CN104425644B - 结合红外线感测功能的多波段光感测器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种结合红外线感测功能的多波段光感测器，包括：基底、红外线感测结构、介电层以及多波段光感测结构。基底包括第一区与第二区。红外线感测结构位于所述基底中，用以感测红外线。介电层位于所述红外线感测结构上。多波段光感测结构包括第一波段光感测器、第二波段光感测器以及第三波段光感测器。第二波段光感测器与第一波段光感测器重叠且由下而上配置于所述第一区上的所述红外线感测结构上方。第三波段光感测器，位于所述第二区的所述介电层中。
Description
技术领域
本发明涉及一种感测器及其制造方法，且特别是涉及一种结合红外线感测功能的多波段光感测器及其制造方法。
背景技术
近几年来感测元件在多数的工业应用及自动化控制用途上一直是扮演着重要的角色。常见的感测元件包括温度感测器、湿度感测器、压力感测器、磁感测器、照度感测器、距离感测器等等。而其中环境光源感测器因液晶面板与各式移动装置(如移动电话、个人数字助理(PDA)、全球定位系统(GPS)、笔记型电脑(Notebook)、小笔电(Netbook)等)的日益普及而开始被广泛使用于上述各式各样消费性产品上。环境光源感测器可以感应周遭光源，以自动调整荧幕亮度，达到省电效果。然而，这类装置仅能感测单一波段的光源，且量子效率(QE)有待提升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结合红外线感测功能的多波段光感测器，其可以感测多个波段的光源。
本发明的再一目的在于提供一种结合红外线感测功能的多波段光感测器，其是整合于同颗芯片上。
本发明的又一目的在于提供一种结合红外线感测功能的多波段光感测器，在可见光波段具有相当高的量子效率，适于多波段光感测波段的要求。
本发明的另一目的在于提供一种结合红外线感测功能的多波段光感测器的制造方法，其制作工艺简单。
本发明的还一目的在于提供一种结合红外线感测功能的多波段光感测器的制造方法，可以节省布局的面积，且可以省去滤光片制作工艺的预算及时间，降低材料与制作工艺成本。
为达上述目的，本发明提出一种结合红外线感测功能的多波段光感测器，包括：基底、红外线感测结构、介电层以及多波段光感测结构。基底，包括第一区与第二区。红外线感测结构，位于所述基底中，用以感测红外线。介电层，位于所述基底上，覆盖所述红外线感测结构。多波段光感测结构，位于所述基底上方，包括第一波段光感测器、第二波段光感测器以及第三波段光感测器。第一波段光感测器位于所述第一区的所述介电层上，与所述红外线感测结构对应。第二波段光感测器，位于所述第一区的所述介电层中。所述第二波段光感测器的第一部分与所述红外线感测结构以及所述第一波段光感测器重叠。第三波段光感测器，位于所述第二区的所述介电层中。
本发明提出一种结合红外线感测功能的多波段光感测器的制造方法，包括：在基底的第一区中形成一红外线感测结构，用以感测红外线。在所述基底上形成介电层。形成多波段光感测结构，包括：于所述基底的所述第一区的所述介电层上形成一第一波段光感测器；以及于所述基底的所述第一区的所述介电层中形成一第二波段光感测器以及于所述基底的第二区的所述介电层中形成第三波段光感测器。其中所述第二波段光感测器的一第一部分与所述红外线感测结构以及所述第一波段光感测器重叠。
本发明的结合红外线感测功能的多波段光感测器，其可以感测多个波段的光源。
本发明的结合红外线感测功能的多波段光感测器，其是整合于同颗芯片上。
本发明的结合红外线感测功能的多波段光感测器，在可见光波段具有相当高的量子效率(QE)，适于多波段光感测的要求。
本发明的结合红外线感测功能的多波段光感测器的制造方法，其制作工艺简单。
本发明的结合红外线感测功能的多波段光感测器的制造方法，可以节省布局的面积，且可以省去滤光片制作工艺的预算及时间，降低材料与制作工艺成本。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1A是依照本发明实施例所绘示的一种结合红外线感测功能的多波段光感测器的部分上视图；
图1B绘示图1A的红外线感测的多波段光感测器在切线I-I的部分剖面示意图；
图1C绘示图1A的红外线感测的多波段光感测器在切线II-II的部分剖面示意图；
图2绘示三种不同波段的光感测器所感测的QE频谱；
图3-图5绘示三种经过电路计算的QE频谱。
符号说明
10：基底
12：阱区
13：隔离结构
14：红外线感测结构
15、16、16a、16b：介电层
18：金属内连线
22a、22b、22c：最上层金属层
24a、24b、24c：焊垫
26：多波段光感测结构
28a、28b、28c：下电极
30a、30b、30c：氢化非晶硅层(堆叠结构)
31a、31b、31c：第一导电型氢化非晶硅层
32a、32b、32c：透明上电极
33a、33b、33c：本征氢化非晶硅层
34a、34b、34c：光遮蔽层
35a、35b、35c：第二导电型氢化非晶硅层
36：保护层
40a、40b、40c：介层窗
42a、42b、42c：介层窗
46：第一波段光感测器
56：第二波段光感测器
66：第三波段光感测器
46a、56a：部分
46b、56b：另一部分
100：第一区
200：第二区
110、120、130：曲线
I-I、II-II：切线
具体实施方式
图1A是依照本发明实施例所绘示的一种结合红外线感测功能的多波段光感测器的部分上视图。图1B绘示图1A的红外线感测的多波段光感测器的在切线I-I的部分剖面示意图。图1C绘示图1A的红外线感测的多波段光感测器在切线II-II的部分剖面示意图。
请参照图1A-图1C，提供基底10。基底10的材质例如是具有掺杂的半导体，如具有P型掺质的硅基底，或是N型掺杂的硅基底，抑或是无掺杂(undoped)硅基底。基底10包括相邻的第一区100与第二区200。在基底10中形成隔离结构13，隔离结构13可减少杂讯干扰。隔离结构13例如是浅沟槽隔离结构。接着，在基底10的第一区100形成红外线感测结构14。红外线感测结构14例如是接面二极管，形成接面二极管的方法包括于基底10中形成一阱区12，阱区12与基底10接触且其导电型态与基底10的导电型态不同。在一实施例中，基底10为P型掺杂的硅基底10；阱区12为N型掺杂区。阱区12的形成方法例如是在基底10上形成罩幕层，然后，进行离子植入制作工艺，将掺质植入于基底10之中，以形成阱区12，之后，再将罩幕层移除。离子植入制作工艺植入的P型掺质例如是硼；N型掺质例如是磷或是砷。在一实施例中，除了形成红外线感测结构14之外，还在基底10上形成金氧半导体元件，例如是N型通道场效晶体管(NMOS)、P型通道场效晶体管(PMOS)或是互补式场效晶体管(CMOS)，为简略起见，这些元件未绘示出来，而被介电层15覆盖。介电层15的材质例如是氧化硅、硼磷硅玻璃(BPSG)、磷硅玻璃(PSG)、无掺杂硅玻璃(USG)、氟掺杂硅玻璃(FSG)、旋涂式玻璃(SOG)或是介电常数低于4的低介电常数材料。介电层15的形成方法可以是化学气相沉积法或是旋涂法。
接着，请参照图1B-图1C，在基底10上的介电层15中以及介电层15上形成金属内连线18。金属内连线18包括最上层金属层22a、22b、22c。在一实施例中，在形成金属内连线18的最上层金属层22a、22b、22c时，同时形成焊垫24a、24b、24c。在另一实施例中，焊垫24a、24b、24c的高度可与最上层金属层22a、22b、22c的高度相异(未绘示)。
之后，请参照图1B-图1C，在基底10上形成介电层16a。介电层16a的材质例如是氧化硅、硼磷硅玻璃(BPSG)、磷硅玻璃(PSG)、无掺杂硅玻璃(USG)、氟掺杂硅玻璃(FSG)、旋涂式玻璃(SOG)或是介电常数低于4的低介电常数材料。介电层16a的形成方法可以是化学气相沉积法或是旋涂法。
其后，请参照图1B-图1C，于介电层16a上形成介电层16b以及多波段光感测结构26。多波段光感测结构26包括第一波段光感测器46、第二波段光感测器56以及第三波段光感测器66。第一波段光感测器46、第二波段光感测器56位于基底10的第一区100上。第二波段光感测器56位于第一波段光感测器46与红外线感测结构14之间。第三波段感测器66位于基底10的第二区200上，在第二波段光感测器56的一侧。在一实施例中，三个波段感测器46、56、66皆可感测可见光频谱，波长400nm至750nm，其中第一波段光感测器46包括高绿光感测器，可以感测的频谱的波峰范围，例如是波长490至550nm；第二波段光感测器56包括红光感测器，可以感测的频谱的波峰范围，例如是波长600至700nm；第三波段光感测器66包括高蓝光感测器，可以感测的频谱的波峰范围，例如是波长450至480nm。
请参照图1A-图1B，第一波段光感测器46位于第二波段光感测器56上方的介电层16b上，完全覆盖红外线感测结构14。第一波段光感测器46的一部分46a与下方的第二波段光感测器56重叠，第一波段光感测器46的另一部分46b则未与第二波段光感测器56重叠，而沿着第二方向(例如是y方向)延伸至第二波段光感测器56之外。第一波段光感测器46的所述另一部分46b通过介层窗40a电连接金属内连线18的最上层金属层22a。
请参照图1A-图1B，第二波段光感测器56位于第一波段光感测器46与红外线感测结构14之间，位于介电层16a的上方，且被介电层16b覆盖。第二波段光感测器56的面积大于红外线感测结构14面积，而将红外线感测结构14完全覆盖。第二波段光感测器56的一部分56a与上方的第一波段光感测器46重叠，第二波段光感测器56的另一部分56b未与第一波段光感测器46重叠，而沿着第一方向(例如是x方向)延伸至第一波段光感测器46之外。第二波段光感测器56通过介层窗40b电连接金属内连线18的最上层金属层22b。
请参照图1A-图1C，第三波段光感测器66，在基底10的第二区200上，位于介电层16a的上方且被介电层16b覆盖。在一实施例中，第三波段感测器66与第二波段光感测器56可在实质上同一高度(level)，而彼此相邻(如图1B所示)。在另一实施例中，第三波段感测器66与第二波段光感测器56也可以在不同高度(未绘示)。第三波段光感测器66通过介层窗40c电连接金属内连线18的最上层金属层22c。
请参照图1B，第一波段光感测器46、第二波段光感测器56以及第三波段光感测器66可以是由下而上分别包括下电极28a、28b、28c、氢化非晶硅层30a、30b、30c以及透明上电极32a、32b、32c。下电极28a、28b、28c分别与金属内连线18的介层窗40a、40b以及40c电连接。氢化非晶硅层30a、30b、30c分别位于下电极28a、28b、28c与透明上电极32a、32b、32c之间。在一实施例中，氢化非晶硅层30a、30b、30c为堆叠结构。各堆叠结构分别包括第一导电型的氢化非晶硅层31a、31b、31c、本征氢化非晶硅层33a、33b、33c以及第二导电型的氢化非晶硅层35a、35b、35c。上述透明上电极32a、32b、32c分别覆盖于氢化非晶硅层30a、30b、30c上。
请参照图1B，在一实施例中，形成多波段光感测结构26的步骤说明如下：先于介电层16a上形成下电极28b、28c，使下电极28b、28c与介层窗40a、40b以及40c电连接。下电极28b、28c的材质包括金属，例如是氮化钛(TiN)、钨(W)、铬(Cr)或铝(Al)，形成的方法例如是以物理气相沉积法(PVD)或是化学气相沉积法(CVD)沉积下电极材料层之后，再以光刻、蚀刻制作工艺进行图案化。当下电极28为金属时，其厚度非常薄，例如是50埃至500埃，以使得红外线可以穿透。
之后，请参照图1B，于下电极28b、28c上形成氢化非晶硅层30b、30c。在一实施例中，氢化非晶硅层30b、30c为堆叠结构。各堆叠结构包括第一导电型的氢化非晶硅层31b、31c、本征氢化非晶硅层33b、33c以及第二导电型的氢化非晶硅层35b、35c。氢化非晶硅层30b、30c的沉积方法可以采用等离子体增强型化学气相沉积法，以B2H6/H2和PH3/H2做为反应掺杂气体，在沉积的过程中改变掺杂的型态或浓度以及沉积制作工艺的参数，以形成之。氢化非晶硅层30b、30c图案化方法例如是光刻与蚀刻制作工艺。
在一实施例中，第二波段光感测器56为红光感测器，其氢化非晶硅层30b的堆叠结构具有PIN结构。更具体地说，第二导电型的氢化非晶硅层35b为P型，厚度例如是50埃至500埃，P型掺质的浓度例如是1×1019至1×1022原子/立方厘米(atoms/cm3)，P型掺质例如是硼；本征氢化非晶硅层33b的厚度例如是500埃至5000埃；第一导电型的氢化非晶硅层31b为N型，厚度例如是50埃至500埃，N型掺质的浓度例如是1×1019至1×1022原子/立方厘米，N型掺质例如是磷或是砷。
第三波段光感测器66为高蓝光感测器，其氢化非晶硅层30c的堆叠结构也具有PIN结构。更具体地说，第二导电型的氢化非晶硅层35c为P型，厚度例如是50埃至500埃，P型掺质的浓度例如是1×1019至1×1022原子/立方厘米(atoms/cm3)，P型掺质例如是硼；本征氢化非晶硅层33c的厚度例如是500埃至5000埃；第一导电型的氢化非晶硅层31c为N型，厚度例如是50埃至500埃，N型掺质的浓度例如是1×1019至1×1022原子/立方厘米，N型掺质例如是磷或是砷。
其后，请参照图1B，于氢化非晶硅层30b、30c上分别形成透明上电极32b、32c。透明上电极32b、32c的材质包括透明导电氧化物，例如是铟锡氧化物，沉积的方法例如是溅镀法。透明上电极32b、32c的厚度例如是500至5000埃。
上述氢化非晶硅层30a、30b(堆叠结构)以及透明上电极32b、32c的形成方法例如是沉积堆叠结构材料层以及透明上电极材料层之后，再进行光刻与蚀刻制作工艺，以图案化之。当第二波段光感测器56与第三波段光感测器66在相同高度时，可以先形成第二波段光感测器56，再形成第三波段光感测器66。或者，也可以先形成第三波段光感测器66，再形成第二波段光感测器56。
其后，请参照图1B，在第二波段光感测器56与第三波段光感测器66上形成介电层16b。介电层16b与介电层16a组成介电层16。介电层16b的材料可与介电层16a相同或相异。介电层16b的材质例如是氧化硅、硼磷硅玻璃(BPSG)、磷硅玻璃(PSG)、无掺杂硅玻璃(USG)、氟掺杂硅玻璃(FSG)、旋涂式玻璃(SOG)或是介电常数低于4的低介电常数材料。介电层16b的形成方法可以是化学气相沉积法或是旋涂法。
然后，请参照图1C，在介电层16b上形成第一波段光感测器46的下电极28a、氢化非晶硅层30a以及透明上电极32a。其中下电极28a以及透明上电极32a形成的方法如上所述于此不再赘述。氢化非晶硅层30a的沉积方法与上述氢化非晶硅层30b、30c相似，但略有不同。在一实施例中，第一波段光感测器46为高绿光感测器，其氢化非晶硅层30a的堆叠结构具有PIN结构。即，第二导电型的氢化非晶硅层35a为P型，厚度例如是50埃至500埃，P型掺质的浓度例如是1×1019至1×1022原子/立方厘米(atoms/cm3)，P型掺质例如是硼；本征氢化非晶硅层33a的厚度例如是500埃至5000埃；第一导电型的氢化非晶硅层31a为N型，厚度例如是50埃至500埃，N型掺质的浓度例如是1×1019至1×1022原子/立方厘米，N型掺质例如是磷或是砷。
之后，请参照图1B，形成光遮蔽层34a、34b、34c。光遮蔽层34a、34b、34c的材质包括金属，如铝(Al)、氮化钛(TiN)、钨(W)或黑彩色滤光片(black color filter)。光遮蔽层34a覆盖第一波段光感测器46的侧壁及其上表面的周围，通过介层窗42a与焊垫24a电连接，使得来自第一波段光感测器46侧壁的漏电流得以被引导至焊垫24a。光遮蔽层34b覆盖在未与第一波段光感测器46重叠的第二波段光感测器56上方的介电层16b上，并延伸至介电层16b中与第二波段光感测器56的表面接触，再通过介层窗42b与焊垫24b电连接。光遮蔽层34c覆盖第三波段光感测器66边缘上方的介电层16b上，并延伸至介电层16b中与第三波段光感测器66的表面接触，再通过介层窗42c与焊垫24c电连接。
其后，请参照图1B，于基底10上形成保护层36，覆盖多波段光感测结构26。保护层36的材质例如是聚亚酰胺(polyimide)。
其后续的制作工艺包括切割基底、封装等，于此不再赘述。切割与封装之后，即可形成结合红外线感测功能的多波段光感测器，其将红外线感测器与多波段光感测器整合于同颗芯片上，用以感测多波段的光源。
请参照图1B，在以上的实施例中，将多波段光感测结构26设置在金属内连线18的最上层金属层22a、22b、22c之上，然而，在实际应用时，并不以此为限，若制作工艺条件许可，也可以设置在金属内连线18的任意两层金属层之间。
请参照图1A与图1B，本发明实施例的结合红外线感测功能的多波段光感测器包括基底10、红外线感测结构14、多波段光感测结构26。多波段光感测结构26包括第一波段光感测器46、第二波段光感测器56以及第三波段光感测器66。红外线感测结构14与多波段光感测结构26的第一波段光感测器46、第二波段光感测器56位于基底10的第一区100。多波段光感测结构26的第三波段光感测器66位于基底10的第二区200。红外线感测结构14，位于多波段光感测结构26下方的基底10中，用以感测红外线。多波段光感测结构26，位于基底10上方，用以感测并过滤三个波段的光线。
更具体地说，红外线感测结构14例如是接面二极管，其是由基底10以及基底10中的阱区12所构成，用以感测红外线。
第二波段光感测器56位于第一波段光感测器46与红外线感测结构14之间。第三波段感测器66在第二波段光感测器56的一侧。
第一波段光感测器46、第二波段光感测器56以及第三波段光感测器66可以是由下而上分别包括下电极28a、28b、28c、氢化非晶硅层30a、30b、30c与透明上电极32a、32b、32c。氢化非晶硅层30a、30b、30c，位于下电极28a、28b、28c上。透明上电极32a、32b、32c，覆盖于氢化非晶硅层30a、30b、30c上。在一实施例中，氢化非晶硅层30a、30b、30c为堆叠结构。堆叠结构包括：位于下电极28a、28b、28c上的第一导电型的氢化非晶硅层31a、31b、31c、位于第一导电型的氢化非晶硅层31a、31b、31c上的本征氢化非晶硅层33a、33b、33c以及位于本征氢化非晶硅层33a、33b、33c上的第二导电型的氢化非晶硅层35a、35b、35c，其中第一导电型为N型；第二导电型为P型。在一实施例中，下电极28a、28b、28c通过介层窗40a、40b、40c与介电层16中的金属内连线18电连接。多波段光感测结构26的第一波段光感测器46、第二波段光感测器56以及第三波段光感测器66被光遮蔽层34a、34b、34c所覆盖，并通过介层窗42a、42b、42c与焊垫24a、24b、24c连接，以使得来自第一波段光感测器46、第二波段光感测器56以及第三波段光感测器66的漏电流得以被引导至焊垫24a、24b、24c。
当光线通过基底10的第一区100上的第一波段光感测器46时，光线被过滤，且第一波段的光线(例如是高绿光)可以被第一波段光感测器46感测。当被过滤的光线继续行进，通过介电层16b，到达第二波段光感测器56时，光线再次被过滤，且第二波段的光线(例如是红光)可以被第二波段光感测器56感测。当经过两次过滤的光线继续行进到达红外线感测结构14时，红外线波段的光线则可以被红外线感测结构14感测。当光线通过基底10的第二区200上的第三波段光感测器66时，光线被过滤，且第三波段的光线(例如是高蓝光)可以被第三波段光感测器66感测。
换言之，基底10的第一区100可以感测第一波段的光线(例如是高绿光)、第二波段的光线(例如是红光)以及红外线波段的光线。基底10的第二区200可以感测第三波段的光线(例如是高蓝光)。亦即基底10的第一区100可以感测三种波段光线，而第二区可以感测单一波段光线的功效。
图2绘示三种不同波段的光感测器所感测的量子效率(QE)频谱。
请参照图2，第一波段光感测器46所感测的第一波段的光线(例如是高绿光)的QE频谱如曲线110所示，第二波段光感测器56所感测的第二波段的光线(例如是红光)的QE频谱如曲线120所示，第三波段光感测器66所感测的第三波段的光线(例如是高蓝光)的QE频谱如曲线130所示。
图3-图5绘示三种经过电路计算的QE频谱。
请参照图3-图5，第一波段光感测器46、第二波段光感测器56以及第三波段光感测器66所得到的第一波段的光线(例如是高绿光)的原始感测QE频谱、第二波段的光线(例如是红光)的原始感测QE频谱以及第三波段的光线(例如是高蓝光)的原始感测QE频谱经过电路的计算，可以得到蓝光输出的QE频谱(如图3所示)、绿光输出的QE频谱(如图4所示)以及红光输出的QE频谱(如图5所示)。
更具体地说，图3的蓝光输出的QE频谱可以将图2中第三波段的光线(例如是高蓝光)的原始感测的QE频谱(曲线130)乘以一定值A后减去图2中第一波段的光线(例如是高绿光)的原始感测的QE频谱(曲线110)而得。其计算式如式一所示：
【式一】
蓝光输出的QE频谱＝(高蓝光原始感测的QE频谱)×A-(高绿光原始感测的QE频谱)
其中A为一定值，可以使得所得到的蓝光的QE频谱曲线为正值。
同样地，图4的绿光输出的QE频谱可以将图2中第一波段的光线(例如是高绿光)的原始感测的QE频谱(曲线110)减去图2中第三波段的光线(例如是高蓝光)的原始感测的QE频谱(曲线130)乘以一定值B而得。其计算式如式二所示：
【式二】
绿光输出的QE频谱＝(高绿光原始感测的QE频谱)-(高蓝光原始感测的QE频谱)×B
其中B为一定值，可以使得所得到的绿光输出的QE频谱曲线为正值。
图5的红光输出的QE频谱可以将图2中第二波段的光线(例如是红光)的原始感测QE频谱(曲线120)乘以一定值C而得。其计算式如式三所示：
【式三】
红光输出的QE频谱＝红光原始感测的QE频谱×C
其中C为一定值，可以使得所得到的红光的原始感测QE频谱曲线为正值。
此外，本发明实施例的结合红外线感测功能的多波段光感测器可以经由电路计算，第一波段光感测器46、第二波段光感测器56以及第三波段光感测器66可以在固定的光强度下，在固定的可见光波长范围得到固定的电流。举例说明如下：例如欲将绿光、蓝光以及红光的光电流调整为一致时，可在固定强度的白光照射下，得到
每一个波段光感测器的固定电流
＝{[(高蓝光的电流-高蓝光的暗电流)×A]-[(高绿光的电流-高绿光的暗电流)]}
＝(高绿光的电流-高绿光的暗电流)-[(高蓝光的电流-高蓝光的暗电流)×B]
＝{[(红光的电流-红光的暗电流)×C]}
其中A、B、C需满足同时符合上式一、式二以及式三的QE频谱算式及光电流的计算条件。然而，本发明不以上述为限，在实际应用时，三种光源(绿光、蓝光、红光)的光电流可视不同需求与配置而调整，以因应各式电路设计的要求。
综上所述，本发明整合多波段光感测器与红外线感测器功能于同颗芯片。感测器中的多波段光感测结构26可以感测多波段光如高绿光、高蓝光以及红光。此外，感测器中的多波段光感测结构还可做为下方红外线感测器的可见光的滤光片，因此，不需额外再形成红外线感测器的滤光片，故，其制作工艺简单，可以节省布局的面积，且可以省去滤光片制作工艺的预算及时间，因此，其材料与制作工艺成本低。再者，本发明提供一种结合红外线感测功能的多波段光感测器，其使用氢化非晶硅做为多波段光感测结构，其在可见光波段具有相当高的量子效率(QE)，非常适于多波段光感测波段的要求。此外，本发明实施例的结合红外线感测功能的多波段光感测器可以与半导体制作工艺整合。
虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。
Claims (21)
1.一种结合红外线感测功能的多波段光感测器，包括：
基底，包括第一区与第二区；
红外线感测结构，位于该基底中，用以感测红外线；
介电层，位于该基底上，覆盖该红外线感测结构；以及
多波段光感测结构，位于该基底上方，包括：
第一波段光感测器，位于该第一区的该介电层上，与该红外线感测结构对应；
第二波段光感测器，位于该第一区的该介电层中，该第二波段光感测器的第一部分与该红外线感测结构以及该第一波段光感测器重叠；以及
第三波段光感测器，位于该第二区的该介电层中。
2.如权利要求1所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器，其中该第一波段光感测器包括一高绿光感测器；该第二波段光感测器包括一红光感测器；该第三波段光感测器包括一高蓝光感测器。
3.如权利要求1所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器，其中该第一波段光感测器、该第二波段光感测器以及第三波段光感测器分别包括：
下电极；
氢化非晶硅层，覆盖该下电极；以及
透明上电极，覆盖于该氢化非晶硅层上。
4.如权利要求3所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器，其中各该氢化非晶硅层为一堆叠结构，包括：
第一导电型的氢化非晶硅层，位于该下电极上；
本征氢化非晶硅层，位于该第一导电型的氢化非晶硅层上；以及
第二导电型的氢化非晶硅层，位于该本征氢化非晶硅层上，其中该第一导电型为N型；该第二导电型为P型。
5.如权利要求1所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器，其中该第二波段光感测器与该第三波段感测器在同一高度(level)。
6.如权利要求1所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器，其中该第二波段光感测器与该第三波段感测器在不同高度。
7.如权利要求3所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器，其中该透明上电极的材质包括透明导电氧化物，该下电极的材质包括金属。
8.如权利要求3所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器，其中该第二波段光感测器与该第三波段光感测器位于多数个金属内连线的多数个最顶层金属层之上，且各该下电极与对应的各该金属内连线电连接。
9.如权利要求8所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器，其中该第一波段光感测器完全覆盖该红外线感测结构，该第一波段感测器的一第二部分未与该第二波段光感测器重叠，且该第二部分通过一介层窗与该多数个最顶层金属层其中之一电连接。
10.如权利要求1所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器，还包括多数个光遮蔽层覆盖于该第一波段光感测器、该第二波段光感测器以及第三波段光感测器的上表面的周围，且各该光遮蔽层分别与一焊垫电连接。
11.如权利要求10所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器，其中该第二波段光感测器的高度高于该焊垫的高度。
12.如权利要求1所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器，其中该红外线感测结构包括位于该基底中的一阱区，该阱区与该基底接触且其导电型态与该基底的导电型态不同，该阱区与该基底构成一接面二极管。
13.一种结合红外线感测功能的多波段光感测器的制造方法，包括：
在一基底的第一区中形成一红外线感测结构，用以感测红外线；
在该基底上形成一介电层；
形成一多波段光感测结构，包括：
于该基底的该第一区的该介电层上形成一第一波段光感测器；以及
于该基底的该第一区的该介电层中形成一第二波段光感测器以及于该基底的第二区的该介电层中形成第三波段光感测器，其中该第二波段光感测器的一第一部分与该红外线感测结构以及该第一波段光感测器重叠。
14.如权利要求13所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器的制造方法，其中该第一波段光感测器包括一高绿光感测器；该第二波段光感测器包括一红光感测器；该第三波段光感测器包括一高蓝光感测器。
15.如权利要求13所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器的制造方法，其中该第一波段光感测器、该第二波段光感测器以及第三波段光感测器的形成方法分别包括：
形成一下电极；
形成一氢化非晶硅层，覆盖该下电极；以及
于该氢化非晶硅层上形成一透明上电极。
16.如权利要求15所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器的制造方法，其中各该氢化非晶硅层为一堆叠结构，该堆叠结构的形成方法包括：
于该下电极上形成一第一导电型的氢化非晶硅层；
于该第一导电型的氢化非晶硅层上形成一本征氢化非晶硅层；以及
于该本征氢化非晶硅层上形成一第二导电型的氢化非晶硅层，其中该第一导电型为N型；该第二导电型为P型。
17.如权利要求15所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器的制造方法，其中该透明上电极的材质包括透明导电氧化物，该下电极的材质包括金属。
18.如权利要求15所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器的制造方法，还包括于该介电层中形成多数个介层窗与多数个金属内连线，该下电极分别通过所对应的该多数个介层窗与各该金属内连线电连接。
19.如权利要求18所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器的制造方法，其中该第一波段感测器的一第二部分未与该第二波段光感测器重叠，且该第二部分通过该多数个介层窗其中之一与一最顶层金属层电连接。
20.如权利要求13所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器的制造方法，还包括于该第一波段光感测器、该第二波段光感测器以及第三波段光感测器的上方及其周围分别形成一光遮蔽层，各该光遮蔽层与一焊垫连接。
21.如权利要求13所述的结合红外线感测功能的多波段光感测器的制造方法，其中形成该红外线感测结构的方法包括于该基底中形成一阱区，该阱区与该基底接触且其导电型态与该基底的导电型态不同，该阱区与该基底构成一接面二极管。
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Address after: Hsinchu Science Park, Taiwan, China Patentee after: Lijing Jicheng Electronic Manufacturing Co., Ltd. Address before: Hsinchu Science Park, Taiwan, China Patentee before: Maxchip Electronics Corp. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |