TW201515200A - 影像感測器及包括垂直溢流汲極之像素 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種設備之實施例，該設備包含一像素陣列，該像素陣列包括形成於一基板中之複數個像素，該基板具有一前表面及一背表面，每一像素包括一光敏區，該光敏區形成於該前表面處或該前表面附近且自該前表面延伸至該基板中達一選定深度。一濾光片陣列耦接至該像素陣列，該濾光片陣列包括複數個個別濾光片，每一濾光片光學上耦合至一對應光敏區，且一垂直溢流汲極(VOD)定位於該基板中在該背表面與該陣列中之至少一像素的該光敏區之間。

Description

影像感測器及包括垂直溢流汲極之像素
所揭示實施例大體而言係關於影像感測器，且詳言之，但非排他地，係關於包括垂直溢流汲極之背側照明影像感測器。
典型影像感測器包括形成於感測器之前側上的各種光學元件及電子元件。光學元件包括至少一個別像素陣列以俘獲入射於影像感測器上之光，而電子元件包括電晶體。儘管光學元件及電子元件形成於前側上，但影像感測器可作為前側照明(FSI)影像感測器或背側照明(BSI)影像感測器來操作。在FSI影像感測器中，待由像素陣列中之像素俘獲的光入射於感測器之前側上，而在BSI影像感測器中，待俘獲之光入射於感測器之背側上。
與FSI影像感測器相比較，BSI影像感測器澈底地改良填充因子、量子效率及交叉干擾，因此改良感測器之總的光學效能。BSI技術亦使得有可能連續地將CMOS像素大小按比例縮小至低於0.11微米。但不同於FSI，BSI模糊問題歸因於三個主要障礙而未得到令人滿意地解決。首先，BSI感測器本質上不具有高度摻雜之塊體區以重新組合額外光電子。其次，對於1.75微米及低於1.75微米之像素大小，BSI在效能上比FSI優越，但不同於FSI，存在較少空間供將抗模糊特徵添加至已經非常小的像素單元中。最後，BSI影像感測器自背側收 集光子，但BSI感測器中之矽基板比FSI影像感測器中之基板薄，此情形意謂傳統設計之感測器中存在很少的垂直空間供在背側與光偵測器之間賦予垂直溢流汲極以俘獲額外光電子。
100‧‧‧背側照明影像感測器
102‧‧‧基板
104‧‧‧前表面
106‧‧‧背表面
108‧‧‧光敏區
110‧‧‧轉移閘極
112‧‧‧浮動節點
114‧‧‧淺溝槽隔離(STI)
116‧‧‧重設電晶體
118‧‧‧位址電晶體
120‧‧‧放大電晶體
200‧‧‧背側照明(BSI)影像感測器
204‧‧‧基板
206‧‧‧前表面
208‧‧‧背表面
210‧‧‧光敏區
212‧‧‧光敏區
214‧‧‧光敏區
216‧‧‧光敏區
217‧‧‧濾光片陣列
218‧‧‧綠色濾光片
220‧‧‧紅色濾光片
222‧‧‧綠色濾光片
224‧‧‧藍色濾光片
226‧‧‧微透鏡
300‧‧‧背側照明(BSI)影像感測器
302‧‧‧光敏區
303‧‧‧彩色濾光片陣列
304‧‧‧最少重複單元(MRU)/垂直溢流汲極(VOD)
400‧‧‧背側照明(BSI)影像感測器
402‧‧‧光敏區
404‧‧‧垂直溢流汲極(VOD)
405‧‧‧介電層
406‧‧‧網格
408‧‧‧介層孔
500‧‧‧影像感測器
504‧‧‧垂直溢流汲極(VOD)
506‧‧‧介層孔
600‧‧‧背側照明(BSI)影像感測器
604‧‧‧垂直溢流汲極(VOD)
608‧‧‧介層孔
700‧‧‧背側照明(BSI)影像感測器
702‧‧‧光敏區
703‧‧‧彩色濾光片陣列(CFA)
704‧‧‧光敏區
706‧‧‧光敏區
708‧‧‧光敏區
710‧‧‧垂直溢流汲極(VOD)
712‧‧‧濾光片
714‧‧‧濾光片
716‧‧‧濾光片
718‧‧‧濾光片
800‧‧‧互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器
805‧‧‧彩色像素陣列
815‧‧‧功能邏輯
820‧‧‧控制電路
870‧‧‧讀出電路
參看以下圖描述本發明之非限制性且非詳盡實施例，其中除非另有指定，否則相似參考數字貫穿各視圖指相似部分。
圖1為背側照明(BSI)影像感測器之實施例的一部分之截面圖。
圖2為背側照明(BSI)影像感測器之實施例的截面圖。
圖3A為包括垂直溢流汲極(VOD)之背側照明(BSI)影像感測器的實施例之平面圖。
圖3B為實質上沿剖面線B-B所剖而成的圖3A之背側照明(BSI)影像感測器的實施例之截面圖。
圖4A至圖4B分別為包括垂直溢流汲極(VOD)之背側照明(BSI)影像感測器的另一實施例之截面圖及平面圖。
圖5A至圖5B分別為包括垂直溢流汲極(VOD)之背側照明(BSI)影像感測器的另一實施例之截面圖及平面圖。
圖6A至圖6B分別為包括垂直溢流汲極(VOD)之背側照明(BSI)影像感測器的另一實施例之截面圖及平面圖。
圖7A為包括垂直溢流汲極(VOD)之背側照明(BSI)影像感測器的一般化實施例之截面圖。
圖7B展示可用於包括垂直溢流汲極(VOD)之BSI影像感測器的實施例中之篩選模式最少重複單元(MRU)的不同實施例。
圖8為包括彩色濾光片陣列之影像感測器的實施例之示意圖。
描述用於包括垂直溢流汲極之背側照明影像感測器的設備、系統及方法之實施例。描述特定細節以提供對實施例之透徹理解，但熟 習相關技術者將認識到，可在無所描述細節中之一或多者的情況下實踐本發明，或藉由其他方法、組件、材料等實踐本發明。在一些情況下，未詳細展示或描述熟知之結構、材料或操作，但熟知之結構、材料或操作涵蓋在本發明之範疇內。
貫穿本說明書的對「一實施例(one embodiment或an embodiment)」之參考意謂結合實施例描述之特定特徵、結構或特性包括於至少一所描述實施例中。因此，在本說明書中的片語「在一實施例中(in one embodiment或in an embodiment)」之呈現未必全部指同一實施例。此外，可在一或多個實施例中以任何合適方式來組合特定特徵、結構或特性。
圖1說明背側照明影像感測器100之一部分的實施例。影像感測器100之所說明的部分包括形成於基板102中之三個像素，該基板具有前表面104、背表面106及介於前表面與背表面之間的厚度。像素形成於前表面104中、前表面104上或前表面104附近。每一像素包括光敏區108、浮動節點112及轉移閘極110，在該轉移閘極接通時，將累積於光敏區108中之電荷(亦即，光電子)轉移至浮動節點。淺溝槽隔離(STI)114可用以實體地分離且電學上隔離每一個別像素與像素陣列中之鄰近像素。
在積分週期(亦被稱作曝光週期或累積週期)期間，光敏區108接收穿過背表面之入射光，如藉由箭頭展示，且在光敏區108之耗盡體積中產生電荷(亦即，光電子)。在產生電荷之後，將電荷作為自由光電子保持於光敏區108中。在積分週期結束時，藉由施加電壓脈衝以開啟轉移閘極110，將保持於光敏區108中之光電子(亦即，信號)轉移至浮動節點112。當已將信號傳送至浮動節點112時，再次關掉轉移閘極110以開始另一積分週期。在已將信號自光敏區108傳送至浮動節點112之後，使用保持於每一浮動節點中之信號來調變放大電晶體120， 該放大電晶體亦被稱為源極隨耦器電晶體。位址電晶體118用以定址像素及選擇性地將信號讀出至信號線上。最後，在經由信號線讀出之後，重設電晶體116將浮動節點112及光敏區108重設至參考電壓，在一實施例中，參考電壓為Vdd。
在於曝光週期期間經受大量光之像素中(-例如，因為像素恰好對應於影像之非常明亮的部分-)，光敏區108迅速地變得「充滿」電荷載流子(例如，光電子)。當光敏區變得充滿時，過量電荷載流子開始自光敏區108朝向相鄰像素之光敏區遷移，如藉由圖中標記為「e」之箭頭展示。電荷載流子自一像素至鄰近像素之此遷移被稱為模糊。模糊使得來自鄰近像素之信號失真：在所得影像中，最明亮之光點擴大至周圍區域且使得圖片不準確。STI 114形成於基板102中以試圖阻擋電荷載流子之此遷移，但STI並非完全有效且其在BSI影像感測器中之有效性低於在FSI影像感測器中之有效性。
圖2說明背側照明(BSI)影像感測器200之實施例。BSI影像感測器200包括基板204，該基板具有彼此分離開對應於基板之厚度的距離Δ的前表面206及背表面208。光敏區210、212、214及216形成於基板204中。在所說明之實施例中，光敏區210至216形成於前表面206處或前表面206附近且向基板204中延伸達自前表面206測得之深度H。在不同實施例中，深度H可小於或等於Δ。在BSI影像感測器200之實施例中，通常形成於影像感測器之前表面上的其他元件(-諸如，電晶體閘極、浮動擴散等，如圖1中所展示-)可存在於前表面206中、前表面206上或前表面206附近，但為了清晰起見，自圖式中省略了此等元件。
濾光片陣列217定位於背表面208上，使得濾光片陣列217中之每一個別濾光片耦接至一對應光敏區。在所說明之實施例中，濾光片陣列217含有複數個個別原色濾光片，其中每一個別彩色濾光片光學上 耦合至一個別光敏區：綠色濾光片218光學上耦合至光敏區210，紅色濾光片220光學上耦合至光敏區212，綠色濾光片222光學上耦合至光敏區214，且藍色濾光片224光學上耦合至光敏區216。微透鏡226可形成於個別濾光片上(如所展示)以有助於將入射於感測器之背側上的光聚焦至各別光敏區中。
在BSI影像感測器200之操作中，光入射於影像感測器之背側上。入射光透過微透鏡226進入且透過濾光片218至224行進，濾光片218至224僅允許其各別原色光進入基板204中。每一原色光對應於與該色彩相關聯之波長範圍。當不同的原色光穿透基板204時，其進入對應光敏區210至216中，在光敏區210至216中，原色光被吸收且原色光產生光電子。不同色彩之光在基板204中的不同深度處和/或各別光敏區中被吸收。在所說明之實施例中，綠光在光敏區210及214中在距背表面208距離g處被吸收，藍光在光敏區216中在距背表面208距離b處被吸收，且紅光在光敏區212中在距背表面208距離r處被吸收。在經摻雜矽基板中，與較靠近光譜之紅外線端的光(亦即，較長波長)相比較，較靠近光譜之紫外線端的光(亦即，較短波長)在較小深度處被吸收。在所說明之實施例中，則，吸收距離b、g及r之相對大小實質上藉由b<g<r來給出。在其他實施例中，例如，在由不同材料製成之基板中，不同色彩之吸收深度的相對量值可不同於所說明之量值。
圖3A至圖3B說明背側照明(BSI)影像感測器300之實施例。如圖3A中所展示，彩色濾光片陣列303耦接至像素陣列之背側。CFA 303包括複數個個別濾光片，該複數個濾光片中之每一者光學上耦合至像素陣列中之一對應個別像素。CFA藉由將單獨原色之濾光片置放於每一像素之上而將彼原色指派給該像素。因此，例如，若像素不具有濾光片或像素耦接至清透(亦即，無色)濾光片，則通常將像素稱作「清透像素」，若像素耦接至藍色濾光片，則通常將像素稱作「藍色像 素」，若像素耦接至綠色濾光片，則通常將像素稱作「綠色像素」，或若像素耦接至紅色濾光片，則通常將像素稱作「紅色像素」。當光子通過某種原色之濾光片到達像素時，僅屬於彼原色之波長範圍內的波長通過。所有其他波長被吸收。
CFA 303中之個別濾光片以通常藉由使諸如MRU 304之複數個最少重複單元(MRU)拚接在一起而形成的一圖案排列。最少重複單元為使得無其他重複單元具有較少個別濾光片之重複單元。給定彩色濾光片陣列可包括若干不同重複單元，但若陣列中存在包括較少個別濾光片之另一重複單元，則重複單元並非最少重複單元。所說明之實施例包括以熟知之拜耳圖案配置的紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)濾光片，該拜耳圖案具有圖中所展示之3乘3 MRU 304。在其他實施例中，除R、G及B之外或代替R、G及B，CFA 303可包括其他色彩。舉例而言，其他實施例可包括青色(C)、洋紅色(M)及黃色(Y)濾光片、清透(亦即，無色)濾光片、紅外線濾光片、紫外線濾光片、x射線濾光片等。其他實施例亦可包括具有MRU之濾光片陣列，該MRU包括比針對MRU 304所說明之情形多或少的數目個像素。
圖3B說明實質上沿剖面線B-B所剖而成的BSI影像感測器300之截面圖。BSI影像感測器300在許多方面類似於BSI影像感測器200。影像感測器300包括基板204，該基板具有彼此分離開為基板之厚度的距離Δ的前表面206及背表面208。光敏區形成於前表面206處或前表面206附近，且一濾光片陣列(在一實施例中，諸如CFA 303)定位於背表面208上，使得每一個別濾光片光學上耦合至一對應個別光敏區。微透鏡226可形成於如所展示之個別濾光片上以有助於將光聚焦至各別光敏區域中。
影像感測器300與影像感測器200之間的主要差異為耦接至紅色濾光片220的光敏區302之深度h。在所說明之實施例中，自前表面206 測得的光敏區302之深度h小於俘獲綠光或藍光之光敏區210、214及216的深度H。光敏區302之較小深度h在基板204中在背表面208與光敏區302之間留下未經摻雜區。因為紅光在距背表面208較大距離處被吸收，所以光敏區302之較小深度h對像素之效能具有最小影響。
垂直溢流汲極(VOD)304定位於基板204之未經摻雜區中在光敏區302與背表面208之間。VOD 304定位於基板204中，使得其在背表面208處或背表面208附近且與光敏區302分離距離z，與光敏區210分離距離x，且與光敏區214分離距離y。在所說明之實施例中，距離y與x實質上相等，從而指示VOD 304實質上定位於距環繞光敏區302之光敏區域(諸如，光敏區210及214)等距處。
在所說明之實施例中，VOD 304實質上為矩形且覆蓋光敏區302下的區域之較大部分；換言之，對於VOD 304，距離x、y及z較小。在其他實施例中，可調整距離z以調節光電子自光敏區302至VOD 304中之流動，且可調整距離x及y以調節過量電子自鄰近於光敏區302之光敏區至VOD 304中的流動。所說明之結構可減少相鄰光敏區域中之模糊且亦可藉由吸收由鄰近像素產生之過量光電子而減少交叉干擾。
在光敏區210、302、214及216為經n摻雜區之實施例中，VOD 304亦可為經n摻雜區。類似地，在光敏區210、302、214、216為經p摻雜區之實施例中，VOD 304可為經p摻雜區。在一實施例中，可藉由使用已知植入物摻雜方法自背側植入摻雜劑而在基板204中形成VOD 304。
圖4A至圖4B說明BSI影像感測器400之另一實施例。影像感測器400在大多數方面類似於影像感測器300：光敏區210、402、214、216形成於基板204中且諸如CFA 303之濾光片陣列定位於背表面208上或背表面208之上，使得陣列中之每一濾光片光學上耦合至一對應光敏區。光敏區402具有自前表面206測得之深度h，深度h小於光敏區 210、214及216之深度H，且VOD 404形成於基板204中在光敏區402與背表面208之間。
影像感測器400與300之間的主要差異在於：影像感測器400包括導電網格406，其形成於背表面208與CFA 303之間且與背表面208藉由介電層405分離。在一實施例中，導電網格406可由金屬形成，但在其他實施例中，導電網格可由導電非金屬形成，例如，經摻雜或未經摻雜半導體。VOD 404(例如)藉由介層孔408電耦接至網格406，使得可將VOD 404電接地且可藉由導電網格帶走自鄰近光敏區流入VOD 404中之過量電子，而不是過量電子遷移至相鄰光敏區中，如圖1中所展示。
圖5A至圖5B說明BSI影像感測器400之另一實施例。影像感測器400在大多數方面類似於影像感測器300：光敏區210、402、214、216形成於基板204中且諸如CFA 303之濾光片陣列定位於背表面208上或背表面208之上，使得陣列中之每一濾光片光學上耦合至一對應光敏區。光敏區402具有自前表面206測得之深度h，深度h小於光敏區210、214及216之深度H，且VOD 504形成於基板204中在光敏區402與背表面208之間。導電網格406形成於背表面208與CFA 303之間，且與背表面208藉由介電層405分離。VOD 504(例如)藉由介層孔506電耦接至網格406，使得可將VOD 504電接地且可帶走自光敏區流入VOD 504中之過量電子，而不是過量電子遷移至相鄰光敏區中，如圖1中所展示。
影像感測器500與400之間的主要差異為VOD 504之大小及形狀。可定製VOD 504之大小及形狀兩者以調節光電子自相鄰光敏區之流動。在影像感測器500中，VOD 504實質上為圓形，而不是實質上為矩形，且亦實質上小於VOD 404。換言之，至少影像感測器500中之距離x及y(參見圖3)實質上大於影像感測器400中之距離x及y。在其他 實施例中，VOD 504之形狀可為不同的，例如，其可為橢圓形、方形、三角形或任何其他多邊形或非多邊形形狀。
圖6A至圖6B說明BSI影像感測器600之另一實施例。影像感測器600在大多數方面類似於影像感測器400及500：光敏區210、402、214、216形成於基板204中且諸如CFA 303之濾光片陣列定位於背表面208上或背表面208之上，使得陣列中之每一濾光片光學上耦合至一對應光敏區。光敏區402具有自前表面206測得之深度h，深度h小於光敏區210、214及216之深度H，且VOD 604形成於基板204中在光敏區402與背表面208之間。導電網格406形成於背表面208與CFA 303之間且與背表面208藉由介電層分離，且VOD 604(例如)藉由介層孔608電耦接至網格406，使得可將VOD 604電接地且可帶走自光敏區流入VOD 604中之過量電子，而不是過量電子遷移至相鄰光敏區中，如圖1中所展示。
影像感測器600與影像感測器400及500之間的主要差異在於：在影像感測器600中，VOD 604並非單一連續區，而是包括多個不連續區。所說明之實施例展示由四個不連續區604組成之VOD，但在其他實施例中，VOD 604可包括較少或較多個不連續區604。如同其他實施例，可使每一不連續區604之大小形狀及距離變化以定製過量光電子至VOD中之流動。此外，所說明之實施例展示以實質上矩形圖案定位之VOD區604，但在其他實施例中，不連續VOD區604可以其他圖案定位。
圖7A至圖7B說明BSI影像感測器700之一般化實施例。影像感測器700在大多數方面類似於影像感測器300至600：光敏區702、704、706及708形成於基板204中且諸如CFA 703之濾光片陣列定位於背表面208上或背表面208之上，使得CFA 703中之每一濾光片光學上耦合至一對應光敏區。光敏區704具有自前表面206測得之深度h，深度h小於 光敏區702、706及708之深度H，且VOD 710形成於基板204中在光敏區704與背表面208之間。導電網格406形成於背表面208與CFA 703之間且與背表面208藉由介電層分離，且VOD 710(例如)藉由介層孔408電耦接至網格406，使得可將VOD 710電接地且可帶走自光敏區流入VOD 710中之過量電子，而不是過量電子遷移至相鄰光敏區中，如圖1中所展示。
影像感測器700與影像感測器300至600之間的主要差異在於：影像感測器700包括一般化濾光片陣列703。在CFA 217及303中，CFA包括作為其原色之紅色、綠色及藍色濾光片且該等濾光片以拜耳圖案配置，且該等濾光片耦接VOD至之基板定位於對應於紅色濾光片之光敏區域下。但在影像感測器700中，濾光片陣列為更一般的。濾光片陣列703包括濾光片712至718，該等濾光片中之每一者可為任何色彩，包括無色及可見光波長之外的「色彩」，且所有濾光片可以不同於CFA 217及303中之圖案的圖案配置。濾光片712至718無需具有先前所說明之色彩，而可具有不同色彩及/或經配置成不同的最少重複單元。
此外，影像感測器700之實施例無需將垂直溢流汲極定位於光學上耦合至紅色濾光片之光敏區域下，而是可改為將VOD定位於光學上耦合至濾光片714之光敏區704下，而不管濾光片714恰好為何彩色濾光片714。另外，或在先前所說明之實施例中，CFA之特定圖案導致所有光敏區鄰近於VOD。但在其他實施例中，取決於色彩、濾光片配置及置放VOD之特定濾光片，陣列中之每個光敏區無需在鄰近於VOD處結束。在圖8中所說明之濾光片陣列中，例如，若VOD定位於耦接至紅色濾光片之光敏區下，則陣列中之每個光敏區將不會在鄰近於VOD處結束。
圖7B說明可用以形成濾光片陣列703之MRU的各種實施例。在一 實施例中，濾光片陣列703可為包括紅色濾光片、綠色濾光片、藍色濾光片及清透(亦即，無色)濾光片之RBGC陣列。在此濾光片中，光學上耦合至紅色濾光片、綠色濾光片及藍色濾光片之像素對彼等原色波長範圍中的光敏感，而光學上耦合至清透濾光片之像素對可涵蓋紅色、綠色及藍色波長範圍的更寬波長範圍敏感。在另一實施例中，濾光片陣列703可為包括紅色濾光片、綠色濾光片及清透濾光片之RGGC陣列。在此實施例中，可自所存在之濾光片提取不具有陣列中存在之特定濾光片的原色光。在另一實施例中，濾光片陣列703可為包括青色濾光片、黃色濾光片及洋紅色濾光片之CYYM陣列。在另一實施例中，濾光片陣列703可為僅包括清透濾光片之單色濾光片，換言之，黑白濾光片陣列。在其他單色實施例中，濾光片陣列703可包括紅外線(IR)濾光片或x射線(X)濾光片。當然，其他實施例可使用不同於所展示之色彩的色彩，且可使用具有比所展示之情形多或少且以不同於所展示之方式的方式配置的像素的MRU。
圖8說明CMOS影像感測器800之實施例，該CMOS影像感測器包括彩色像素陣列805、耦接至像素陣列之讀出電路870、耦接至讀出電路之功能邏輯815，及耦接至像素陣列之控制電路820。彩色像素陣列805為具有X個像素行及Y個像素列之個別成像感測器或像素(例如，像素P1、P2，……，Pn)的二維(「2D」)陣列。彩色像素陣列805可實施為包括一或多個VOD之背側照明像素陣列，如圖3A至圖3B、圖4A至圖4B、圖5A至圖5B及/或圖6A至圖6B中所展示。在一實施例中，陣列中之每一像素為互補金屬氧化物半導體(「CMOS」)成像像素。如所說明，每一像素經配置成列(例如，列R1至Ry)及行(例如，行C1至Cx)以獲取人、地方或物件之影像資料，可接著使用該影像資料來顯現人、地方或物件之2D影像。
彩色像素陣列805使用耦接至像素陣列之彩色濾光片陣列 (「CFA」)將色彩指派給每一像素。在所說明之實施例中，除紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)像素之外，彩色像素陣列805亦包括清透(亦即，無色)像素，且該等像素以具有不同於圖3A中所展示之像素陣列303之MRU的不同圖案配置。
在像素陣列805中之每一像素已獲取其影像資料或影像電荷之後，由讀出電路870讀出影像資料且將影像資料傳送至功能邏輯815以用於進行存儲、額外處理等。讀出電路870可包括放大電路、類比/數位(「ADC」)轉換電路或其他電路。功能邏輯815可簡單地存儲影像資料及/或藉由應用影像後效應(例如，裁剪、旋轉、移除紅眼、調整亮度、調整對比度，或其他方法)來操縱影像資料。功能邏輯815亦可在一實施例中用以處理影像資料以校正(亦即，減少或移除)固定圖案雜訊。
控制電路820耦接至像素陣列805以控制彩色像素陣列805之操作特性。舉例而言，控制電路820可產生用於控制影像獲取之快門信號。
本發明之所說明之實施例的上述描述(包括「發明摘要」中所描述之內容)不意欲為詳盡的或將本發明限於所揭示之精確形式。雖然本文中出於說明性目的而描述了本發明之特定實施例及實例，但如熟習相關技術者將認識到，在本發明之範疇內，各種等效修改係可能的。可根據上述詳細描述對本發明做出此等修改。
以下申請專利範圍中所使用之術語不應被解釋為將本發明限於本說明書及申請專利範圍中所揭示之特定實施例。確切而言，本發明之範疇必須完全藉由以下申請專利範圍來判定，以下申請專利範圍應根據請求項解釋之已確定之原則來解釋。
204‧‧‧基板
206‧‧‧前表面
208‧‧‧背表面
210‧‧‧光敏區
214‧‧‧光敏區
216‧‧‧光敏區
218‧‧‧綠色濾光片
220‧‧‧紅色濾光片
222‧‧‧綠色濾光片
224‧‧‧藍色濾光片
226‧‧‧微透鏡
300‧‧‧背側照明(BSI)影像感測器
302‧‧‧光敏區
303‧‧‧彩色濾光片陣列
304‧‧‧最少重複單元(MRU)/垂直溢流汲極(VOD)

Claims (27)

  1. 一種設備，其包含：一像素陣列，其包括形成於一基板中之複數個像素，該基板具有一前表面及一背表面，每一像素包括一光敏區，該光敏區形成於該前表面處或該前表面附近且自該前表面延伸至該基板中達一選定深度；一濾光片陣列，其耦接至該像素陣列，該濾光片陣列包括複數個個別濾光片，每一濾光片光學上耦合至一對應光敏區；一垂直溢流汲極(VOD)，其定位於該基板中在該背表面與該陣列中之至少一像素的該光敏區之間。
  2. 如請求項1之設備，其中該至少一像素具有一光敏區，該光敏區具有比該陣列中之其他像素之該等光敏區小的一選定深度。
  3. 如請求項1之設備，其中每一個別濾光片經設計以使一第一波長範圍或一第二波長範圍通過。
  4. 如請求項3之設備，其中該陣列中之該至少一像素耦接至使該第一波長通過之一個別彩色濾光片。
  5. 如請求項3之設備，其中該第一波長範圍在該光敏區中在比該第二波長範圍距該基板之該背表面更遠的一距離處被吸收。
  6. 如請求項3之設備，其中該第一波長範圍至少涵蓋該第二波長範圍。
  7. 如請求項3之設備，其中該第一波長範圍比該第二波長範圍長。
  8. 如請求項7之設備，其中該第一波長範圍為紅色且該第二波長範圍為藍色或綠色。
  9. 如請求項1之設備，其中每一VOD電耦接至接地。
  10. 如請求項1之設備，其進一步包含一金屬網格，該金屬網格形成 於該彩色濾光片陣列與該基板之該背表面之間。
  11. 如請求項6之設備，其進一步包含一介層孔，該介層孔將每一VOD電耦接至該金屬網格。
  12. 如請求項1之設備，其中每一VOD包含一單一連續區。
  13. 如請求項1之設備，其中每一VOD包含複數個不連續區。
  14. 一種方法，其包含：形成一像素陣列，該像素陣列包括一基板中之複數個像素，該基板具有一前表面及一背表面，每一像素包括一光敏區，該光敏區形成於該前表面處或該前表面附近且自該前表面延伸至該基板中達一選定深度，其中每一像素之該光敏區光學上耦合至一個別濾光片；及在該基板中在該背表面與該陣列中之至少一像素的該光敏區之間形成一垂直溢流汲極(VOD)。
  15. 如請求項14之方法，其中該至少一像素具有一光敏區，該光敏區具有比該陣列中之其他像素之該等光敏區小的一選定深度。
  16. 如請求項14之方法，其中每一個別濾光片使一第一波長範圍或一第二波長範圍通過。
  17. 如請求項16之方法，其中該陣列中之該至少一像素耦接至使該第一波長範圍通過之一個別濾光片。
  18. 如請求項17之方法，其中該第一波長範圍在該光敏區中在比該第二波長範圍距該基板之該背表面更遠的一距離處被吸收。
  19. 如請求項16之方法，其中使該第一波長範圍或該第二波長範圍通過之該等個別濾光片為耦接至該像素陣列之該背表面之一彩色濾光片陣列的部分。
  20. 如請求項16之方法，其中該第一波長範圍至少涵蓋該第二波長範圍。
  21. 如請求項16之方法，其中該第一波長範圍比該第二波長範圍長。
  22. 如請求項21之方法，其中該第一波長範圍為紅色且該第二波長範圍為藍色或綠色。
  23. 如請求項14之方法，其進一步包含將每一VOD電耦接至接地。
  24. 如請求項14之方法，其進一步包含在該彩色濾光片陣列與該基板的該背表面之間形成一金屬網格。
  25. 如請求項25之方法，其進一步包含將每一VOD電耦接至該金屬網格。
  26. 如請求項14之方法，其中每一VOD包含一單一連續區。
  27. 如請求項14之方法，其中每一VOD包含複數個不連續區。
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