CN101252139B - 图像感应元件 - Google Patents

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Abstract

一种图像感应元件包括：半导体基底，其具有正面与背面；多个像素形成于该半导体基底的正面上；以及多个栅格阵列，与相同数量的所述多个像素一一对应的对齐。该栅格阵列中至少包括一开口以允许光的特定频宽通过，且该开口的大小与形状决定被允许穿过栅格阵列的特定频宽。该多个栅格阵列于该半导体基底的正面或背面上。本发明的图像感应元件具有与半导体工艺相容以及具成本效益的彩色滤光片。

Description

图像感应元件
技术领域
本发明涉及半导体技术，且特别涉及一种图像感应元件。
背景技术
图像感应元件提供像素的阵列(array)，其可包含光敏二极管(photosensitive diode)或光二极管(photodiode)、复位晶体管(reset transistor)、源极跟随器晶体管(source follower transistor)、PIN光二极管(pinned layerphotodiode)和/或转换晶体管(transfer transistor)来记录光的强度或亮度。像素通过累积光电荷(photo-charge)来对光产生反应一光线越多，光电荷越多。之后通过另一电路使颜色与亮度可使用于合适的应用，例如数码相机。像素栅格的常见型式包括电荷耦合元件(charge coupling device，CCD)、CMOS图像感应器(CMOS image sensor，CIS)、有源像素感应器(active-pixel sensor)与无源像素感应器(passive-pixel sensor)。
为了记录颜色的信息，图像感应器利用彩色滤光片(color filter)层，其包含许多不同的彩色滤光片(例如红色、绿色与蓝色)，并将其置于适当的位置以使入射光直接穿过滤片。通过使用有机彩色滤光片材料，例如染料(dye-based)或色素(pigment-based)聚合物材料，可实施上述方式，以滤出特定频宽(颜色)。无论哪一种材料，彩色滤光片成本皆占了图像感应器的总成本的一大部分。此外，彩色滤光片层也增加了元件的实际尺寸。
因此，业界亟需改善彩色滤光片的设计与制造，以减少图像感应器的成本与尺寸。
发明内容
为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种图像感应元件，包括：半导体基底，其具有正面与背面；多个像素形成于该半导体基底的正面上；以及多个栅格阵列，与相同数量的所述多个像素一一对应的对齐；其中该栅格阵列至少包括一开口以允许光的特定频宽通过，且该开口的大小与形状决定被允许穿过栅格阵列的特定频宽。
如上所述的图像感应元件，其中该光线的特定频宽选自由下列所组成的群组其中之一：红光频宽、绿光频宽与蓝光频宽。
如上所述的图像感应元件，其中该栅格阵列包括至少一个开口，且其中该开口的宽度实质上等于该光线的波长的一半。
如上所述的图像感应元件，其中该栅格阵列于该半导体基底的正面上。
如上所述的图像感应元件，其中该栅格阵列于该半导体基底的背面上。如上所述的图像感应元件，其中该栅格阵列的厚度为
Figure DEST_PATH_GA20180383200710140998501D00021
如上所述的图像感应元件，其中该栅格阵列由一种材料所形成，该材料选自由下列所组成的群组：多晶硅、非晶硅、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅与上述的组合。
如上所述的图像感应元件，其中该栅格阵列由金属、金属氮化物或金属合金所形成。
如上所述的图像感应元件，其中该像素选自由下列所组成的群组：光二极管、光晶体管、光栅、重置晶体管、源极跟随器晶体管、转换栅极晶体管、选择晶体管与上述的组合。
如上所述的图像感应元件，其中该光二级管为PIN光二极管。
如上所述的图像感应元件，还包括抗反射层于该多个栅格阵列上，其中该抗反射层包括氧化硅层与氮氧化硅层。
如上所述的图像感应元件，还包括：金属层位于该多个像素上；层间介电层，其用以分隔或隔离位于其中的金属层；以及微透镜于该多个栅格阵列上。
本发明还提供一种半导体元件，包括：半导体基底，其具有正面与背面；多个像素形成于该半导体基底的正面上；以及多个栅格阵列，其中该多个栅格阵列中的一个与至少一个该像素对齐以使光线的一个波长抵达该至少一个像素。
此外本发明提供另一种图像感应元件，包括：半导体基底；第一、第二与第三像素形成于该半导体基底上；第一、第二与第三栅格分别与该第一、第二与第三像素对齐；其中该第一栅格包括至少一个第一开口以允许光线的第一波长抵达该第一像素，该第二栅格包括至少一个第二开口以允许光线的第二波长抵达该第二像素，且该第三栅格包括至少一个第三开口以允许光线的第三波长抵达该第三像素。
本发明的图像感应元件具有与半导体工艺相容以及具成本效益的彩色滤光片。
为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：
附图说明
图1显示本发明实施例的图像感应器的俯视图，其包括多个像素。
图2显示背照式图像感应器的剖面图。
图3显示本发明一个实施例的背照式图像感应器的剖面图，其包括栅格阵列。
图4显示前照式图像感应器的剖面图。
图5显示本发明一个实施例的前照式图像感应器的剖面图，其包括栅格阵列。
图6与图7显示可使用于图3与图5中的栅格阵列的立体图。
其中，附图标记说明如下：
10～图像感应器
20～像素阵列
50、200～背照式图像感应器
100R、100G、100B～像素
110～半导体基底
111～半导体基底110的正面
112～半导体基底110的背面
120～金属层
130～层间介电层
140R、140G、140B～彩色滤光片
150～微透镜
160～光线
210R、210G、210B～栅格阵列
220～抗反射层
300、400～前照式图像感应器
410R、410G、410B～栅格阵列
500～栅格阵列
505～开口
510～入射光
520～波长不在特定频率内的光线
530～波长于特定频率内的光线
601～X轴
602～Y轴
603～Z轴
610(Dx)～栅格阵列500的宽度
620(Dy)～栅格阵列500的长度
630(Lx)～开口505的宽度
640(Ly)～开口505的长度
具体实施方式
图1显示图像感应器10的俯视图，其包括像素阵列20。在像素阵列20附近通常设有额外的电路与输入/输出，以提供像素的操作环境并支援像素与外部的通讯。图像感应器10可包括电荷耦合元件、CMOS图像感应器、有源像素感应器与无源像素感应器。
图2显示背照式(back-side illuminated)图像感应器50的剖面图，其包括多个像素100。在一个实施例中，多个像素100包括第一像素100R以接收红光(红色像素)、第二像素100G以接收绿光(绿色像素)与第三像素100B以接收蓝光(蓝色像素)。能了解的是，使用可见光(例如红、绿与蓝光)只是一个例子，而其他形式的射线，例如红外线(infrared，IR)、微波(microwave)、X射线(X-ray)与紫外光(ultraviolet，UV)可使用于其他形式的应用。可在半导体基底110上形成像素100R、100G与100B。基底110可包括正面111与背面112。基底110可包括元素半导体(elementary semiconductor)，例如硅、锗与钻石。或者，基底110也可包括化合物半导体，例如碳化硅、砷化镓、砷化铟与磷化铟。或者可使用半导体基底形式，例如绝缘层上覆硅(silicon-on insulator，SOI)及/或外延层(epitaxial layer)。
像素100R、100G与100B各可由光二极管(photodiode)与至少一个晶体管(transistor)所组成，以感应与记录光的强度。U.S.Patent Application，SerialNo.11/291,880(申请日为2005/12/1)中提到可使用于本实施例中的光二极管的例子。例如，基底110可包括P型硅。通过例如化学气相沉积，可于基底110成长硅外延层。外延层的掺杂物浓度比重掺杂P型硅基底110低。光二极管包括光感应区，在一个实施例中，其为具有掺杂物的N型掺杂区，且形成于硅外延层上。可使用例如离子注入(ion implantation)或扩散(diffusion)等工艺来形成所有掺杂。能了解的是，可将所有掺杂型态互换，例如提供N型基底，其具有外延层及P型光感应区。
基底110也可包括横向隔离结构(未显示)，例如浅沟槽隔离(shallowtrench isolation，STI)结构来隔离形成于基底上的像素及/或其他元件。这些其他元件可包括多种掺杂区，每个具有N型或P型，例如N井或P井。虽然实施例中为使用光二极管，但能了解的是，也可使用其他型式的像素。其他型式的像素包括，但不限于，PIN光二极管(pinned photodiode)、光晶体管(photo transistor)(例如p/n/p或n/p/n)与光栅(photogate)。此外，像素的结构例如是4T有源像素(4T active pixel)包括一个光二极管与四个晶体管(即转换栅极晶体管(transfer gate transistor)、重置晶体管(reset transistor)、源极跟随器晶体管(source follower transistor)与选择晶体管(select transistor))或使用具有4T操作概念(例如分享重置晶体管与源极跟随器晶体管给数个像素)的像素形式。额外的电路可用来操作处理所使用像素100的形式以及所感应光线的形式。
图像感应器50包括金属层120位于像素100R、100G与100B之上。金属层120可用来连接各种形成于基底110上的元件。金属层120可由导电金属所组成，例如铝、铝合金、铜、铜合金、钛、氮化钛、钨、多晶硅、金属硅化物及/或上述的组合。图像感应器50还可包括层间介电层(interlayerdielectric layer)130以分隔或隔离位于其中的内连金属层(interconnectingmetal layer)120。层间介电层130可由低介电常数材料所组成，例如介电常数低于约3.5的材料。层间介电层130可由碳掺杂氧化硅(carbon-doped siliconoxide)、氟掺杂氧化硅(fluorine-doped silicon oxide)、氮化硅、氮氧化硅、聚酰胺(polaymide)、旋涂玻璃(spin-on glass，SOG)、非晶氟化碳(amorphousfluorinated carbon)和/或其他适合的材料。为了简单说明，虽然在此只提及一层金属层120与层间介电层130，但可了解的是，一般使用于感应器元件的金属层与层间介电层为多层。
图像感应器50还包括彩色滤光片层140，位于基底110的背面112上。在一个实施例中，彩色滤光片层140包括第一彩色滤光片140R以滤出红光(红色滤光片)、第二彩色滤光片140G以滤出绿光(绿色滤光片)与第三彩色滤光片140B以滤出蓝光(蓝色滤光片)。彩色滤光片140R、140G与140B可由染料(或色素)聚合物滤出特定频宽(所需光的波长)。或者，彩色滤光片140R、140G与140B可视需要地由具有色素的树脂或其他有机材料所组成。
例如，红色滤光片140R可由染料聚合物所组成，其只允许波长实质上等于650nm(即可见红光)的光穿过抵达红色像素100R。绿色滤光片140G可由染料聚合物所组成，其只允许波长实质上等于550nm(即可见绿光)的光穿过抵达绿色像素100G。蓝色滤光片140B可由染料聚合物所组成，其只允许波长实质上等于450nm(即可见蓝光)的光穿过抵达蓝色像素100B。因此，红色滤光片140R与红色像素100R对齐、绿色滤光片140G与绿色像素100G对齐以及蓝色滤光片140B与蓝色像素100B对齐。彩色滤光片140R、140G与140B的厚度为
Figure G071E0998520070822D000061
感应元件50还包括微透镜(micro-lens)150。微透镜150可在彩色滤光片140R、140G、140B与像素100R、100G、100B上以各种方式排列。能了解的是，可使用多于一个的微透镜150以将光线160聚焦朝向彩色滤光片140R、140G、140B与像素100R、100G、100B。依照用来作为微透镜150的材料的折射率(refractive index)以及感应器表面至微透镜的距离的不同，微透镜150可具有多种不同的形状。
在操作时，背照式感应器50是用来接收引导至半导体基底110背面112的光线160。通过此方式，可将穿过抵达彩色滤光片140R、140G、140B与像素100R、100G、100B的光线160最大化，因为光线不会被位于半导体基底110的正面111上的许多元件结构(例如栅极电极)与金属结构(例如金属层120)所阻挡。所需的光线波长(即红、绿、蓝光)抵达相对应像素100R、100G、100B之后产生光电流(photocurrent)，可将此光电流加以记录与处理。
然而，使用由染剂聚合物所制成的彩色滤光片具有许多缺点。这些材料的形式及处理这些材料的技术与目前的半导体/硅制造工艺并不相容，因此一般只能在前端半导体/硅制造工艺完成后才能形成彩色滤光片。而在彩色滤光片与基底表面的堆叠高度大，导致像素间的干扰较高且降低元件功效。当像素的尺寸持续缩小时，干扰的问题会变为恶化。因为需要特别为聚合物彩色滤光片配置不同的生产线，所以制造成本更高。更进一步而言，聚合物材料的操作宽容值(operating tolerance)(例如温度变异)较低，而此会降低图像感应器的可靠度与稳定度。因此需要设计与半导体工艺相容以及具成本效益的彩色滤光片。
图3显示背照式图像感应器200的剖面图，其具有多栅格阵列210。除了以下所叙述的结构之外，图像感应器200与图2的图像感应器50相似。于图2与图3中，为了简单说明相似的结构以相同的标号来表示。多个栅格阵列210可包括第一栅格阵列210R以滤出红光、第二栅格阵列210G以滤出绿光以及第三栅格阵列210B以滤出蓝光。因此第一栅格阵列210R与红色像素100R对齐、第二栅格阵列210G与绿色像素100G对齐与第三栅格阵列210B与蓝色像素100B对齐。
栅格阵列210R、210G、210B可由光学上不透光、半透光或透明材料所形成，而这些材料与半导体制造工艺相容。换句话说，可以目前半导体的制造工艺形成与制造这些材料的形式。在一个实施例中，栅格阵列210R、210G、210B可由金属或金属合金来形成，例如铝、铝合金、铜、铜合金、金属氮化物、氮化钛、氮化钽、钛、钽、钨或其他适合的材料。在其他实施例中，栅格阵列210R、210G、210B可由介电材料来形成，例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其他适合的材料。又在另一个实施例中栅格阵列210R、210G、210B可由多晶硅或非晶硅来形成。
在一个实施例中，可通过物理气相沉积(或溅镀)、化学气相沉积(CVD)、旋涂或其他本技术领域中所熟知的适合的工艺来形成栅格阵列210R、210G、210B。或者，可通过图案化光阻与等离子体蚀刻工艺来形成栅格阵列210R、210G、210B。在此方法中，可大幅减少栅格阵列210R、210G、210B的厚度。例如与图2中聚合物彩色滤光片的厚度
Figure G071E0998520070822D000081
相比，此方法的栅格阵列210R、210G、210B的厚度只有
Figure G071E0998520070822D000082
于是，也减少了栅格阵列210R、210G、210B与基底表面间的堆叠高度。而将在之后对栅格阵列210R、210G、210B的结构与形成作更详细的叙述。
图像感应器200还可包括抗反射层(anti-reflection layer)220于栅格阵列210R、210G、210B之上。抗反射层220可由介电材料所组成，例如氧化硅层或氮氧化硅层。或者，抗反射层220也可由电性导电层所组成，例如氮化钛。也可使用半导体工艺中可获得的其他结构与介电材料或导电材料。氧化硅层的厚度实质上等于
Figure G071E0998520070822D000083
而氮氧化硅层的厚度约为可通过本技术领域中所熟知的工艺与技术形成氧化硅层与氮氧化硅层。抗反射层可具有第一次滤光的功能，其只允许实质上波长400-700nm(即可见光谱)的射线穿过抵达栅格阵列210R、210G、210B。可以了解的是，根据折射率及吸收系数(absorption coefficient)的不同，可使用其他材料的组合来当作光学滤光片。
图4显示前照式图像感应器(front-side illuminated image sensor)300的剖面图，其具有多个像素100。前照式图像感应器300与图2的背照式图像感应器50相似，除了彩色滤光片140R、140G、140B与微透镜150的所在位置不同外。为了简单说明，于图2与图4中相似的结构以相同的标号表示。可在基底110的正面111上形成彩色滤光片140R、140G、140B。可在彩色滤光片140R、140G、140B上形成微透镜150。在操作时，图像感应器300是用来接收引导至半导体基底110正面111的光线160。如先前讨论，使用由聚合物材料所制成的彩色滤光片具有许多缺点。此外，因为只能在前端硅制造工艺完成后才可形成彩色滤光片140R、140G、140B，所以在彩色滤光片与基底表面的堆叠高度大(因为金属层120与层间介电层130介于其间)。更进一步而言，经引导朝向正面110的光线160会被金属结构(于金属层120中)与其他形成于半导体基底110的正面111上的许多元件与结构所阻挡。
图5显示前照式感应器400的剖面图，其具有多个栅格阵列410。除了以下所述的结构以外，图像感应器400与图4的图像感应器相似。为了简单说明，于图4与图5中相似的结构以相同的标号表示。如曾于图3中所述，多个栅格阵列410包括栅格410R、410G、410B，分别用来滤出红、绿与蓝光。通过曾于图3中所述的相似的材料与技术来形成栅格阵列410R、410G、410B。因为形成栅格阵列410R、410G、410B的材料与技术与半导体工艺相容，所以可在形成金属层120与层间介电层130之前，于半导体基底110的正面111上形成栅格阵列410R、410G、410B。如此大幅减少栅格阵列410R、410G、410B与基底110的正面111的堆叠高度。或者，可将栅格阵列410R、410G、410B与金属层120及层间介电层130合并。如同曾于图3中所述，图像感应器400还可包括抗反射层(未显示)。
图6与图7显示栅格阵列500的立体图，可将其使用于图3与图5的图像感应器200与400。在图6中，栅格阵列500可至少包括一个开口505以允许光的特定频宽通过。开口505可为正方形。或者，开口505可光学上具有其他形状，例如圆形、椭圆形或长方形。当引导入射光510朝向栅格阵列500时，可通过栅格阵列500来反射波长不在特定频率内的光线520。波长于特定频率内的光线530则可穿透过栅格阵列500。栅格阵列500的结构与开口505的大小与形状，取决于特定的频率。
于图7中，可将栅格阵列500定义成X轴601、Y轴602与Z轴603。如先前所述，沿着Z轴603定义栅格阵列500的厚度为
Figure G071E0998520070822D000091
栅格阵列500还可包括沿着X轴601而定义的宽度(Dx)610与沿着Y轴602而定义的长度(Dy)620。栅格阵列500的宽度610与长度620的大小视像素的大小而定。栅格阵列500可实质上覆盖整个像素。例如，在0.18μm技术中，像素的宽度与长度可为约3μm而面积则为约9μm2。因此，栅格阵列500的宽度610与长度620实质上等于3μm，且面积为约9μm2。
栅格阵列500中的开口505具有沿着X轴601而定义的宽度(Lx)630与沿着Y轴602而定义的长度(Ly)640。在一个实施例中，开口505为正方形，所以宽度(Lx)630实质上等于长度(Ly)640。如先前所讨论，开口505的大小与形状可决定被允许穿过栅格阵列500的特定频宽。在一个实施例中，对栅格阵列500而言，电磁波范围条件(electromagnetic wave boundary condition)可限定最大穿透发生于宽度(Lx)630与长度(Ly)640实质上等于穿透光(transmitted light)波长(λ)的一半(即Lx＝Ly＝λ/2)时。因此，对穿透的红光的波长为约650nm而言，开口505的宽度(Lx)630与长度(Ly)640实质上等于325nm。对穿透的绿光的波长为约550nm而言，开口505的宽度(Lx)630与长度(Ly)640实质上等于275nm。对穿透的蓝光的波长为约450nm而言，开口505的宽度(Lx)630与长度(Ly)640实质上等于225nm。可以了解的是，具有其他结构形式的栅格阵列，可具有不同的范围条件，而此决定了开口的大小与形状。
因此本发明提供一个经改良的图像感应器及其制造方法。在一个实施例中，图像感应元件包括半导体基底，其具有正面与背面；多个像素形成于半导体基底的正面上；以及多个栅格阵列，且其与多个像素中的一个像素对齐。栅格阵列中的一个允许光线的一个波长穿过抵达相对应的像素。在一些实施例中，光的波长为红光。在其他实施例中，光的波长为绿光。在另外的其他实施例中，光的波长为蓝光。在一些实施例中，每个栅格阵列包括至少一个开口。上述开口的宽度实质上等于光的波长的一半。
在一些实施例中，多个栅格阵列位于半导体基底的正面上。在其他实施例中，多个栅格阵列位于半导体基底的背面上。在其他实施例中，多个栅格阵列的宽度为
Figure G071E0998520070822D000101
在一些实施例中，多个栅格阵列由多晶硅所形成。在其他实施例中，栅格阵列由非晶硅所形成。在其他实施例中，栅格阵列由氮化硅所形成。在其他实施例中，栅格阵列由氧化硅所形成。在另外的其他实施例中，栅格阵列由氮氧化硅所形成。在其他实施例中，栅格阵列由金属、金属氮化物或金属合金所形成。
在一些实施例中，多个像素包含光二极管。在其他实施例中，像素包含PIN光二极管。在其他实施例中，像素包含光晶体管。在其他实施例中，像素包含光栅。在其他实施例中，像素包含重置晶体管。在其他实施例中，像素包含源极跟随器晶体管。在另外的其他实施例中。像素包含转换栅极晶体管。在一些实施例中，图像感应元件还包括抗反射层。上述抗反射层包括氧化硅层与氮氧化硅层。在一些其他实施例中，图像感应元件还包括金属层位于上述多个像素上、层间介电层，其用以分隔或隔离位于其中的金属层以及微透镜于上述多个栅格阵列上。
本发明也提供形成感应元件的方法的一个实施例。形成方法包括提供半导体基底，其具有正面与背面、形成多个像素于上述基底的正面上以及形成多个栅格阵列其与多个像素中的一个像素对齐。栅格阵列中的一个允许光的一个波长穿过抵达相对应的像素。在一些实施例中，形成多个栅格阵列包括在各栅格阵列图案化与蚀刻至少一个开口。在其他实施例中，形成多个栅格阵列包括将栅格阵列设置于半导体基底的正面上。在另外的其他实施例中，形成多个栅格阵列包括将栅格阵列设置于半导体基底的背面上。在其他实施例中，方法还包括形成金属层于上述多个像素上、形成层间介电层以分隔或隔离位于其中的金属层以及形成微透镜于上述多个栅格阵列上。
本发明也提供半导体元件的实施例，包括半导体基底，其具有正面与背面、多个像素于上述半导体基底的正面上，以及多个栅格阵列。多个栅格阵列中的一个与至少一个像素对齐以允许光的一个波长到达至少一个像素。在一些实施例中，光的波长为红光。在其他实施例中，光的波长为绿光，在另外的其他实施例中，光的波长为蓝光。在其他实施例中，多个栅格阵列位于基底的正面上。在一些实施例中，多个栅格阵列位于基底的背面上。在另外的其他实施例中，栅格阵列中的一个包括至少一个开口，其宽度等于红光波长的一半。在其他实施例中，栅格阵列中的一个包括至少一个开口，其宽度等于绿光波长的一半。在其他实施例中，栅格阵列中的一个包括至少一个开口，其宽度等于蓝光波长的一半。
本发明也提供图像感应元件的另一个实施例。图像感应元件包括半导体基底、第一、第二与第三像素形成于上述半导体基底上，以及第一、第二与第三栅格分别与上述第一、第二与第三像素对齐。上述第一、第二与第三栅格包括至少一个开口以允许所需光线的波长分别抵达上述第一、第二与第三像素。在一些实施例中，所需光线的波长为红光。在其他实施例中，所需光线的波长为绿光。在另外的其他实施例中，所需光线的波长为蓝光。在一些实施例中，上述的至少一个开口是正方形，且其宽度等于所需光线的波长的一半。在其他一些实施例中，上述第一、第二与第三栅格的厚度为
Figure G071E0998520070822D000111
本发明所述的彩色滤光片可设置为过滤其他颜色，例如青绿色(cyan)、黄色与洋红色(magenta)，或过滤其他形式的射线，例如红外线、微波、X射线与紫外线。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，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随附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种图像感应元件，包括：
半导体基底，其具有正面与背面；
多个像素形成于该半导体基底的正面上；以及
多个栅格阵列，与相同数量的所述多个像素一一对应的对齐；
其中该栅格阵列至少包括一开口以允许光的特定频宽通过，且该开口的大小与形状决定被允许穿过栅格阵列的特定频宽。
2.如权利要求1所述的图像感应元件，其中该光的特定频宽选自由下列所组成的群组其中之一：红光频宽、绿光频宽与蓝光频宽。
3.如权利要求2所述的图像感应元件，其中该栅格阵列包括至少一个开口，且其中该开口的宽度实质上等于该光线的波长的一半。
4.如权利要求3所述的图像感应元件，其中该栅格阵列于该半导体基底的正面上。
5.如权利要求3所述的图像感应元件，其中该栅格阵列于该半导体基底的背面上。
6.如权利要求1所述的图像感应元件，其中该栅格阵列的厚度为
Figure FA20180383200710140998501C00011
7.如权利要求1所述的图像感应元件，其中该栅格阵列由一种材料所形成，该材料选自由下列所组成的群组：多晶硅、非晶硅、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅与上述的组合。
8.如权利要求1所述的图像感应元件，其中该栅格阵列由金属、金属氮化物或金属合金所形成。
9.如权利要求1所述的图像感应元件，其中该像素选自由下列所组成的群组：光二极管、光晶体管、光栅、重置晶体管、源极跟随器晶体管、转换栅极晶体管、选择晶体管与上述的组合。
10.如权利要求9所述的图像感应元件，其中该光二极管为PIN光二极管。
11.如权利要求1所述的图像感应元件，还包括抗反射层于该多个栅格阵列上，其中该抗反射层包括氧化硅层与氮氧化硅层。
12.如权利要求1所述的图像感应元件，还包括：
金属层位于该多个像素上；
层间介电层，其用以分隔或隔离位于其中的金属层；以及
微透镜于该多个栅格阵列上。
13.一种图像感应元件，包括：
半导体基底；
第一、第二与第三像素形成于该半导体基底上；
第一、第二与第三栅格分别与该第一、第二与第三像素对齐；
其中该第一栅格包括至少一个第一开口以允许光线的第一波长抵达该第一像素，该第二栅格包括至少一个第二开口以允许光线的第二波长抵达该第二像素，且该第三栅格包括至少一个第三开口以允许光线的第三波长抵达该第三像素。
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