CN102751298B - 集成电路装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种集成电路装置，其包括：晶体管，包括栅极区域；以及波长转换元件，其中波长转换元件可以包括与晶体管的栅极区域相同的一种或多种材料。

Description

集成电路装置
技术领域
各种实施例通常涉及集成电路装置。
背景技术
诸如光电二极管的光电检测器可以用于通过在光电检测器前方放置具有期望的感测特性的光谱滤波器以选择到达光电检测器的外界光的波长来感测外界光或颜色。在本公开内容的背景下，外界光可以被理解为意味着来自环境的周围的光，其可以包括来自可见光谱的波长的混合，和/或未指明的波长的电磁波的范围。传统上，光谱滤波器已包括未构图的介电层的堆叠。通过调整层厚度或者通过调整光谱滤波器材料，可以选择光谱滤波器的感测特性。然而，这些类型的介电滤波器是高成本的并且对于每个晶片仅提供一种滤波器选择，由此在另外的制造步骤中加工滤波器。
近来，已报导了由光栅和阵列形成的光谱滤波器。据报导已论证了作为彩色滤波器的石英基板上的亚波长硅光栅。
此外，彩色滤波器阵列已被用在用于图像感测的应用中，以例如选择特定波长的电磁辐射用于由光电转换器件感测。就是说，通过使用例如图像的三个不同的滤波器——每个滤波器被配置成选择特定波长的电磁辐射，可以再现眼睛的颜色灵敏度，其中每个滤波器的行为如同眼睛中的三个不同的颜色感受器中的相应的一个。当前可以充分利用用于光电检测器的波长选择的光谱滤波器的使用的器件，传统上已合并光谱滤波器仅作为针对光电检测器的外加外部部件。就是说，这些光谱滤波器在分立的制造工艺中与光电检测器无关地构造。然后在分立的制造工艺之后分立的光谱滤波器作为外部部件而被外加。因此外部生产的光谱滤波器结合现有的光电检测器的使用给制造工艺带来了高成本。此外，将独立构造的光谱滤波器与光电检测器合并的工艺可能给制造工艺添加另外的技术复杂性。光谱滤波器将进一步需要被设计为与集成电路内的其他电子部件一起发挥作用。
发明内容
一个实施例是一种集成电路装置，其包括：晶体管，包括栅极区域；以及波长转换元件，其中波长转换元件可以包括与晶体管的栅极区域相同的一种或多种材料。
另一实施例是一种集成电路装置，其包括：晶体管，包括栅极区域；以及波长转换元件，其中波长转换元件可以包括层间介电材料，并且其中层间介电层材料包括与至少部分地横向隔离栅极区域的区域相同的一种或多种材料。
另一实施例是一种集成电路装置，其包括：多个器件；器件隔离区域，用于使多个器件中的至少一个器件与多个器件中的另外的至少一个器件隔开；以及波长转换元件，其中波长转换元件包括与器件隔离区域相同的一种或多种材料。
另一实施例是一种集成电路装置，其包括：载体，包括第一面和第二面，其中第二面面对的方向与第一面面对的方向相反；一个或多个器件，在载体的第一面中形成；以及波长转换元件，在载体的第二面中形成。
附图说明
在附图中，不同视图通篇中的相同的附图标记通常指示相同的部分。附图不一定依比例绘制，而是重点通常在于说明各种实施例的原理。在以下描述中，参照以下附图描述了各种实施例，其中：
图1示出了根据一个实施例的集成电路装置；
图2示出了根据一个实施例的集成电路装置；
图3示出了根据一个实施例的集成电路装置；
图4示出了根据一个实施例的集成电路装置；
图5示出了根据一个实施例的集成电路装置；
图6A和6B示出了根据一个实施例的集成电路装置；
图7A和7B示出了根据一个实施例的集成电路装置；
图8A和8B示出了根据一个实施例的集成电路装置；
图9A至9L示出了用于制造根据一个实施例的集成电路装置的方法；
图10示出了根据一个实施例的波长转换元件；
图11示出了根据一个实施例的波长转换元件；
图12示出了根据一个实施例的波长转换元件；
图13示出了根据一个实施例的波长转换元件；
图14示出了根据一个实施例的波长转换元件；
图15A和15B示出了根据一个实施例的与具有光谱滤波器的光电二极管集成的标准CMOS栅极；
图16A和16B示出了根据一个实施例的具有光谱滤波器的集成光电二极管；
图17A、17B和17C示出了根据一个实施例的反射光谱和透射光谱响应；
图18示出了根据一个实施例的集成电路；
图19A-D、图20A-D和图21A-D示出了根据各种实施例中描述的集成电路的标准器件；
图22A示出了根据各种实施例的集成电路装置；
图22B示出了根据各种实施例的集成电路装置的波长转换元件；
图22C示出了根据各种实施例的集成电路装置；
图22D示出了根据各种实施例的集成电路装置；
图23A示出了根据各种实施例的集成电路装置的波长转换元件；
图23B示出了根据各种实施例的集成电路装置的波长转换元件；
图24A示出了根据各种实施例的集成电路装置；
图24B示出了根据各种实施例的集成电路装置的波长转换元件和另一波长转换元件；
图24C示出了根据各种实施例的集成电路装置；
图24D示出了根据各种实施例的集成电路装置；
图25A示出了根据各种实施例的集成电路装置；
图25B示出了根据各种实施例的集成电路装置；
图26示出了根据各种实施例的集成电路装置；
图27A示出了根据各种实施例的集成电路装置；
图27B示出了根据各种实施例的集成电路装置。
具体实施方式
以下的详细描述参照附图，所述附图作为图示示出了其中可以实践本发明的具体细节以及实施例。
词“示例性”在这里用于意指“用作示例、实例或说明”。在这里描述为“示例性”的任何实施例或设计不一定被解释为对比其他实施例或设计是优选的或有利的。
在各种实施例中，包含与集成电路内的电子部件集成并且与光电二极管集成的光谱滤波器的新器件可以向制造工艺提供节约成本的机会，并且向图像传感器的制造提供减少的复杂度。根据各种实施例，光谱滤波器-光电二极管集成电路的部件可以在相同制造工艺内制造，使得光谱滤波器-光电二极管集成电路可以与例如集成电路内的晶体管的其他电子部件一起制造。
具有适当的结构和材料组合的集成光谱滤波器可以用于创建CMOS兼容光谱滤波器-光电二极管集成电路。具有不同灵敏度的多个传感器可以在芯片内与具有不同的横向结构和材料组合的光谱滤波器无缝地集成。例如，可以通过对具有可调光谱灵敏度的光学滤波器进行横向构图，诸如通过生产具有可见光的亚波长区域中的结构的光学滤波器（例如具有约250nm的周期的光学滤波器阵列/光栅），来生产RGB传感器。根据各种实施例，还容易可以在单个芯片上制造具有不同光谱响应的例如RGB传感器的光电二极管。为了创建光子晶体，形成晶体结构的图案，或者单位晶格的间距应约为光波长一半或更小。因此，193nm光刻可以用于实现如下技术能力：为可见光谱范围中的光创建光子结构。
通过进一步使用横向亚波长光栅结构，可以生产具有相当于眼睛的灵敏度的外界光灵敏度的外界光传感器（ALS）。这些传感器可以适合作为用于例如移动电话、导航设备、笔记型PC和上网本、平板电视液晶显示器（LCD）和等离子体显示器中的背光中的显示器的光强度控制的外界光传感器。这些传感器可以进一步用作LED房间照明中的色温传感器。ALS和RGB传感器可以用于评估色温，所述温可以提供LED照明中的色温的混合。接近度和ALS传感器可以用于由于背景照明的改变例如由于手的接近而禁用和激活触摸板。
CMOS兼容光谱滤波器-光电二极管集成电路带来了未来的图像传感器的制造工艺的重大简化。此外，简化的制造工艺给制造工艺带来了极大的成本节约。生产与光电二极管集成的CMOS兼容光谱滤波器的成本仅略微高于生产光电二极管自身的成本，相比而言对于外部添加的介电堆叠滤波器，每个晶片具有超过100美元的额外成本，例如每个8英寸晶片的约40000个ALS传感器对高的额外成本有贡献。
图1示出了根据一个实施例的集成电路装置102的图示100。在该实施例中，集成电路装置102可以包括：晶体管104（或者多个晶体管，通常是任意数目的晶体管），（每个）晶体管104包括栅极区域106；以及波长转换元件108。波长转换元件可以包括与晶体管的栅极区域相同的一种或多种材料。
图2示出了根据一个实施例的集成电路装置202的图示200。在该实施例中，集成电路装置202可以包括：晶体管，包括栅极区域204；以及波长转换元件206。波长转换元件206可以包括与晶体管的栅极区域204相同的一种或多种材料。包括与栅极区域相同的一种或多种材料的波长转换元件206以及栅极区域204的材料由载体208上的相同加工层形成。晶体管的栅极区域204的材料可以包括前道工序（FEOL）材料，例如多晶硅。晶体管的栅极区域204的材料可以包括金属。载体208可以进一步包括光电转换器210，例如p-n或pin光电二极管，并且波长转换元件206可以置于光电转换器210上。
图3示出了根据一个实施例的集成电路装置302的图示300。在该实施例中，集成电路装置302可以包括：晶体管，包括栅极区域204；以及波长转换元件306、304a-d。波长转换元件306、304a-d可以包括与晶体管的栅极区域204相同的一种或多种材料304a-d。包括与栅极区域204相同的一种或多种材料304a-d的波长转换元件306、304a-d以及栅极区域204的材料可以由载体208上的相同加工层形成。晶体管的栅极区域204的材料可以包括前道工序（FEOL）材料，例如多晶硅。晶体管的栅极区域204的材料可以包括金属。载体208可以进一步包括光电转换器210，例如p-n或pin光电二极管，并且波长转换元件306、304a-d可以置于光电转换器210上。波长转换元件可以进一步包括形成阵列的一个或多个结构元件304a-d，并且其中形成阵列的一个或多个结构元件包括与栅极区域204相同的一种或多种材料304a-d。波长转换元件306、304a-d可以进一步包括层间介电层材料306，并且其中形成阵列的每个元件304a-d至少部分地由层间介电层材料306横向围绕。
图4示出了根据一个实施例的集成电路装置402的图示400。在该实施例中，集成电路装置402可以包括：晶体管，包括栅极区域204；以及波长转换元件306、304a-d。波长转换元件306、304a-d可以包括与晶体管的栅极区域204相同的一种或多种材料304a-d。包括与栅极区域204相同的一种或多种材料304a-d的波长转换元件306、304a-d以及栅极区域204的材料由载体208上的相同加工层形成。晶体管的栅极区域204的材料可以包括前道工序（FEOL）材料，例如多晶硅。晶体管的栅极区域204的材料可以包括金属。载体208可以进一步包括光电转换器210，例如p-n或pin光电二极管，并且波长转换元件306、304a-d可以置于光电转换器210上。波长转换元件可以进一步包括形成阵列的一个或多个结构元件304a-d，并且其中形成阵列的一个或多个结构元件包括与栅极区域204相同的一种或多种材料304a-d。波长转换元件306、304a-d可以进一步包括层间介电层材料306，并且其中形成阵列的每个元件304a-d至少部分地由层间介电层材料306横向围绕。集成电路装置402可以进一步包括：另一波长转换元件406、404a-d；以及另一栅极区域408，置于栅极区域204上，其中另一波长转换元件406、404a-d可以包括与晶体管的另一栅极区域408相同的一种或多种材料404a-d。栅极区域204、另一栅极区域408、波长转换元件306、304a-d和另一波长转换元件406、404a-d可以在载体208上形成，其中栅极区域204和包括与栅极区域相同的一种或多种材料304a-d的波长转换元件306、304a-d由载体208上的相同加工层形成，并且其中另一晶体管栅极区域408和包括与另一栅极区域408相同的一种或多种材料404a-d的另一波长转换元件406、404a-d由载体208上的相同加工层形成。晶体管的栅极区域204和另一栅极区域408的材料可以包括前道工序（FEOL）材料，例如多晶硅。晶体管的栅极区域204和另一栅极区域408的材料可以包括金属。
图5示出了集成电路装置502的图示500，集成电路装置502包括：晶体管504，包括栅极区域506；以及波长转换元件510，其中波长转换元件510可以包括层间介电材料512，并且其中层间介电层材料512可以包括与至少部分地横向隔离栅极区域的区域508相同的一种或多种材料。
图6A示出了集成电路装置602的图示600，集成电路装置602包括：晶体管，包括栅极区域604；以及波长转换元件606、612，其中波长转换元件606、612可以包括层间介电材料612，并且其中层间介电层材料612可以包括与至少部分地横向隔离栅极区域的区域612相同的一种或多种材料。波长转换元件606、612可以包括与晶体管的栅极区域604相同的一种或多种材料。层间介电层材料612和至少部分地横向隔离栅极区域的区域612由载体上的相同加工层形成。晶体管的栅极区域604的材料可以包括前道工序（FEOL）材料，例如多晶硅。晶体管的栅极区域604的材料可以包括金属。载体608可以进一步包括光电转换器610，例如p-n或pin光电二极管，并且其中波长转换元件606置于光电转换器610上。
在另一实施例中，至少部分地横向隔离栅极区域的区域612可以根据栅极区域604的隔离需要进行构图。图6B示出了如根据图6A所述的集成电路装置的图示614，其中层间介电材料612可以被构图以形成区域618和616。在图6B中，层间介电层材料616可以包括与至少部分地横向隔离栅极区域的区域618相同的一种或多种材料，其中层间介电层材料616和至少部分地横向隔离栅极区域的区域618由载体608上的相同加工层形成。
图7示出了集成电路装置702的图示700，集成电路装置702包括：晶体管，包括栅极区域604；以及波长转换元件706、704a-d，其中波长转换元件706、704a-d可以包括层间介电材料706，并且其中层间介电层材料706可以包括与至少部分地横向隔离栅极区域的区域706相同的一种或多种材料。波长转换元件706、704a-d可以包括与晶体管的栅极区域604相同的一种或多种材料。层间介电层材料706和至少部分地横向隔离栅极区域的区域706由载体上的相同加工层形成。晶体管的栅极区域604的材料可以包括前道工序（FEOL）材料，例如多晶硅。晶体管的栅极区域604的材料可以包括金属。载体608可以进一步包括光电转换器610，例如p-n或pin光电二极管，并且其中波长转换元件706、704a-d置于光电转换器610上。波长转换元件706、704a-d可以进一步包括形成阵列的一个或多个结构元件704a-d，其中形成阵列的一个或多个结构元件704a-d可以包括与栅极区域604相同的一种或多种材料。
在另一实施例中，至少部分地横向隔离栅极区域的区域706可以根据栅极区域604的隔离需要进行构图。图7B示出了如根据图7A所述的集成电路装置710的图示708，其中层间介电材料706可以被构图以形成区域712和714。在图7B中，层间介电层材料714可以包括与至少部分地横向隔离栅极区域的区域712相同的一种或多种材料，其中层间介电层材料714和至少部分地横向隔离栅极区域的区域712由载体608上的相同加工层形成。
图8A示出了集成电路装置802的图示800，集成电路装置802包括：晶体管，包括栅极区域604；以及波长转换元件706、704a-d，其中波长转换元件706、704a-d可以包括层间介电材料706，并且其中层间介电层材料706可以包括与至少部分地横向隔离栅极区域的区域706相同的一种或多种材料706。波长转换元件706、704a-d可以包括与晶体管的栅极区域604相同的一种或多种材料。层间介电层材料706和至少部分地横向隔离栅极区域的区域706由载体上的相同加工层形成。晶体管的栅极区域604的材料可以包括前道工序（FEOL）材料，例如多晶硅。晶体管的栅极区域604的材料可以包括金属。载体608可以进一步包括光电转换器610，例如p-n或pin光电二极管，并且其中波长转换元件706、704a-d置于光电转换器610上。集成电路装置802可以进一步包括：另一波长转换元件808、804a-d；以及另一栅极区域806，置于栅极区域604上，其中另一波长转换元件808、804a-d可以包括另一层间介电层材料808。栅极区域604和另一栅极区域806以及波长转换元件706、704a-d和另一波长转换元件808、804a-d可以在载体608上形成，其中栅极区域604和包括与栅极区域相同的一种或多种材料704a-d的波长转换元件由载体上的相同加工层形成，并且其中另一晶体管栅极区域806和包括与另一栅极区域806相同的一种或多种材料804a-d的另一波长转换元件由载体上的相同加工层形成。晶体管的栅极区域604和另一栅极区域806的材料可以包括前道工序（FEOL）材料，例如多晶硅。晶体管的栅极区域604和另一栅极区域806的材料可以包括金属。波长转换元件706、704a-d可以进一步包括形成阵列的一个或多个结构元件704a-d，其中形成阵列的一个或多个结构元件704a-d可以包括与栅极区域604相同的一种或多种材料。另一波长转换元件806、804a-d可以进一步包括形成阵列的一个或多个结构元件804a-d，其中形成阵列的一个或多个结构元件804a-d可以包括与另一栅极区域806相同的一种或多种材料。
在另一实施例中，至少部分地横向隔离栅极区域的区域706可以根据栅极区域604的隔离需要进行构图。图8B示出了如根据图8A所述的集成电路装置的图示810，其中层间介电材料706可以被构图以形成区域712和714。在图8B中，层间介电层材料714可以包括与至少部分地横向隔离栅极区域的区域712相同的一种或多种材料，其中层间介电层材料714和至少部分地横向隔离栅极区域的区域712由载体608上的相同加工层形成。
在以下的描述中，将解释一种制造根据一个实施例的集成电路的方法。将参照图9A至9L解释一种用于生产集成电路装置的方法，其包括在相同加工步骤期间形成晶体管栅极区域并且形成包括与晶体管的栅极区域相同的一种或多种材料的波长转换元件的步骤，其中形成晶体管栅极区域并且形成包括与晶体管的栅极区域相同的一种或多种材料的波长转换元件可以包括由载体上的相同加工层形成晶体管栅极区域和包括与栅极区域相同的一种或多种材料的波长转换元件。
图9A示出了其中可以选择例如硅基板的载体900的方法的加工阶段920。
图9B示出了其中可以在载体900内形成例如p-n或pin光电二极管的光电转换器902的方法的加工阶段922。可以使用离子注入在载体900内形成光电转换器902。光电转换器的形成可以与集成电路内的其他电子部件的CMOS注入并行地进行，例如在晶体管的源极/漏极区域/袋形（pocket）注入/阱注入期间进行。
图9C示出了其中可以执行光刻以对晶体管的栅极区域和波长转换元件构图的方法的加工阶段924。光刻胶层904可以在载体900上形成。
图9D示出了其中可以对光刻胶904构图以形成晶体管栅极区域906a和波长转换元件区域906b-e的方法的加工阶段926。光刻胶可以被构图，使得波长转换元件置于光电转换器902上。光刻胶904可以被构图，使得波长转换元件包括形成阵列的一个或多个结构元件。将在另外的图中描述说明了波长转换元件的可能的可构图阵列/配置的各种实施例。
图9E示出了其中晶体管的栅极区域908和波长转换元件910a-910d由相同加工步骤中的相同的一种或多种材料形成以使得具有与栅极区域908相同的一种或多种材料的波长转换元件910a-910d由载体900上的与栅极区域相同的加工层形成的方法的加工阶段928。晶体管栅极区域908和波长转换元件910a-910d可以使用标准的沉积技术形成，例如溅射、蒸发和化学汽相沉积。
图9F示出了其中可以去除光刻胶从而留下剩余的置于载体900上的栅极区域908和波长转换元件910a-910d的方法的加工阶段930。
图9G示出了方法的加工阶段932，其中可以形成层间介电层材料912使得形成阵列的每个元件9a-d至少部分地由层间介电层材料912横向围绕，并且其中层间介电层材料包括与至少部分地横向隔离栅极区域908的区域相同的一种或多种材料。
图9H示出了其中至少部分地横向隔离栅极区域的区域可以根据栅极区域908的隔离需要被进一步构图的方法的加工阶段934。层间介电材料可以被构图以形成区域912a和912b。层间介电层材料912a可以包括与至少部分地横向隔离栅极区域的区域912b相同的一种或多种材料，其中层间介电层材料912a和至少部分地横向隔离栅极区域的区域912b由载体900上的相同加工层形成。
图9I和9J示出了其中可以形成另一波长转换元件914a-d并且另一栅极区域916可以置于栅极区域908上的方法的加工阶段936。根据加工阶段924至928的步骤可以被执行以对晶体管的另一栅极区域916和另一波长转换元件914a-d构图。可以执行光刻以对晶体管的另一栅极区域916和另一波长转换元件914a-d构图。光刻胶层可以置于层间介电层912和至少部分地横向隔离栅极区域的区域912、波长转换元件910a-d和栅极区域908上。光刻胶可以被构图以形成晶体管的另一栅极区域916和另一波长转换元件914a-d。光刻胶可以被构图，使得另一波长转换元件914a-d置于波长转换元件910a-d和光电转换器902上。光刻胶可以被构图，使得另一波长转换元件包括形成阵列的一个或多个结构元件914a-d。可以沉积材料，使得晶体管的另一栅极区域916和另一波长转换元件914a-d在相同加工步骤中由相同的一种或多种材料形成，使得另一波长转换元件914a-d可以包括与另一栅极区域916相同的一种或多种材料并且由与载体900上的另一栅极区域916相同的加工层形成。光刻胶可以被去除，留下剩余的置于中间介电层912上的另一栅极区域916和另一波长转换元件914a-d。另一栅极区域916可以置于栅极区域908上。另一波长转换元件914a-d可以置于波长转换元件910a-d上。栅极区域908、另一栅极区域916、波长转换元件910a-d和另一波长转换元件914a-d在载体900上形成。栅极区域908和包括与栅极区域相同的一种或多种材料的波长转换元件910a-d可以由载体900上的相同加工层形成。另一晶体管栅极区域916和包括与另一栅极区域相同的一种或多种材料的波长转换元件914a-d可以由载体900上的相同加工层形成。形成晶体管的栅极区域908和另一栅极区域916的材料可以包括前道工序（FEOL）材料，例如多晶硅。形成晶体管的栅极区域和另一栅极区域的材料可以包括金属。
图9K和9L示出了其中可以形成另一层间介电层材料918使得形成阵列的每个元件914a-d至少部分地由另一层间介电层材料918横向围绕的方法的加工阶段938。
在替选实施例中，可以执行加工阶段924至928，使得栅极材料和层间介电层材料的材料沉积的选择可以反转。因此，层间介电层材料可以被沉积以形成形成阵列的结构元件，其中形成阵列的每个元件可以至少部分地由与晶体管的栅极区域相同的一种或多种材料横向围绕。栅极区域的材料和至少部分地横向围绕形成阵列的每个元件的材料可以包括相同的一种或多种材料。栅极区域的材料和至少部分地横向围绕形成阵列的每个元件的材料可以由载体上的相同加工层形成。
在替选实施例中，集成电路装置可以包括：晶体管，包括栅极区域；以及波长转换元件，其中波长转换元件包括与至少部分地横向隔离栅极区域的区域相同的一种或多种材料。在各种实施例中，至少部分地横向隔离栅极区域的区域可以是层间介电材料。在各种实施例中，至少部分地横向隔离栅极区域的区域（层间介电层）和具有与至少部分地横向隔离栅极区域的区域相同的一种或多种材料的波长转换元件可以由载体上的相同加工层形成。
图10示出了根据一个实施例的波长转换元件的横截面视图1000和顶视图1008、1010的图示。在该实施例中，层间介电层材料可以被选择为被沉积以形成形成阵列的结构元件。可以根据点阵的广泛选择来形成波长转换元件，借助点阵可以形成波长转换元件的形成阵列的结构元件。在图示1008和1010中分别示出了包括二次点阵和六角点阵的波长转换元件。点阵可以具有间距p并且结构元件可以具有直径d。
根据1000的实施例示出了根据一个实施例的包括由空气部分地横向围绕的多晶硅光栅的波长转换元件。形成波长转换元件的光栅的结构元件1004的材料可以是前道工序（FEOL）材料，例如多晶硅，形成阵列的结构元件部分地由空气1006横向围绕。波长转换元件可以在基板1002上形成。点阵可以具有间距p，例如p=220nm，并且结构元件可以具有直径d，例如d=180nm。波长转换元件的光栅的结构元件1004可以具有厚度t，例如t=160nm。对于进入波长转换元件的光（波长在300nm至800nm之间），波长转换元件的行为可以如同光谱滤波器。如图示1008和1010中分别示出的，材料选择也可以反转，其中形成结构元件的材料1012可以是层间介电材料，例如空气，并且至少部分地围绕结构元件的材料1014可以是前道工序（FEOL）材料，例如多晶硅。
图11示出了根据一个实施例的波长转换元件的横截面视图1100和顶视图1108、1110的图示。根据1100的实施例示出了根据一个实施例的包括由二氧化硅（SiO2）部分地横向围绕的多晶硅光栅的波长转换元件。形成波长转换元件的光栅的结构元件1104的材料可以是前道工序（FEOL）材料，例如多晶硅，形成阵列的结构元件部分地由二氧化硅（SiO2）1106横向围绕。波长转换元件可以包括图示1108和1110中分别示出的二次点阵和六角点阵。材料选择也可以反转，其中形成结构元件的材料1112可以是层间介电材料，例如SiO2，并且至少部分地围绕结构元件的材料1114可以是前道工序（FEOL）材料1114，例如多晶硅。
波长转换元件可以在基板1102上形成。点阵可以具有间距p，例如p=220nm，并且结构元件可以具有直径d，例如d=180nm。波长转换元件的光栅的结构元件1104可以具有厚度t，例如t=160nm。对于进入波长转换元件的光（波长在300nm至800nm之间），波长转换元件的行为可以如同光谱滤波器。
图12示出了根据一个实施例的波长转换元件的横截面视图1200和顶视图1210、1226的图示。根据1200的实施例示出了根据一个实施例的包括由氮化硅（SiN）部分地横向围绕并且由二氧化硅（SiO2）部分地横向围绕的多晶硅光栅的波长转换元件。形成波长转换元件的光栅的结构元件1204的材料可以是前道工序（FEOL）材料，例如多晶硅，形成阵列的结构元件部分地由氮化硅（SiN）1208横向围绕并且部分地由二氧化硅（SiO2）1206横向围绕。波长转换元件可以包括图示1210和1226中分别示出的二次点阵和六角点阵。材料选择也可以反转，其中形成结构元件1212的材料可以是氮化硅（SiN），并且至少部分地围绕结构元件的材料1214可以是前道工序（FEOL）材料1114，例如多晶硅，其中结构元件1212和材料1214由二氧化硅（SiO2）部分地横向围绕。波长转换元件可以在基板1202上形成。点阵可以具有间距p，例如p=220nm，并且结构元件可以具有直径d，例如d=180nm。波长转换元件的光栅的结构元件1204可以具有厚度t，例如t=160nm。对于进入波长转换元件的光（波长在300nm至800nm之间），波长转换元件的行为可以如同光谱滤波器。
根据1216的实施例示出了CMOS晶体管的横截面视图。CMOS晶体管可以包括CoSi阻挡层。CMOS晶体管可以包括栅极区域1218，其中晶体管的栅极区域1218可以包括栅极区域材料，例如多晶硅。CMOS晶体管的栅极1218至少部分地由层间介电层材料1220围绕，例如SiO2隔层，其至少部分地横向隔离栅极区域。CMOS晶体管的多晶硅栅极1218可以至少部分地由氮化物隔层材料1222围绕，例如SiN。栅极区域1218可以在栅极氧化物层1224上形成。SiN隔层1222可以具有例如60nm的厚度。SiO2隔层1220可以具有例如15nm的厚度。栅极区域1218可以具有例如80nm的宽度，例如SiO2栅极氧化物层1224的栅极氧化物层可以具有例如5nm的厚度。根据1228的实施例示出了根据一个实施例的CMOS晶体管的SEM图像。根据1200、1210、1226的实施例的波长转换元件可以包括与晶体管的栅极区域1218相同的一种或多种材料。
图13示出了根据一个实施例的波长转换元件的横截面视图1300和顶视图1308、1310的图示。根据1300的实施例示出了通过利用浅槽隔离（STI）刻蚀对晶体硅基板1302进行构图而创建的波长转换元件。根据一个实施例，晶体硅光栅的结构元件1304至少部分地由例如二氧化硅（SiO2）的层间介电层1306横向围绕。形成波长转换元件的光栅的结构元件1304的材料可以是STI刻蚀的晶体硅，结构元件至少部分地由例如二氧化硅（SiO2）的层间介电材料1206围绕。波长转换元件可以在基板1302上形成。点阵可以具有间距p，例如p=220nm，并且结构元件可以具有直径d，例如d=180nm。波长转换元件的光栅的结构元件1004可以具有厚度t，例如t=400nm。对于进入波长转换元件的光（波长在300nm至800nm之间），波长转换元件的行为可以如同光谱滤波器。波长转换元件可以包括图示1308和1310中分别示出的二次点阵和六角点阵。材料选择也可以反转，其中形成结构元件的材料1312可以是层间介电材料，例如SiO2，并且至少部分地围绕结构元件的材料1314可以是晶体硅。
图14示出了根据一个实施例的波长转换元件的横截面视图1400和顶视图1416、1418的图示。根据1400的实施例示出了通过利用深隔离（DT）刻蚀对晶体硅基板1402进行构图而创建的波长转换元件。根据一个实施例，晶体硅光栅的结构元件1404至少部分地由例如二氧化硅（SiO2）的层间介电层材料1406、1410和空气1408横向围绕。形成波长转换元件的光栅的结构元件1404的材料可以包括DT刻蚀的晶体硅，结构元件至少部分地由例如二氧化硅（SiO2）的层间介电材料1406、1410围绕。波长转换元件可以在基板1402上形成。点阵可以具有间距p，例如p=220nm，并且结构元件可以具有直径d，例如d=140nm。波长转换元件的光栅的结构元件1004可以具有厚度t，例如t=5μm高达10μm。对于进入波长转换元件的光（波长在300nm至800nm之间），波长转换元件的行为可以如同光谱滤波器。波长转换元件可以包括图示1416和1418中分别示出的二次点阵和六角点阵。材料选择也可以反转，其中形成结构元件的材料1412可以是层间介电材料，例如SiO2，并且至少部分地围绕结构元件的材料1414可以是晶体硅。
图15A和15B示出了与具有光谱滤波器的集成光电二极管集成的标准CMOS栅极的带注释的集成方案的图示1500、1516。通常，栅极1504和具有低消光的层间介电层1506的折射率之间的高折射率对比n Gate /n ILD 是理想的。波长转换元件1512和可以包括多晶硅的栅极区域1504的结构元件的深度x可以在从约50nm至约250nm的范围中，例如在从约75nm至约200nm的范围中，例如在从约100nm至约150nm的范围中。波长转换元件1512和栅极区域1504的结构元件可以在栅极氧化物层上形成，栅极氧化物层的厚度可以在从约0nm至约10nm的范围中，例如在从约2nm至约8nm的范围中，例如在从约4nm至约6nm的范围中。波长转换元件的结构元件可以形成具有间距p的阵列。间距p的范围可以在关注波长的1/6至1/2倍之间。每个结构元件可以具有宽度d。宽度d的范围可以从p值的0.2倍至1倍。p和d的值均将强烈地取决于波长转换元件的材料和点阵类型。对于层间介电层的厚度dILD没有限制，然而典型值可以在从约500nm至约2μm的范围中，例如在从约750nm至约1μm的范围中，例如在从约750nm至约850nm的范围中。示出了诸如p-n或pin光电二极管的光电转换器1510。光电二极管可以通过与CMOS注入并行的注入限定。此外，点阵的广泛选择是可能的，诸如前面所示的二次和六角点阵，栅极矩阵中的层间介电孔，或者倒转的、圆形的或者方形的孔。哪些点阵是适当的选择将极大地取决于可制造性。可以通过注入对光电转换器/光电二极管的光谱灵敏度进行某种程度上的控制，例如与FoveonX3图像传感器一样。基板1508可以是晶体硅。层间介电层1506可以是SiO2、SiN或低k材料。栅极区域1504的材料可以是多晶硅或金属。栅极区域1504和波长转换元件1512的结构元件可以置于栅极氧化物层上。栅极氧化物1514可以是SiO2或高k介电材料（高k介电材料可以被理解为具有比二氧化硅的介电常数大的介电常数（例如大于3.9的介电常数）的材料）。CoSi阻挡层（未示出）可以置于栅极区域1504上。
图16A和16B示出了根据一个实施例的具有光谱滤波器（波长转换元件）1612的集成光电二极管的图示1600和1616。光谱滤波器（波长转换元件）1612可以置于光电转换器1610上。光电转换器1610可以在例如硅基板1608的载体内形成。薄氧化物层1614可以置于光谱滤波器1612和光电转换器1610之间。光电转换器可以经由互连1604连接到另一电路。进入光谱滤波器1612的光I0可以被修改或过滤，使得进入光电二极管的光I是经波长转换的。
图17A示出了透射光的模拟的图示1700。1708示出了构图的多晶硅板的透射响应。1706示出了基于用如构图情况下的面积比的两种材料覆盖的二极管的透射响应。通过信号的减法，可以构建高波长敏感信号。
图17B示出了包括具有光电二极管的多晶硅柱（pillar）的光谱滤波器阵列的模拟光谱幅度响应的图示1710，光谱滤波器阵列/波长转换元件具有0.7的柱直径与点阵间距的比。1716、1718、1720和1720示出了光谱滤波器阵列-光电二极管的光谱幅度响应，其中光谱滤波器阵列包括柱的六角点阵，阵列分别具有220nm、240nm、260nm和280nm的间距。对于具有间距280nm的光谱滤波器，在约550nm处获得了光谱幅度的急剧下降。
图17C示出了诸如1730中所示的光谱滤波器阵列的测量的光谱幅度响应的图示1724，该光谱滤波器阵列包括具有光电二极管的多晶硅柱，光谱滤波器阵列/波长转换元件具有0.7的柱直径与点阵间距的比。1732、1734、1736、1738和1740示出了光谱滤波器阵列-光电二极管的光谱幅度响应，其中光谱滤波器阵列分别具有220nm、240nm、280nm、320nm和360nm的间距。
图18示出了可以基于嵌入式闪速技术的根据一个实施例的集成电路的图示1800。该集成电路可以包括晶体管，该晶体管包括两个栅极层的夹层，这两个栅极层包括可以在统一沟道编程中使用的浮动栅极1804和控制栅极1802。晶体管可以包括25nm高压栅极氧化物层1806以及浅槽隔离区域1810和1812。波长转换元件的制造可以与晶体管的制造组合，使得可以独立地构造两个光学滤波器层1814和1816的序列，其中光学滤波器层1814和1816可以包括与晶体管的栅极区域相同的一种或多种材料。浮动栅极1804和控制栅极1802的材料可以包括多晶硅。载体1808可以进一步包括光电转换器1818，例如p-n或pin光电二极管，并且包括1816和1814的波长转换元件可以置于光电转换器1818上。形成阵列的结构元件1814可以至少部分地由层间介电层材料1822横向围绕，并且其中层间介电层材料可以包括与至少部分地横向隔离浮动栅极层的区域1820相同的一种或多种材料。介电层1820、1822可以在相同加工步骤期间形成。
图19A-D、图20A-D和图21A-D示出了根据各实施例中描述的集成电路的在130nmCMOS嵌入式闪速技术中呈现并且可以形成其他实施例的例如场效应晶体管的标准器件的图示。这些器件包括晶体管，其可以包括栅极区域。这些场效应晶体管的制造可与如前面的实施例中描述的与光电二极管集成的光谱滤波器的制造集成。
图19A示出了高/常规/低阈值电压PFET的图示1900。该器件可以包括N阱1914掺杂基板以及浅槽隔离区域1910。该器件可以进一步包括源极/漏极区域1908。源极/漏极区域1908可以是p型。p型外延区域1906可以在器件中在n型袋形注入1918上形成。该器件可以包括在栅极1916和源极/漏极1908区域上形成的CoSi阻挡层1902。该器件可以包括“L形”隔层1904，用于隔离栅极区域1916。栅极区域1916可以包括p掺杂多晶硅控制栅极。栅极区域1916可以在栅极氧化物层1912上形成，例如2.2nm栅极氧化物层或者具有范围从约2nm到约7nm的厚度的栅极氧化物层。
图19B示出了高/常规/低阈值电压NFET的图示1920。该器件可以包括P阱1934掺杂基板以及浅槽隔离区域1930。该器件可以进一步包括源极/漏极区域1928。源极/漏极区域1928可以是n型。n型外延区域1926可以在器件中在p型袋形注入上形成。该器件可以包括在栅极1936和源极/漏极区域1928上形成的CoSi阻挡层1922。该器件可以包括“L形”隔层1924，用于隔离栅极区域1936。栅极区域1936可以包括n掺杂多晶硅控制栅极。栅极区域1936可以在栅极氧化物层1932上形成，例如2.2nm栅极氧化物层或者具有范围从约2nm到约7nm的厚度的栅极氧化物层。
图19C示出了模拟PFET的图示1940。该器件可以包括N阱1954掺杂基板以及浅槽隔离区域1950。该器件可以进一步包括源极/漏极区域1948。源极/漏极区域1948可以是p型。p型外延区域1946可以在器件中形成。该器件可以包括在栅极1956和源极/漏极1948区域上形成的CoSi阻挡层1942。该器件可以包括“L形”隔层1944，用于隔离栅极区域1956。栅极区域1956可以包括p掺杂多晶硅控制栅极。栅极区域1956可以在栅极氧化物层1952上形成，例如5.2nm栅极氧化物层或者具有范围从约5nm到约10nm的厚度的栅极氧化物层。
图19D示出了模拟NFET的图示1960。该器件可以包括P阱1974掺杂基板以及浅槽隔离区域1970。该器件可以进一步包括源极/漏极区域1968。源极/漏极区域1968可以是n型。n型外延区域1966可以在器件中形成。该器件可以包括在栅极1976和源极/漏极区域1968上形成的CoSi阻挡层1962。该器件可以包括“L形”隔层1964，用于隔离栅极区域1976。栅极区域1976可以包括n掺杂多晶硅控制栅极。栅极区域1976可以在栅极氧化物层1972上形成，例如5.2nm栅极氧化物层或者具有范围从约5nm到约10nm的厚度的栅极氧化物层。
图20A示出了高压PMOS器件的图示2000。该器件可以包括N阱2014掺杂基板以及在沟道停止区域2018上形成的浅槽隔离区域2010。该器件可以进一步包括源极/漏极区域2008。源极/漏极区域2008可以是p型。该器件可以进一步包括p型轻掺杂漏极区域2006。该器件可以包括栅极区域2016和置于栅极区域2016上的另一栅极区域2002。栅极区域2016可以包括浮动栅极并且另一栅极区域2002可以包括控制栅极。该器件可以包括“L形”隔层2004，用于隔离栅极区域2016和2002。栅极区域2016可以在栅极氧化物层2012上形成，例如25nm高压栅极氧化物层或者具有范围从约15nm到约30nm的厚度的栅极氧化物层。
图20B示出了图20A的高压PMOS器件的图示2040，其中可以制作针对浮动多晶硅栅极2048的栅极接触2046。该器件可以包括N阱2042掺杂基板以及浅槽隔离区域2044。
图20C示出了高压NMOS器件的图示2060。该器件可以包括置于基板中的N阱2080上形成的P阱2074以及在沟道停止区域2078上形成的浅槽隔离区域2070。该器件可以进一步包括源极/漏极区域2068。源极/漏极区域2068可以是n型。该器件可以进一步包括n型轻掺杂漏极区域2066。该器件可以包括栅极区域2076和置于栅极区域2076上的另一栅极区域2062。栅极区域2076可以包括浮动栅极并且另一栅极区域2062可以包括控制栅极。该器件可以包括“L形”隔层2064，用于隔离栅极区域2076和2062。栅极区域2076可以在栅极氧化物层2072上形成，例如25nm高压栅极氧化物层或者具有范围从约15nm到约30nm的厚度的栅极氧化物层。
图20D示出了图20C的高压NMOS器件的图示2080，其中可以制作栅极接触2086以接触浮动多晶硅栅极2090。该器件可以包括置于基板中的N阱2082上形成的P阱2088以及在沟道停止区域2092上形成的浅槽隔离区域2084。
图21A示出了中压PMOS器件的图示2100。该器件可以包括N阱2114掺杂基板以及在沟道停止区域2118上形成的浅槽隔离区域2110。该器件可以进一步包括源极/漏极区域2108。源极/漏极区域2108可以是p型。该器件可以进一步包括p型轻掺杂漏极区域2106。该器件可以包括栅极区域2116和置于栅极区域2116上的另一栅极区域2120。栅极区域2116可以包括浮动栅极并且另一栅极区域2120可以包括控制栅极。该器件可以包括“L形”隔层2104，用于隔离栅极区域2116和2120。栅极区域2116可以在栅极氧化物层2112上形成，例如25nm高压栅极氧化物层或者具有范围从约15nm到约30nm的厚度的栅极氧化物层。该器件可以包括在另一栅极2120和源极/漏极区域2108上形成的CoSi阻挡层2102。
图21B示出了图21A的中压PMOS器件的图示2120，其中可以制作栅极接触2126以接触浮动多晶硅栅极2128。该器件可以包括N阱2122掺杂基板以及浅槽隔离区域2124。
图21C示出了中压NMOS器件的图示2140。该器件可以包括置于基板中的P阱2154以及在沟道停止区域2158上形成的浅槽隔离区域2156。该器件可以进一步包括源极/漏极区域2148。源极/漏极区域2148可以是n型。该器件可以进一步包括n型轻掺杂漏极区域2146。该器件可以包括栅极区域2156和置于栅极区域2156上的另一栅极区域2160。栅极区域2156可以包括浮动栅极并且另一栅极区域2160可以包括控制栅极。该器件可以包括“L形”隔层2144，用于隔离栅极区域2156和2160。栅极区域2156可以在栅极氧化物层2152上形成，例如25nm高压栅极氧化物层或者具有范围从约15nm到约30nm的厚度的栅极氧化物层。该器件可以包括在栅极2160和源极/漏极区域2148上形成的CoSi阻挡层2142。
图21D示出了图21C的中压NMOS器件的图示2180，其中可以制作栅极接触2186以接触浮动多晶硅栅极2190。该器件可以包括置于基板中的N阱2182上形成的P阱2188以及在沟道停止区域2192上形成的浅槽隔离区域2184。
可以如下描述另一用于生产集成电路装置的方法，其包括形成单个栅极（控制栅极）或多个栅极（浮动栅极和控制栅极）晶体管以及光学滤波器叠层的步骤，该光学滤波器叠层包括波长转换元件和另外的波长转换元件。
该方法可以包括在相同加工步骤期间形成晶体管栅极区域并且形成包括与晶体管的栅极区域相同的一种或多种材料的波长转换元件，其中晶体管可以包括图19a-d中描述的晶体管装置。该方法可以包括在相同加工步骤期间形成晶体管浮动栅极区域并且形成包括与晶体管的浮动栅极区域相同的一种或多种材料的波长转换元件，其中晶体管可以包括图20a-d至21a-d中描述的晶体管装置。该方法可以包括在相同加工步骤期间形成晶体管控制栅极区域并且形成包括与晶体管的控制栅极区域相同的一种或多种材料的另一波长转换元件，其中晶体管可以包括图20a-d至21a-d中描述的晶体管装置。
形成晶体管浮动栅极区域并且形成包括与晶体管的浮动栅极区域相同的一种或多种材料的波长转换元件可以包括由载体上的相同加工层形成晶体管浮动栅极区域和包括与浮动栅极区域相同的一种或多种材料的波长转换元件。
形成晶体管控制栅极区域并且形成包括与晶体管的控制栅极区域相同的一种或多种材料的另一波长转换元件可以包括由载体上的相同加工层形成晶体管控制栅极区域和包括与控制栅极区域相同的一种或多种材料的另一波长转换元件。
如参照如图18中所示的那些的特征描述的，可以如下执行一种方法。
可以选择载体1808，例如硅基板。
可以选择载体的第一区域1824，其中集成电路内的其他电子部件，例如如图19a-d至21a-d中描述的晶体管，可以位于该第一区域中。可以选择载体的第二区域1828，其中波长转换元件可以位于该第二区域中。
标准光刻和沉积技术，例如离子注入，可以用于限定位于第一区域中的晶体管中包括的区域，例如晶体管的浅槽隔离区域1810、源极/漏极区域1812、袋形注入、阱注入。在晶体管中包括的区域的加工期间，可以在载体1808的第二区域中执行光刻以限定可以在载体1808内形成的结构，例如诸如p-n或pin光电二极管的光电转换器结构1818。形成晶体管的区域（例如，源极/漏极区域、袋形注入、阱注入、浅槽隔离区域）的一个或多个步骤可以与形成光电转换器1818一起在相同加工步骤中执行。例如，晶体管的源极/漏极区域、袋形注入、阱注入、浅槽隔离区域的离子注入可以在与光电转换器区域1818的离子注入相同的加工步骤中执行。
在晶体管中包括的区域的加工期间，掩模层，例如光刻胶，可以用于保护载体的第二区域1826免受载体的第一区域1824中正在执行的加工步骤的影响，第一区域1824中正在执行的加工步骤是在载体的第二区域1826中的加工步骤序列中可能不需要的加工步骤。掩模层同样可以用于保护载体的第一区域1824免受载体的第二区域1826中正在执行的加工步骤的影响。
可以执行光刻以对载体的第一区域1824中的晶体管的栅极区域1804和载体的第二区域1826中的波长转换元件1814构图。光刻胶层可以在载体的第一区域1824和第二区域1826上形成，并且载体的第一区域1824中的晶体管的栅极区域1804和载体的第二区域1826中的波长转换元件1814可以在相同或不同的加工步骤期间形成。可以例如使用光掩模对在第二区域1826上形成的光刻胶构图，使得波长转换元件1814包括形成阵列的一个或多个结构元件。载体的第一区域1824中的晶体管的栅极区域1804的形成和载体的第二区域1826中的波长转换元件的形成阵列的结构元件的形成可以在相同或不同的加工步骤期间执行。
可以沉积栅极氧化物材料1820以在相同或不同的加工步骤中形成载体的第一区域1824中的晶体管的一部分并且形成载体的第二区域1826中的波长转换元件1822的一部分。
每当在载体的第一（第二）区域中执行在载体的第二（第一）区域中的加工步骤序列中可能不需要的加工步骤时，或者当在第一区域和第二区域中将执行的特定制造工艺在不同的加工步骤中执行时，可以使用例如光刻胶的掩模层来保护载体的第二（第一）区域以免受在载体的第一（第二）区域中正在执行的加工步骤的影响。
可以在载体的第一1824区域中执行沉积步骤以形成位于载体的第一区域1824中的晶体管的浮动栅极区域1804，例如沉积多晶硅浮动栅极。可以在载体的第二区域1826中执行沉积步骤以形成载体的第二区域中的波长转换元件的形成阵列的一个或多个结构元件1814，例如沉积多晶硅以形成形成阵列的一个或多个结构元件。用于形成位于载体的第一区域中的晶体管的浮动栅极区域1804并且用于形成载体的第二区域中的波长转换元件的形成阵列的一个或多个结构元件1814的沉积步骤可以在相同或不同的加工步骤中执行。
晶体管的浮动栅极区域1804和波长转换元件1814（形成阵列的结构元件）可以在相同加工步骤中由相同的一种或多种材料（例如多晶硅）形成，使得具有与晶体管的浮动栅极区域1804相同的一种或多种材料的波长转换元件由与载体上的栅极区域相同的加工层形成。
可以在晶体管的浮动栅极1804区域上形成介电层1820或者使得介电层至少部分地隔离浮动栅极层1804。介电层1822可以在波长转换元件1814（形成阵列的结构元件，其形成波长转换元件）上形成，或者使得介电层至少部分地隔离波长转换元件。
介电层1820、1822可以是层间介电层材料，其可以被形成为使得形成阵列的每个元件1814至少部分地由层间介电层材料横向围绕，并且其中层间介电层材料包括与至少部分地横向隔离浮动栅极层的区域相同的一种或多种材料。介电层1820、1822可以在相同加工步骤期间形成。
可以在载体的第一区域中执行沉积步骤以形成位于载体的第一区域中的晶体管的控制栅极区域1802，例如沉积多晶硅控制栅极。可以在载体的第二区域中执行沉积步骤以形成载体的第二区域中的另一波长转换元件的形成阵列的一个或多个结构元件1816，例如沉积多晶硅以形成形成阵列的一个或多个结构元件。用于形成位于载体的第一区域中的晶体管的控制栅极区域1802并且用于形成载体的第二区域中的另一波长转换元件的形成阵列的一个或多个结构元件1816的沉积步骤可以在相同加工步骤中执行。
晶体管的控制栅极区域1802和波长转换元件1816（形成阵列的结构元件）可以在相同加工步骤中由相同的一种或多种材料（例如多晶硅）形成，使得具有与晶体管的控制栅极区域1802相同的一种或多种材料的另一波长转换元件1816由与载体上的控制栅极1802区域相同的加工层形成。
可以将掩模层沉积在载体的第二区域上以保护波长转换元件/另一波长转换元件堆叠1814、1816以免受在载体的第一区域中正在执行的另外的加工步骤的影响。另外的加工步骤可以包括形成形成晶体管的另外的部分、或者位于载体的第一区域中的其他元件。用于隔离晶体管的栅极区域的“L形”隔层可以被沉积为至少部分地围绕浮动栅极1804和多晶硅栅极1802区域。CoSi阻挡层可以在位于载体的第一区域中的控制栅极1802和源极/漏极1810、1812区域上形成。该器件可以包括在栅极1916和源极/漏极1908区域上形成的CoSi阻挡层1902。
可以去除保护载体的第二区域的掩模层。可以沉积位于载体的第一区域中的至少部分地围绕晶体管的层间介电层和位于载体的第二区域中的波长转换元件/另一波长转换元件堆叠。至少部分地围绕晶体管的层间介电层可以包括与至少部分地横向隔离浮动栅极层的区域相同的一种或多种材料。
图22A示出了集成电路装置2202的图示2200，集成电路装置2202包括：多个器件2204a、2204b；器件隔离区域2206，用于使多个器件中的至少一个器件2204a与多个器件中的另外的至少一个器件2204b隔开；以及波长转换元件2208，其中波长转换元件2208包括与器件隔离区域2206相同的一种或多种材料。
图22B示出了波长转换元件的另一实施例的图示2210。波长转换元件2008可以进一步包括形成阵列的一个或多个结构元件2214，其中形成阵列的一个或多个结构元件2214可以包括载体2212的材料，例如体硅。例如体硅的载体材料可以经历CMOSSTI刻蚀以形成形成阵列的结构元件2214，其形成波长转换元件2008的区域。可以使用标准的CMOSSTI填充工艺，例如使用化学汽相沉积，来填充由CMOSSTI刻蚀形成的槽区域2218，其中槽区域2218可以填充有与器件隔离区域2206相同的一种或多种材料，例如二氧化硅。在另一实施例中，填充槽区域2218的材料可以是空气。波长转换元件2208滤波器图案的几何特征（深度、尺寸、宽长比）可以被选择为与前面实施例中提及的栅极-多晶硅（gate-poly）结构相似并且如图10至14中所示的六角或二次点阵布置所图示的。间距p的范围可以在关注波长的1/6至1/2倍之间。每个结构元件可以具有宽度d。宽度d的范围可以在p值的0.2至1倍之间，例如p=220nm并且d=180nm。波长转换元件2008的材料组分可以是硅和二氧化硅。在另一实施例中，波长转换元件2008的材料组分可以是硅和空气。在另一实施例中，载体可以进一步包括光电转换器2216，例如p-n或pin光电二极管，其中波长转换元件2008置于光电转换器2216上。光电转换器2216可以置于波长转换元件下以检测透射光（透射通过波长转换元件的光）。
图22C示出了根据一个实施例的集成电路的图示2220。在一个实施例中，集成电路包括：多个器件2224a、2224b；器件隔离区域2226，用于使多个器件中的至少一个器件2224a与多个器件中的另外的至少一个器件2224b隔开；以及波长转换元件2228、2230，其中波长转换元件2228、2230包括与器件隔离区域相同的一种或多种材料。
波长转换元件2228、2230可以进一步包括形成阵列的一个或多个结构元件2228，其中形成阵列的一个或多个结构元件2228可以包括载体2222的材料，例如体硅。包括与器件隔离区域2226相同的一种或多种材料的波长转换元件2230和器件隔离区域2226的材料可以由载体2222上的相同加工层形成。器件隔离区域2226的材料可以包括二氧化硅。波长转换元件2228、2230可以是光子晶体，其可以通过在载体2222中执行的标准的互补金属氧化物半导体浅槽隔离（CMOSSTI）刻蚀和标准的CMOSSTI填充而在载体2222中实现，其中载体材料可以包括体硅。
图22D示出了根据一个实施例的集成电路的图示2234，其中晶体管可以是图19a-d至21a-d中公开和描述的晶体管中的任一个。诸如浅槽隔离区域2242、2244的器件隔离区域可以包括如下材料，其中包括与器件隔离区域2242、2244相同的一种或多种材料的波长转换元件2238和器件隔离区域2242、2244的材料可以由载体2248上的相同加工层形成。载体2248可以进一步包括光电转换器2240，其中波长转换元件2238、2236置于光电转换器上。
图23A示出了光电转换器2308相对于波长转换元件2304、2306的位置的图示2300，其中光电转换器2308可以置于在载体2302中形成的波长转换元件2306上。
图23B示出了光电转换器2314相对于波长转换元件2312、2316的位置的图示2310，其中光电转换器2314可以在如下环境下置于光子晶体滤波器内：其中将检测另一部分的光，即未反射并且未透射的光。可以同时地实现从一个或多个位置的检测并且可以应用差分方法。在另一实施例中，MIS单元（未示出）可以置于波长转换元件下。
图24A示出了集成电路装置2402的图示2400，集成电路装置2402包括：多个器件2404a、2404b；器件隔离区域2406，用于使多个器件中的至少一个器件2404a与多个器件中的另外的至少一个器件2404b隔开；以及波长转换元件2408，其中波长转换元件2408包括与器件隔离区域2406相同的一种或多种材料，其中多个器件中的至少一个是包括栅极区域2412的晶体管2410，集成电路装置2402进一步包括另一波长转换元件2414，其中另一波长转换元件2414可以包括与栅极区域2412相同的一种或多种材料。
图24B示出了波长转换元件和另一波长转换元件如何可以布置在集成电路内的图示2416。波长转换元件2418、2420可以包括形成阵列的一个或多个结构元件2420，其中形成阵列的一个或多个结构元件2420可以包括载体2428的材料，例如体硅。另一波长转换元件2424、2426可以进一步包括形成阵列的一个或多个结构元件2426，其中形成阵列的一个或多个结构元件2426可以包括与栅极区域2412相同的一种或多种材料。另一波长转换元件可以承载与图1至16中描述的波长转换元件相同的特性。
图24C示出了根据各种实施例的集成电路装置的图示2430。在一个实施例中，集成电路包括：多个器件2442a、2442b；器件隔离区域2440，用于使多个器件中的至少一个器件2442a与多个器件中的另外的至少一个器件2442b隔开；以及波长转换元件2434、2438a，其中波长转换元件2434、2438a包括与器件隔离区域2440相同的一种或多种材料2438a，其中多个器件中的至少一个2442a是包括栅极区域的晶体管，该集成电路装置进一步包括另一波长转换元件2436，其中另一波长转换元件2436包括与晶体管栅极区域相同的一种或多种材料。
图24D示出了根据一个实施例的集成电路装置的图示2446，其中晶体管可以是图19a-d至21a-d中公开和描述的晶体管中的任一个。
波长转换元件可以包括形成阵列的一个或多个结构元件2460，其中形成阵列的一个或多个结构元件2460可以包括载体2448的材料，例如体硅。另一波长转换元件可以进一步包括形成阵列的一个或多个结构元件2458，其中形成阵列的一个或多个结构元件2458可以包括与栅极区域2454相同的一种或多种材料。
诸如浅槽隔离区域2450、2452的器件隔离区域可以包括如下材料，其中包括与器件隔离区域2450、2452相同的一种或多种材料的波长转换元件2460、2464和器件隔离区域2450、2452的材料可以由载体2448上的相同加工层形成。载体2448可以进一步包括光电转换器2462，其中波长转换元件2260、2264置于光电转换器上。
包括与器件隔离区域2450、2452相同的一种或多种材料的波长转换元件2230和器件隔离区域2450、2452的材料可以由载体2448上的相同加工层形成。器件隔离区域2450、2452的材料可以包括二氧化硅。波长转换元件2460可以是光子晶体，其可以通过在载体2448中执行的标准的互补金属氧化物半导体浅槽隔离（CMOSSTI）刻蚀和标准的CMOSSTI填充而在载体2448中实现，其中载体材料可以包括体硅。
例如体硅的载体材料可以经历CMOSSTI刻蚀以形成形成阵列的一个或多个结构元件2460，其形成波长转换元件的区域。可以使用标准的CMOSSTI填充工艺，例如使用化学汽相沉积，来填充由CMOSSTI刻蚀形成的槽区域2464，其中槽区域2464可以填充有与器件隔离区域（浅槽隔离区域2450、2452）相同的一种或多种材料，例如二氧化硅。可以使用诸如化学机械研磨（CMP）的平滑技术以使槽填充材料2464的表面平滑。可以在槽填充材料2464的平滑表面上形成光刻胶层。可以对光刻胶构图以形成晶体管栅极区域2454和另一波长转换元件2458，其中另一波长转换元件可以包括形成阵列的一个或多个结构元件2458，其中形成阵列的一个或多个结构元件2458可以包括与栅极区域2454相同的一种或多种材料。另一波长转换元件2456、2458可以置于波长转换元件2460、2464上。包括与器件隔离区域2450、2452相同的一种或多种材料的波长转换元件2460、2464可以由载体2448上的相同加工层形成。包括与晶体管的栅极区域2454相同的一种或多种材料的另一波长转换元件2456、2458可以由载体2448上的相同加工层形成。载体可以进一步包括光电转换器2462，其中波长转换元件2460、2464置于光电转换器2462上。另一波长转换元件可以包括层间介电层2456，其中层间介电层材料2456可以包括与器件隔离区域2450相同的一种或多种材料，例如二氧化硅。层间介电层材料2456可以包括与至少部分地横向隔离栅极区域的区域2466相同的一种或多种材料，例如二氧化硅。层间介电层材料2456和至少部分地横向隔离栅极区域的区域2466可以由载体2448上的相同加工层形成。其中波长转换元件2458可以包括与晶体管的栅极区域2454相同的一种或多种材料（例如多晶硅栅极材料）的光子晶体滤波器波长转换元件与包括与器件隔离区域2450、2452相同的一种或多种材料（例如二氧化硅）的光子晶体滤波器波长转换元件2460、2464的组合，提供了一种通过利用标准CMOS工艺流程从两个单独的光子二维结构层形成集成三维光子带隙晶体的选择，使得用于形成波长转换元件（例如光子晶体）层的工艺是CMOS兼容的。
根据目标滤波器性能即光谱透射带宽，波长转换元件2460、2466和另一波长转换元件2458之间的水平介电层2466的厚度x可以被最优化。出于检测目的，如图22B和23B中分别图示的，光电转换器2462可以置于波长转换元件下以检测透射光，或者光电转换器2462可以置于波长转换元件内以检测透射光。
如参照如图24D中示出的那些的特征描述的，可以如下执行一种方法。
可以选择载体2448，例如硅基板。
可以选择载体的第一区域2474，其中集成电路内的其他电子部件，例如图19a-d至21a-d中描述的晶体管，可以位于该第一区域中。可以选择载体的第二区域2476，其中波长转换元件可以位于该第二区域中。
标准光刻和沉积技术，例如离子注入，可以用于限定位于第一区域中的晶体管中包括的区域，例如晶体管的沟道停止区域2470，源极/漏极区域2468、2472，袋形注入，阱注入。在晶体管中包括的区域的加工期间，可以在载体的第二区域2476中执行光刻以限定可以在载体2448内或上形成的结构，例如诸如p-n或pin光电二极管的光电转换器结构2462。形成晶体管的区域（例如，源极/漏极区域、袋形注入、阱注入）的一个或多个步骤可以与形成光电转换器2462一起在相同加工步骤中执行。例如，晶体管的源极/漏极区域、袋形注入和阱注入的离子注入可以在与光电转换器区域2462的离子注入相同的加工步骤中执行。
在晶体管中包括的区域的加工期间，掩模层，例如光刻胶，可以用于保护载体的第二区域2476免受载体的第一区域2474中正在执行的加工步骤的影响，第一区域2474中正在执行的加工步骤是在载体的第二区域2476中的加工步骤序列中可能不需要的加工步骤。掩模层同样可以用于保护载体的第一区域2474免受载体的第二区域2476中正在执行的加工步骤的影响。
光刻胶层可以在载体的第一2474和第二区域2476上形成。可以执行光刻以对载体的第二区域2476中的浅槽隔离区域2452（或任意数目的浅槽隔离区域）和波长转换元件2464构图。可以执行STI刻蚀以形成浅槽隔离区域2452和波长转换元件2464区域。浅槽隔离区域2452和波长转换元件2464区域可以在相同或不同的加工步骤期间形成。浅槽隔离区域2452和波长转换元件2464区域可以由载体内或上的相同加工层形成。可以沉积浅槽隔离材料，例如二氧化硅，以填充通过浅槽隔离刻蚀而创建的区域2452、2464。沉积在浅槽隔离区域2452中的浅槽隔离材料和波长转换元件2464区域可以在相同加工步骤中沉积。沉积在浅槽隔离区域2452中的浅槽隔离材料和波长转换元件2464区域可以沉积在载体内或上的相同加工层中。可以例如使用光掩模对在第二区域2476上形成的光刻胶构图，使得波长转换元件2460、2464包括形成阵列的一个或多个结构元件。
可以使用化学机械研磨（CMP）使槽填充材料2464的表面平滑。第一区域2474和第二区域2476中的CMP可以在相同的加工步骤或者不同的加工步骤中执行。可以使用例如光刻胶的掩模层来保护载体的第二区域2476以免受在载体的第一区域2474中将执行的晶体管栅极氧化物沉积步骤的影响。可以使用例如光刻胶的掩模层来保护载体的第一区域2474以免受在第二区域2476中执行的水平介电层（例如具有厚度x的二氧化硅）的沉积或CMP的影响。
光刻胶层可以在第一区域2474和第二区域2476上形成。可以使用光刻对光刻胶构图以形成晶体管栅极区域2454和另一波长转换元件2458，其中另一波长转换元件可以包括形成阵列的一个或多个结构元件2458，其中形成阵列的一个或多个结构元件2458可以包括与栅极区域2454相同的一种或多种材料。
可以在载体的第一区域2474中执行沉积步骤以形成位于载体的第一区域2474中的晶体管的浮动栅极区域2454，例如沉积多晶硅浮动栅极。可以在载体的第二区域2476中执行沉积步骤以形成载体的第二区域2476中的波长转换元件的形成阵列的一个或多个结构元件2458，例如沉积多晶硅以形成形成阵列的一个或多个结构元件。用于形成位于载体的第一区域中的晶体管的浮动栅极2454区域并且用于形成载体的第二区域2476中的波长转换元件的形成阵列的一个或多个结构元件2458的沉积步骤可以在相同或不同的加工步骤中执行。
晶体管的浮动栅极区域2454和波长转换元件2458（形成阵列的结构元件）可以在相同加工步骤中由相同的一种或多种材料（例如多晶硅）形成，使得具有与晶体管的浮动栅极区域2454相同的一种或多种材料的波长转换元件由与载体上的栅极区域相同的加工层形成。
可以在第一区域2474中在晶体管的浮动栅极2454区域上沉积介电层2478，使得介电层至少部分地隔离浮动栅极层2454。介电层2456可以在波长转换元件2458（形成阵列的结构元件，其形成波长转换元件）上形成，或者使得介电层2456至少部分地隔离波长转换元件2458。
介电层2456可以是层间介电层材料，其可以被形成为使得形成阵列的每个元件2458至少部分地由层间介电层材料2456横向围绕，并且其中层间介电层材料2456包括与至少部分地横向隔离浮动栅极层2454的区域相同的一种或多种材料。介电层2454和介电层2456可以在相同加工步骤期间形成。
可以在载体的第一区域2474中执行另外的沉积步骤，诸如沉积控制栅极2466、缓冲层、隔层和CoSi阻挡层。每当在载体的第一（第二）区域中执行在载体的第二（第一）区域中的加工步骤序列中可能不需要的加工步骤时，或者当在第一区域和第二区域中将执行的特定制造工艺在不同的加工步骤中执行时，可以使用例如光刻胶的掩模层来保护载体的第二（第一）区域以免受在载体的第一（第二）区域中正在执行的加工步骤的影响。
图25A示出了集成电路装置2502的图示2500，集成电路装置2502包括：多个器件2504a、2504b；器件隔离区域2506，用于使多个器件中的至少一个器件2504a与多个器件中的另外的至少一个器件2504b隔开；以及波长转换元件2508，其中波长转换元件2508包括与器件隔离区域2506相同的一种或多种材料，其中多个器件中的至少一个是包括栅极区域2512的晶体管2510。集成电路装置2502进一步包括光电转换器2514，其中光电转换器2514在包括与栅极区域2516相同的一种或多种材料的区域中形成。
图25B示出了波长转换元件如何可以布置在集成电路内的图示2518。波长转换元件2522、2524可以包括形成阵列的一个或多个结构元件2522，其中形成阵列的一个或多个结构元件2522可以包括载体2520的材料，例如体硅。集成电路装置2502进一步包括光电转换器2526，例如p-n或pin光电二极管，其中光电转换器2526在包括与栅极区域2528相同的一种或多种材料（例如多晶硅）的区域2528中形成。如图23A中所示，波长转换元件可以置于例如p-n或pin光电二极管的光电转换器下，其中光电转换器可以嵌入在多晶硅中（图23A中未示出）。
如图25B中所示，根据一个实施例的集成电路装置可以包括如下晶体管，其中该晶体管可以是图19a-d至21a-d中公开和描述的晶体管中的任一个。
诸如浅槽隔离区域的器件隔离区域2530、2532可以包括如下材料，其中包括与器件隔离区域2522、2524相同的一种或多种材料的波长转换元件器件和隔离区域2530、2532的材料可以由载体2520上的相同加工层形成。器件隔离区域2530、2532的材料可以包括二氧化硅。波长转换元件可以是光子晶体，其可以通过在载体2520中执行的标准的互补金属氧化物半导体浅槽隔离（CMOSSTI）刻蚀和标准的CMOSSTI填充而在载体2520中实现，其中载体材料可以包括体硅。
例如体硅的载体2520材料可以经历CMOSSTI刻蚀以形成形成阵列的一个或多个结构元件2522，其形成波长转换元件的区域。可以使用标准的CMOSSTI填充工艺，例如使用化学汽相沉积，来填充由CMOSSTI刻蚀形成的槽区域2524，其中槽区域2524可以填充有与器件隔离区域2530、2532相同的一种或多种材料，例如二氧化硅。可以使用诸如化学机械研磨（CMP）的用于使沉积材料的表面变平或平滑的技术以使槽填充材料2524的表面平滑。可以在槽填充材料2524的平滑表面上形成光刻胶层。可以对光刻胶构图以形成晶体管栅极区域2534和光电转换器区域2526。光电转换器2526可以通过材料沉积工艺和离子注入而形成。可以沉积例如多晶硅的栅极材料2534以形成栅极区域2534和可以围绕光电转换器2526的区域2528。由此，光电转换器2526可以在包括与栅极区域2528相同的一种或多种材料的区域中形成。
图26示出了集成电路装置2602的图示2600，集成电路装置2602包括：载体2604，包括第一面和第二面，其中第二面面对的方向2612与第一面面对的方向2610相反；一个或多个器件2606，在载体的第一面中形成；以及波长转换元件2608，在载体的第二面中形成。
图27A示出了一个实施例的集成电路装置的图示2700，其包括：载体2702，包括第一面和第二面，其中第二面面对的方向与第一面面对的方向相反；一个或多个器件2706，在载体的第一面中形成；以及波长转换元件2708，在载体的第二面中形成。一个或多个器件可以包括：晶体管，包括栅极区域2706a，例如多晶硅栅极；传导线2706b，例如金属线；以及互连2706c，例如金属互连。
波长转换元件2708可以是光子晶体滤波器，可以通过构造体硅基板材料由专用的等离子体刻蚀工艺实现在晶片背面上。波长转换元件构造工艺或者晶片背面构造序列可以跟在完成前道CMOS工艺、测试和晶片薄化工艺之后。对于8”晶片，晶片可以薄化至40μm。根据CMOS器件技术路线图，晶片可以薄化至20μm。
波长转换元件光谱滤波器图案的几何特征（深度、尺寸、宽长比）可以被选择为与已经公开的实施例相似并且如图10至14中所示的六角或二次点阵布置所图示的。间距p的范围可以在关注波长的1/6至1/2倍之间。每个结构元件可以具有宽度d。宽度d的范围可以在p值的0.2至1倍之间，例如p=220nm并且d=180nm。由于这是专用光谱滤波器，因此可以自由选择滤波器结构的深度而没有施加对限制滤波器的设计的两用工艺的限制，例如，波长转换元件可以在与STI工艺无关的工艺中构造，或者在晶体管栅极区域形成工艺中构造。然而，在该工艺中，可以提供另外的光刻和刻蚀步骤以形成波长转换元件。该实施例中的光子晶体波长转换元件2702的材料组分可以是硅/空气，因此材料之间的折射率偏移较之前面的实施例进一步增加，其中波长转换的材料组分可以是多晶硅/二氧化硅。可以执行用于填充刻蚀槽的材料的低温化学汽相沉积以及另外的平面化。可以在封装工艺期间执行利用透明胶状物或模制物的槽填充。
可以通过晶片的背面或第二面进行照明。如果晶片厚度约为进入光的穿透深度，则在体硅基板材料中由光电转换器2704（例如p-n或pin光电二极管）完成检测，或者在图27B的图示2710中所示的另一实施例中，通过被配置为光敏单元的单元（例如MIS单元2716）完成检测。在这两种情况下，检测从晶片的背面或第二面透射通过波长转换元件2712的光。
Si/SiO2和多晶硅/SiO2的材料组合之间的折射率偏移保持几乎不变。因此，用于计算不同滤波器几何特征以及关于不同材料组合的光谱透射率的数值计算引擎可以应用于所有实施例。在一个实施例中，可以通过对位于硅基板顶部上的CMOS工艺的（栅极）-多晶硅进行构图，来实现光子晶体滤波器。经光谱滤波的光的光检测可以由光子滤波器下面的体硅材料中的诸如p-n或pin光电二极管的光电转换器实现。
在一个实施例中，因此可以通过使用诸如多晶硅和二氧化硅的标准CMOS材料作为层间电介质来创建二维光子晶体。通过与构图并行地使用构图的多晶硅创建二维光子晶体，可以在光电二极管顶部上形成CMOS“栅极”结构。在例如多晶硅栅极的“栅极”中刻蚀的图案可以限定光谱滤波器的光谱特性。包括多晶硅的光子晶体可以通过薄的氧化物层与光电二极管隔离。用于创建光子晶体的层的层厚度可以与标准CMOS工艺相似。此外，诸如多棒（poly-rod）的图案可以嵌入在层间介电层中或者倒转。在如实施例中描述的集成电路装置内，可以使用标准光刻方法与其他CMOS工艺并行地创建图案，例如CMOS多晶硅层。通过逆向工程并且经由扫描电子显微镜方法，可以容易地检测光谱滤波器和制造结果。滤波器可以进一步通过后道工艺制造，诸如通过使用在后道金属化工艺期间使用的后道金属，例如可以使用不厚于50nm的铝。
在一个实施例中，因此可以通过使用诸如硅的标准CMOS材料来创建二维光子晶体，其中通过刻蚀载体材料和作为STI填充材料的二氧化硅来形成该CMOS材料。波长转换元件的厚度，即深度d，可以与标准CMOS工艺相同。用于创建光子晶体的图案可以与创建CMOSSTI槽层并行地利用光刻来创建。光子晶体的图案和STI槽图案可以由层间介电氧化物并行地填充，随后是研磨步骤。
因此可以通过使用诸如诸如硅的标准CMOS材料来创建三维光子晶体，其中通过刻蚀载体材料、二氧化硅（也是STI填充材料）、多晶硅（也是栅极材料）和二氧化硅（也是层间介电材料）来形成该CMOS材料。诸如硅/二氧化硅波长转换元件和多晶硅/层间介电层波长转换元件的波长转换元件的厚度，即深度d，可以与标准CMOS工艺相同。用于创建波长转换元件光子晶体的图案可以与创建CMOSSTI槽层并行地利用光刻来创建。波长转换元件光子晶体的滤波器图案和STI槽图案可以由层间介电氧化物并行地填充，随后是研磨步骤。用于创建另一波长转换元件光子晶体的图案可以与创建晶体管栅极区域并行地利用光刻来创建。可以通过在并行的步骤中沉积多晶硅以形成晶体管栅极区域和另一波长转换元件，来形成波长转换元件光子晶体的滤波器图案和栅极区域图案。
在一个实施例中，因此可以通过使用诸如诸如硅的标准CMOS材料来创建二维光子晶体，其中通过刻蚀载体材料和空气或透明胶状物来形成该CMOS材料。波长转换元件光子晶体滤波器的结构和层厚度与标准CMOS工艺无关。波长转换元件滤波器图案可以通过专用等离子体刻蚀工艺而在晶片背面上创建，其中在晶片薄化之后在晶片表面上利用光刻来创建图案。
光电二极管的光谱特性可以由波长转换元件层的几何特征限定，该波长转换元件层可以集成到前道CMOS工艺中。就是说，可以提供一种集成电路装置，其提供了与前道CMOS工艺并行地创建具有不同光谱响应的光电二极管的手段。在各种实施例中，可以创建除了在光谱的某些部分以外具有非常相似的光谱响应的两个二极管。
可以通过计算跨越入射光的光谱的积分来获得光电二极管的信号。二极管的几何特征的仔细设计可以创建“凹槽（flute）”效应，其中可以计算特定波长范围内的信号的分数。彩色滤波器或者最终地分光计可以用于确定光源的亮度，并且另外用于识别光源的不同类型，例如日光或者不同种类的人工光。可以利用这些传感器来调整显示器的光温度。未来的设备可以包括利用外界光的透射/反射的彩色显示器，其将基于外界光的光谱进行调整以便生成真实的颜色。
尽管参照特定实施例具体地示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应理解，在不偏离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，在这里可以进行形式和细节上的各种改变。因此本发明的范围由所附权利要求指示，并且因此旨在涵盖落在权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变。

Claims (26)

1.一种集成电路装置，包括：
晶体管，包括栅极区域；
波长转换元件，其根据点阵的选择而形成；以及
在所述晶体管和所述波长转换元件之下的载体，
其中所述波长转换元件包括与所述晶体管的所述栅极区域相同的一种或多种材料，
其中所述载体进一步包括光电转换器，以及所述波长转换元件置于所述光电转换器上同时所述栅极区域未置于所述光电转换器上。
2.根据权利要求1所述的集成电路装置，其中包括与所述栅极区域相同的一种或多种材料的所述波长转换元件以及所述栅极区域的材料由所述载体上的相同加工层形成。
3.根据权利要求1所述的集成电路装置，其中所述晶体管的所述栅极区域的材料包括前道工序（FEOL）材料。
4.根据权利要求3所述的集成电路装置，其中所述前道工序（FEOL）材料是多晶硅。
5.根据权利要求1所述的集成电路装置，其中所述晶体管的所述栅极区域的材料包括金属。
6.根据权利要求1所述的集成电路装置，
其中所述波长转换元件进一步包括形成阵列的一个或多个结构元件，以及
其中所述形成阵列的一个或多个结构元件包括与所述栅极区域相同的一种或多种材料。
7.根据权利要求6所述的集成电路装置，
其中所述波长转换元件进一步包括层间介电层材料，以及
其中形成阵列的每个元件至少部分地由所述层间介电层材料横向围绕。
8.根据权利要求1所述的集成电路装置，进一步包括
另一波长转换元件；以及
另一栅极区域，置于所述栅极区域上，
其中所述另一波长转换元件包括与所述晶体管的另一栅极区域相同的一种或多种材料。
9.根据权利要求8所述的集成电路装置，
其中所述栅极区域、所述另一栅极区域、所述波长转换元件和另一波长转换元件在所述载体上形成；
其中所述栅极区域和包括与所述栅极区域相同的一种或多种材料的所述波长转换元件由所述载体上的相同加工层形成；以及
其中所述另一栅极区域和包括与所述另一栅极区域相同的一种或多种材料的所述另一波长转换元件由所述载体上的相同加工层形成。
10.根据权利要求8所述的集成电路装置，其中所述晶体管的所述栅极区域和所述另一栅极区域的材料包括前道工序（FEOL）材料。
11.根据权利要求10所述的集成电路装置，其中所述前道工序（FEOL）材料是多晶硅。
12.根据权利要求8所述的集成电路装置，其中所述晶体管的所述栅极区域和所述另一栅极区域的材料包括金属。
13.一种集成电路装置，包括：
晶体管，包括栅极区域；
波长转换元件，其根据点阵的选择而形成；以及
在所述晶体管和所述波长转换元件之下的载体，
其中所述波长转换元件包括层间介电材料，以及
其中所述层间介电材料包括与至少部分地横向隔离所述栅极区域的区域相同的一种或多种材料，
其中所述载体进一步包括光电转换器，以及所述波长转换元件置于所述光电转换器上同时所述栅极区域未置于所述光电转换器上。
14.根据权利要求13所述的集成电路装置，其中所述波长转换元件包括与所述晶体管的所述栅极区域相同的一种或多种材料。
15.根据权利要求13所述的集成电路装置，其中所述层间介电材料和所述至少部分地横向隔离所述栅极区域的区域由所述载体上的相同加工层形成。
16.根据权利要求13所述的集成电路装置，其中所述晶体管的所述栅极区域的材料包括前道工序（FEOL）材料。
17.根据权利要求16所述的集成电路装置，其中所述前道工序（FEOL）材料是多晶硅。
18.根据权利要求13所述的集成电路装置，其中所述晶体管的所述栅极区域的材料包括金属。
19.根据权利要求13所述的集成电路装置，其中所述波长转换元件进一步包括
形成阵列的一个或多个结构元件，
其中所述形成阵列的一个或多个结构元件包括与所述栅极区域相同的一种或多种材料。
20.根据权利要求13所述的集成电路装置，进一步包括
另一波长转换元件；以及
另一栅极区域，置于所述栅极区域上，
其中所述另一波长转换元件包括另一层间介电层材料。
21.根据权利要求20所述的集成电路装置，
其中所述栅极区域和另一栅极区域以及所述波长转换元件和另一波长转换元件在所述载体上形成；
其中所述栅极区域和包括与所述栅极区域相同的一种或多种材料的所述波长转换元件由所述载体上的相同加工层形成；以及
其中所述另一栅极区域和包括与所述另一栅极区域相同的一种或多种材料的所述另一波长转换元件由所述载体上的相同加工层形成。
22.根据权利要求20所述的集成电路装置，其中所述晶体管的所述栅极区域和另一栅极区域的材料包括前道工序（FEOL）材料，所述前道工序（FEOL）材料包括多晶硅。
23.根据权利要求20所述的集成电路装置，其中所述晶体管的所述栅极区域和另一栅极区域的材料包括金属。
24.一种集成电路装置，包括：
光电转换器；
多个器件，其中所述多个器件的至少一个是包括栅极区域的晶体管；
器件隔离区域，用于使所述多个器件中的至少一个器件与所述多个器件中的另外的至少一个器件隔开，以及
波长转换元件，其根据点阵的选择而形成，
其中所述波长转换元件包括与所述器件隔离区域相同的一种或多种材料，
其中所述波长转换元件置于所述光电转换器上同时所述栅极区域未置于所述光电转换器上。
25.根据权利要求24所述的集成电路装置，其中所述集成电路装置进一步包括另一波长转换元件，以及其中所述另一波长转换元件包括与所述栅极区域相同的一种或多种材料。
26.根据权利要求24所述的集成电路装置，其中所述光电转换器在包括与所述栅极区域相同的一种或多种材料的区域中形成。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3009889B1 (fr) * 2013-08-23 2016-12-23 Commissariat Energie Atomique Photodiode a haut rendement quantique
FR3009888B1 (fr) 2013-08-23 2015-09-18 Commissariat Energie Atomique Photodiode spad a haut rendement quantique
FR3010829B1 (fr) * 2013-09-19 2017-01-27 St Microelectronics Sa Procede de realisation d'un filtre optique au sein d'un circuit integre, et circuit integre correspondant
US10134926B2 (en) * 2015-02-03 2018-11-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Quantum-efficiency-enhanced time-of-flight detector
JP6799828B2 (ja) * 2016-02-08 2020-12-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光源装置
KR102673815B1 (ko) * 2016-12-05 2024-06-10 삼성전자주식회사 메타필터를 포함하는 적층형 이미지 센서
US10763290B2 (en) 2017-02-22 2020-09-01 Elwha Llc Lidar scanning system
KR102696782B1 (ko) * 2017-12-22 2024-08-19 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 고체 촬상 장치 및 전자 기기
WO2021167657A2 (en) 2019-11-13 2021-08-26 Lumotive, LLC Lidar systems based on tunable optical metasurfaces
CN114203837B (zh) * 2021-11-11 2024-04-26 复旦大学 一种光子筛选型太赫兹光晶体管及其多光子探测方法
US11429008B1 (en) 2022-03-03 2022-08-30 Lumotive, LLC Liquid crystal metasurfaces with cross-backplane optical reflectors
US11487183B1 (en) 2022-03-17 2022-11-01 Lumotive, LLC Tunable optical device configurations and packaging
US11493823B1 (en) 2022-05-11 2022-11-08 Lumotive, LLC Integrated driver and heat control circuitry in tunable optical devices
US11487184B1 (en) 2022-05-11 2022-11-01 Lumotive, LLC Integrated driver and self-test control circuitry in tunable optical devices

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101261345A (zh) * 2008-04-09 2008-09-10 厦门大学 一种阵列式微谐振腔可调集成光学滤波器

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6121667A (en) 1998-06-08 2000-09-19 United Microelectronics Corp. Photo diode
US7250591B2 (en) 2004-06-01 2007-07-31 Micron Technology, Inc. Photonic crystal-based filter for use in an image sensor
US8054371B2 (en) 2007-02-19 2011-11-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Color filter for image sensor
US7811844B2 (en) 2007-10-26 2010-10-12 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Method for fabricating electronic and photonic devices on a semiconductor substrate
US7821091B2 (en) * 2007-11-29 2010-10-26 International Business Machines Corporation Photo detector
US7901974B2 (en) * 2008-02-08 2011-03-08 Omnivision Technologies, Inc. Masked laser anneal during fabrication of backside illuminated image sensors
WO2009113961A1 (en) 2008-03-11 2009-09-17 Agency For Science, Technology And Research A method for reducing optical coupling loss in a dielectric stack
US8225241B2 (en) * 2008-11-10 2012-07-17 International Business Machines Corporation Method and apparatus for designing a device for electro-optical modulation of light incident upon the device
WO2011124481A2 (en) * 2010-04-07 2011-10-13 International Business Machines Corporation Photo detector and integrated circuit

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101261345A (zh) * 2008-04-09 2008-09-10 厦门大学 一种阵列式微谐振腔可调集成光学滤波器

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Publication number Publication date
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US20120267694A1 (en) 2012-10-25
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US9202832B2 (en) 2015-12-01
DE102012103431B4 (de) 2018-02-01

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