域)。在一个实例中，像素阵列405是个别像素(例如，像素Pl、P2……、Pn)的二维(2D)阵列，其包含若干行(例如，行Rl到Ry)及若干列(例如，列Cl到Cx)。在另一实例或同一实例中，第一像素及第二像素以2 X 2阵列布置于像素阵列405中。所述2 X 2阵列可包含两个第一像素及两个第二像素，其中第一经掺杂区域与第二经掺杂区域耦合。所述2X2阵列可自身重复以形成像素阵列405，且个别2X2阵列内的第二经掺杂区域可与其它2X2阵列中的第二经掺杂区域解耦。像素阵列405可用于获取人、地点、物体等的图像数据，接着可使用所述图像数据再现所述人、地点、物体等的2D图像。在一个实例中，在像素阵列405中的每一图像传感器像素已获取其图像数据或图像电荷之后，图像电荷接着由读出电路410读出并被转移到功能逻辑415。在一个实例中，读出电路410经耦合以从浮动扩散部(例如，浮动扩散部329)读出图像电荷，且功能逻辑415耦合到读出电路410以对图像电荷执行逻辑操作。在一个实例中，功能逻辑可使用上文结合图2所描述的功能将来自像素阵列405的信号(例如，信号S1、S2、S3及S4)变换成其相应红色、绿色、蓝色及/或红外分量。
[0036]在各种实例中，读出电路410可包含放大电路、模/数(ADC)转换电路或其它电路。功能逻辑415可仅存储所述图像数据或甚至通过应用图像后效果(例如，剪裁、旋转、移除红目艮、调整亮度、调整对比度或其它)来操纵所述图像数据。在一个实例中，读出电路410可沿着读出列线一次读出一行图像数据(所图解说明)或可使用多种其它技术(未图解说明)读出所述图像数据，例如串行读出或同时全并行读出所有像素。
[0037]在一个实例中，控制电路420经耦合以控制像素阵列405中的像素(例如，Pl、P2、P3等)的操作。举例来说，控制电路420可产生用于控制图像获取的快门信号。在一个实例中，所述快门信号是用于同时启用像素阵列405内的所有像素以在单一获取窗期间同时捕获其相应图像数据的全局快门信号。在另一实例中，快门信号为滚动快门信号，使得在连续获取窗期间依序启用每一像素行、每一像素列或每一像素群组。在另一实例中，图像获取与例如闪光等照明效果同步。
[0038]在一个实例中，成像系统400可包含于数码相机、蜂窝电话、膝上型计算机等中。另夕卜，成像系统400可耦合到例如处理器、存储器元件、输出(USB端口、无线发射器、HDMI端口等)、照明/闪光设备、电输入(键盘、触摸显示器、追踪垫、鼠标、麦克风等)及/或显示器等其它硬件元件。其它硬件元件可将指令递送到成像系统400、从成像系统400提取图像数据或操纵由成像系统400供应的图像数据。
[0039]包含发明摘要中所描述内容的本发明的所图解说明实例的以上描述并非打算为穷尽性或限制于所揭示的精确形式。尽管出于说明性目的而在本文中描述本发明的特定实施例及实例，但可在不背离本发明的较宽广精神及范围的情况下做出各种等效修改。事实上，应了解，特定实例性结构、材料、使用案例等是出于解释目的而提供且根据本发明的教示还可在其它实施例及实例中采用替代物。
[0040]可根据以上详细描述对本发明的实例做出这些修改。所附权利要求书中所使用的术语不应理解为将本发明限制于说明书及权利要求书中所揭示的特定实施例。相反，范围将完全由所附权利要求书来确定，所述权利要求书将根据所创建的权利要求解释原则来加以理解。因此，应将本说明书及图视为说明性而非限制性。
【主权项】
1.一种背侧照明式图像传感器，其包括: 像素阵列，其包含具有前侧及背侧的半导体材料； 图像传感器电路，其安置于所述半导体材料的所述前侧上，以控制所述像素阵列的操作并从所述像素阵列读出图像电荷； 所述像素阵列中的第一像素包含第一经掺杂区域，其中所述第一经掺杂区域在所述半导体材料中接近所述背侧安置且向所述半导体材料中延伸第一深度以到达所述图像传感器电路;且 所述像素阵列中的第二像素包含: 第二经掺杂区域，其中所述第二经掺杂区域接近所述半导体材料的所述背侧安置且向所述半导体材料中延伸第二深度，所述第二深度小于所述第一深度;及 第三经掺杂区域，其中所述第三经掺杂区域安置于所述第二经掺杂区域与所述半导体材料的所述前侧上的所述图像传感器电路之间，且其中所述第三经掺杂区域与所述第一经掺杂区域及所述第二经掺杂区域电隔离。2.根据权利要求1所述的背侧照明式图像传感器，其中所述第一经掺杂区域与所述第二经掺杂区域电耦合。3.根据权利要求2所述的背侧照明式图像传感器，其中所述第一像素及所述第二像素布置成2 X 2阵列，且其中所述2 X 2阵列包含两个所述第一像素及两个所述第二像素。4.根据权利要求3所述的背侧照明式图像传感器，其中所述2X2阵列自身重复，且其中所述个别2 X 2阵列内的所述第二经掺杂区域与其它2 X 2阵列中的所述第二经掺杂区域解親。5.根据权利要求1所述的背侧照明式图像传感器，其中所述第一深度大于或等于红色光在所述半导体材料中的消光长度，使得所述第一经掺杂区域吸收红色光、绿色光及蓝色光。6.根据权利要求1所述的背侧照明式图像传感器，其中所述第二深度小于绿色光在所述半导体材料中的消光长度且大于蓝色光在所述半导体材料中的消光长度，使得所述第二经掺杂区域吸收蓝色光且允许红色光及绿色光穿过所述半导体材料以由所述第三经掺杂区域吸收。7.根据权利要求1所述的背侧照明式图像传感器，其中所述第二深度小于红色光在所述半导体材料中的所述消光长度且大于蓝色光及绿色光在所述半导体材料中的所述消光长度，使得所述第二经掺杂区域吸收蓝色光及绿色光且允许红色光穿过所述半导体材料以由所述第三经掺杂区域吸收。8.根据权利要求1所述的背侧照明式图像传感器，其中所述半导体材料为ρ型，且所述第一经掺杂区域、所述第二经掺杂区域及所述第三经掺杂区域为η型。9.根据权利要求1所述的背侧照明式图像传感器，其进一步包括接近所述半导体材料的所述背侧安置的红外光阻挡器，其中所述红外光阻挡器经定位以阻止红外光到达至少一个经掺杂区域。10.根据权利要求1所述的背侧照明式图像传感器，其进一步包括接近所述半导体材料的所述背侧安置的夹层。11.根据权利要求10所述的背侧照明式图像传感器，其进一步包括微透镜层，其中所述夹层安置于所述半导体材料与所述微透镜层之间，其中所述微透镜层经定位以将入射光子引导到所述第一像素及所述第二像素中。12.—种成像系统，其包括: 像素阵列，其包含具有前侧及背侧的半导体材料； 图像传感器电路，其安置于所述半导体材料的所述前侧上，以控制所述像素阵列的操作并从所述像素阵列读出图像电荷； 所述像素阵列中的第一像素包含第一经掺杂区域，其中所述第一经掺杂区域接近所述半导体材料的所述背侧安置且向所述半导体材料中延伸第一深度;且 所述像素阵列中的第二像素包含: 第二经掺杂区域，其中所述第二经掺杂区域接近所述半导体材料的所述背侧安置且向所述半导体材料中延伸第二深度;及 第三经掺杂区域，其中所述第三经掺杂区域安置于所述第二经掺杂区域与所述半导体材料的所述前侧之间。13.根据权利要求12所述的成像系统，其中所述第一像素及所述第二像素布置成2X2阵列，所述2 X 2阵列包含两个所述第一像素及两个所述第二像素，且其中在所述2 X 2阵列内，所述第一经掺杂区域电耦合到所述第二经掺杂区域。14.根据权利要求12所述的成像系统，其中所述第一经掺杂区域及所述第二经掺杂区域与所述第三经掺杂区域电隔离。15.根据权利要求12所述的成像系统，其中所述第一经掺杂区域及所述第二经掺杂区域在所述半导体材料中被安置成吸收红色光、绿色光及蓝色光，且输出由红色光、绿色光及蓝色光产生的图像电荷。16.根据权利要求12所述的成像系统，其中所述第三经掺杂区域在所述半导体材料中被安置成吸收绿色光及红色光，且输出由绿色光及红色光产生的图像电荷。17.根据权利要求12所述的成像系统，其中所述第三经掺杂区域在所述半导体材料中被安置成吸收红色光，且输出由红色光产生的图像电荷。18.根据权利要求12所述的成像系统，其进一步包括接近所述像素阵列安置的多个红外光阻挡器，其中所述红外光阻挡器阻止红外光到达所述像素阵列中的至少一个像素。19.根据权利要求12所述的成像系统，其进一步包括接近所述像素阵列安置的微透镜层，其中所述微透镜层经定位以将光子引导到所述像素阵列中的个别像素中。20.根据权利要求12所述的成像系统，其进一步包括浮动扩散部，其中所述浮动扩散部电耦合到所述第一经掺杂区域及所述第三经掺杂区域。21.根据权利要求20所述的成像系统，其进一步包括第一转移晶体管及第二转移晶体管，其中所述第一转移晶体管电耦合于所述第一经掺杂区域与所述浮动扩散部之间，且所述第二转移晶体管电耦合于所述第三经掺杂区域与所述浮动扩散部之间。22.根据权利要求12所述的成像系统，其中所述图像传感器电路包括用以控制所述像素阵列的操作的控制电路及用以从所述像素阵列读出所述图像电荷的读出电路。23.根据权利要求12所述的成像系统，其进一步包括耦合到所述图像传感器电路的功能逻辑，其中所述功能逻辑对从所述像素阵列读出的所述图像电荷执行操作。
【文档编号】H01L27/146GK105845698SQ201610040698
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月21日
【发明人】陈刚, 多米尼克·马塞提, 熊志伟, 阿尔温德·库马尔, 郑源伟, 杜利·毛, 戴森·H·戴
【申请人】全视科技有限公司