图像传感器及其制造方法以及电子装置与流程

本公开涉及图像传感器领域及其制造方法以及电子装置。

背景技术：

图像传感器可用于对辐射(例如，光辐射，包括但不限于可见光、红外线、紫外线等)进行感测，从而生成对应的电信号(图像)。它被广泛地应用在数码相机、移动通信终端、安保设施和其他成像设备中。

在图像传感器(例如，cmos图像传感器(cis)产品)中，暗电流是不可避免的，并且是一个主要性能参数。为了准确地对辐射进行感测，在图像传感器中设置黑色像素辐射感测元件以测量暗电流的大小，以便尽可能去除暗电流对图像传感器的影响。然而，在现有技术中，黑色像素辐射感测元件会受到来自图像传感器的外部的杂散辐射的影响，从而对暗电流测量带来了干扰。

因此，需要提出一种新的技术来解决上述现有技术中的一个或多个问题。

技术实现要素：

根据本公开的一个方面，提供了一种图像传感器，其特征在于包括：衬底；形成在所述衬底中的黑色像素区；形成在所述衬底中的有源像素区；以及形成在所述黑色像素区与所述有源像素区之间的缓冲区，在所述缓冲区中形成有辐射吸收区，所述辐射吸收区对经过所述衬底传播到所述辐射吸收区的辐射中的至少一部分辐射的吸收能力高于所述衬底对所述至少一部分辐射的吸收能力。

根据本公开的一个方面，提供了一种图像传感器，其特征在于包括：衬底；形成在所述衬底中的黑色像素区；形成在所述衬底中的有源像素区；以及形成在所述黑色像素区与所述有源像素区之间的缓冲区，在所述缓冲区中形成有半导体材料的辐射吸收区，所述辐射吸收区的半导体材料的带隙宽度比所述衬底中的半导体材料的带隙宽度窄。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于制造图像传感器的方法，其特征在于包括：提供衬底；在所述衬底中形成黑色像素区和有源像素区；在所述黑色像素区与所述有源像素区之间形成缓冲区；以及在所述缓冲区中形成辐射吸收区，所述辐射吸收区对经过所述衬底传播到所述辐射吸收区的辐射中的至少一部分辐射的吸收能力高于所述衬底对所述至少一部分辐射的吸收能力。

根据本公开的一个方面，提供了一种电子装置，包括根据本公开的任一个方面所述的图像传感器。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得更为清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是示出现有技术的图像传感器的像素区分布的示意图。

图2是示出现有技术的图像传感器的示意剖面图。

图3是示出现有技术的图像传感器的示意局部剖面图，其中示出了来自图像传感器的外部的辐射对黑色像素辐射感测元件的不利影响。

图4是示出本公开的一个实施例的图像传感器的示意性的剖面图。

图5是示出本公开的一个实施例的图像传感器的示意性的剖面图。

图6是示出本公开的一个实施例的图像传感器的示意性的剖面图。

图7是示出本公开的一个实施例的图像传感器的制造方法的流程图。

图8是示出了与图7所示的制造方法的部分步骤对应的图像传感器的示意性剖面图。

图9是示出了与图7所示的制造方法的部分步骤对应的图像传感器的示意性剖面图。

图10是示出了与图7所示的制造方法的部分步骤对应的图像传感器的示意性剖面图。

图11是示出将与图10所示的制造方法的部分步骤对应的图像传感器翻转180°之后的示意性剖面图。

图12是示出了与图7所示的制造方法的部分步骤对应的图像传感器的示意性剖面图。

注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在一些情况中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，本公开并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。

具体实施方式

下面将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。也就是说，本文中的结构及方法是以示例性的方式示出，来说明本公开中的结构和方法的不同实施例。然而，本领域技术人员将会理解，它们仅仅说明可以用来实施的本公开的示例性方式，而不是穷尽的方式。此外，附图不必按比例绘制，一些特征可能被放大以示出具体组件的细节。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

在说明书及权利要求中的词语“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”等，如果存在的话，用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解，这样使用的词语在适当的情况下是可互换的，使得在此所描述的本公开的实施例，例如，能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其他取向上操作。

如在此所使用的，词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”，而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本公开不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。

如在此所使用的，词语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。词语“基本上”还允许由寄生效应、噪声以及可能存在于实际的实现方式中的其它实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。

另外，前面的描述可能提及了被“连接”或“耦接”在一起的元件或节点或特征。如在此所使用的，除非另外明确说明，“连接”意指一个元件/节点/特征与另一种元件/节点/特征在电学上、机械上、逻辑上或以其它方式直接地连接(或者直接通信)。类似地，除非另外明确说明，“耦接”意指一个元件/节点/特征可以与另一元件/节点/特征以直接的或间接的方式在机械上、电学上、逻辑上或以其它方式连结以允许相互作用，即使这两个特征可能并没有直接连接也是如此。也就是说，“耦接”意图包含元件或其它特征的直接连结和间接连结，包括利用一个或多个中间元件的连接。

另外，仅仅为了参考的目的，还可以在本文中使用“第一”、“第二”等类似术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。

还应理解，“包括/包含”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。

在本公开中，术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式，因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。

本领域技术人员应当意识到，在上述操作之间的边界仅仅是说明性的。多个操作可以结合成单个操作，单个操作可以分布于附加的操作中，并且操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且，另选的实施例可以包括特定操作的多个实例，并且在其他各种实施例中可以改变操作顺序。但是，其它的修改、变化和替换同样是可能的。因此，本说明书和附图应当被看作是说明性的，而非限制性的。

在图像传感器(例如，cmos图像传感器(cis)产品)中，暗电流是不可避免的，并且是一个主要性能参数。为了准确地对辐射进行感测，在图像传感器中，除了设置有源像素辐射感测元件以外，还可以设置黑色像素辐射感测元件以测量暗电流的大小。黑色像素辐射感测元件可以是与有源像素辐射感测元件相同的感测元件，但是黑色像素辐射感测元件被不透光的部件或材料层屏蔽或者掩盖，以避免它接收到来自图像传感器的外部的辐射。

图1是示出现有技术的图像传感器10的像素区分布的示意图。图2是示出现有技术的图像传感器10的示意剖面图。

如图1所示，图像传感器10的像素区被划分成黑色像素区11和有源像素区13。在黑色像素区11和有源像素区13之间，设置缓冲区12。

如图2所示，在黑色像素区11中可以形成有一个或多个黑色像素辐射感测元件16，在有源像素区13中可以形成有一个或多个有源像素辐射感测元件40。黑色像素辐射感测元件16用于感测图像传感器的衬底21中的暗电流的大小。有源像素辐射感测元件40用于感测来自图像传感器的外部的辐射，以形成图像信号。

在图2的上端，示出了与图1相对应的黑色像素区11、缓冲区12以及有源像素区13的大致分布范围。设置缓冲区12的目的是隔离黑色像素区11与有源像素区13，以避免有源像素区13对黑色像素区11造成信号串扰，从而提高黑色像素辐射感测元件16的感测精度。

此外，在黑色像素辐射感测元件16的上方设置有屏蔽金属14，以屏蔽来自外部的辐射。

在有源像素辐射感测元件40的上方，可以设置有：用于对入射到图像传感器上的辐射(例如，光辐射，包括但不限于可见光、红外线、紫外线等)进行过滤的滤色器17；用于对辐射进行会聚以使辐射传播到有源像素辐射感测元件40的一个或多个微透镜15。此外，在缓冲区12中，设置有伪微透镜25。在伪微透镜25的下方不存在有源像素辐射感测元件，因此伪微透镜25并不实际用于图像感测。

此外，在衬底21之下，可以设置电介质叠层18。在电介质叠层18中，可以形成金属互连35。在电介质叠层18之下有载体晶片19。

然而，在现有技术中，黑色像素辐射感测元件16会受到来自图像传感器10的外部的杂散辐射的影响，由此对暗电流的测量带来了干扰。以下对此进行更详细的描述。

图3是示出现有技术的图像传感器10的示意局部剖面图，其中示出了来自图像传感器的外部的辐射31对黑色像素辐射感测元件16的不利影响。如图3所示，来自外部的辐射31中的一部分在透过伪微透镜25之后，可能被电介质叠层18、电介质叠层18中的金属互连35以及载体晶片19反射，所反射的辐射(例如，图中由虚线所示的杂散辐射20)可能会传播到黑色像素辐射感测元件16。此外，尽管图3中未示出，在衬底21中传播的辐射也可能被屏蔽金属14反射并传播到黑色像素辐射感测元件16。此外，尽管图3中未示出，来自外部的辐射31在透过位于有源像素辐射感测元件的上方的微透镜15之后，也有可能由于被反射而传播到黑色像素辐射感测元件16。除了上述辐射以外，还有可能存在经由衬底21传播到黑色像素辐射感测元件16的其他辐射。被黑色像素辐射感测元件16吸收的所有这些辐射都可能影响其对暗电流的测量的准确性。

为了提高黑色像素辐射感测元件对暗电流的测量的准确性，本申请的发明人通过深入的研究，构想出可以在缓冲区中设置辐射吸收区，以吸收经过衬底传播到辐射吸收区的辐射中的至少一部分辐射。

图4是示出本公开的一个实施例的图像传感器100的示意性的剖面图。如图4所示，图像传感器100包括衬底210。衬底210可以由合适的一元半导体材料(诸如，硅或锗等)或化合物半导体(诸如碳化硅、硅锗、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟和/或锑化铟)或其组合构成。衬底210可以具有第一主表面和相对的第二主表面。

在衬底210中形成有有源像素区130和黑色像素区110。在有源像素区130和黑色像素区110之间，形成有缓冲区120。在图4的上端，示出了黑色像素区110、缓冲区120以及有源像素区130的示意分布范围。设置缓冲区120的目的是隔离黑色像素区110与有源像素区130，以避免有源像素区130对黑色像素区110造成信号串扰，从而提高黑色像素辐射感测元件160的感测精度。

在缓冲区120中，形成有辐射吸收区410，辐射吸收区410能够吸收经过衬底210传播到辐射吸收区410的辐射(图中未示出)中的至少一部分辐射。

在一些实施例中，辐射吸收区410能够吸收辐射是指辐射吸收区410包含能够吸收辐射的材料或部件。这些材料或部件能够将进入辐射吸收区410的辐射的能量全部或部分地转化为其他形式的能量，例如热能、电能等。

在一些实施例中，辐射吸收区410对经过衬底210传播到辐射吸收区410的辐射中的至少一部分辐射的吸收能力高于衬底210对所述至少一部分辐射的吸收能力。

在一些实施例中，辐射吸收区410包含半导体材料。在一些实施例中，辐射吸收区410中的半导体材料的带隙宽度(bandgapwidth)比所述衬底中的半导体材料的带隙宽度窄。在带隙宽度较窄的半导体材料中，电子由价带被激发到导带(conductionband)所必须获得的最低能量较小，即较容易被激发，因此进入该半导体材料中的光也较容易被吸收。

在一些实施例中，当使用硅衬底时，辐射吸收区410中的半导体材料包含锗和/或锗硅。在一些实施例中，例如，锗硅的化学式是si1-xgex(0≤x≤1)。例如，辐射吸收区410中的半导体材料包含ga0.3in0.7as0.64p0.36，或任何其他合适的材料。上述材料的带隙宽度小于衬底半导体材料硅的带隙宽度，因而可以提供高于衬底半导体材料的辐射吸收能力。然而，本领域技术人员清楚的是，上述具体材料仅仅是为了说明本发明的原理而给出的示例性实施例，并非意在限制本发明的保护范围。

在优选实施例中，辐射吸收区410是通过对衬底210进行锗注入而形成的。在一些实施例中，辐射吸收区410是通过在衬底210中注入约3％至10％的摩尔百分比的浓度的锗而形成的。值得注意的是，在硅衬底中注入锗之后，二者将会反应形成硅锗。在该实施例中，锗和硅锗的辐射能力均高于硅的辐射吸收能力，硅锗的辐射吸收能力还高于锗。

在一些实施例中，在黑色像素区110中可以形成有一个或多个黑色像素辐射感测元件(例如，光传感元件(如，光电二极管))160。在一些实施例中，在有源像素区130中可以形成有一个或多个有源像素辐射感测元件(例如，光传感元件(如，光电二极管))400。黑色像素辐射感测元件160用于感测图像传感器的衬底210中的暗电流的大小。有源像素辐射感测元件400用于感测来自图像传感器的外部的辐射，以形成图像信号。

在一些实施例中，辐射吸收区410至少能够减少传播到黑色像素辐射感测元件160的辐射。在一些实施例中，辐射吸收区410至少能够减少从缓冲区120传播到黑色像素辐射感测元件160的辐射。在一些实施例中，辐射吸收区410至少能够减少从有源像素区130传播到黑色像素辐射感测元件160的辐射。在一些实施例中，辐射吸收区410既能够减少从缓冲区120传播到黑色像素辐射感测元件160的辐射，又能够减少从有源像素区130传播到黑色像素辐射感测元件160的辐射。

在一些实施例中，如图5所示，辐射吸收区410可以充满或几乎充满整个缓冲区120。在这种情况下，辐射吸收区410能够在较大的范围中更加充分地吸收在缓冲区中传播的辐射。在一些实施例中，辐射吸收区410在从黑色像素区110到有源像素区130的方向(以下，可以将该方向称为“横向方向”)上的宽度与缓冲区120在横向方向上的宽度之比在0.3至1.0之间。在一些实施例中，辐射吸收区410在横向方向上的宽度与缓冲区120在横向方向上的宽度之比约为0.8。

在一些实施例中，辐射吸收区410吸收了辐射之后，可能会产生载流子，这些载流子可能会向周边扩散一定距离。因此，辐射吸收区410与辐射感测元件之间的距离不应过短，否则，所述载流子可能扩散到辐射感测元件，从而对辐射感测元件产生串扰。

在一些实施例中，辐射吸收区410和黑色像素辐射感测元件160的彼此靠近的侧面(即，辐射吸收区410的左侧面和黑色像素辐射感测元件160的靠近辐射吸收区410的右侧面)在从黑色像素区110到有源像素区120的方向上的距离(以下，可以称为“横向距离”)至少为1微米。在一些实施例中，辐射吸收区410和黑色像素辐射感测元件160之间的横向距离至少为2微米。

在一些实施例中，辐射吸收区410和有源像素辐射感测元件400之间的横向距离至少为1微米。在一些实施例中，辐射吸收区410和有源像素辐射感测元件400之间的横向距离至少为2微米。

在一些实施例中，如图4所示，辐射吸收区410的底表面比黑色像素辐射感测元件160的顶表面的位置高，即，整个辐射吸收区410的位置都比黑色像素辐射感测元件160的顶表面的位置高。

在一些实施例中，辐射吸收区410的至少一部分的位置比所述黑色像素辐射感测元件160的顶表面的位置高。即，如图6所示，辐射吸收区410和黑色像素辐射感测元件160在图4的纵向方向上的位置可以部分地交叠。

在图4和图6中，辐射吸收区410被示意性地示出为矩形截面形状。然而，辐射吸收区410的三维形状并不受任何限制，而是可以呈任何规则的或不规则的三维形状，只要辐射吸收区410在缓冲区中能够吸收辐射即可。所述任何规则的或不规则的三维形状甚至可以是包含一个或多个空洞的三维形状。例如，辐射吸收区410中的空洞的至少一部分可以由衬底210填充。

此外，辐射吸收区410中的组成材料(例如，锗、锗硅或其组合物)的浓度不必是均匀分布的，而是可以非均匀地分布。

在一些实施例中，如图4所示，在图像传感器100中，还在黑色像素辐射感测元件160的上方形成屏蔽区140，屏蔽区140屏蔽朝向黑色像素辐射感测元件160入射的辐射。在一些实施例中，屏蔽区140在横向方向上覆盖所有黑色像素辐射感测元件160。在一些实施例中，屏蔽区140在横向方向上从黑色像素区110延伸到缓冲区120，并覆盖缓冲区120的至少一部分。在一些实施例中，屏蔽区140和辐射吸收区410在横向方向上至少存在交叠部分，以避免辐射从屏蔽区140和辐射吸收区410之间在横向方向上形成的缝隙中传播进来。

在一些实施例中，在有源像素辐射感测元件400的上方，还可以设置：用于对入射到图像传感器100上的辐射(例如，光辐射，包括但不限于可见光、红外线、紫外线等)进行过滤的滤色器170；和用于对辐射进行会聚以使辐射传播到有源像素辐射感测元件400的一个或多个微透镜150。

在一些实施例中，在缓冲区120中，可以设置伪微透镜250。在伪微透镜250的下方不存在有源像素辐射感测元件，因此伪微透镜25可能不实际参与图像感测。

在一些实施例中，在衬底210之下，还可以设置电介质叠层180。在电介质叠层180中，可以形成金属互连350。在一些实施例中，在电介质叠层180之下，还可以设置载体晶片190，以承载整个图像传感器100。

图7是示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的制造方法700的流程图。图8-12示意性地示出了与图7所示的方法700的部分步骤对应的图像传感器的剖面图。下面将结合图7和图8-12进行说明。

在步骤702，提供衬底(例如，图8中的衬底210)。在步骤704，在衬底中形成黑色像素区(例如，图8中的黑色像素区110)和有源像素区(例如，图8中的有源像素区130)。例如，可以通过光刻法形成黑色像素区和有源像素区。在步骤706，在黑色像素区与有源像素区之间形成缓冲区(例如，图8中的缓冲区120)。例如，可以通过光刻法形成缓冲区。在步骤708，在黑色像素区中形成一个或多个黑色像素辐射感测元件(例如，图8中的黑色像素辐射感测元件160)(例如，光传感元件(如，光电二极管))，以及在有源像素区中形成一个或多个有源像素辐射感测元件(例如，图8中的有源像素辐射感测元件400)(例如，光传感元件(如，光电二极管))。在不同实施例中，所提供的衬底可以是经过或者未经过减薄的。

可选地，方法700可以包括步骤710。在步骤710，可以从与形成黑色像素辐射感测元件和有源像素辐射感测元件的主表面相反的主表面将衬底减薄至合适的厚度。减薄工艺可以包括机械研磨工艺和化学减薄工艺。通常，图像传感器中的衬底的厚度为5-10微米。在一个实施例中，衬底的厚度可以小于5微米，甚至低至2-3微米。可以根据应用类型和设计需求来配置衬底的厚度。

在步骤712，在缓冲区中形成辐射吸收区(例如，图8中的辐射吸收区410)。辐射吸收区能够吸收经过衬底传播到辐射吸收区的辐射中的至少一部分辐射。

在一些实施例中，辐射吸收区对经过衬底传播到辐射吸收区的辐射中的至少一部分辐射的吸收能力高于衬底对所述至少一部分辐射的吸收能力。

在一些实施例中，辐射吸收区包含半导体材料。在一些实施例中，辐射吸收区中的半导体材料的带隙宽度比衬底中的半导体材料的带隙宽度窄。

在一些实施例中，辐射吸收区中的半导体材料包含锗。

在一些实施例中，辐射吸收区中的半导体材料包含锗硅。在一些实施例中，例如，锗硅的化学式是si1-xgex(0≤x≤1)。

在一些实施例中，辐射吸收区中的半导体材料包含ga0.3in0.7as0.64p0.36，或任何其他合适的材料。

在一些实施例中，辐射吸收区是通过对衬底进行锗注入而形成的。在一些实施例中，辐射吸收区是通过在衬底中注入约3％至10％的摩尔百分比的浓度的锗而形成的。

在一些实施例中，如图9所示，通过使用由例如光致抗蚀剂或硬掩模形成的掩模220，对衬底210进行注入步骤(例如锗注入步骤)。在例如锗注入步骤中，通过控制注入的锗的能量，可以把锗注入到衬底210中的预定深度处。例如，当锗的能量为10kev-1000kev时，可以在大约0.5μm-3μm深度处注入锗。此外，通过控制注入锗的剂量(单位为atom/cm²)和时间，可以调节注入的锗的浓度。

在一些实施例中，掩模220可以采用光刻技术来制作。例如，可以在衬底210上先通过例如旋涂等方式形成一层光致抗蚀剂，然后通过例如曝光、显影等处理制作掩模220。在一些实施例中，经过锗注入步骤后，可以剥离掩模210。在一些实施例中，通过调节注入步骤的参数，辐射吸收区410可以充满整个缓冲区120，如图5所示。在一些实施例中，辐射吸收区410在从黑色像素区110到有源像素区130的方向(以下，可以将该方向称为“横向方向”)上的宽度与缓冲区120在横向方向上的宽度之比在0.3至1.0之间。在一些实施例中，辐射吸收区410在横向方向上的宽度与缓冲区120在横向方向上的宽度之比约为0.8。

在一些实施例中，通过调节注入步骤的参数，使得辐射吸收区410和黑色像素辐射感测元件160的横向距离至少为1微米。在一些实施例中，辐射吸收区410和黑色像素辐射感测元件160之间的横向距离至少为2微米。

在一些实施例中，通过调节注入步骤的参数，使得辐射吸收区410和有源像素辐射感测元件400的横向距离至少为1微米。在一些实施例中，辐射吸收区410和有源像素辐射感测元件400之间的横向距离至少为2微米。

在一些实施例中，如图11所示，辐射吸收区410的底表面比黑色像素辐射感测元件160的顶表面的位置高，即，整个辐射吸收区410的位置都比黑色像素辐射感测元件160的顶表面的位置高。

在一些实施例中，辐射吸收区410的至少一部分的位置比所述黑色像素辐射感测元件160的顶表面的位置高。即，如图6所示，辐射吸收区410和黑色像素辐射感测元件160在上下方向上的位置可以部分地交叠。

在图10-12中，辐射吸收区410被示意性地示出为矩形截面形状。然而，辐射吸收区410的三维形状并不受任何限制，而是可以呈任何规则的或不规则的三维形状，只要辐射吸收区410在缓冲区中能够吸收辐射即可。所述任何规则的或不规则的三维形状甚至可以是包含一个或多个空洞的三维形状。辐射吸收区410中的空洞的至少一部分可以由衬底210填充。

此外，辐射吸收区410中的组成材料(例如，锗、锗硅或其组合物)的浓度不必是均匀分布的，而是可以非均匀地分布。在一个可选的实施例中，在形成了辐射吸收区410之后，对衬底210进行一定的热处理步骤，即退火处理。通常，退火处理的温度为大约800-1000℃，退火时间为大约10-50秒。

图11是示出将图10的图像传感器翻转180°之后的示意图，在后续的步骤中，可以在图11所示的图像传感器中的黑色像素辐射感测元件160的上方形成屏蔽区。

在步骤714，例如，如图12所示，在黑色像素辐射感测元件160的上方形成屏蔽区140，屏蔽区140屏蔽朝向黑色像素辐射感测元件160入射的辐射。在一些实施例中，通过在黑色像素辐射感测元件160的上方沉积金属来形成屏蔽区140。在一些实施例中，屏蔽区140在横向方向上覆盖所有黑色像素辐射感测元件160。在一些实施例中，屏蔽区140在横向方向上从黑色像素区110延伸到缓冲区120，并覆盖缓冲区120的至少一部分。在一些实施例中，屏蔽区140和辐射吸收区410在横向方向上至少存在交叠部分，以避免辐射从屏蔽区140和辐射吸收区410之间在横向方向上形成的缝隙中传播进来。

在步骤716，在前端制程(frontendoftheline，feol)和后端制程(behindendoftheline，beol)中形成图像传感器的其他部件。例如，如图12所示，在有源像素辐射感测元件400的上方，还可以形成：用于对入射到图像传感器100上的辐射(例如，光辐射，包括但不限于可见光、红外线、紫外线等)进行过滤的滤色器170；和用于对辐射进行会聚以使辐射传播到有源像素辐射感测元件400的一个或多个微透镜150。

在一些实施例中，在缓冲区120中，可以形成伪微透镜250。在伪微透镜250的下方不存在有源像素辐射感测元件，因此伪微透镜25可能不实际参与图像感测。

在一些实施例中，例如，如图5所示，在衬底210之下，还可以设置电介质叠层180。在电介质叠层180中，可以设置金属互连350。在一些实施例中，在电介质叠层180之下，还可以设置载体晶片190，以承载整个图像传感器100。

在本公开的一些实施例中，提供了一种电子装置，该电子装置包括如上所述任何一个或一些实施例中所述的图像传感器，或者包括根据如上所述的任何一个或一些实施例中的制造方法的制造的图像传感器。

根据本公开的一些实施例，可以在图像传感器的缓冲区中形成辐射吸收区，该辐射吸收区对经过衬底传播到辐射吸收区的辐射中的至少一部分辐射的吸收能力高于所述衬底对所述至少一部分辐射的吸收能力。或者，根据本公开的一些实施例，可以在图像传感器的缓冲区中形成半导体材料的辐射吸收区，该辐射吸收区的半导体材料的带隙宽度比衬底中的半导体材料的带隙宽度窄。根据本公开的一些实施例，辐射吸收区可以至少减少传播到黑色像素辐射感测元件的辐射，从而减少黑色像素辐射感测元件受到的来自图像传感器的外部的杂散辐射的影响，由此使得能够更加准确地测量暗电流。

本公开还构思了以下技术项目。

项目1，一种图像传感器，其特征在于包括：

衬底；

形成在所述衬底中的黑色像素区；

形成在所述衬底中的有源像素区；以及

形成在所述黑色像素区与所述有源像素区之间的缓冲区，在所述缓冲区中形成有辐射吸收区，所述辐射吸收区对经过所述衬底传播到所述辐射吸收区的辐射中的至少一部分辐射的吸收能力高于所述衬底对所述至少一部分辐射的吸收能力。

项目2，一种图像传感器，其特征在于包括：

衬底；

形成在所述衬底中的黑色像素区；

形成在所述衬底中的有源像素区；以及

形成在所述黑色像素区与所述有源像素区之间的缓冲区，在所述缓冲区中形成有半导体材料的辐射吸收区，所述辐射吸收区的半导体材料的带隙宽度比所述衬底的半导体材料的带隙宽度窄。

项目3.根据项目1或2所述的图像传感器，其特征在于，

所述黑色像素区包含黑色像素辐射感测元件，以及所述有源像素区包含有源像素辐射感测元件。

项目4.根据项目3所述的图像传感器，其特征在于，

所述辐射吸收区至少减少传播到所述黑色像素辐射感测元件的辐射。

项目5.根据项目1或2所述的图像传感器，其特征在于，

所述辐射吸收区占据整个所述缓冲区。

项目6.根据项目1或2所述的图像传感器，其特征在于，

所述辐射吸收区在从所述黑色像素区到所述有源像素区的方向上的宽度与所述缓冲区在所述方向上的宽度之比在0.3至1.0之间。

项目7.根据项目1或2所述的图像传感器，其特征在于，

所述辐射吸收区在从所述黑色像素区到所述有源像素区的方向上的宽度与所述缓冲区在所述方向上的宽度之比为0.8。

项目8.根据项目3所述的图像传感器，其特征在于，

所述辐射吸收区和所述黑色像素辐射感测元件之间的横向距离至少为1微米。

项目9.根据项目3所述的图像传感器，其特征在于，

所述辐射吸收区和所述黑色像素辐射感测元件之间的横向距离至少为2微米。

项目10.根据项目3所述的图像传感器，其特征在于，

所述辐射吸收区和所述有源像素辐射感测元件之间的横向距离至少为1微米。

项目11.根据项目3所述的图像传感器，其特征在于，

所述辐射吸收区和所述有源像素辐射感测元件之间的横向距离至少为2微米。

项目12.根据项目3所述的图像传感器，其特征在于，

所述辐射吸收区的底表面比所述黑色像素辐射感测元件的顶表面的位置高。

项目13.根据项目3所述的图像传感器，其特征在于，

所述辐射吸收区的至少一部分的位置比所述黑色像素辐射感测元件的顶表面的位置高。

项目14.根据项目1或2所述的图像传感器，其特征在于，

所述辐射吸收区至少包含从由锗和硅锗构成的组中选出的至少一个。

项目15.根据项目1或2所述的图像传感器，其特征在于，

所述辐射吸收区是通过对所述衬底进行锗注入而形成的。

项目16.根据项目15所述的图像传感器，其特征在于，

所述辐射吸收区是通过在所述衬底中注入3％至10％的摩尔百分比的浓度的锗而形成的。

项目17.根据项目3所述的图像传感器，其特征在于，还包括：

屏蔽区，位于所述黑色像素辐射感测元件的上方，所述屏蔽区屏蔽朝向所述黑色像素辐射感测元件入射的辐射。

项目18.根据项目17所述的图像传感器，其特征在于，

所述屏蔽区和所述辐射吸收区在从所述黑色像素区到所述有源像素区的方向上的位置至少部分地交叠。

项目19.一种用于制造图像传感器的方法，其特征在于包括：

提供衬底；

在所述衬底中形成黑色像素区和有源像素区；

在所述黑色像素区与所述有源像素区之间形成缓冲区；以及

在所述缓冲区中形成辐射吸收区，所述辐射吸收区对经过所述衬底传播到所述辐射吸收区的辐射中的至少一部分辐射的吸收能力高于所述衬底对所述至少一部分辐射的吸收能力。

项目20.根据项目19所述的方法，其特征在于：

所述辐射吸收区由半导体材料形成，该半导体材料的带隙宽度比所述衬底的半导体材料的带隙宽度窄。

项目21.根据项目19或20所述的方法，其特征在于还包括：

在所述黑色像素区中形成黑色像素辐射感测元件，以及在所述有源像素区中形成有源像素辐射感测元件。

项目22.根据项目21所述的方法，其特征在于，

所述辐射吸收区被形成为至少减少传播到所述黑色像素辐射感测元件的辐射。

项目23.根据项目19或20所述的方法，其特征在于，

在整个所述缓冲区中形成所述辐射吸收区。

项目24.根据项目19或20所述的方法，其特征在于，

所述辐射吸收区在从所述黑色像素区到所述有源像素区的方向上的宽度与所述缓冲区在所述方向上的宽度之比在0.3至1.0之间。

项目25.根据项目19或20所述的方法，其特征在于，

所述辐射吸收区在从所述黑色像素区到所述有源像素区的方向上的宽度与所述缓冲区在所述方向上的宽度之比为0.8。

项目26.根据项目21所述的方法，其特征在于，

所述辐射吸收区和所述黑色像素辐射感测元件之间的横向距离至少为1微米。

项目27.根据项目21所述的方法，其特征在于，

所述辐射吸收区和所述黑色像素辐射感测元件之间的横向距离至少为2微米。

项目28.根据项目21所述的方法，其特征在于，

所述辐射吸收区和所述有源像素辐射感测元件之间的横向距离至少为1微米。

项目29.根据项目21所述的方法，其特征在于，

所述辐射吸收区和所述有源像素辐射感测元件之间的横向距离至少为2微米。

项目30.根据项目21所述的方法，其特征在于，

所述辐射吸收区的底表面比所述黑色像素辐射感测元件的顶表面的位置高。

项目31.根据项目21所述的方法，其特征在于，

所述辐射吸收区的至少一部分的位置比所述黑色像素辐射感测元件的顶表面的位置高。

项目32.根据项目19或20所述的方法，其特征在于，

所述辐射吸收区至少包含从由锗和硅锗构成的组中选出的至少一个。

项目33.根据项目19或20所述的方法，其特征在于，

所述辐射吸收区是通过对所述衬底进行锗注入而形成的。

项目34.根据项目33所述的方法，其特征在于，

所述辐射吸收区是通过在所述衬底中注入3％至10％的摩尔百分比的浓度的锗而形成的。

项目35.根据项目21所述的方法，其特征在于，还包括：

形成位于所述黑色像素辐射感测元件的上方的屏蔽区，所述屏蔽区屏蔽朝向所述黑色像素辐射感测元件入射的辐射。

项目36.根据项目35所述的方法，其特征在于，

所述屏蔽区和所述辐射吸收区在从所述黑色像素区到所述有源像素区的方向上的位置至少部分地交叠。

项目37.一种电子装置，包括根据项目1-18中的任一项所述的图像传感器。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。在此公开的各实施例可以任意组合，而不脱离本公开的精神和范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本公开的范围和精神。本公开的范围由所附权利要求来限定。