TW201545328A - 增強式背側照明近紅外線影像感測器 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種影像感測器，其包含安置於半導體材料中之一光電二極體，以回應於經引導穿過該半導體材料之一背側之光而累積影像電荷。一散射結構安置成接近於該半導體材料之該前側，使得穿過該背側引導至該半導體材料中之該光往回散射穿過該光電二極體。一深溝渠隔離結構安置於該半導體材料中，該深溝渠隔離結構隔離該光電二極體且界定一光學路徑，使得在該光學路徑中往回散射穿過該光電二極體之該光由該DTI全內反射。一抗反射塗層安置於該半導體材料之該背側上且使由該散射結構散射之該光全內反射以將該光侷限為保持在該光學路徑中直至其被吸收為止。

Description

增強式背側照明近紅外線影像感測器
本發明一般而言係關於影像感測器，且更具體而言，本發明係關於近紅外線影像感測器。
影像感測器已變得普遍存在。其廣泛地用於數位靜態相機、蜂巢式電話、安全攝影機以及醫療、汽車及其他應用中。用於製造影像感測器且特定而言互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器(CIS)之技術一直持續快速地發展。舉例而言，對較高分辨率及較低電力消耗的需求已促進了此等影像感測器之進一步小型化及整合。
其中大小及影像品質尤其重要的兩個應用領域係安全及汽車應用。對於此等應用，影像感測器晶片通常必須在可見光譜中提供一高品質影像以及在光譜之紅外線及近紅外線部分中具有經改良之敏感性。
100‧‧‧像素單元
102‧‧‧近紅外線影像感測器/影像感測器
104‧‧‧光電二極體/光電二極體PD
106‧‧‧轉移電晶體T1
108‧‧‧重設電晶體T2
110‧‧‧浮動擴散部/浮動擴散部FD
112‧‧‧源極隨耦器電晶體T3
114‧‧‧選擇電晶體T4
116‧‧‧行位元線
202‧‧‧近紅外線影像感測器晶片/影像感測器晶片
204‧‧‧光電二極體
218‧‧‧半導體材料層/半導體材料
218N‧‧‧區域
218P‧‧‧區域
220‧‧‧前側
226‧‧‧散射結構
228‧‧‧深溝渠隔離結構
230‧‧‧光學波導/光學路徑
232‧‧‧抗反射塗層
234‧‧‧彩色濾光器陣列
236‧‧‧微透鏡陣列
238‧‧‧近紅外線微透鏡之位置/虛線/微透鏡
240‧‧‧介電層
242‧‧‧低折射率區域/高折射率區域
302‧‧‧增強式背側照明近紅外線影像感測器/影像感測器
316‧‧‧行位元線
342‧‧‧成像系統
344‧‧‧讀出電路
346‧‧‧功能邏輯
348‧‧‧控制電路
C1-CX‧‧‧行
P1-Pn‧‧‧像素單元
RST‧‧‧重設信號
R1-Ry‧‧‧列
SEL‧‧‧選擇信號
TX‧‧‧轉移信號
VDD‧‧‧電力
參考以下各圖闡述本發明之非限制性及非窮盡性實施例，其中除非另有說明，否則貫穿各個視圖，相似元件符號係指相似部件。
圖1係根據本發明之教示之圖解說明可包含於一實例性增強式背側照明近紅外線影像感測器中之像素單元之一項實例之一示意圖。
圖2係根據本發明之教示之圖解說明一實例性增強式背側照明近 紅外線影像感測器之一項實例之一部分的一剖面圖之一剖面圖。
圖3係根據本發明之教示之圖解說明包含包含一像素陣列之一實例性增強式背側照明近紅外線影像感測器之一成像系統之一項實例之一圖式。
貫穿圖式的幾個視圖，對應參考字符指示對應組件。熟習此項技術者將瞭解，各圖中之元件係為簡單及清晰起見而圖解說明的，且未必按比例繪製。舉例而言，為幫助改良對本發明之各種實施例之理解，各圖中之元件中之某些元件之尺寸可能相對於其他元件被誇大。此外，通常未繪示在一商業上可行之實施例中有用或必需的常見而眾所周知之元件以便促進對本發明之此等各種實施例之一較不受阻擋的觀看。
在以下說明中，陳述眾多特定細節以提供對本發明之一透徹理解。然而，熟習此項技術者將明瞭，無需採用特定細節來實踐本發明。在其他例項中，未詳細闡述眾所周知之材料或方法以便避免使本發明模糊。
在本說明書通篇中所提及的「一項實施例」、「一實施例」、「一項實例」或「一實例」意味著結合實施例或實例所闡述之一特定特徵、結構或特性包含於本發明之至少一項實施例中。因此，在本說明書通篇中的各個地方中出現的短語「在一項實施例中」、「在一實施例中」、「一項實例」或「一實例」未必全部係指同一實施例或實例。此外，特定特徵、結構或特性可在一或多項實施例或實例中以任何適合組合及/或子組合而組合。特定特徵、結構或特性可包含於一積體電路、一電子電路、一組合邏輯電路或提供所闡述功能性之其他適合組件中。另外，應瞭解，隨本文提供之各圖係出於向熟習此項技術者闡釋之目的且圖式未必按比例繪製。
在一典型背側照明(BSI)影像感測器中，紅外線或近紅外線光(諸如例如具有約850nm之一波長之光)，大部分入射光進入半導體材料(諸如例如矽)之背側、傳播穿過半導體材料、自半導體材料之前側反射且接著往回退出半導體材料之背側而不被吸收。因此，需要較厚矽以便吸收較多入射紅外線或近紅外線光。然而，一典型背側照明影像感測器之半導體材料通常被薄化以便改良可見光效能，此使影像感測器之紅外線或近紅外線效能降級。
因此，如下文將闡述，根據本發明之教示之一實例性影像感測器之特徵為組合有全內反射之深溝渠隔離(DTI)結構及在成像感測器晶片之前側處散射來自一漫反射器之光，此在半導體材料中界定用於紅外線或近紅外線光之一光導，此將近紅外線光侷限為保持在半導體材料內直至其被完全吸收為止，此因此改良紅外線或近紅外線敏感性並且減小根據本發明之教示之一影像感測器中之光學串擾。
舉例而言，在一項實例中，一光電二極體接近於一半導體材料之一前側安置，以回應於穿過半導體材料之一背側且穿過光電二極體引導至半導體材料中之近紅外線光而累積影像電荷。散射結構安置成接近於半導體材料之前側，此致使在一第一次通過光電二極體之後未被吸收之光由散射結構散射且往回經引導多次穿過光電二極體及半導體材料。深溝渠隔離(DTI)結構安置於半導體材料中，該DTI結構隔離半導體材料中之光電二極體並且界定半導體材料中包含光電二極體之一光學路徑。在半導體之前側處反射且在光學路徑中往回散射穿過光電二極體之光由DTI結構全內反射，此將光侷限為保持在光學路徑內。一抗反射塗層安置於半導體材料之背側上，使得穿過半導體材料之背側引導至半導體材料中之光經引導穿過抗反射塗層。根據本發明之教示，在半導體之前側處反射且在光學路徑中往回散射穿過光電二極體之光亦由抗反射塗層全內反射，此將光侷限為保持在光學路徑內 直至其在半導體材料中被吸收為止。
為圖解說明，圖1係根據本發明之教示之圖解說明可包含於一實例性增強式背側照明近紅外線影像感測器102中之像素單元100之一項實例之一示意圖。在所繪示實例中，根據本發明之教示，像素單元100圖解說明為係包含於影像感測器102中之一四電晶體(「4T」)像素單元。應瞭解，像素單元100係用於實施圖1之影像感測器102之像素陣列內之每一像素單元之像素電路架構之一項可能實例。然而，應瞭解，根據本發明之教示之其他實例未必限於4T像素架構。根據本發明之教示，受益於本發明之熟習此項技術者將理解，本發明教示亦適用於3T設計、5T設計及各種其他像素架構。
在圖1中所繪示之實例中，像素單元100包含用以累積影像電荷之一光電二極體(「PD」)104、一轉移電晶體T1 106、一重設電晶體T2 108、一浮動擴散部(「FD」)110、一源極隨耦器(「SF」)電晶體T3 112及一選擇電晶體T4 114。在操作期間，轉移電晶體T1 106接收將光電二極體PD 104中所累積之影像電荷轉移至浮動擴散部FD 110之一轉移信號TX。在一項實例中，浮動擴散部FD 110可耦合至用於暫時儲存影像電荷之一儲存電容器。在一項實例中且如下文將進一步詳細論述，根據本發明之教示，一或多個深溝渠隔離(DTI)結構、一漫反射器及半導體材料之背側上之一抗反射塗層組合有全內反射且散射來自漫反射器之光以將紅外線或近紅外線光侷限在半導體材料內直至光被吸收為止。因此，根據本發明之教示，提供改良之紅外線或近紅外線敏感性以及減小之光學串擾。如所圖解說明實例中所展示，重設電晶體T2 108耦合於一電力軌VDD與浮動擴散部FD 110之間以回應於一重設信號RST而將像素單元100重設(例如，將浮動擴散部FD 110及光電二極體PD 104放電或充電至一預設電壓)。浮動擴散部FD 110經耦合以控制SF電晶體T3之閘極。SF電晶體T3耦合於電力軌VDD與選 擇電晶體T4之間。SF電晶體T3操作為提供至浮動擴散部FD 110之一高阻抗連接之一源極隨耦器放大器。選擇電晶體T4 114回應於一選擇信號SEL而將像素單元100之輸出選擇性地耦合至讀出行位元線116。
在一項實例中，TX信號、RST信號、SEL信號及選擇性地耦合至深溝渠隔離之讀出脈衝電壓由控制電路產生，下文將進一步詳細地闡述其之一實例。在其中影像感測器102藉助一全域快門而操作之一實例中，全域快門信號耦合至影像感測器102中之每一轉移電晶體T1 106之閘極以同時開始自每一像素之光電二極體PD 104之電荷轉移。另一選擇係，根據本發明之教示，捲動快門信號可施加至轉移電晶體T1 106之群組。
圖2係根據本發明之教示之圖解說明一實例性增強式背側照明近紅外線影像感測器晶片202之一項實例之一部分之一剖面圖之一剖面圖。應瞭解，圖2之影像感測器晶片202可為圖1之影像感測器102之一實施方案之一項實例，且下文所提及之類似地命名及編號之元件係有聯繫的且類似於如上文所闡述起作用。注意，圖2中未詳細展示圖1中所展示之影像感測器102之其他電路元件(諸如例如各種電晶體及相關聯擴散部及經摻雜區域)以便不使本發明之教示模糊。
返回參考圖2所圖解說明之實例，影像感測器晶片202包含一光電二極體204，該光電二極體接近於影像感測器晶片202之一前側220安置於一半導體材料層218中以回應於光224而累積影像電荷，該光穿過半導體材料218之一背側222且穿過光電二極體204被引導至半導體材料218中，如所展示。在一項實例中，半導體材料218包含矽、多晶矽或另一適合半導體材料。在一項實例中，亦將半導體材料218薄化以便提供影像感測器晶片202之經改良之可見光效能。在一項實例中，光224包含紅外線或近紅外線光。舉例而言，在一項實例中，光224可具有約850nm之一波長。
如所繪示實例中所展示，根據本發明之教示，影像感測器晶片202亦包含安置於半導體材料218中之深溝渠隔離(DTI)結構228，DTI結構隔離半導體材料218中之光電二極體204並且界定用於光224穿過半導體材料218傳播至光電二極體204之一光學波導或一光學路徑230，如所展示。在一項實例中，根據本發明之教示，DTI結構228沿著光學路徑230之一實質部分延伸穿過在半導體材料218之背側222與光電二極體204之間之半導體材料218。在一項實例中，DTI結構228由具有比半導體材料218低之一折射率之一材料(諸如例如氧化物材料)製成。在各種實例中，根據本發明之教示，DTI亦可包含改良暗電流效能之其他材料。舉例而言，根據本發明之教示，DTI結構228中可包含氧化鉿、氧化鉭及甚至包含具有一負偏壓之一多晶矽填充物之氧化物襯裡。
在圖2中所繪示之實例中，DTI結構228之間的半導體材料218之包含光電二極體204之區域218N包含深n光電二極體植入物。換言之，DTI結構228之間的半導體材料218之包含光電二極體204之區域218N包含具有一第一極性之摻雜劑之深光電二極體植入物。在彼實例中，DTI結構228之間的半導體材料218之不包含光電二極體204之區域218P包含深p光電二極體隔離植入物，如所展示。換言之，DTI結構228之間的半導體材料218之不包含光電二極體204之區域218P包含具有一第二極性之摻雜劑之深光電二極體隔離植入物。因此，當然應瞭解，圖2中所展示之實例係出於闡釋目的，且在其他實例中，根據本發明之教示，可反轉摻雜劑之極性。換言之，在其他實例中，根據本發明之教示，可交換基板極性及NMOS/PMOS結構。
繼續圖2中所繪示之實例，根據本發明之教示，散射結構226接近於影像感測器晶片202之前側220安置於一介電層240中，使得穿過半導體材料218之背側222且穿過光電二極體204引導至半導體材料218 中且在影像感測器晶片202的前側220處反射之光224由散射結構226往回散射穿過光電二極體204回至光學路徑230中。在一項實例中，散射結構226包含形成於金屬柵格中之衍射光柵或類似物，該金屬柵格包含於介電層240中之接近於影像感測器晶片202之前側220之一金屬層中。在各種實例中，根據本發明之教示，散射結構226可包含經設計而以非法線入射往回散射光之任何適合結構。如所展示，在影像感測器晶片202之前側220處反射之光224在光學路徑230中往回散射穿過光電二極體204，且接著由DTI結構228全內反射。因此，根據本發明之教示，藉助散射結構226散射之光224因此侷限為保持在半導體材料218中在光學路徑230內直至光224被吸收為止。
繼續圖2中所繪示之實例，抗反射塗層232安置於半導體材料218之背側222上。因此，光224經引導穿過抗反射塗層232至半導體材料218之背側222中，如所展示。然而，如所繪示實例中所展示，抗反射塗層232亦使在前側220處反射且在光學路徑230中由散射結構226往回散射穿過光電二極體204的光224全內反射。因此，根據本發明之教示，抗反射塗層232將光224進一步侷限為保持在半導體材料218中在光學路徑230內直至光224被吸收為止。在一項實例中，應瞭解，在影像感測器晶片202之近紅外線像素單元上面之抗反射塗層232不同於影像感測器晶片202之可見光敏像素單元上面的抗反射塗層。在實例中，根據本發明之教示，抗反射塗層232經特別設計以使入射近紅外線光之反射最小化且使全內反射最大化。
圖2中所繪示之實例亦展示，影像感測器晶片202包含接近於抗反射塗層232安置之一彩色濾光器陣列(CFA)234及接近於彩色濾光器陣列234安置於影像感測器晶片202之背側222上之一微透鏡陣列236。在一項實例中，彩色濾光器陣列234可包含針對影像感測器晶片202經配置成一適合圖案之紅色、綠色、藍色及紅外線或近紅外線彩色濾光 器之一組合。應瞭解，在其他實例中，亦可包含其他色彩。
在一項實例中，注意，不存在安置於背側222上以將近紅外線光224聚焦至光電二極體204上之紅外線或近紅外線微透鏡，此在圖2中以指示若彩色濾光器陣列234中包含近紅外線微透鏡則原本將安置一近紅外線微透鏡之位置之虛線238展示。在一項實例中，注意，根據本發明之教示，微透鏡陣列236中缺少微透鏡238幫助增加全內反射，且因此減小所散射光224從半導體材料218中之光學路徑230之逃逸，此因此增加光224在半導體材料218中之吸收率以改良影像感測器晶片202之調變轉移函數。
在一項實例中，注意，根據本發明之教示，相對於介電層240之低折射率區域242亦可接近於DTI結構228形成於介電層240中(如所展示)以將光學路徑230進一步延伸至介電層240中且改良介電層240中之串擾抑制。在一項實例中，高折射率區域242可藉由一蝕刻或其他適合程序而形成。
因此，如所繪示實例中所展示，散射結構226使在半導體材料218之前側220處反射之光224接近達成在半導體材料218與DTI結構228及抗反射塗層232之界面處之全內反射之一臨界角以散射。因此，根據本發明之教示，光224實質上侷限為保持在半導體材料218中之光學路徑230內直至其被吸收為止。因此，應瞭解，根據本發明之教示，影像感測器晶片202不僅由於現在吸收實質上所有光224而具有針對紅外線或近紅外線光224之經改良之調變轉移函數效能，而且影像感測器晶片202亦由於光224藉助具備DTI結構228之隔離不洩漏至鄰近像素中而具有經改良之串擾效能。
圖3係根據本發明之教示之圖解說明包含一增強式背側照明近紅外線影像感測器302之一成像系統342之一項實例之一圖式。如所繪示實例中所展示，成像系統342包含耦合至控制電路348及讀出電路344 之影像感測器302，該讀出電路耦合至功能邏輯346。
在一項實例中，影像感測器302包含為像素單元(例如，像素單元P1、P2、…、Pn)之一個二維(2D)陣列之一像素陣列。在一項實例中，每一像素單元為一CMOS成像像素。注意，像素陣列492中之像素單元P1、P2、…、Pn可為圖1之像素單元100之實例，且下文所提及之類似地命名及編號之元件係有聯繫的且類似於如上文所闡述起作用。如所圖解說明，每一像素單元經配置成一列(例如，列R1至Ry)及一行(例如，行C1至Cx)以獲取一人、地方、物件等之影像資料，接著可使用該影像資料來再現該人、地方、物件等之一2D影像。
在一項實例中，在每一像素單元已累積其影像資料或影像電荷之後，FAI影像資料由讀出電路344透過讀出行位元線316讀出且接著傳送至功能邏輯346。在各種實例中，讀出電路344可包含放大電路、類比轉數位(ADC)轉換電路或其他。功能邏輯346可僅儲存該影像資料或甚至藉由應用影像後效應(例如，剪裁、旋轉、移除紅眼、調整亮度、調整對比度或其他)來操縱該影像資料。在一項實例中，讀出電路344可沿讀出行位元線316(所圖解說明)一次讀出一列影像資料或可使用各種其他技術(未圖解說明)同時讀出影像資料，諸如對所有像素之一串行讀出或一全並行讀出。
在一項實例中，控制電路348耦合至影像感測器302以控制影像感測器302之操作特性。舉例而言，控制電路348可產生用於控制影像獲取之一快門信號。在一項實例中，快門信號為用於同時啟用影像感測器302內的所有像素單元以在一單個獲取窗期間同時擷取其各別影像資料之一全域快門信號。在另一實例中，快門信號係一捲動快門信號，使得在連續獲取窗期間依序啟用每一像素列、每一像素行或每一像素群組。
包含發明摘要中所闡述內容之本發明之所圖解說明實例的以上 說明並非意欲係為窮盡性或限制於所揭示之確切形式。雖然出於說明性目的而在本文中闡述本發明之特定實施例及實例，但可在不背離本發明之較寬廣精神及範疇之情況下做出各種等效修改。
可根據以上詳細說明對本發明之實例做出此等修改。以下申請專利範圍中所使用之術語不應理解為將本發明限制於說明書及申請專利範圍中所揭示之特定實施例。而是，範疇將完全由以下申請專利範圍來確定，申請專利範圍將根據申請專利範圍解釋之既定原則來加以理解。本說明書及各圖據此應視為說明性而非限制性的。
202‧‧‧近紅外線影像感測器晶片/影像感測器晶片
204‧‧‧光電二極體
218‧‧‧半導體材料層/半導體材料
218N‧‧‧區域
218P‧‧‧區域
220‧‧‧前側
226‧‧‧散射結構
228‧‧‧深溝渠隔離結構
230‧‧‧光學波導/光學路徑
232‧‧‧抗反射塗層
234‧‧‧彩色濾光器陣列
236‧‧‧微透鏡陣列
238‧‧‧近紅外線微透鏡之位置/虛線/微透鏡
240‧‧‧介電層
242‧‧‧低折射率區域/高折射率區域

Claims (25)

  1. 一種影像感測器，其包括：一光電二極體，其接近於一半導體材料之一前側安置，以回應於穿過該半導體材料之一背側且穿過該光電二極體引導至該半導體材料中之光而累積影像電荷；一散射結構，其安置成接近於該半導體材料之該前側，使得穿過該半導體材料之該背側且穿過該光電二極體引導至該半導體材料中且在該半導體之該前側處反射之該光往回散射穿過該光電二極體；一深溝渠隔離(DTI)結構，其安置於該半導體材料中以隔離該半導體材料中之該光電二極體且界定穿過該半導體材料至該光電二極體之一光學路徑，其中在該半導體之該前側處反射之該光在該光學路徑中往回散射穿過該光電二極體且由該DTI全內反射以保持在該光學路徑內；及一抗反射塗層，其安置於該半導體材料之該背側上，其中穿過該半導體材料之該背側引導至該半導體材料中之該光經引導穿過該抗反射塗層，其中在該半導體之該前側處反射且在該光學路徑中往回散射穿過該光電二極體之該光由該抗反射塗層全內反射以保持在該光學路徑內。
  2. 如請求項1之影像感測器，其中該半導體材料包含經薄化矽。
  3. 如請求項1之影像感測器，其中該光電二極體包含在該半導體材料中之具有一第一極性之一深第一植入物。
  4. 如請求項3之影像感測器，其進一步包含在該半導體材料中於該DTI結構之一相對側上之具有一第二極性之一深第二隔離植入物。
  5. 如請求項1之影像感測器，其中該DTI結構包含具有比該半導體材料低之一折射率之一材料。
  6. 如請求項1之影像感測器，其中該DTI結構沿著該光學路徑之一實質部分延伸穿過在該半導體材料之該背側與該光電二極體之間的該半導體材料。
  7. 如請求項1之影像感測器，其中該散射結構包含接近於該半導體材料之該前側安置之一金屬柵格。
  8. 如請求項1之影像感測器，其中該散射結構安置於接近於該半導體材料之該前側之一金屬層中。
  9. 如請求項1之影像感測器，其中該散射結構將使在該半導體材料之該前側處反射之該光接近在該DTI結構處及在該抗反射塗層處之全內反射之一臨界角散射，使得該光實質上侷限為保持在該半導體材料中之該光學路徑內直至其被吸收為止。
  10. 如請求項1之影像感測器，其中該光包含近紅外線光。
  11. 如請求項10之影像感測器，其中不存在安置於該半導體材料之該背側上以將該近紅外線光聚焦至該光電二極體上之近紅外線微透鏡。
  12. 如請求項10之影像感測器，其中該影像感測器之近紅外線像素單元上面之該抗反射塗層不同於一可見光敏像素單元上面之該抗反射塗層，且經特別設計以使入射近紅外線光之反射最小化且使全內反射最大化。
  13. 一種成像系統，其包括：一像素陣列，其具有安置於半導體材料中之複數個像素單元，其中該複數個像素單元中之每一者包含：一光電二極體，其接近於該半導體材料之一前側安置，以回應於穿過該半導體材料之一背側且穿過該光電二極體引導 至該半導體材料中之光而累積影像電荷；一散射結構，其安置成接近於該半導體材料之該前側，使得穿過該半導體材料之該背側且穿過該光電二極體引導至該半導體材料中且在該半導體之該前側處反射之該光往回散射穿過該光電二極體；一深溝渠隔離(DTI)結構，其安置於該半導體材料中以隔離該光電二極體且界定穿過該半導體材料至該光電二極體之一光學路徑，其中在該半導體之該前側處反射之該光在該光學路徑中往回散射穿過該光電二極體且由該DTI全內反射以保持在該光學路徑內；及一抗反射塗層，其安置於該半導體材料之該背側上，其中穿過該半導體材料之該背側引導至該半導體材料中之該光經引導穿過該抗反射塗層，其中在該半導體之該前側處反射且在該光學路徑中往回散射穿過該光電二極體之該光由該抗反射塗層全內反射以保持在該光學路徑內；控制電路，其耦合至該像素陣列以控制該像素陣列之操作；及讀出電路，其耦合至該像素陣列以自該複數個像素單元讀出影像資料。
  14. 如請求項13之成像系統，其進一步包括耦合至該讀出電路以儲存自該複數個像素單元讀出之該影像資料之功能邏輯。
  15. 如請求項13之成像系統，其中該半導體材料包含經薄化矽。
  16. 如請求項13之成像系統，其中該光電二極體包含在該半導體材料中之具有一第一極性之一深第一植入物。
  17. 如請求項16之成像系統，其進一步包含在該半導體材料中於該DTI結構之一相對側上之具有一第二極性之一深第二隔離植入 物。
  18. 如請求項13之成像系統，其中該DTI結構包含具有比該半導體材料低之一折射率之一材料。
  19. 如請求項13之成像系統，其中該DTI結構沿著該光學路徑之一實質部分延伸穿過在該半導體材料之該背側與該光電二極體之間的該半導體材料。
  20. 如請求項13之成像系統，其中該散射結構包含接近於該半導體材料之該前側安置之一金屬柵格。
  21. 如請求項13之成像系統，其中該散射結構安置於接近於該半導體材料之該前側之一金屬層中。
  22. 如請求項13之成像系統，其中該散射結構將使在該半導體材料之該前側處反射之該光接近在該DTI結構處及在該抗反射塗層處之全內反射之一臨界角散射，使得該光侷限為保持在該半導體材料中之該光學路徑內直至其被吸收為止。
  23. 如請求項13之成像系統，其中該光包含近紅外線光。
  24. 如請求項23之成像系統，其中不存在安置於該半導體材料之該背側上以將該近紅外線光聚焦至該光電二極體上之近紅外線微透鏡。
  25. 如請求項23之成像系統，其中該像素陣列之近紅外線像素單元上面之該抗反射塗層不同於一可見光敏像素單元上面之該抗反射塗層，且經特別設計以使入射近紅外線光之反射最小化且使全內反射最大化。
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