CN101261999A - 图像感测装置、其形成方法及半导体装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种图像感测装置及其形成方法和半导体装置。其中该图像感测装置包括：半导体衬底，其具有第一类型导电性；第一材料层，在该半导体衬底上方，该第一材料层具有该第一类型导电性；第二材料层，在该第一材料层上方，该第二材料层具有第二类型导电性，该第二类型导电性与该第一类型导电性不同；以及多个象素，在该第二材料层中。本发明的装置及其制作方法能够降低串音干扰及电子溢流现象。此外，本发明提供的装置及其制作方法可以容易地和现今的半导体工艺设备及技术整合。利用本发明提供的装置及其制作方法可避免工艺设备与技术的极限。再者，本发明提供的装置及其制作方法可适用于持续缩小的象素的尺寸。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体装置及其形成方法，且特别涉及一种图像感测装置及其形成方法。
背景技术
在半导体技术中，图像感测器可用来感测投射至半导体衬底的光线。互补式金属半导体半导体(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)图像感测器与电荷耦合装置(CCD)感测器已被广泛地应用在各方面，例如数码相机(digital still camera)。这些感测器利用象素(pixel)阵列(array)或图像感测元件来接受光能量以将图像转换为数字数据，象素阵列或图像感测元件可包括光二极管及MOS晶体管。
然而，图像感测装置面临了串音干扰(cross-talk)及/或电子溢流(blooming)的问题。以图像感测元件为目标的光与光产生的电信号可能会散布至邻近的图像感测元件。某些情况下，高强度的光产生了过多的电子，而这些过多的电子将会溢流至其他图像感测元件。此现象会降低空间分辨率(spatial resolution)及感光度，并导致不良的分色(color seperation)。
因此，目前需要一种简单且具有成本效益的装置及其形成方法，用以降低图像感测装置中的串音干扰及电子溢流现象。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种可以改善串音干扰与电子溢流现象的图像感测装置及其形成方法。
本发明提供一种图像感测装置，包括：半导体衬底，其具有第一类型导电性；第一材料层，在该半导体衬底上方，该第一材料层具有该第一类型导电性；第二材料层，在该第一材料层上方，该第二材料层具有第二类型导电性，该第二类型导电性与该第一类型导电性不同；以及多个象素，在该第二材料层中。
根据本发明的图像感测装置，其中所述第一材料层及所述第二材料层包括外延层。
根据本发明的图像感测装置，其中所述半导体衬底可在操作过程中提供欧姆接触。
根据本发明的图像感测装置，其中所述第一材料层可在操作过程中被施予偏压。
根据本发明的图像感测装置，还包括：多个浅沟槽隔离元件，其中各浅沟槽隔离元件设置在所述多个象素之间；以及多个防护环阱区，其具有所述第二类型导电性，其中各防护环阱区在各浅沟槽隔离元件下方。
根据本发明的图像感测装置，其中所述第二材料层的厚度约介于2.5μm至4μm之间。
本发明还提供一种图像感测装置的形成方法，包括：提供半导体衬底，其具有第一类型导电性；在该半导体衬底上方形成第一材料层，该第一材料层具有该第一类型导电性；在该第一材料层上方形成第二材料层，该第二材料层具有第二类型导电性，该第二类型导电性与该第一类型导电性不同；以及在该第二材料层中形成多个象素。
根据本发明的图像感测装置的形成方法，其中形成所述第一材料层与所述第二材料层包括外延成长。
根据本发明的图像感测装置的形成方法，还包括对所述第一材料层施予偏压以避免串音干扰。
根据本发明的图像感测装置的形成方法，还包括：形成多个浅沟槽隔离元件，其中各浅沟槽隔离元件设置在所述多个象素之间；以及形成多个防护环阱区，其具有所述第二类型导电性，其中各防护环阱区在各浅沟槽隔离元件下方。
本发明另提供一种半导体装置，包括：衬底，其具有第一类型掺杂质；第一材料层，在该衬底上方，该第一材料层具有该第一类型掺杂质；第二材料层，在该第一材料层上方，该第二材料层具有第二类型掺杂质，该第二类型掺杂质与该第一类型掺杂质不同；以及多个图像感测元件，在该第二材料层中。
根据本发明的半导体装置，还包括：多个浅沟槽隔离元件，用以隔离各图像感测元件；以及多个阱区，其具有所述第二类型掺杂质，且各阱区在各浅沟槽隔离元件下方。
根据本发明的半导体装置，其中各图像感测元件包括光二极管及至少一个晶体管。
本发明提供了高效率且有成本效益的装置及其制作方法，其用以降低串音干扰及电子溢流现象。此外，本发明提供的装置及其制作方法可以容易地和现今的半导体工艺设备及技术整合。利用本发明提供的装置及其制作方法可避免工艺设备与技术的极限。再者，本发明提供的装置及其制作方法可适用于持续缩小的象素的尺寸。
附图说明
图1是示出本发明实施例的图像感测装置的俯视图；
图2是示出已知遭受串音干扰及/或电子溢流的图像感测装置的剖面图；
图3是示出已知降低串音干扰及/或电子溢流现象的图像感测装置的剖面图；
图4是示出本发明实施例的图像感测装置的剖面图；
图5是示出本发明实施例的图像感测装置的制作方法流程图。
其中，附图标记说明如下：
图1：
10～图像感测装置；50～象素。
图2-图3：
100～图像感测装置；110A、110B～象素；120～半导体衬底；130～p型外延层；140～浅沟槽隔离元件；150～防护环p型阱区；160～光二极管；161～n型掺杂区；162～重掺杂p型区；175～栅极电极；180～光电子；190～箭头；200～图像感测装置；210A、210B～象素；220～半导体衬底；230～外延层；240～深阱区；250～光电子；260～路径。
图4-图5：
300～图像感测装置；310A、310B～象素；320～半导体衬底；330～第一外延层；340～第二外延层；350～隔离元件；360～防护环阱区；370～光二极管；371～n型掺杂区；372～p型固定层；380～栅极电极；390～光电子；395～路径；400～制作方法；410、420、430、440、450、460～步骤。
具体实施方式
以下将通过实施例说明本发明的概念，各个实施例仅作为举例说明的用途，并非用以限定本发明的范围。在附图或描述中，相似或相同的部分将使用相似或相同的标号。在附图中，元件的形状或厚度可扩大或缩小。图中未示出或描述的元件，可为本领域技术人员所知的形式。此外，当叙述层位于基板或另一层上时，此层可直接位于基板或是另一层上，或是其间亦可以有中介层。
请参照图1，其是示出本发明实施例的图像感测装置10的俯视图。图像感测装置10包括以格栅(grid)或阵列排列的象素50，象素50亦可被称为图像感测元件。可在邻近象素50的阵列的处提供额外的电路及输入/输出，用以提供这些象素操作环境与对外的连接。图像感测装置10可包括电荷耦合装置(CCD)感测器、互补式金属半导体半导体(CMOS)图像感测器、主动象素感测器、被动象素感测器。图像感测器10可以是正面或背面照光型感测器。
请参照图2，其是示出已知遭受串音干扰(cross-talk)及/或电子溢流(blooming)的图像感测装置100的剖面图。为了说明上的清楚与简明易懂，图中仅示出两个单位象素110A及110B。图像感测装置100包括半导体衬底120，半导体衬底120包括结晶硅衬底。在本例中，半导体衬底120是重掺杂的p型硅衬底。图像感测装置100还包括轻掺杂的p型外延层130，p型外延层130形成在p型硅衬底120上方。图像感测装置100还包括浅沟槽隔离(STI)元件140以及防护环p型阱区150。浅沟槽隔离元件140可用来隔离象素110A及110B，防护环p型阱区150大致在隔离元件140下方。
象素110A及110B分别包括光二极管160，光二极管160用以感测辐射光。光二极管160包括形成在p型外延层130中的n型掺杂区161以及在n型掺杂区161表面上的重掺杂p型区162，其中重掺杂p型区162亦被称为p型固定层(pinned layer)。由此，P-N-P结(junction)区构成了光二极管160的感光区。象素110A及110B还包括传导栅极晶体管(transfer gatetransistor)，传导栅极晶体管具有形成在p型外延层130上方的栅极电极170。传导栅极晶体管另包括其他如源极区与漏极区的元件，在此不加赘述。
图像感测器运作时，入射光被导向象素110A、110B且到达光二极管160。到达光二极管160的光可产生光电荷或光电子(e-)180，且光电子被聚集及储存于感光区。这些光电子通过传导栅极晶体管被传递且转换为数字信号。光电子产生的数量与光的强度(即感光区中光子被吸收的数量)成正比。然而，当象素110A与110B之间的间隔越来越窄时，一些由波长较长的光产生的光电子180可能会经由外延层130散布至邻近的象素，如箭头190所示出，如此，造成了串音干扰现象。再者，光二极管160可聚集及储存在感光区中的光电子有其最大数量。高强度的光可能产生溢流或过多的光电子，这些光电子亦会通过外延层130散布至邻近的象素，如此，造成了电子溢流现象。因此，当象素间距及尺寸缩小的同时，串音干扰与电子溢流的问题将更加严重。
请参照图3，其是示出已知降低串音干扰及/或电子溢流现象的图像感测装置200的剖面图。为了说明上的清楚与简明易懂，图3与图2相似或相同的元件以相同的符号标示，且类似的元件将不再加以赘述。虽然图像感测装置200可能包括数百万个象素，然而，图3仅示出两个单位象素210A及210B。特别的是，图像感测装置200具有形成在n型外延层与重掺杂n型衬底上方的深p型阱区。图像感测装置200可包括半导体衬底220，半导体衬底220可以是重掺杂n型衬底。图像感装置200可还包括在半导体衬底220上方的外延层230，例如轻掺杂n型外延层。在外延层230上方可形成深阱区240，例如深p型阱区。可通过离子注入工艺形成深p型阱区240，且可利用离子注入机掺杂如硼等的p型掺杂质。离子注入机可精确地控制掺杂质浓度与离子渗入深度。深p型阱区240的深度取决于离子注入机提供的注入能量，例如越高的注入能量可造成越深的离子渗入深度。象素210A、210B的类型可与图2中的象素110A、110B相同。
当图像感测装置运作时，在光二极管160的感光区(P-N-P结区)中被吸收的辐射光可产生光电子。如前述说明，在象素210A产生的光电子(e-)250可能会散布至邻近象素210B。然而，n型外延层230可聚集这些光电子并提供电子溢流路径260，由此，可避免光电子散布至及他象素。再者，可对重掺杂n型衬底220施予偏压，由此，聚集于n型外延层230的光电子被吸引而流向衬底220之外。象素210A与210B之间的串音干扰与电子溢流问题可因此有效地减少。然而，利用此具有深p型阱区结构的象素的缺点之一为：形成深阱区需要高能量。在某些情况下，离子注入机有其能量的极限。再者，在离子注入过程中，高能量易对半导体衬底造成损害。
请参照图4，其是示出本发明实施例的图像感测装置300的剖面图。图像感测装置300可避免串音干扰及/或电子溢流现象。虽然图像感测装置300可能包括数百万个象素，然而，图4仅示出两个单位象素310A及310B。图像感测装置300可包括半导体衬底320，半导体衬底320可包括结晶硅衬底。半导体衬底320可包括其他元素半导体，如锗。或者，半导体衬底320可包括其他化合物半导体，如碳化硅、砷化镓、砷化铟或磷化铟。在一个例子中，半导体衬底320包括具有第一类型导电性硅，例如n型硅衬底。可利用如磷或砷等的n型掺杂质重掺杂硅衬底以形成n型硅衬底，在此，可通过离子注入或扩散工艺对衬底进行掺杂。
图像感测装置300可还包括第一外延层330，第一外延层330形成在重掺杂n型衬底320上方，第一外延层330可具有第一类型导电性。第一外延层330可包括n型外延层，其可通过外延成长工艺形成。n型外延层330可具有小于半导体衬底320的n型掺杂质浓度，例如n型外延层330的磷或砷等掺杂质的浓度小于半导体衬底320的掺杂质浓度。
图像感测装置300可还包括第二外延层340，第二外延层340形成在第一外延层330上方。第二外延层340可具有第二类型导电性，其中第二类型导电性与第一类型导电性不同。在一个例子中，第二外延层340可包括p型外延层，其通过外延成长工艺形成。p型外延层可具有低浓度的p型掺杂质，如硼或氟化硼等。第二外延层340的厚度取决于象素310A、310B的结构、n型外延层的外部扩散范围、以及防护环阱区的离子植入深度。举例而言，第二外延层340的厚度可约介于2.5μm至4.0μm，以便利用现今的技术及工艺形成象素310A及310B。
图像感测装置300可还包括多个隔离元件350用以隔离象素310A及310B，隔离元件例如为浅沟槽隔离(STI)元件。隔离元件350亦可隔离第二外延层340中的其他主动区(未示出)，这些主动区用以形成各种装置，如晶体管。可通过适用的方法在第二外延层340中形成隔离元件350。可填入介电材料于隔离元件350中，且隔离元件350可包括形成在其侧壁的氧化物衬层。
图像感测装置300可还包括多个防护环阱区360，防护环阱区360大致位在隔离元件下方。在本例子中，由于第二外延层340为p型外延层，因此可在隔离元件350下方掺杂如硼等的p型掺杂质，藉以形成防护环p型阱区360。可利用离子注入机进行离子注入工艺以形成防护环阱区360。防护环阱区360的深度取决于离子注入机提供的能量。可通过调整防护环阱区360的深度及掺杂浓度以减少光电子自象素310A扩散至320B。
象素310A及310B分别包括光二极管370，光二极管370可形成在第二外延层340中，光二极管370可用来感测辐射光。在一个例子中，光二极管370为n型光二极管。光二极管370可包括在p型外延层340中的n型掺杂区371。光二极管370可还包括在n型掺杂区371表面上的p型固定层372。由此，P-N-P结区构成光二极管370的感光区。象素310A及310B可还包括传导栅极晶体管(transfer gate transistor)，传导栅极晶体管具有形成在p型外延层340上方的栅极电极380。传导栅极晶体管可另包括其他如源极区与漏极区的元件，在此不加赘述。虽然本实施例列举光二极管与传导栅极晶体管，然而，其他微电子元件亦可应用于象素中。这些微电子元件可包括固定层光二极管、光栅极、光晶体管、重置栅极晶体管(reset gate transistor)、源极随耦晶体管(source follower transistor)、行选择晶体管(row select transistor)或其组合，但不以此为限。
图像感测装置300可还包括在第二外延层340上方的多个内连线金属层，这些内连线金属层可提供半导体衬底320上方各微电子元件之间电性连接。内连线金属层可包括导电材料，例如铝、铝/硅/铜合金、钛、氮化钛、钨、多晶硅、金属硅化物(silicide)或其组合。内连线金属层的形成方法包括如溅镀法的物理气相沉积法、化学气相沉积法或其他适用方法。或者，内连线金属层可包括铜、铜合金、钛、氮化钛、钽、氮化钽、钨、多晶硅、金属硅化物或其组合。
这些内连线金属层可形成在层间介电层中，且各内连线金属层之间可通过层间介电层互相隔离。较佳者，层间介电层为低介电常数介电材料，例如介电常数小于3.5。层间介电层可包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、旋涂式玻璃(SOG)、氟硅玻璃(FSG)、掺杂碳的氧化硅、Black
(加州SantaClara应用化学公司制造)、干凝胶(Xerogel)、气凝胶(Aerogel)、掺氟的非晶碳(amorphous fluorinated carbon)、聚对二甲基苯(parylene)、SiLK(美国DowChemical公司制造)、聚亚酰胺(polyimide)及/或其他适用材料。层间介电层的形成方法包括旋涂(spin-on)法、化学气相沉积法、溅镀法或其他适用方法。可通过整合工艺形成内连线金属层及层间介电层，例如镶嵌(damascene)工艺或光刻/等离子蚀刻工艺。
图像感测装置300可还包括在半导体衬底320上方的彩色滤光片及微透镜(未示出)。在图像感测器运作的过程中，彩色滤光片与微透镜可过滤辐射光以通过所欲的辐射光类型(如红、绿或蓝光)，接着将过滤后的光导向光二极管370的感光区(P-N-P结区)。在感光区中被吸收的辐射光可产生光电荷或光电子(e-)390，光二极管370可聚集与储存光电子390。光电子390产生的数量与辐射光的强度成正比。传导栅极晶体管可传递光电子390，并且光电子可通过其他在半导体衬底320上方的微电子元件转换为数字信号。
在某些情况下，在象素310A中产生的光电子390会经由第二外延层340散布至邻近的象素310B，而引起串音干扰及/或电子溢流。有些光电子是由波长较长的光产生，而波长较长的光在光二极管370的较深位置被吸收。此外，高强度光将产生溢流或过多的光电子390，这些光电子超过了光二极管370的电位阱容量(full well capacity)。值得注意的是，例如为n型外延层的第一外延层330可提供聚集区(如p型外延层与n型外延层的P-N结区)，用以聚集波长较长的光产生的光电子390，由此，串音干扰可有效地减少。再者，第一外延层330可提供过多或溢流的光电子390路径395，由此，电子溢流可有效地减少。由于半导体衬底320包括n+衬底，因此可容易地形成非常低电阻值的欧姆接触(ohmic contact)，由此，光电子390可自第一外延层330向半导体衬底320之外流出。再者，例如为n+衬底的半导体衬底320与例如为n型外延层的第一外延层330可被施予偏压，藉以吸引电子向半导体衬底320移动并且可避免电子扩散至邻近象素。在本实施例中，图像感测装置300不包括象素中的深阱区结构，因此，可避免离子注入机的能量极限以及离子注入过程中高能量引起的损害。
请参照图5，其示出本发明实施例的图4中的图像感测装置300的制作方法400流程图。制作方法400起始于步骤410，首先，提供具有第一类型导电性的衬底，此衬底包括重掺杂n型(n+)硅衬底，可利用离子注入或扩散工艺对衬底进行掺杂。此n+衬底可在操作过程中被施予偏压。接着，进行方法400的步骤420，可在衬底上方形成具有第一类型导电性的第一材料层。第一材料层可包括n型外延层，其可通过外延成长工艺形成。第一材料层可具有小于半导体衬底的n型掺杂质浓度(例如磷或砷的浓度)。此n型外延层可在操作过程中被施予偏压。之后，进行方法400的步骤430，在第一材料层上方形成具有第二类型导电性的第二材料层，且第二类型导电性与第一类型导电性不同。第二材料层可包括p型外延层，其通过外延成长工艺形成。第二材料层可具有低浓度的p型掺杂质，如硼或砷。
接着，进行方法400的步骤440，形成多个隔离元件，如浅沟槽隔离(STI)元件，用以定义与隔离第二材料层中的多个主动区。可利用适用的技术及工艺形成隔离元件。之后，进行方法400的步骤450，形成多个具有第二类型导电性的防护环阱区。防护环阱区可包括防护环p型阱区，其大致位于隔离元件下方。
之后，进行方法400的步骤460，在第二材料层的主动区中形成多个象素。由于第二材料层包括轻掺杂p型外延层，因此可利用现今的工艺技术形成这些象素。举例而言，象素可包括光二极管、固定层光二极管、光栅极、光晶体管、传导栅极晶体管、重置栅极晶体管(reset gate transistor)、源极随耦晶体管(source follower transistor)、行选择晶体管(row select transistor)或其组合。
在上述的图像感测装置及其形成方法中，图像感测装置所接受的照射光并不限定于如红、绿或蓝光等的可见光，它可以是其他辐射光，如红外光(IR)或紫外光(UV)。象素及其他装置可经过适当的设计以有效地反射及/或吸收辐射光。
本发明的实施例提供一种图像感测装置，此图像感测装置包括半导体衬底，其具有第一类型导电性。半导体衬底上方具有第一材料层，第一材料层具有第一类型导电性。第一材料层上方具有第二材料层，第二材料层具有第二类型导电性，第二类型导电性与第一类型导电性不同。第二材料层中具有多个象素。在一个例子中，这些象素包括微电子元件，微电子元件可选自由光二极管、固定层光二极管、光栅极、光晶体管、传导栅极晶体管、重置栅极晶体管、源极随耦晶体管、行选择晶体管及其组合所组成的群组。在一个例子中，半导体衬底可重掺杂第一类型导电性的掺杂质。半导体衬底可在操作过程中提供欧姆接触。第一材料层可包括轻掺杂第一类型导电性的掺杂质的外延层。第一材料层可在操作过程中被施予偏压。
在一个例子中，第二材料层可包括轻掺杂第二类型导电性的掺杂质的外延层。图像感测装置可还包括多个浅沟槽隔离(STI)元件以及多个具有第二类型导电性的防护环阱区。各STI元件形成在这些象素之间。各防护环阱区大致位在各STI元件下方。在一个例子中，第二材料层的厚度大于防护环阱区的深度。举例而言，第二材料层的厚度约介于2.5μm至4.0μm之间。
本发明的实施例另提供一种图像感测装置的形成方法。此方法包括提供半导体衬底，其具有第一类型导电性。在该半导体衬底上方形成第一材料层，第一材料层具有第一类型导电性。在该第一材料层上方形成第二材料层，第二材料层具有第二类型导电性。在第二材料层中形成多个象素。形成第一材料层包括外延成长外延层，且外延层轻掺杂第一类型导电性的掺杂质。形成第二材料层包括外延成长外延层，且外延层轻掺杂第二类型导电性的掺杂质。
在一个例子中，图像感测装置的形成方法还包括对第一材料层施予偏压以避免串音干扰。形成该些象素包括形成微电子元件，其中微电子元件可选自由光二极管、固定层光二极管、光栅极、光晶体管、传导栅极晶体管、重置栅极晶体管、源极随耦晶体管、行选择晶体管及其组合所组成的群组。在一个例子中，图像感测装置的形成方法还包括形成多个浅沟槽隔离(STI)元件以及形成多个防护环阱区。各STI元件设置于该些象素之间，且各防护环阱区大致在各STI元件下方。
本发明的实施例再提供一种半导体装置，此半导体装置包括具有第一类型掺杂质的衬底。衬底上方具有第一材料层，第一材料层具有第一类型掺杂质。第一材料层上方具有第二材料层，第二材料层具有第二类型掺杂质，且第二类型掺杂质与第一类型掺杂质不同。第二材料层中具有多个图像感测元件。在一个例子中，此半导体装置包括多个浅沟槽隔离(STI)元件以及多个阱区，该些STI元件可用以隔离各图像感测元件，该些阱区具有第二类型掺杂质且大致位在各STI元件下方。在一个例子中，衬底可重掺杂第一类型掺杂质，第一材料层可轻掺杂第一类型掺杂质，第二材料层可轻掺杂第二类型掺杂质。各图像感测元件可包括光二极管与至少一个晶体管。
本发明的多个优点存在于上述实施例中。这些实施例提供高效率且有成本效益的装置及其制作方法，其用以降低串音干扰及电子溢流现象。此外，本发明实施例提供的装置及其制作方法可以容易地和现今的半导体工艺设备及技术整合。利用本发明实施例提供的装置及其制作方法可避免工艺设备与技术的极限。再者，本发明实施例提供的装置及其制作方法可适用于持续缩小的象素的尺寸。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的变化与修改，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。
Claims (13)
1. 一种图像感测装置，包括：
半导体衬底，其具有第一类型导电性；
第一材料层，在所述半导体衬底上方，所述第一材料层具有所述第一类型导电性；
第二材料层，在所述第一材料层上方，所述第二材料层具有第二类型导电性，所述第二类型导电性与所述第一类型导电性不同；以及
多个象素，在所述第二材料层中。
2. 如权利要求1所述的图像感测装置，其中所述第一材料层及所述第二材料层包括外延层。
3. 如权利要求1所述的图像感测装置，其中所述半导体衬底能在操作过程中提供欧姆接触。
4. 如权利要求1所述的图像感测装置，其中所述第一材料层能在操作过程中被施予偏压。
5. 如权利要求1所述的图像感测装置，还包括：
多个浅沟槽隔离元件，其中各浅沟槽隔离元件设置在所述多个象素之间；以及
多个防护环阱区，其具有所述第二类型导电性，其中各防护环阱区在各浅沟槽隔离元件下方。
6. 如权利要求1所述的图像感测装置，其中所述第二材料层的厚度约介于2.5μm至4μm之间。
7. 一种图像感测装置的形成方法，包括：
提供半导体衬底，其具有第一类型导电性；
在所述半导体衬底上方形成第一材料层，所述第一材料层具有所述第一类型导电性；
在所述第一材料层上方形成第二材料层，所述第二材料层具有第二类型导电性，所述第二类型导电性与所述第一类型导电性不同；以及
在所述第二材料层中形成多个象素。
8. 如权利要求7所述的图像感测装置的形成方法，其中形成所述第一材料层与所述第二材料层包括外延成长。
9. 如权利要求7所述的图像感测装置的形成方法，还包括对所述第一材料层施予偏压以避免串音干扰。
10. 如权利要求7所述的图像感测装置的形成方法，还包括：
形成多个浅沟槽隔离元件，其中各浅沟槽隔离元件设置在所述多个象素之间；以及
形成多个防护环阱区，其具有所述第二类型导电性，其中各防护环阱区在各浅沟槽隔离元件下方。
11. 一种半导体装置，包括：
衬底，其具有第一类型掺杂质；
第一材料层，在所述衬底上方，所述第一材料层具有所述第一类型掺杂质；
第二材料层，在所述第一材料层上方，所述第二材料层具有第二类型掺杂质，所述第二类型掺杂质与所述第一类型掺杂质不同；以及
多个图像感测元件，在所述第二材料层中。
12. 如权利要求11所述的半导体装置，还包括：
多个浅沟槽隔离元件，用以隔离各图像感测元件；以及
多个阱区，其具有所述第二类型掺杂质，且各阱区在各浅沟槽隔离元件下方。
13. 如权利要求11所述的半导体装置，其中各图像感测元件包括光二极管及至少一个晶体管。
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