TW201117363A - Photodetector array having electron lens - Google Patents

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201117363 六、發明說明： 【先前技術】 影像感測器係流行的。影像感測器可用於各種各松之鹿 用中’例如數位照相機、蜂巢式電話、數位相機電話、安 ' 全相機、光學滑鼠以及各種其他醫學、汽車、軍事或其他 * 應用。 串擾係諸多影像感測器遇到之一個挑戰。兩種常見之牟 擾形式係電串擾及光學串擾。 電串擾可在（例如）對應於一個光敏區域之區域中所產生 之一電子擴散、橫向漂移或以其他方式遷移或移動至一相 鄰光敏區域且由該相鄰光敏區域收集時發生。該等電子可 最終由該相鄰光敏區域收集。 光學串擾可在（例如）入射於對應於一個光敏區域之一表 面上之光折射、反射、散射或以其他方式引導至一相鄰光 敏區域時發生。該光可最終由該相鄰光敏區域偵測。 此串擾往往係不合意的，此乃因其往往可使影像模糊， 引入瑕疲或以其他方式降低影像品質β另外，此串擾往往 可隨著影像感測器及其像素之大小繼續減小而變成一更大 之挑戰。 具有減小之光學及/或電_擾之影像感測器將提供某些 優點。 【發明内容】 本發明之一較佳實施例提供一種設備，其包括：一表 面，其用以接收光；一光敏區域，其安置於一基板内；一 145106.doc 201117363 材料，其耦合於該表面與該光敏區域之間，該材料用以接 收該光，該光中之至少某些光用以釋放該材料中之電子； 及一電子透鏡，其耦合於該表面與該材料之間，該電子透 鏡用以朝向該光敏區域聚焦該材料中之該等電子。 本發明之另一較佳實施例提供一種設備，其包括：一表 面，其用以接收光；一光敏區域，其安置於一基板内；一 材料，其耦合於該表面與該光敏區域之間，該材料用以接 收該光，該光中之至少某些光用以釋放該材料中之電子； 及一光學與電子透鏡，其耦合於該表面與該材料之間，該 光學與電子透鏡用以朝向該光敏區域聚焦該材料中之該光 及該等電子。 本發明之另-較佳實施例提供一種方法，其包括··提胡 具有-前側部分及一後側部分之一基板，該前側部分具有 安置於其中之—光敏區域陣列；在該背側部分處形成一不 平表面，該不平表面具有—凸起部陣列，該等凸起部中之 每-者對駭該等綠區財之—各別—者且遠離該各別 一者凸出；在該凸起部陣列上方形成一不平I，該不平層 具有1人部分陣列’該等凹人部分中之每—者對應於該 等光敏區域中之一各別一者且遠離該各別一者後退，該不 平層能夠在該凸起部陣列中產生—電場。 本發明之另-較佳實施例提供—種方法，其包括·在一 表面處接收光，·朝向—光敏區域傳輸該光；藉助該光釋放 -材料中之電子；朝向該光敏區域聚焦該材料中之該等電 子；及在該光敏區域處接收該等電子。 145106.doc -4- 201117363 【實施方式】 在以下說明中，陳述了大量具體細節。然而，應理解， 可在無此等具體細節之情形下實踐本發明之實施例。在其 他實例中，為不模糊對本說明之理解，未詳細顯示眾所周 知之電路、結構及技術。 圖1係根據本發明實施例之一光偵測器丨〇 〇之一剖面側視 圖。在各種實施例中，該光偵測器可包含一光偵測器陣列 或一影像感測器。 該光偵測器包含一光收集表面102，例如一個或多個透 鏡之一表面。在運作期間，該光收集表面可接收光1〇3。 該光感測器亦包含一光敏區域1〇4。該光敏區域係安置 於一基板106内。如本文中所使用，安置於一基板内之一 光敏區域欲囊括形成於該基板内之一光敏區域、形成於該 基板上方之一光敏區域或部分形成於該基板内且部分形成 於該基板上方之一光敏區域。通常，該光敏區域係安置於 -亥基板之4·導體材料内。該基板亦可包含除半導體材料 之外的〃他材料，例如有機材料、金屬及非半導體電介 質，此僅為幾個實例。 適合之光敏區域之代表性實例包含但不限於光二極體、 電何搞合裝置（CCD)、量子裝置光學偵測器、光電門、光 電晶體及光導《 , 等體。相信用於互補金屬氧化物半導體 (CMOS) i冑像素感測器（Aps)中之光敏區域類型尤其適 °在個貫施例中，該光敏區域係一光二極體。適合之 光二極體之杵矣& ~ 八衣性貫例包含但不限於P-N光二極體、pin# 145106.doc 201117363 二極體及崩潰光二極體。 再二參照圖1，該光二極體亦包含-材料108。該材料耗 σ於光收市表面1〇2與光敏區域Μ*之間。在一個或多個實 施例中°亥材料可包含一半導體材料。在運作期間，該材 料用、接收由光收集表面1Q2接收之光。該材料可至少部 刀地朝向光敏區域1〇4傳輸該光。以虛線顯示該光之可能 之路彳二該光可或可不完全去至該光敏區域，此取決於材 料、該材料之厚度及光之波長。 假-又β亥材料具有充足厚度，則該光中之至少某些光往往 可釋放3玄材料中之電子⑹，例如光電子。舉例而言，由 於光電效應，電子可在例如一半導體材料之一材料中產生 或釋放。為被偵測，該等電子（e-)應朝向光敏區域移動。 然而’該等電子中之某些電子往往可擴散、橫向漂移或以 其他方式移動遠離該光敏區域。可未偵測到此等電子，此 往往可降低光偵測器1 00之效率α 應注意，根據本發明之實施例，該光偵測器亦包含一電 子透鏡110。該電子透鏡耦合於光收集表面1〇2與材料 之間。該電子透鏡可包含一電子聚焦或會聚元件、結構、 不平層部分、一不平表面之凹入部分、凹部、成形之材料 或用於聚焦或會聚電子之其他構件。該電子透鏡可運作以 朝向光敏區域104聚焦材料108中之電子（e-)。 在各種實施例中，該電子透鏡可表示材料1〇8之一經修 改部分或形成於材料108上方之一材料。舉例而卞，在— 個或多個實施例中，該電子透鏡可包含一摻雜程^較輕之 145106.doc 201117363 、”里穋雜（例如，一 P_型）半導 幻牛導體材料⑽之-較重摻雜區域 :二，—㈣雜區域)。作為另-實例，在-個或多個實 ’錢子透鏡可包含形成於材料⑽上方之一薄金 其中該金屬層可運作以在材料刚之一她鄰部分中 形成-電洞累積區域(例如，一金屬閃鍍閘極)。 所圖解說明之電子透鏡具有較靠近該光敏區域之-第一 主表面114及距該光敏區域較遠之第二主表面116。在本發 明之實施例中，該電子透鏡之至少_個主表面係不平的。 在所圖解說明之電子透鏡中，第一主表面114係不平的且 包含遠離該光敏區域後退之凹入表面。㈣所示，該凹入 表面可包含面向光敏區域之一凹表面。該凹表面可係面向 。亥光敏區域之一半球體形表面。該半球體形表面可類似或 近似半球但未必係一半球。在該所圖解說明之電子透鏡 中第—主表面丨丨6亦係不平的，且背對該光敏區域凸 起亦即，5玄所圖解說明之電子透鏡具有一凸-凹形狀， 其包含面向光敏區域之凹表面114及面向用以接收光之光 收集表面102之一凸表面116。 在運作期間，該電子透鏡可產生一電場。該電場導致可 運作而作用於一電子上之會聚力線丨丨2。該等會聚力線被 圖解說明為若干短箭頭，其中尾部在電子透鏡處起始且其 中頭部大體向内指。該電場之力線大體朝向該光敏區域聚 焦或會聚。 該電子透鏡可具有針對電子之一焦點。該焦點（f〇cus)可 表示一焦點（focal point)或一焦點區域（focus region)。該焦, 145106.doc 201117363 點可接近5亥光敏區域。如本文中所使用，對於一 2.〇微米 (μιη)或更小之像素，「接近」該光敏區域意指在該光敏區 域内或在該光敏區域之〇5 μιη内。對於較大之像素，可應 用較大之距離。在各種實施例中，該焦點可在該光敏區域 内或在該光敏區域之〇3 μιη内（舉例而言，在電子透鏡與 光敏區域之間的材料中之該光敏區域前方，或在該光敏區 域後方）。 由該電子透鏡產生之電場可運作以朝向該焦點及/或朝 向光敏區域104聚焦或會聚材料1〇8中之電子。該電場可排 斥該等電子或將其驅離。由於該電場係向内且大體朝向該 光敏區域引導，因此該電場可迫.使或鼓勵該等電子向内且 大體朝向該光敏區域移動。該等電子向内聚焦且垂直且在 三個維度上朝向該光敏區域聚焦。電子之此聚焦可有助於 增加光敏區域所收集電子之數目及/或偵測之效率。若該 電子透鏡僅係一平結構，則該電場將係平行且將不聚焦或 會聚該等電子。 一光偵測器之一方法2〇〇 圖2係根據本發明之實施例使用 之-方塊流程圖。藉由舉例之方式，可使關4所示之 光偵測器100或一個類似光偵測器執行該方法。 在區塊2 21處，該方法句合太止占 乂力古匕3在先偵測器之一光收集表面 處接收光。在-個或多個實施例中，該光谓測器可係用作 -影像感測器之κ貞測器，且該光可係由正被成像之一 物件或表面反射之光，此可用於產生該物件或表面之一影 像。 145106.doc 201117363 在區塊222處，可透過一材料朝向一光敏區域傳輸該 光。在區塊223處，可藉助該光釋放該材料中之電子。舉 例而言，由於光電效應，該材料中之光電子可由該光^ 放。 在區塊224處，可朝向該光敏區域聚焦該材料中之該等 電子。在一個《多個實施<列+，可藉助—電場在三個維度 上朝向该光敏區域聚焦該等電子，該電場驅動電子在三個 維度上朝向該光敏區域會聚。如先前 電場可由一不平的凹入表面提供，該不平的凹入== 該光敏區域後退。 在區塊225處，可在該光敏區域處接收該等電子。亦可 在該光敏區域處接收任何剩餘之光。 眾所周知，該光敏區域可產生表示所收集之電子及光之 1之一類比信號。該類比信號可用於各種用途。在某些情 形中’該光偵測器可係用作一影像感測器之一光偵測器陣 列且該等類比信號可用於產生一影像。 為更好地圖解說明某些概念，下文將闡述併入至細 器陣列之㈣實例巾之電子透鏡之數個實例。此等特定光 偵測器陣列係具有H组態及特定組件之背側照明式 (BSI)光㉝測器陣列1而，應瞭解，本發明之範嘴並不 限於此等特定光偵測.器陣列。 圖3係根據本發明之—個或多個實施例之—光㈣器陣 列300之-剖面侧視圖。該光谓測器陣列係一抓光傾測器 陣列。 145106.doc 201117363

今天’諸多光偵測器陣列係前側照明式（FSI)。此等FSI 光偵/則器陣列在一基板之前側處包含一光偵測器陣列，且

在運作期間該光偵測器陣列自該前側接收光。然而，FSI 光伯測器陣列具有某些缺點，例如一有限之填充因子。 B SI光偵測盗陣列係p· s I光偵測器降列之一替代方案。 BSI光偵測器陣列在一基板之前側處包含一光偵測器陣 列，且在運作期間該光偵測器陣列自該基板之背侧接收 光。 再次參照圖3，BSI光偵測器陣列包含一前側表面3〇3及 一背側表面302A、302B。圖3中之上側及下側分別被視為 影像感測器300之前側及背側。在運作期間，可在背側表 面處接收光303。 在一個或多個實施例中，一可選微透鏡33〇Α、33〇β· 列可提供該背側表面。該等微透鏡具有小於1〇 μιη之直 徑。該等微透鏡對準以便以光學方式朝向對應光敏區域 3 04Α、3 04Β聚焦在該背側表面處所接收之光。該等微透 鏡有助於改良敏感性且減少光學串擾。然而，該等微透鏡 係可選，且不作要求。 該光偵測器陣列亦包含一光敏區域3〇4A、304Β陣列。 該光敏區域陣列係安置於一基板3〇6内。先前所闡述之光 敏區域即適合。 該光偵測器陣列亦包含一材料3〇8A、3〇8B，例如矽或 另一半導體材料，其耦合於該背側表面與該光敏區域 304A、304B陣列之間。可朝向該等光敏區域陣列將該光 145106.doc 201117363 傳輸至該材料中。 假設該材料具有充足厚度，則該光中之至少某些光往往 可釋放該材料中之電子（e.)。為被偵測，該等電子（e')應向 該等光敏區域移動。另外，材料3 〇8A中所產生之電子應較 佳朝向對應光敏區域3〇4a移動，互材料308B中所產生之 電子應較佳朝向對應光敏區域3 〇4B移動。然而，該等電子 中之某些電子存在擴散、橫向漂移或以其他方式遷移或移 動遠離其對應光敏區域之一趨勢’且在某些情形中可由一 相鄰光敏區域收集。在邊緣附近產生之電子往往比在中心 附近產生之電子具有遷移至一相鄰光敏區域之一更高可能 性。此電串擾可導致模糊、不良色彩效能或其他影像瑕疵 且通常為不合意。如下文所論述，該光偵測器陣列具有電 子透鏡以減少此串擾。 一半球體形凸起部或凸面3〇9A、3〇9B陣列形成於該材 料中。該等凸面或半球體形凸起部中之每-者對應於該等 光敏區域中之一各別一者且遠離該各別一者凸出。在二維 剖面圖中顯示該等凸起部或凸面，但應理解，豸等&面或 半球體形凸起部具有背對對應光敏區域之三維凸起部或半 球體形表面。 該光4貞測益陣列亦包含_ ® ο 1 λ 匕s不干層310。不平層31〇耦合於 背側表面302Α、302Β盥本捸舻祀几心Α /、牛球體形凸起部或凸面309Α、 3 09Β陣列之間。在該圖解說明中， 球體形凸起部或凸面陣列上形成。 該不平層係直接在該半 3 10Β陣列。凹入部分

該不平層具有一凹入部分3l〇A 145106.doc 201117363 31〇八、3108中之每一者對應於光敏區域3〇4入、3〇化陣列 中之一各別-者且遠離該各別―者後退。此外，凹入部分 310A、310B中之每-者對應於且等形於半球體形凸起部 或凸面309A、309B中之一各別一者。 不平層310之凹入部分31〇A、31〇B表示對應光敏區域 304A、304B之各別電子透鏡31〇A、31〇B。電子透鏡31〇八 具有一凹-凸形狀，包含面向光敏區域3〇4A之一凹表面 及面向微透鏡302A之一凸表面316。 電子透鏡310A用以朝向對應光敏區域3〇4A聚焦或會聚 材料308A中之電子。同樣，電子透鏡31〇B用以朝向對應 光敏區域304B聚焦或會聚材料3〇8B中之電子。此可有助 於減小一電子將遷移至一相鄰光敏區域之可能性及/或有 助於減小電串擾。 該不平層能夠在該半球體形凸起部或凸面陣列中產生一 電子聚焦或會聚電場。該圖解說明之右手側顯示電子透鏡 310B之電場之代表性電子會聚或聚焦力線312B。一類似 之電子會聚或聚焦電場將由電子透鏡31 〇 A產生。 該不平層亦能夠以光學方式聚焦光。換言之，該等電子 透鏡亦係會聚光學透鏡。該圖解說明之左手側顯示箭頭所 表示之光303如何可由電子透鏡310A以光學方式聚焦。該 光在其自電子透鏡3 10A傳遞至材料308A中時可朝向光敏 區域304A之中心彎曲。舉例而言，其可係由電子透鏡 3 10A之形狀及電子透鏡310A與平坦化層336之間的折射指 數差所導致。此光學聚焦可有助於減少光學串擾。 145106.doc •12· 201117363 不同類型之層能夠在該材料中產生一 /r_ ^ 努。在一個或豸 =施例中，不平層310可包含一重摻雜半導體材料:且 =料驅'聊可包含推雜程度較輕之經推雜半導體材 /所周知，可用一摻雜劑摻雜-半導體以更改其電性 貝。摻雜劑可係受體或施主。 =雜劑元素在半導體中產生過量電洞，其藉由接受 =彼4半導體原子之電子來取代其原子。石夕之適合受體 L 3硼、銦、鎵、鋁及其組合。 施主摻雜劑元素在半導體中產生過量電子，其藉由將電 :捐：給半導體原子來取代其原子。梦之適合施主包含 磷、砷、銻及其組合。 -「Ρ·型半導體」、—「卜型傳導率半導 指代摻雜有一受俨曰甘士 + 」X^貝似物 &體且其中電洞之濃度大於自由電子之濃度 + ¥體。料電㈣乡數載好且支配傳導率。 一「η-型丰違Γ 一 型傳導率半導體」或類似物 :一：：一施，且其中自由電子之濃度大於電洞之濃度 V體。該等電子係多數載流子且支配傳導率。 P-型及η-型半導體—般係以輕微至中等摻雜劑濃度摻 雜在μ個或多個實施例中，ρ_型及η_型半導體具有小於 約1X10 #雜劑/cm3之摻雜劑濃度。 一 「P+丰莫科 r 一. 體」、—「P +摻雜半導體」、一「p +傳導率 2體」或類似物指代重摻雜有施主元素之-重摻雜p-型 “ n+半導體」、一「n+摻雜半導體」、一「n+ 145106.doc -13- 201117363 傳導率半導體」或類似物指代重摻雜有受體元素之一重摻 雜η-型半導體。在―個或多個實施例中，p+摻雜半導體及 η+摻6雜半導體具有大於約1χ1()15摻雜劑/em3，有時大於約1 xlO16#雜劑/cm3之摻雜劑濃度。 在—個或多個實施例中，不平層31〇可包含—重摻雜半 導體材料，且材料3〇8A、麵可包含一輕微至中等播雜 之半導體材料。舉例而言，不平層31〇可包含一 P+換雜半 導體材^且材料則A、3麵可包含—p_型半導體材料。 貫例中，光敏區域舰、取B可係n•型。相反之極 性、、且“適合。舉例而言’不平層31〇可包含_n+捧雜半 導體材料，材料3〇8A、麵可包含—n_型半導體材料，且 光敏區域304A、304B可係ρ·型。 重摻雜半導體材料層之-厚度可介於自約Μ奈米 約彻⑽之範圍。在某些情形巾，該厚度可介於自约50 nm至約200 nm之範圍。 在本發明之-個或多個實施例中，跨越不平層之厚产可 存在-可選摻雜濃度梯度或坡度。舉例而言，該不平^可 在其一背側部分（例如，3丨6)處具有_ 在其-前側部分(例…4)處具有一:=劑濃度且 ^ 孕乂 J、之推雜劑濃唐。 ί圍==例中，該背側部分處之較大摻雜劑濃度 靶圍m1〇摻雜劑/cm3至約1χ1〇2。摻雜編3。在一 =二=中’該前側部分處之較小摻雜劑濃度範圍 可自約X掺雜劑W至約2xU^摻雜劑/cm3。_相對陡 山肖之濃度梯度往往工作良好。 145106.doc -14· 201117363 該光偵測器陣列亦包含一第一可選平坦化層336，其輕 合於微透鏡330A、330B陣列與不平層310之間。該第一平 坦化層之前側等形於不平表面（例如3 16)。該第一平坦化層 具有平坦或平之一背側表面。該等電子透鏡安置於材料 308A、308B與平坦化層336之間。 該光偵測器陣列亦包含一可選不同濾色器334A、334B 陣列’其耦合於電子透鏡3 1 〇A、3 10B陣列與光學微透鏡 3 30A、3 30B陣列之間。特定而言，該等濾色器耦合於該 平坦化層之平表面與該等光學微透鏡之間。濾色器334八可 運作以過濾與濾色器334B不同之一色彩。此等濾色器為可 選且不作要求。舉例而言，可在一黑白影像感測器之情形 中省略此等濾色器。 6玄光偵測益陣列亦包含一第二可選平坦化層3 3 2，其輕 合於該濾色器陣列與該光學微透鏡陣列之間。然而，該第 二平坦化層為可選且不作要求。 忒光偵測器陣列在其前側處包含一互連部分342。該互 連邻为可包含安置於介電材料内之一個或多個習用金屬互 連層可選淺溝槽隔離（STI)3 3 8包含於毗鄰光敏區域之 ^仁不對該STI作要求。可選釘紮層34〇(例如，n_型光敏 區域It形中之p+摻雜區域）安置於該等光敏區域中之每一 者之前表面上。 圖4係根據本發明之—個或多個實施例之另—光偵測器 車列0之σ,〗面側視圖。該光偵測器陣列係一 BSI光偵測 器陣列。 ' 145106.doc 15- 201117363 圖4中所示之光偵測器陣 f 具有與圖3中所示之光偵 測器陣列300共有之某些特微。火 、 -付做 备考1恰當時，圖4中之某 些組件或結構已標記有來自阁 男术自圖3之先前參考編號。除非另 外說明，否則此指示此等έ株 哥，·且件或結構可視情況具有先前所 闡述之特性或屬性中之某—此+人& ^ 二或王。Ρ。為避免模糊某些概 心’以下閣述將主要聚隹^国 …於圖4中所示之光偵測器陣列4〇〇 之不同結構及特性。 光侦測器陣列400與先前所閣述之光偵測器陣列之間 的一顯著差異係凸起部4〇9α、侧陣列、不平層41〇及電 子透鏡410Α、410Β之形狀。 該光偵測器陣列包含形成於材料3〇8Α、3〇8β中之一凸 起部409Α、409Β陣列。在—個或多個實施例中該等凸 起部中之每—者具有—截頭錐形狀。該截頭錐可表示具有 (例如）一角錐或平截角錐形狀之一凸起部。藉由舉例之方 式’該角錐可具有三個或四個侧。 该光偵測器陣列亦包含不平層4丨〇。該不平層係直接在 該凸起部陣列上形成。該不平層具有一凹入部分4i〇A、 41〇B陣列。凹入部分410A、41〇B中之每一者對應於且等 形於凸起部409A、409B中之一各別一者。此外，凹入部 分410A、410B中之每一者對應於光敏區域3〇4a、3〇4b陣 列中之一各別一者且遠離該各別一者後退。 凹入部分410A、410B表示對應光敏區域3〇4A、3〇4b之 各別電子透鏡410A、410B。電子透鏡41 〇A具有面向光敏 區域304A之一凹入表面414。該凹入表面包含大致等形於 145106.doc -16 - 201117363 具有一截頭錐形狀之對應凸起部409A之有角側壁之有角側 壁。 針對電子透鏡410B顯示一電場之一代表性電子會聚或聚 焦力線412B。電子力線412B自電子透鏡410B之凹入表面 之有角側壁向内引導。該電場驅動電子在三個維度上朝向 光敏區域304B向内聚焦或會聚。一類似之電場將由電子透 鏡410A產生。 不平層之其他態樣（例如，材料（例如，一重摻雜半導體 材料）、厚度、摻雜梯度及類似態樣）可視情況如先前所闡 述一般。 圖5係根據本發明之一個或多個實施例之再一光偵測器 陣列500之-剖面侧視圖。該光_器陣列係一㈣光债測 器陣列。 圖5中所示之光读測器陣列5〇〇具有與⑸中所示之光償 測益陣列300及/或圖4中所示之光價測器陣列彻共有之某 特徵應/主思、，圖5之光摘㈣器陣列5〇〇中之凸起部陣列 及不平層之形狀類似於圖4之光偵測器陣列侧之凸起部陣 列及不平層之形狀。當考量恰當時，圖5中之某也組件或 結構已標記有來自圖3或圖4之先前參考編號。除非另外說 、否則此等組件或結構可視情況具有先前所闡述之特性 或屬性中之某-些或全部。為避免模糊某些概念，以下闡 述將主要聚焦於圖5巾 _ ㈡5中所不之光偵測器陣列5 0 〇之不同結構 及特性。 光偵測器陣列5〇〇與 145106.doc 先前所闡述之光偵測器陣列3〇〇及 l·

• 17- 201117363 400之間的一個顯著差異係用於不平層5i〇及/或電子透鏡 510A、510B之材料。另一差異係電子透鏡產生用於朝向 光敏區域聚焦或會聚電子之電場之方式。 光偵測器陣列500包含不平層51〇。該不平層係在形成於 一材料308A、308B中之一凸起部409A、409B陣列上方形 成。如前文所述，該等凸起部中之每一者可具有一角錐或 其他截頭錐形狀。該不平層具有凹入部分510A、51 0B。 此等凹入部分表示對應光敏區域3〇4A、3〇4b之各別電子 透鏡 5 10A、5 10B。 在本發明之一個或多個實施例中，不平層5丨〇可包含一 薄金屬層。該層可係足夠薄以允許光穿過該層。該層可運 作以在材料409A、409B之毗鄰部分中形成一電洞累積區 域。舉例而言，層510可包含具有足夠高之功函數以形成 該電洞累積區域之一金屬。鉑係可運作以在一毗鄰矽材料 中形成一電洞累積區域之一金屬之一個具體實例。在一個 或多個實施例中，不平層510可包含一閃鍍閘極。可視情 況負性偏壓該閃鍍閘極或薄金屬膜以進一步用電洞填充毗 鄰材料。閃鍍閘極在光偵測器技術中為已知，例如與ccD 結合。 再次參照圖5，在材料409A、409B中形成一電洞累積區 域544。在材料409A、409B中形成之電洞累積區域544具 有比材料409A、409B體大之一電洞濃度。此較大電洞濃 度可在該材料中形成一電場。針對電子透鏡5 i〇B顯示一電 場之一代表性電子會聚或聚焦力線512B。一類似之電子會 145l06.doc -18· 201117363 聚或聚焦電場將由電子透鏡5i 〇 A產生。 閃鍍閘極或其他薄金屬層亦可視情況用於如圖3之凸起 部及電子透鏡一般成形之凸起部及電子透鏡。 另外其他材料亦適合於該等電子透鏡。在一個或多個實 施例中，§玄等電子透鏡可包含一透明導電氧化物（TC〇)及 透明導電塗層（Tcc)中之一者或多者。適合之TCO之實 例包含但不限於與錫氧化物組合之銦氧化物（例如，氧化 銦（ΠΙ)(Ιη203)加氧化錫（IV)(Sn〇2))、與鋁氧化物組合之鋅 氧化物（例如，氧化鋅（ZnO)加氧化鋁（a12〇3))、與鎵氧化 物組合之鋅氧化物（例如，氧化鋅（ZnO)加氧化鎵 (III)(Ga2〇3))及錫氧化物（例如，氧化錫（Sn〇2))，此僅為幾 個實例。適合之TCC之實例包含但不限於一薄金膜、一抗 熱導電塑膠及包含碳奈米管之層，此僅為幾個實例。 當電子透鏡經電負性偏壓時，材料409a/409b中之電洞 可朝向電子透鏡510八/51〇3引導。此可在該材料中產生電 洞累積區域，此又可在材料409A/409B中形成電場。在一 個或多個實施例中，可視情況將一薄半導體氧化物膜安置 於不平層510與在材料409A、409B中形成之電洞累積區域 544之間。在一個態樣中，此氧化物膜可包含一矽氧化 物，例如二氧化矽（Si〇2)。當電子透鏡經負性偏壓時，該 薄半導體氧化物膜可有助於改良裝置可靠性及/或有助於 減少安置於基板之光偵測部分中之裝置中之故障。 在光偵測器陣列中，光之入射角度可自陣列之中心（零 度入射角度）向該陣列之週邊逐漸增加。在一個或多個實， I45106.doc •19· 201117363 施例中，光學微透鏡及/或電子透鏡可視情況基於入射光 之角度在該陣列之週邊區域中按比例縮放或偏移。舉例而 言，朝向該陣列之中心之光學微透鏡及/或電子透鏡可相 對地直接在其對應光敏區域上方或下方對準，而該陣列之 週邊區域中之光學微透鏡及/或電子透鏡可朝向該陣列之 中心稍微向内移位以計及不同角度之入射光。此可有助於 改良成像，但此為可選且不作要求。 圖6係根據本發明之實施例之製造或製作一光偵測器陣 列之一方法650之一方塊流程圖。可執行方法65〇以製作圖 1、3、4或5中所示之光偵測器或光偵測器陣列中之任一者 或完全不同之其他光偵測器陣列。圖7八至7£圖解說明在 實施方法650時可形成之各種結構。為清晰起見，將聯繫 圖7Α至7Ε中所示之結構闡述圖6之方法65〇。 方法650包含在區塊651處提供一基板。如本文中所使 用’術語「提供」意欲廣泛地囊括至少製作、自另一者獲 得、購買、進口及以其他方式獲取該基板。該基板具有一 前側部分及一背側部分，該前側部分具有安置於其中之一 光敏區域陣列。 在區塊652處，可在該基板之該背側部分處形成一不平 表面。該不平表面可具有一凸起部陣列。該等凸起部中之 每一者可對應於該等光敏區域中之一各別一者且可遠離該 各別一者凸出。 存在形成此一不平表面之不同方式。圖以至7D係圖解 說明利用一可回流材料形成該不平表面之一個實例性方式 I45106.doc •20- 201117363 之基板剖面側視圖。 圖7A顯示在一基板700A之背側半導體部分706上方沈積 一可回流材料之一層7 5 6。該基板亦具有一前側互連部分 342、具有安置於其中之一光敏區域304A、304B陣列之一 前側半導體部分、STI 358及背側半導體部分706。此等組 件可大致如先前所闡述一般。在一個實施例中，該可回流 材料可包括一聚乙烯曱基丙烯酸甲酯材料，但對此不作要 求。 圖7B顯示包含一經圖案化層之一基板700B，該經圖案 化層包含藉由將基板700A之可回流材料層756圖案化而形 成之一可回流材料部分758A、758B陣列。可藉由微影及 顯影來執行該圖案化。該等可回流材料部分中之每一者對 應於光敏區域304A、304B中之一各別一者。 圖7C顯示包含一半球體形可回流材料凸起部760A、 760B陣列之一基板700C，該陣列係藉由使基板700B之可 回流材料部分758A、758B陣列回流而形成。此可藉由將 該材料加熱至高於其回流溫度之溫度來完成。 圖7D顯示具有一不平背側表面之一基板700D，該不平 背側表面包含在基板700C之背側半導體部分706中蝕刻之 一半球體形凸起部309A、309B陣列。穿過基板700C之半 球體形可回流材料凸起部760A、760B陣列來執行至背側 半導體部分706中之蝕刻。以此方式，該等半球體形可回 流材料凸起部之不平表面係轉印為背側半導體部分706中 之一略微等形之不平表面。由於經回流彎月面及材料之間. 145106.doc -21 - 201117363 的㈣速率巾之可能差異’該等表面可不係精確地半球體 形4術D。半球體形」意欲囊括此等偏差。 圖7A至7D圖解說明用於形成該不平表面之一個實例性 方法。作為另—實例，可藉助使用灰階遮罩來形成一不平 表面。作為再一選項，可視情況利用沿晶面之定向矽蝕 …圖6，在於區塊652處形成該不平表面之後，可 在區塊653處於該凸起部陣列上方形成_不平層。該不平 層能約在該凸起部陣列中產生―電場。該不平層可具有一 凹^邛刀陣列。該等凹入部分中之每一者可對應於該等光 敏區域中之一各別一者且可遠離該各別—者後退。該等凹 入部分中之每一者可表示一電子透鏡。 圖7E顯示具有在半球體形凸起部3〇9八、3〇9b陣列上方

之一不平層310A、310B之一基板700E。第一凸起部3〇9A 上方之该層之一第一部分可表示一第一電子透鏡3i〇a且第 二凸起部309B上方之該層之一第二部分可表示一第二電子 透鏡310B。 在一個或多個實施例中，該不平層可係一重摻雜層，例 如一 P+摻雜層或一 n+摻雜層。可藉由摻雜形成此一層。可 藉由離子植入或擴散來執行該摻雜。可使用退火。在一個 或多個實施例中，該重摻雜層可經形成而具有介於自約1〇 nm至約400 nm在某些情形中自約8〇 nm至約2〇〇 nm之範圍 之一厚度。如先前所闡述，在本發明之一個或多個實施例 中，跨越該不平層之厚度可存在一摻雜濃度梯度或坡度。 145I06.doc •22- 201117363 k擇為在個或多個貫施例甲，該不平層可包含 一金屬閃㈣極或其他薄金屬膜。在-個❹個實施例 中，可藉由閃錢自约Α 、·’埃至約20埃之顧或另一適合金屬來 形成ι金屬閃鑛閘極或薄金屬膜。可視情況負性偏壓該閃 鍍閘極或薄金屬膜以進—步用電洞填充眺鄰半導體。 亦涵蓋如圖6中所示製造或製作—光制器陣列之方法 650之其他實施例。圖从至犯圖解說明在實施圖6之方法 之-個或多個其他實施例時所形成之各種結構。應注意， 圖8Α至8Ε顯不用於在—基板之_ f側部分處形成一不平 表面之一不同方法。 圖8A顯示在一基板_八之一背側半導體部分806上方沈 積-遮罩層89G(例如光阻劑）。舉例而言，可藉由沈積並旋 =光阻劑來形成遮罩層8 .該基板亦具有—前側互連 戸刀2 有女置於其中之一光敏區域3〇4A、304B陣列 ，一前側半導體部分、STI 358及背側半導體部分_。此 等組件可大致如先前所闡述一般。 圖8B顯示包含一經圖案化遮罩層891A、891B之一基板 8〇〇B，該經圖案化遮罩層係藉由將基板8〇〇a之遮罩層 圖案化而形成。可藉由微影及顯影來執行該圖案化。該經 圖案化遮罩層包含一遮罩部分891A、891B陣列。該等遮 罩部分中之每一者對應於光敏區域304A、304B中之—各 别者。如圖所示，遮罩部分891A、891B陣列之間存在 一間隙。 圖8C顯示包含在基板8〇〇B之背側部分8〇6中蝕刻之凹槽 145106.doc -23· 201117363 892A、892B、892C之-基板_c。可藉由穿過該經圖案 化遮罩層蝕刻至該背側部分中來形成該等凹槽。在一個或 多個實施例中，該等凹槽可具有自約G.I至約0.5微米之- 深度範圍。具有對於背側部分8〇6相對於該遮罩層之選擇 性之各種钮刻為適合。 广D顯示具有一不平背側表面之一基板賺，該不平 背侧表面包含由基板8〇〇c之經蝕刻背側部分8〇6形成之一 半球體形凸起部309A、3卿陣列。首先，可藉由（例如）制 離來移除該經圖案化遮罩層891A、891B。然後，可藉由 將剩餘背側半導體部分8G6之—表面部分加熱至高於其炫 點之一溫度來使該表面部分熔化並回流。在一個或多個實 鉍例中，所熔化之该表面部分包含矽或另一半導體材料。 在一個或多個實施例中，可藉由雷射退火至足以熔化矽之 一溫度來執行此加熱。該等溝槽之間的所熔化表面部分可 回流以形成一大體半球體形凸起部陣列，該等凸起部每一 者對應於光敏區域中之一者。 圖8E顯示具有在基板800D之半球體形凸起部3〇9a、 309B陣列上方形成之一不平層31〇a、31〇B之一基板 800E。第一凸起部3〇9A上方之該層之一第一部分可表示 一第一電子透鏡310A且第二凸起部3〇9B上方之該層之一 第二部分可表示一第二電子透鏡31〇B。可如先前所闡述形 成此不平層310A、310B。 圖9係圖解說明根據本發明之一個或多個實施例之一光 偵測器陣列之兩個四_電晶體（4T)像素之實例性像素電路 145106.doc •24· 201117363 _之-電路圖。該像素電路係實施此兩個像素之一個可 f方式1而’本發明之實施例並不限於叮像素架構。而 疋3丁°又计、5T設計及各種其他像素架構亦適合。 在圖9中’像素Pa及Pb配置成兩個列及一個行。每一像 素電路之所圖解說明之實施例包含-光二極體PD、一轉移 電a曰體T1 —重置電晶體T2、—源極隨麵器（SF)電晶體丁3 及-選擇電晶體Τ4。在運作期間，轉移電晶體”可接收一 ，移信號ΤΧ ’該轉移信號可將光二極體叩中所累積之電 :轉移至—洋動擴散節點FD。在一個實施例中，浮動擴散 即點FD可輕合至用於臨時儲存影像電荷之—儲存電容器。 重置電晶體T2M合於-電源導執VDD與該浮動擴散節點 叩之間以在一重置信號RST之控制下重置像素（例如，將 該FD及該PD放電或充電至一預置電壓）。該浮動擴散節點 FD丄耦σ以控制SF電晶體丁3之閘極。π電晶體乃耦合於 該電源導軌卿與選擇電晶體T4之間。SF電晶體丁3作為 向該浮動擴散FD提供-高阻抗連接之—源極隨輕器運作。 選擇電晶體T4在一選擇信號肌之控制下選擇性地將像素 電路之輸出輕合至讀出行線。 、 在個實施例中，該TX信號、該RST信號及該SEL信號 由控制電路產生。在其中光㈣器陣列與-全域快門：同° 運作之-實施例中’全域快門信號輕合至整個陣列中之每 轉移電晶體T1之閘極以同時開始電荷自每一像素之光^ 極體PD之轉移。另一選擇為，滾動快門信號可施加 電晶體T1群組。 145106.doc -25- 201117363 圖10係圖解說明根據本發明之一個或多個實施例之一背 二照明式影像❹jit單元麵之-方塊圖。該影像感測器 單_匕3像素陣列1064、讀出電路1066、控制電路1068 及力此邏輯1070。在替代實施例中，功能邏輯j 〇7〇及控制 電路1068巾之-者或兩者可視情況包含於影像感測器單元 之外側。 該像素陣列係—二維（2咐#!像素（例如，像素 P1 ’ P2’…Pn)陣列。在一個實施例中每一像素係一主 動像素感測(APS)，％如一互補金屬氧化物半導體 (CMOS)成像像素。如所圖解說明，每一像素配置成一列 (例如’列R1至Ry)及一行（例如，行^至叫以獲取一人、 也方或物件之⑨像資料’然後可使㈣等影像資料再現該 人、地方或物件之一 2D影像。 在每像素已獲取其影像資料或影像電荷之後，該等影 像資料由讀出電路1066讀出且轉移至功能邏輯刪。該讀 可匕3放大電路、類比至數位轉換電路或其他電 路。該功能邏輯可僅儲存該等影像資料或甚至藉由應用後 ^像效果（例如，修剪、旋轉、移除紅眼、調整亮度 '調 廉 >、或'、他）來操縱該等影像資料。如圖所示，在一個 例中j該出電路可沿讀出行線—次讀出—列影像資 :另選擇為，該讀出電路可使用各種其他技術（例 讀出或所有像素同時之-完全並行讀出则 出違等影像賢料。 工制電路1G68輕合至該像素陣列以控制該像素陣列之運 145106.doc • 26 · 201117363 作特性。舉例而言，該控制電路可產生用於控制影像獲取 之一快門信號。 圖11係圖解說明根據本發明之—個或多個實施例併入有 衫像感測$單π i⑽之—照明與影像捕獲系統i 18〇之一 方塊圖。在各種實施例中，系統可表示或併入於一數位 相機、-數位相機電話'一網路相機'一安全相機、一光 學滑鼠、一光學顯微鏡或一掃描儀内，此僅為幾個實例。 «•亥系統包3 —光源1丨82，例如多色發光二極體（LED)或 其他半導體光源。該光源可向正被成像之-物件1183傳輸 光。， 由忒物件反射之至少某些光可透過一外殼1186之一窗 !達〜像感測器單元1丨〇 〇而返回至該系統。該窗應被 廣義地理解為—透鏡、蓋或該外殼之其他透明部分。該影 像感測器單元可感測該光且可輸出表示該光或影像之類比 影像資料。 數位處理單元丨丨70可接收該等類比影像資料。該數位 處理單疋可包含類比至數位（ADC)電路以將該等類比影像 貧料轉換為對應之數位影像資料。 玄等數位衫像資料隨後可由軟體/韌體邏輯11Μ儲存、 傳輸或以其他方式操縱。該軟體/韌體邏輯可位於該外殼 内或如圖所示位於該外殼外部。 、上„兒月中且在申請專利範圍中，術語「搞合」可意 ^兩個或兩個以上元件直接物理接觸或電接觸。然而， 輕5」可替代地意指兩個或兩個以上元件彼此不直接叛 H5106.doc -27- 201117363 觸’但仍（例如）透過-個❹個介入組件或結構共同 或彼此互動。舉例而言，一電子透鏡可藉助一個或多個二 -材料之間。 遽色器等歸於-表面與 在以上說明中，出於解釋之 ： 评〈曰的，陳述了大量具體細館 以提供對本發明實施例之一透 還徹理解。然而，熟習此項枯 術者將明瞭，可在無此等具體細節中之某些細節之情形下 實踐其他實施例。提供㈣述之特定實施例並非為了限制 本發明而是對其進行圖解說明。本發明之範•將不由上文 提供之具體實例確定而僅由下文申請專利範圍確定。在其 他實例中，已以方塊圖形式或料細顯示眾所周知之電 路、結構、裝置及運作以避免模糊對該說明之理解。 舉例而言，整個本說明書中對「一個實施例（〇此 embodiment)」、「一實施例（an emb〇diment)」或「一個 或多個實施例(。ne or more emb〇diments)」之提及意指可 包含於本發明之實踐中之一特定特徵。類似地，在本說明 中，出於簡化本發明及幫助理解各種發明性態樣之目的， 有時在一單個實施例、圖或其闡述中將各種特徵分組在一 起。然而，本發明之此方法不應被理解為反映以下之一意 圖·本發明要求比每一技術方案中所明確陳述之特徵更多 之特徵。而是’如以下申請專利範圍所反映，發明性態樣 可在於少於一單個所揭示實施例之所有特徵。因此，具體 實施方式之後的申請專利範圍在此明確併入本具體實施方式 中，其中每一技術方案獨立地作為本發明之一單獨實施例。 145106.doc -28 · 201117363 【圖式簡單說明】 參照以上說明及以下附圖可最好地理解本發明，下列附 圖用於圖解說明本發明之實施例。圖式中： 圖1係根據本發明實施例之光偵測器之一剖面側視圖； 圖2係根據本發明實施例之使用一光偵測器之一方法之 一方塊流程圖； 圖3係根據本發明之一個或多個實施例之一光偵測器陣 列之一剖面側視圖； 圖4係根據本發明之一個或多個實施例之另一光偵測器 陣列之一剖面側視圖； 圖5係根據本發明之一個或多個實施例之再一光偵測器 陣列之一剖面側視圖； 圖6係根據本發明實施例之製造或製作一光摘測器陣列 之一方法之一方塊流程圖； 圖7A至7E圖解說明根據本發明之一個或多個實施例實 施圖6之方法時所形成之各種結構； 圖8A至8E圖解說明根據本發明之一個或多個其他實施 例實施圖6之方法時所形成之各種結構； 圖9係圖解說明根據本發明之一個或多個實施例之一光 偵測器陣列之兩個像素之實例性像素電路之一電路圖； 圖10係圖解說明根據本發明之一個或多個實施例之—影 像感測器單元之一方塊圖；及 圖11係圖解說明根據本發明之一個或多個實施例之併入 有一影像感測器之一照明與影像捕獲系統之一方塊圖。 145106.doc -29· 201117363 【主要元件符號說明】 100 光偵測器 102 光收集表面 103 光 104 光敏區域 106 基板 108 材料 110 電子透鏡 112 力線 114 第一主表面 116 第二主表面 300 光偵測器陣列 302A 背側表面 302B 背側表面 303 前側表面 304A 光敏區域 304B 光敏區域 306 基板 308A 材料 308B 材料 309A 半球體形凸起部或凸面 309B 半球體形凸起部或凸面 310A 凹入部分/電子透鏡 310B 凹入部分/電子透鏡 310 不平層 145106.doc -30- 201117363 314 凹表面 316 凸表面 330A 微透鏡 330B 微透鏡 332 平坦化層 334A 濾、色器 334B 遽色器 336 平坦化層 338 淺溝槽隔離 340 釘紮層 342 前側互連部分 358 STI(淺溝槽隔離） 400 光偵測器陣列 409A 凸起部 409B 凸起部 410A 凹入部分/電子透鏡 410B 凹入部分/電子透鏡 410 不平層 414 凹入表面 500 光偵測器陣列 510A 凹入部分/電子透鏡 510B 凹入部分/電子透鏡 510 不平層 544 電洞累積區域 145106.doc •31、 201117363 700A 基板 700B 基板 700C 基板 700D 基板 700E 基板 756 層 758A 可回流材料部分 758B 半球體形可回流材料部分 760A 半球體形可回流材料凸起部 760B 半球體形可回流材料凸起部 800A 基板 800B 基板 800C 基板 800D 基板 800E 基板 806 背側部分 890 遮罩層 891A 經圖案化遮罩層 891B 經圖案化遮罩層 892A 凹槽 892B 凹槽 892C 凹槽 962 像素電路 1000 背側照明式影像感測器單元 145106.doc -32- 201117363 1064 1066 1068 1070 1100 1170 1180 1182 1183 1184 1186 1188 像素陣列 讀出電路 控制電路 功能邏輯 影像感測器單元 數位處理單元 照明與影像捕獲系統 光源 物件 窗 外殼 軟體/韌體邏輯 145106.doc -33 ·

Claims (1)

1. 201117363 七、申請專利範圍： 1. 一種設備，其包括： 一表面，其用以接收光； 一光敏區域，其安置於一基板内；. ' 一材料’其耦合於該表面與該光敏區域之間，該材料 • 用以接收該光，該光中之至少某些光用以釋放該材料中 之電子；及 一電子透鏡，其耦合於該表面與該材料之間，該電子 透鏡用以朝向該光敏區域聚焦該材料中之該等電子。 2. 如請求項1之設備’其中該電子透鏡具有一不平之主表 面。 3-如請求項2之設備，其中該不平之主表面包括自該光敏 區域後退之一凹入表面。 4如明求項3之设備’其中該凹入表面包括面向該光敏區 域之一凹表面。 如β求項4之设備’其中該電子透鏡具有一凸-凹形狀， 該凸-凹形狀包含面向該光敏區域之該凹表面及面向用以 接收该光之該表面之一凸表面。 6·如叫求項1之設備，其中該電子透鏡包括一光學與電子 . 透鏡，該光學與電子透鏡具有針對該材料中之光及該等 電子且接近該光敏區域之一焦點。 7·如叫求項6之設備，其中該焦點在該光敏區域内。 =π求項1之設備，其中該材料包括一半導體材料，且 -中違電子透鏡包括—重摻雜半導體材料之一層，該重 145106.doc 201117363 摻雜半導體材料比該半導體材料摻雜程度重。 9. 如請求項8之設備，其中該半導體材料包括—卜型半導體 材料，其中該重摻雜半導體材料包括一P+摻雜半導體材 料，且其中該P+摻雜半導體材料之一厚度介於自奈米 至400奈米之範圍。 不…、 10. 如請求項9之設備，其中跨越該重摻雜半導體材料之— 厚度存在一摻雜濃度梯度。 11. 如請求項1之設備，其中該電子透鏡包括該材料上方之 一薄金屬層，該薄金屬層係足夠薄以允許光穿過且可運 作以在該材料之一毗鄰部分中形成一電洞累積區域。 12. 如請求項1之設備，其中該電子透鏡亦可運作以便以光 學方式朝向該光敏區域聚焦光。 13. 如請求項！之設備’其中該表面包括經對準以朝向該光 敏區域聚焦該光之一光學微透鏡之一表面，且進一步包 括： 一平坦化層，其具有耦合於該光學微透鏡與該電子透 鏡之間的一平表面；及 一濾色器，其耦合於該平坦化層之該平表面與該光擧 微透鏡之間。 14. 如請求項1之設備，其中該設備包括一影像感測器，其 中該光敏區域係該影像感測器之一光敏區域陣列中之〆 者’其中該影像感測器包括一背側照明式影像感測器。 15‘一種設備，其包括： 一表面，其用以接收光； 145106.doc -2 - 201117363 一光敏區域，其安置於一基板内； 一材料，其耦合於該表面與該光敏區域之間，該材料 用以接收該光，該光中之至少某些光用以釋放該材料中 之電子；及 一光學與電子透鏡，其耦合於該表面與該材料之間， 該光學與電子透鏡用以朝向該光敏區域聚焦該材料中之 該光及該等電子。 16. 如請求項15之設備，其中該光學與電子透鏡具有一不平 之主表面，其中該不平之主表面包括自該光敏區域後退 之一凹入表面，且其中該光學與電子透鏡具有針對該光 及該等電子且接近該光敏區域之一焦點。 17. 如請求項15之設備，其中該材料包括一半導體材料，且 ，、中4光學與電子透鏡包括一重摻雜半導體材料之一 層’該重摻雜半導體材料比該半導體材料摻雜程度重。 1 8 · —種方法，其包括· 场月y 提供具有-前側部分及一背側部分之一基板 邠刀具有文置於其中之一光敏區域陣列； 在該背側部分處形成一不平表面，該不平表面具有 =部_，該等凸起部中之每—者對應於該等光敏 域中之一各別一者且遠離該各別一者凸出· 在該凸起部陣列上方形成-不平層，該不平層且有 凹入部分陣列，該等凹入 θ，、百 敏區域t之-各別纟ρ 母—者對應於該等 ^約h ㈣該各別—者後退，該不 層i夠在該凸起部陣列中產生一電場。 145106.doc 201117363 其中該形成該不平層包括以下各項 19.如請求項is之方法 中之一者： 之—材料摻雜程度重的一重摻雜 形成比該凸起部陣列 半導體材料；及 沈積足夠薄以允許光穿過且可運作以在該凸起部陣列 中形成-電洞累積區域之—薄金屬層。 如明求項18之方法’其中該形成該不平表面包括： ㈣背側部分上方沈積—可回流材料之-層； 藉由微衫及顯影圖案化該可回流材料之該層以形成一 經圖案化層，該經圖案化層包含可一回流材料部分陣 列’該等可回崎㈣分中之每—者對應於該等光敏區 域中之一各別一者； 藉由加熱而使該可回流材料部分陣列回流來形成一半 球體形可回流材料凸起部陣列；及 藉由穿過該半球體形可回流材料凸起部陣列蝕刻至該 月側。P刀中來在該背側部分中姓刻該半球體形凸起部陣 列。 21.如請求項18之方法，其中該形成該不平表面包括： 藉由微影及顯影在該背側部分上方形成一經圖案化遮 罩層，該經圖案化遮罩層包含一遮罩部分陣列，該等遮 罩部分中之每一者對應於該等光敏區域中之一各別一 者； 穿過該經圖案化遮罩層蝕刻該背側部分以在該經圖案 化遮罩層之該等遮罩部分之間於該背侧部分中形成凹 145106.doc -4- 201117363 槽； 移除該經圖案化遮罩層； 的若干部分熔化並 藉由使該背側部分在該等凹槽之間 回流來形成該不平表面。 22. —種方法’其包括： 在一表面處接收光； 朝向一光敏區域傳輸該光； 精助5亥光釋放一材料中之電子· 朝向該光敏區域聚焦該材料中之該等電子；及 在該光敏區域處接收該等電子。 23.如請求項23之方法’纟中該聚焦該等電子包括藉助一電 子會聚電場在三個維度上朝向該光敏區域聚焦該等電 子’該電子會聚電場驅動電子在三個維度上朝向該光敏 區域會聚’且其中該聚焦該等電子包括藉助一不平層聚 焦該等電子’該不平表面具有遠離該光敏區域後退之— 凹入部分。 145106.doc