TW202138767A - 積體晶片以及形成積體晶片的方法 - Google Patents

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Abstract

本公開的各種實施例涉及一種積體晶片（IC）以及形成積體晶片的方法。所述積體晶片包括位於基底中的第一相位檢測自動聚焦（PDAF）光電檢測器及第二PDAF光電檢測器。第一電磁輻射（EMR）漫反射器沿著基底的背側設置且設置在第一PDAF光電檢測器的周邊以內。第一EMR漫反射器與第一PDAF光電檢測器的第一側間隔開第一距離且與第一PDAF光電檢測器的第二側間隔開比第一距離小的第二距離。第二EMR漫反射器沿著基底的背側設置且設置在第二PDAF光電檢測器的周邊以內。第二EMR漫反射器與第二PDAF光電檢測器的第一側間隔開第三距離且與第二PDAF光電檢測器的第二側間隔開比第三距離小的第四距離。

Description

具有改善的近紅外線輻射相位檢測自動聚焦性能的影像感測器
具有影像感測器的積體晶片（integrated chip，IC）被用於各種各樣的現代電子裝置（例如，數位照相機、光學成像裝置等）中。近年來，互補金屬氧化物半導體（complementary metal-oxide semiconductor，CMOS）影像感測器已開始得到廣泛使用，大大地替代了電荷耦合裝置（charge-coupled device，CCD）影像感測器。與CCD影像感測器相比，CMOS影像感測器因功耗低、尺寸小、數據處理快、直接輸出數據及製造成本低而越來越受到青睞。一些類型的CMOS影像感測器包括前側照明式（front-side illuminated，FSI）影像感測器及背側照明式（back-side illuminated，BSI）影像感測器。
現將參照圖式闡述本公開，其中通篇中使用相同的參考編號來指代相同的元件，且其中所示的結構未必按比例繪製。應理解，此詳細說明及對應的圖並不以任何方式限制本公開的範圍，且所述詳細說明及圖僅提供幾個實例來例示一些使本發明概念可顯而易見的方式。
本公開提供用於實施本公開的不同特徵的許多不同實施例或實例。以下闡述組件及排列的具體實例以簡化本公開。當然，這些僅為實例且不旨在進行限制。舉例來說，以下說明中將第一特徵形成在第二特徵「之上」或第二特徵「上」可包括其中第一特徵與第二特徵被形成為直接接觸的實施例，且也可包括其中第一特徵與第二特徵之間可形成有附加特徵從而使得所述第一特徵與所述第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本公開可能在各種實例中重複使用參考編號和/或字母。這種重複使用是出於簡潔及清晰的目的，而不是自身指示所論述的各種實施例和/或配置之間的關係。
此外，為易於說明，本文中可能使用例如「在…之下（beneath）」、「在…下方（below）」、「下部的（lower）」、「在…上方（above）」、「上部的（upper）」等空間相對性用語來闡述圖中所示的一個元件或特徵與另一（其他）元件或特徵的關係。所述空間相對性用語旨在除圖中所繪示的取向外還囊括裝置在使用或操作中的不同取向。設備可具有其他取向（旋轉90度或處於其他取向），且本文中所使用的空間相對性描述語可同樣相應地進行解釋。
許多電子裝置（例如，照相機、行動電話（cellular telephone）、計算機等）包括用於捕獲影像的影像感測器（例如，影像感測器積體晶片（IC））。此種影像感測器的一個實例是具有相位檢測自動聚焦（PDAF）的互補金屬氧化物半導體影像感測器（complementary metal-oxide semiconductor image sensor，CIS）。儘管許多具有PDAF的CIS已針對可見光進行了優化，然而對檢測不可見電磁輻射（electromagnetic radiation，EMR）（特別是近紅外線（NIR）輻射）以用於各種應用（例如安全、個人身份認證及測距應用（range finding application））中的具有PDAF的CIS的需求正在增長。為使具有PDAF的CIS更適用於NIR輻射應用，改善具有PDAF的CIS的NIR輻射靈敏度是重要的。
一些具有PDAF的CIS包括影像感測（image sensing，IS）區及PDAF區。IS區包括一個或多個被配置成檢測（例如，捕獲）影像的IS畫素。PDAF區包括被配置成確定影像的特定點或特定區域的聚焦狀況（例如，正確聚焦、聚焦過近、聚焦過遠等）的一對PDAF畫素。聚焦狀況是基於由PDAF畫素的PDAF光電檢測器產生的電訊號之間是否存在相位差。具有PDAF的CIS被配置成基於聚焦狀況輸出聚焦訊號（例如，電訊號），使得電子裝置可自動聚焦在影像的特定點或特定區域上（例如，具有PDAF的CIS產生聚焦訊號並將聚焦訊號提供到電子裝置的致動器（例如，電子電動機（electronic motor）），從而使致動器移動電子裝置的光學透鏡（例如，主透鏡），以自動聚焦在影像的特定點或特定區域上）。
舉例來說，所述一對PDAF畫素包括第一PDAF畫素及第二PDAF畫素。第一PDAF畫素包括設置在半導體基底的第一PDAF畫素區中的第一PDAF光電檢測器（例如，光電二極體）。第二PDAF畫素包括設置在半導體基底的第二PDAF畫素區中的第二PDAF光電檢測器（例如，光電二極體）。第一PDAF光電檢測器被配置成吸收穿過半導體基底的一側（例如，背側）透射到第一PDAF畫素區的入射EMR（例如，光子）且被配置成產生與透射到第一PDAF畫素區的入射EMR對應的第一電訊號。第二PDAF光電檢測器被配置成吸收穿過半導體基底的所述一側透射到第二PDAF畫素區的入射EMR且被配置成產生與透射到第二PDAF畫素區的入射EMR對應的第二電訊號。
在第一PDAF畫素區及第二PDAF畫素區之上設置有EMR屏蔽件（例如，金屬屏蔽件）。EMR屏蔽件被配置成阻擋（例如，反射）入射EMR（例如，NIR輻射）透射到第一PDAF畫素區及第二PDAF畫素區。通常來說，EMR屏蔽件覆蓋第一PDAF畫素區的右部分（例如，右半部分）及第二PDAF畫素區的左部分（例如，左半部分），使得僅第一PDAF畫素區的左部分打開以接收入射EMR且僅第二PDAF畫素區的右部分打開以接收入射EMR。因此，透射到第一PDAF畫素區的入射EMR及透射到第二PDAF畫素區的入射EMR取決於入射EMR的入射角。
因此，第一電訊號及第二電訊號取決於入射EMR的入射角。因此，第一PDAF畫素的角響應曲線（angular response curve，ARC）將在第一方向上與參考角（例如，參考入射角）偏置開，且第二PDAF畫素的ARC將在與第一方向相反的第二方向上與參考角偏置開。ARC將靈敏度（例如，量子效率）闡述為入射EMR的入射角的函數。
因此，所述一對PDAF畫素可通過將第一電訊號與第二電訊號進行比較來確定（例如，通過PDAF處理電路系統）聚焦狀況，以判斷第一電訊號與第二電訊號之間是否存在相位差。因此，具有PDAF的CIS可輸出基於聚焦狀況的聚焦訊號，使得電子裝置可自動聚焦在影像的特定點或特定區域上。儘管EMR屏蔽件使得能夠確定相位差，然而由於EMR屏蔽件阻擋來自PDAF畫素區的相對大的部分的入射NIR輻射，因此EMR屏蔽件會負面地影響（例如，降低）PDAF畫素的NIR輻射靈敏度。更具體來說，EMR屏蔽件會降低第一PDAF畫素與第二PDAF畫素之間的角響應差別（angular response discrimination），且因此使得基於入射NIR輻射確定相位差更具挑戰性。
本公開的各種實施例涉及一種具有改善的NIR輻射PDAF性能的影像感測器（例如，影像感測器積體晶片）。具有改善的NIR輻射PDAF性能的影像感測器包括一對PDAF畫素。PDAF畫素包括第一PDAF畫素及第二PDAF畫素。第一PDAF畫素包括設置在半導體基底的第一PDAF畫素區中的第一PDAF光電檢測器。第二PDAF畫素包括設置在半導體基底的第二PDAF畫素區中的第二PDAF光電檢測器。
第一PDAF畫素區具有第一側及與第一PDAF畫素區的第一側相對的第二側。第二PDAF畫素區具有第一側及與第二PDAF畫素區的第一側相對的第二側。第一PDAF畫素區的第一側面對第二PDAF畫素區的第一側。在半導體基底的一側（例如，背側）之上設置有電磁輻射（EMR）屏蔽件。EMR屏蔽件設置在第一PDAF畫素區外（例如，第一PDAF畫素區的外周邊以外）及第二PDAF畫素區外（例如，第二PDAF畫素區的外周邊以外）。
沿著半導體基底的所述一側且在第一PDAF畫素區內設置有第一EMR漫反射器。第一EMR漫反射器在側向上與第一PDAF畫素區的第一側間隔開第一距離，且第一EMR漫反射器在側向上與第一PDAF畫素區的第二側間隔開比第一距離小的第二距離。第一EMR漫反射器被配置成對入射NIR輻射進行漫反射（例如，衍射）。
沿著半導體基底的所述一側且在第二PDAF畫素區內設置有第二EMR漫反射器。第二EMR漫反射器在側向上與第二PDAF畫素區的第一側間隔開第三距離，且第二EMR漫反射器在側向上與第二PDAF畫素區的第二側間隔開比第三距離小的第四距離。第二EMR漫反射器還被配置成對入射NIR輻射進行漫反射（例如，衍射）。在一些實施例中，第一距離實質上等於第三距離，且第二距離實質上等於第四距離。
由於第一EMR漫反射器及第二EMR漫反射器被配置成對NIR輻射進行漫反射，並且由於第一EMR漫反射器在側向上與第一PDAF畫素區的第一側間隔開第一距離且第二EMR漫反射器在側向上與第二PDAF畫素區的第一側間隔開第三距離，因此透射到第一PDAF畫素區的入射NIR輻射及透射到第二PDAF畫素區的NIR輻射取決於入射NIR輻射的入射角。因此，可通過將由第一PDAF光電檢測器產生的電訊號與由第二PDAF光電檢測器產生的電訊號進行比較來確定（例如，通過PDAF處理電路系統）相位差。因此，影像感測器可基於相位差來確定聚焦狀況。
與包括覆蓋第一PDAF畫素區和/或第二PDAF畫素區（例如，覆蓋第一PDAF畫素區的一半和/或第二PDAF畫素區的一半）的EMR屏蔽件的CIS相比，由於EMR屏蔽件設置在第一PDAF畫素區及第二PDAF畫素區外（例如，第一PDAF畫素區及第二PDAF畫素區的外周邊以外），因此入射NIR輻射中的更多入射NIR輻射透射到第一PDAF畫素區及第二PDAF畫素區。更具體而言，由於入射NIR輻射中的更多入射NIR輻射透射到第一PDAF畫素區及第二PDAF畫素區，因此影像感測器的第一PDAF畫素與第二PDAF畫素之間的角響應差別可增大。因此，影像感測器可具有改善的NIR輻射PDAF性能（例如，增大的NIR靈敏度、增大的角響應差別等）。
圖1示出具有改善的近紅外線（NIR）輻射相位檢測自動聚焦（PDAF）性能的影像感測器100的一些實施例的剖視圖。
如圖1中所示，影像感測器100（例如，影像感測器積體晶片（IC））包括基底102。基底102包括任何類型的半導體本體（例如，單晶矽/CMOS塊、鍺（Ge）、矽鍺（SiGe）、砷化鎵（GaAs）、絕緣體上矽（silicon on insulator，SOI）等）。基底102可為經摻雜的（例如，使用n型摻質劑或p型摻質劑）或未經摻雜的（例如，本征的）。在一些實施例中，基底102具有第一摻雜類型（例如，n型）。
影像感測器100包括相位檢測自動聚焦（PDAF）區101及影像感測（IS）區103。在一些實施例中，基底102從PDAF區101連續地延伸到IS區103（如圖1中所示的省略號（...）所示）。在其他實施例中，PDAF區101及IS區103可設置在分立的基底上（例如，PDAF區101可設置在第一半導體基底（例如，PDAF積體晶片）上，且IS區103可設置在與第一半導體基底分立（例如，在側向上和/或水平方向上間隔開）的第二半導體基底（例如，IS積體晶片）上）。
在IS區103中設置有一個或多個IS畫素107。舉例來說，在IS區103中設置有第一IS畫素107a。IS畫素107被配置成檢測（例如，捕獲）影像，在下文中對IS畫素107的細節進行更詳細地闡述。儘管圖1示出第一IS畫素107a的各種特徵（例如，結構特徵），然而應理解，所述一個或多個IS畫素107中的每一者可包括與第一IS畫素107a實質上相似的特徵（例如，結構特徵）。此外，儘管圖1示出影像感測器100包括IS區103（例如，單個IS區），然而應理解，影像感測器100可包括任意數目的IS區。
在PDAF區101中設置有一對PDAF畫素109。舉例來說，所述一對PDAF畫素109包括設置在PDAF區101中的第一PDAF畫素109a及第二PDAF畫素109b。所述一對PDAF畫素109被配置成確定影像的特定點或特定區域的聚焦狀況（例如，正確聚焦、聚焦過近、聚焦過遠等），在下文中對所述一對PDAF畫素109的細節進行更詳細地闡述。儘管圖1僅示出設置在PDAF區101中的所述一對PDAF畫素109（例如，單個對的PDAF畫素109），然而應理解，可在PDAF區101中設置包括與所述一對PDAF畫素109實質上相似的特徵（例如，結構特徵）的任意數目對PDAF畫素。此外，儘管圖1示出影像感測器100包括PDAF區101（例如，單個PDAF區），然而應理解，影像感測器100可包括任意數目的PDAF區。
基底102包括設置在PDAF區101中的PDAF畫素區104。PDAF畫素區104在側向上間隔開。PDAF畫素區104是基底102的部分（例如，基底102的未經摻雜的部分或基底102的具有第一摻雜類型的部分）。PDAF畫素109分別包括PDAF畫素區104。舉例來說，基底102包括第一PDAF畫素區104a及第二PDAF畫素區104b。第一PDAF畫素109a包括第一PDAF畫素區104a，且第二PDAF畫素109b包括第二PDAF畫素區104b。第一PDAF畫素區104a在側向上與第二PDAF畫素區104b間隔開。
基底102包括設置在IS區103中的IS畫素區105。IS畫素區105是基底102的一部分（例如，基底102的未經摻雜的部分或基底102的具有第一摻雜類型的一部分）。第一IS畫素107a包括IS畫素區105。在一些實施例中，IS畫素區105在側向上與PDAF畫素區104間隔開。PDAF畫素區104與IS畫素區105通過一個或多個隔離區106而在側向上隔開。換句話說，所述一個或多個隔離區106在側向上將第一PDAF畫素區104a、第二PDAF畫素區104b及IS畫素區105彼此隔開。在一些實施例中，PDAF畫素區104及IS畫素區105被所述一個或多個隔離區106在側向上環繞。
基底102具有前側102f及背側102b。在一些實施例中，沿著基底102的前側102f且在PDAF畫素區104內可設置有一個或多個閘極結構110。在另一些實施例中，所述一個或多個閘極結構110中的一些閘極結構110也可沿著基底102的前側102f設置且設置在IS畫素區105內。在一些實施例中，所述一個或多個閘極結構110可對應於傳輸電晶體（transfer transistor）、源極跟隨器電晶體（source-follower transistor）、行選擇電晶體（row select transistor）、複位電晶體（reset transistor）、邏輯閘電晶體（logic gate transistor）（例如，或閘（OR gate）、異或閘（XOR gate）等電晶體）或者一些其他電晶體。在一些實施例中，沿著基底102的前側102f且在所述一個或多個閘極結構110上還排列有第一介電結構112。第一介電結構112環繞多個導電內連層114。
在基底102中設置有PDAF光電檢測器108（例如，光電二極體）。在一些實施例中，PDAF光電檢測器108包括基底102的具有與第一摻雜類型不同的第二摻雜類型（例如，p型）的部分，使得在基底102中存在耗盡區（例如，由於PDAF光電檢測器108與PDAF畫素區104之間的p-n接面（p-n junction））。此外，PDAF光電檢測器108分別設置在PDAF畫素區104內。舉例來說，在基底102中及第一PDAF畫素區104a內設置有第一PDAF光電檢測器108a，且在基底102中及第二PDAF畫素區104b內設置有第二PDAF光電檢測器108b。在基底102中設置有IS光電檢測器116。在一些實施例中，IS光電檢測器116包括基底102的具有第二摻雜類型（例如，p型）的一部分，使得在基底102中存在耗盡區（例如，由於IS光電檢測器116與IS畫素區105之間的p-n接面）。此外，IS光電檢測器116設置在IS畫素區105內。
PDAF光電檢測器108被配置成將入射電磁輻射（EMR）（例如，光子）轉換成電訊號（例如，從入射輻射產生電子-電洞對（electron-hole pair））。更具體來說，PDAF光電檢測器108被配置成吸收穿過基底102的背側102b透射到PDAF畫素區104的入射EMR且被配置成產生與入射EMR對應的電訊號。在一些實施例中，PDAF光電檢測器108被配置成吸收穿過基底102的背側102b透射到PDAF畫素區104的入射NIR輻射（例如，具有介於約750奈米（nanometer，nm）與約3微米（micrometer，μm）之間的波長的光子）且被配置成產生與入射NIR輻射對應的電訊號。舉例來說，第一PDAF光電檢測器108a被配置成吸收穿過基底102的背側102b透射到第一PDAF畫素區104a的入射NIR輻射且被配置成產生與透射到第一PDAF畫素區104a的入射NIR輻射對應的電訊號，且第二PDAF光電檢測器108b被配置成吸收穿過基底102的背側102b透射到第二PDAF畫素區104b的入射NIR輻射且被配置成產生與透射到第二PDAF畫素區104b的入射NIR輻射對應的電訊號。應理解，在其他實施例中，PDAF光電檢測器108可被配置成吸收穿過基底102的背側102b透射到PDAF畫素區104的不同類型的入射EMR（例如，可見光、中紅外輻射、遠紅外輻射、紫外輻射等）且被配置成產生與所述不同類型的入射EMR對應的電訊號。
IS光電檢測器116還被配置成將入射EMR轉換成電訊號。更具體來說，IS光電檢測器116被配置成吸收穿過基底102的背側102b透射到IS畫素區105的入射EMR。在一些實施例中，IS光電檢測器116被配置成吸收穿過基底102的背側102b透射到IS畫素區105的入射可見光（例如，具有介於約380 nm與約750 nm之間的波長的光子）且被配置成產生與入射可見光對應的電訊號。在其他實施例中，IS光電檢測器116被配置成吸收穿過基底102的背側102b透射到IS畫素區105的入射NIR輻射且被配置成產生與入射NIR輻射對應的電訊號。應理解，在其他實施例中，IS光電檢測器116可被配置成吸收穿過基底102的背側102b透射到IS畫素區105的不同類型的入射EMR（例如，中紅外輻射、遠紅外輻射、紫外輻射等）且被配置成產生與所述不同類型的入射EMR對應的電訊號。
基底102的背側102b包括位於第一PDAF畫素區104a內的第一多個PDAF漫反射表面115。第一多個PDAF漫反射表面115包括第一PDAF漫反射表面115a及第二PDAF漫反射表面115b。基底102的背側102b包括位於第二PDAF畫素區104b內的第二多個PDAF漫反射表面117。第二多個PDAF漫反射表面117包括第三PDAF漫反射表面117a及第四PDAF漫反射表面117b。在一些實施例中，基底102的背側102b包括位於IS畫素區105內的多個IS漫反射表面119。所述多個IS漫反射表面119包括第一IS漫反射表面119a及第二IS漫反射表面119b。在一些實施例中，所述一個或多個隔離區106包括一個或多個隔離溝槽111，所述一個或多個隔離溝槽111設置在基底102的背側102b內且將PDAF畫素區104與IS畫素區105在側向上隔開。在另一些實施例中，所述一個或多個隔離溝槽111在側向上環繞PDAF畫素區104及IS畫素區105。
沿著基底102的背側102b設置有減反射層120。減反射層120對第一多個PDAF漫反射表面115、第二多個PDAF漫反射表面117及所述多個IS漫反射表面119進行襯裡（lines）。減反射層120還在垂直方向上延伸到所述一個或多個隔離溝槽111中。在減反射層120上設置有第二介電結構122。第二介電結構122也可延伸到所述一個或多個隔離溝槽111內且直接位於第一PDAF畫素區104a、第二PDAF畫素區104b及IS畫素區105之間。
在第二介電結構122上設置有多個EMR濾色片124（例如，紅外光濾色片、紅色濾色片、藍色濾色片、綠色濾色片等）。在一些實施例中，EMR濾色片124實質上居中於PDAF畫素區104及IS畫素區105之上。舉例來說，所述多個EMR濾色片124包括設置在第二介電結構122上且實質上居中於第一PDAF畫素區104a之上的第一EMR濾色片124a、設置在第二介電結構122上且實質上居中於第二PDAF畫素區104b之上的第二EMR濾色片124b以及設置在第二介電結構122上且實質上居中於IS畫素區105之上的第三EMR濾色片124c。在一些實施例中，EMR濾色片124排列成陣列（例如，2×2彩色濾色片陣列、4×4彩色濾色片陣列、6×6彩色濾色片陣列等）。
EMR濾色片124分別被配置成使特定波長（或特定波長範圍）的入射EMR進行透射。舉例來說，第一EMR濾色片124a被配置成使具有第一範圍（例如，對應於紅光）內的波長的EMR進行透射，同時反射第一範圍之外的EMR，第二EMR濾色片124b被配置成使具有第二範圍（例如，對應於綠光）內的波長的EMR進行透射，同時反射第二範圍之外的EMR，且第三EMR濾色片124c被配置成使具有第三範圍（例如，對應於藍光）內的波長的EMR進行透射，同時反射第三範圍之外的EMR。在一些實施例中，第一範圍與第二範圍可不同（例如，第一範圍可對應於紅光且第二範圍可對應於藍光）。在其他實施例中，第一範圍與第二範圍可相同（例如，第一範圍及第二範圍可對應於NIR輻射）。在一些實施例中，第三範圍與第一範圍和/或第二範圍可不同。在其他實施例中，第三範圍可與第一範圍和/或第二範圍相同。
在EMR濾色片124上分別設置有多個微透鏡126。在一些實施例中，微透鏡126分別在側向上與EMR濾色片124對齊。在另一些實施例中，微透鏡126實質上居中於PDAF畫素區104及IS畫素區105之上。微透鏡126被配置成將入射EMR聚焦到PDAF畫素區104及IS畫素區105。舉例來說，所述多個微透鏡126包括第一微透鏡126a、第二微透鏡126b及第三微透鏡126c。第一微透鏡126a在側向上與第一EMR濾色片124a對齊，第二微透鏡126b在側向上與第二EMR濾色片124b對齊，且第三微透鏡126c在側向上與第三EMR濾色片124c對齊。第一微透鏡126a實質上居中於第一PDAF畫素區104a之上，第二微透鏡126b實質上居中於第二PDAF畫素區104b之上，且第三微透鏡126c實質上居中於IS畫素區105之上。第一微透鏡126a被配置成將入射EMR聚焦到第一PDAF畫素區104a，第二微透鏡126b被配置成將入射EMR聚焦到第二PDAF畫素區104b，且第三微透鏡126c被配置成將入射EMR聚焦到IS畫素區105。
在EMR濾色片124與基底102的背側102b之間在垂直方向上設置有多個EMR屏蔽件128。在一些實施例中，EMR屏蔽件128設置在第二介電結構122中（例如，嵌置在第二介電結構122中）。EMR屏蔽件128被配置成阻擋（例如，反射）入射EMR中的一些入射EMR。更具體來說，EMR屏蔽件128通過阻擋（例如，反射）入射EMR的側向傳播（例如，通過微透鏡126的NIR輻射的側向傳播）來減少相鄰的畫素區（例如，PDAF畫素區104和/或IS畫素區105）之間的串擾。
EMR屏蔽件128設置在PDAF畫素區104外以及PDAF畫素區104的相對的側上。在一些實施例中，EMR屏蔽件128還設置在IS畫素區105外以及IS畫素區105的相對的側上。舉例來說，所述多個EMR屏蔽件128包括設置在第一PDAF畫素區104a、第二PDAF畫素區104b及IS畫素區105外（例如，外周邊以外）的第一EMR屏蔽件128a、第二EMR屏蔽件128b、第三EMR屏蔽件128c、第四EMR屏蔽件128d及第五EMR屏蔽件128e。第一EMR屏蔽件128a設置在第一PDAF畫素區104a的第一側130上，且第二EMR屏蔽件128b設置在第一PDAF畫素區104a的與第一PDAF畫素區104a的第一側130相對的第二側132上。第三EMR屏蔽件128c設置在第二PDAF畫素區104b的第一側134上，且第二EMR屏蔽件128b設置在第二PDAF畫素區104b的與第二PDAF畫素區104b的第一側134相對的第二側136上。第一PDAF畫素區104a的第二側132面對第二PDAF畫素區104b的第二側136。第四EMR屏蔽件128d設置在IS畫素區105的第一側138上，且第五EMR屏蔽件128e設置在IS畫素區105的與IS畫素區105的第一側138相對的第二側140上。
在一些實施例中，PDAF畫素區104的相對的側由基底102的側壁界定。在另一些實施例中，IS畫素區105的相對的側也由基底102的側壁界定。舉例來說，如圖1中所示，第一PDAF畫素區104a的第一側130由基底102的第一側壁界定，第一PDAF畫素區104a的第二側132由基底102的第二側壁界定，第二PDAF畫素區104b的第一側134由基底102的第三側壁界定，第二PDAF畫素區104b的第二側136由基底102的第四側壁界定，IS畫素區105的第一側138由基底102的第五側壁界定，且IS畫素區105的第二側140由基底102的第六側壁界定。基底102的第一側壁、第二側壁、第三側壁、第四側壁、第五側壁及第六側壁在側向上間隔開。
在一些實施例中，基底102的第一側壁、第二側壁、第三側壁、第四側壁、第五側壁和/或第六側壁在基底102的背側102b與基底102的前側102f之間在垂直方向上延伸（例如，所述一個或多個隔離溝槽111在垂直方向上從基底102的背側102b穿過基底102延伸到基底102的前側102f）。在其他實施例中，基底102的第一側壁、第二側壁、第三側壁、第四側壁、第五側壁和/或第六側壁在垂直方向上從基底102的背側102b延伸到基底102中的在垂直方向上設置在基底102的背側102b與基底102的前側102f之間的點（例如，所述一個或多個隔離溝槽111在垂直方向上從基底102的背側102b部分地延伸穿過基底102）。在一些實施例中，EMR屏蔽件128完全設置在PDAF畫素區104及IS畫素區105外（例如，EMR屏蔽件128不覆蓋PDAF畫素區104或IS畫素區105的任何部分（例如，不與PDAF畫素區104或IS畫素區105的任何部分交疊））。
第一多個PDAF漫反射表面115形成界定第一EMR漫反射器142的第一EMR漫反射器空腔。換句話說，第一EMR漫反射器142沿著基底102的背側102b設置。第一EMR漫反射器142設置在第一PDAF畫素區104a內。第一EMR漫反射器142被配置成對入射EMR進行漫反射（例如，衍射）。更具體來說，第一EMR漫反射器142被配置成對入射NIR輻射進行漫反射（例如，衍射）。
第二多個PDAF漫反射表面117形成界定第二EMR漫反射器144的第二EMR漫反射器空腔。換句話說，第二EMR漫反射器144沿著基底102的背側102b設置。第二EMR漫反射器144設置在第二PDAF畫素區104b內。第二EMR漫反射器144被配置成對入射EMR進行漫反射（例如，衍射）。更具體來說，第二EMR漫反射器144被配置成對入射NIR輻射進行漫反射（例如，衍射）。
所述多個IS漫反射表面119形成界定第三EMR漫反射器146的第三EMR漫反射器空腔。換句話說，第三EMR漫反射器146沿著基底102的背側102b設置。第三EMR漫反射器146設置在IS畫素區105內。第三EMR漫反射器146被配置成對入射EMR進行漫反射（例如，衍射）。在一些實施例中，第三EMR漫反射器146被配置成對入射NIR輻射進行漫反射（例如，衍射）。在其他實施例中，第三EMR漫反射器146可被配置成對入射可見光（或一些其他類型的EMR）進行漫反射。
在一些實施例中，第一EMR漫反射器142在側向上與第一PDAF畫素區104a的第一側130間隔開第一距離，且第一EMR漫反射器142在側向上與第一PDAF畫素區104a的第二側132間隔開比第一距離小的第二距離。在另一些實施例中，第二EMR漫反射器144在側向上與第二PDAF畫素區104b的第一側134間隔開第三距離，且第二EMR漫反射器144在側向上與第二PDAF畫素區104b的第二側136間隔開比第三距離小的第四距離。在又一些實施例中，第一距離實質上等於第三距離，且第二距離實質上等於第四距離。
在影像感測器100的操作期間，第三微透鏡126c被配置成將入射EMR 148（例如，NIR輻射）朝IS畫素區105聚焦。IS光電檢測器116吸收IS畫素區105中的入射EMR 148並產生與IS畫素區105中的入射EMR 148對應的電訊號。因此，影像感測器100可通過對由IS光電檢測器116產生的電訊號進行處理來檢測（例如，捕獲）影像。更具體來說，影像感測器100通過對由所述一個或多個IS畫素107的IS光電檢測器產生的電訊號進行處理來檢測影像。
在一些實施例中，在被第三微透鏡126c聚焦的入射EMR 148進入IS畫素區105之前，第三EMR漫反射器146對所述入射EMR 148中的一些入射EMR 148進行漫反射。被第三EMR漫反射器146漫反射的入射EMR 148取決於入射EMR 148的入射角θ。舉例來說，第三微透鏡126c將入射EMR 148聚焦到取決於入射EMR 148的入射角θ的焦點。因此，被第三微透鏡126c聚焦的入射EMR 148中的一些入射EMR 148將照射在第三EMR漫反射器146上。接著入射EMR 148的照射在第三EMR漫反射器146上的一部分被反射到第三EMR漫反射器146內，在第三EMR漫反射器146內被反射的入射EMR 148可照射在基底102的另一表面上且隨後進入IS畫素區105。由於第三EMR漫反射器146反射入射EMR 148，因此入射EMR 148將以不同的角進入IS畫素區105（例如，入射EMR 148被漫反射）。不同的角使得入射EMR 148中的一些入射EMR 148能夠沿著增大入射EMR 148在IS畫素區105中的路徑長度的角進入IS畫素區105。通過增大入射EMR 148在IS畫素區105中的路徑長度，可增大在IS畫素區105中對入射EMR 148的吸收。
第一微透鏡126a被配置成將入射EMR 148朝第一PDAF畫素區104a聚焦。由於第一EMR漫反射器142在側向上與第一PDAF畫素區104a的第一側130間隔開第一距離且在側向上與第一PDAF畫素區104a的第二側132間隔開第二距離，因此第一EMR漫反射器142對入射EMR 148的在入射EMR 148進入第一PDAF畫素區104a之前被第一微透鏡126a聚焦的一部分進行漫反射。入射EMR 148的被第一微透鏡126a聚焦且被第一EMR漫反射器142漫反射的部分取決於入射EMR 148的入射角θ（例如，由於第一微透鏡126a將入射EMR 148聚焦到取決於入射EMR 148的入射角θ的焦點）。
相似地，第二微透鏡126b被配置成將入射EMR 148朝第二PDAF畫素區104b聚焦。由於第二EMR漫反射器144在側向上與第二PDAF畫素區104b的第一側134間隔開第三距離且在側向上與第二PDAF畫素區104b的第二側136間隔開第四距離，因此第二EMR漫反射器144對入射EMR 148的在入射EMR 148進入第二PDAF畫素區104b之前被第二微透鏡126b聚焦的一部分進行漫反射。入射EMR 148的被第二微透鏡126b聚焦且被第二EMR漫反射器144漫反射的部分取決於入射EMR 148的入射角θ（例如，由於第二微透鏡126b將入射EMR 148聚焦到取決於入射EMR 148的入射角θ的焦點）。
因此，由第一PDAF光電檢測器108a產生的電訊號將至少部分地基於入射EMR 148的取決於入射EMR 148的入射角θ而被第一EMR漫反射器142漫反射的部分，且由第二PDAF光電檢測器108b產生的電訊號將至少部分地基於入射EMR 148的同樣取決於入射EMR 148的入射角θ而被第二EMR漫反射器144漫反射的部分。因此，第一PDAF畫素109a的角響應曲線（ARC）將在第一方向上與參考角（例如，參考入射角，例如零度）偏置開，且第二PDAF畫素109b的ARC將在與第一方向相反的第二方向上與參考角偏置開。
因此，所述一對PDAF畫素109可通過將由第一PDAF光電檢測器108a產生的電訊號與由第二PDAF光電檢測器108b產生的電訊號進行比較來確定（例如，通過PDAF處理電路系統）聚焦狀況，以判斷由第一PDAF光電檢測器108a產生的電訊號與由第二PDAF光電檢測器108b產生的電訊號之間是否存在相位差。更具體來說，影像感測器100可通過判斷由第一PDAF光電檢測器108a產生的電訊號與由第二PDAF光電檢測器108b產生的電訊號是否不同（例如，電流和/或電壓的差）來判斷是否存在相位差。如果由第一PDAF光電檢測器108a產生的電訊號與由第二PDAF光電檢測器108b產生的電訊號之間存在差，則存在相位差（例如，影像失焦）。另一方面，如果由第一PDAF光電檢測器108a產生的電訊號與由第二PDAF光電檢測器108b產生的電訊號實質上相同，則不存在相位差（例如，影像聚焦）。因此，影像感測器100可基於相位差來確定聚焦狀況。在一些實施例中，影像感測器100基於聚焦狀況輸出聚焦訊號（例如，使得可自動聚焦在影像的特定點或特定區域上）。
與包括覆蓋第一PDAF畫素區104a和/或第二PDAF畫素區104b（例如，覆蓋第一PDAF畫素區104a的一半和/或第二PDAF畫素區104b的一半）的EMR屏蔽件的影像感測器相比，由於所述多個EMR屏蔽件128設置在PDAF畫素區104外，因此第一微透鏡126a及第二微透鏡126b分別使入射EMR 148中的更多入射EMR 148透射到第一PDAF畫素區104a及第二PDAF畫素區104b。更具體來說，由於入射EMR 148中的更多入射EMR 148透射到第一PDAF畫素區104a及第二PDAF畫素區104b，因此影像感測器100的第一PDAF畫素109a與第二PDAF畫素109b之間的角響應差別可增大。因此，影像感測器100可具有改善的NIR輻射PDAF性能（例如，增大的NIR靈敏度、增大的角響應差別等）。
圖2示出根據一些實施例的圖1所示影像感測器100的剖視圖200。
如圖2的剖視圖200中所示，第一介電結構112環繞多個導電內連層114。第一介電結構112包括多個堆疊的層間介電（inter-level dielectric，ILD）層202。舉例來說，所述多個堆疊的ILD層202包括第一ILD層202a、第二ILD層202b及第三ILD層202c。在一些實施例中，所述多個堆疊的ILD層202包含例如氧化物（例如，二氧化矽（SiO2 ））、氮氧化物（例如，氮氧化矽（SiON））、經摻雜的二氧化矽（例如，經碳摻雜的二氧化矽）、硼矽酸鹽玻璃（borosilicate glass，BSG）、磷矽酸鹽玻璃（phosphoric silicate glass，PSG）、硼磷矽酸鹽玻璃（borophosphosilicate glass，BPSG）、氟化矽酸鹽玻璃（fluorinated silicate glass，FSG）等。
所述多個導電內連層114包括導通孔（例如，金屬通孔）與導電配線（例如，金屬配線）的交替層，所述多個導電內連層114設置在所述多個堆疊的ILD層202中（例如，嵌置在所述多個堆疊的ILD層202中）且以預先定義的方式電耦合到所述一個或多個閘極結構110。在一些實施例中，所述多個導電內連層114包含例如鎢（W）、銅（Cu）、鋁（Al）等。在另一些實施例中，所述一個或多個閘極結構110中的一些閘極結構110可為影像感測器100的被配置成對由PDAF光電檢測器108產生的電訊號進行處理的PDAF電路的部件。在又一些實施例中，所述一個或多個閘極結構110中的一些其他閘極結構110可為影像感測器100的被配置成對由IS光電檢測器116產生的電訊號進行處理的IS電路的部件。在一些實施例中，所述一個或多個閘極結構110各自包括通過閘極介電結構203而與基底102隔開的導電閘極電極結構201。在另一些實施例中，沿著所述一個或多個閘極結構110中的每一者的導電閘極電極結構201的相對的側設置有側壁間隔件205。
在一些實施例中，導電閘極電極結構201包含多晶矽。在此種實施例中，閘極介電結構203可包含例如氧化物（例如，SiO2 ）、氮化物（例如，氮化矽（SiN））等。在其他實施例中，導電閘極電極結構201可包含金屬，例如鋁（Al）、銅（Cu）、鈦（Ti）、鉭（Ta）、鎢（W）、鉬（Mo）、鈷（Co）等。在此種實施例中，閘極介電結構203可包含高介電常數（high-k）介電材料，例如氧化鉿（HfO）、氧化鉭（TaO）、氧化鉿矽（HfSiO）、氧化鉿鉭（HfTaO）、氧化鋁（AlO）、氧化鋯（ZrO）等。在一些實施例中，側壁間隔件205可包含氧化物（例如，SiO2 ）、氮化物（例如，SiN）、氮氧化物（例如，SiON）、碳化物（例如，碳化矽（SiC））等。
在一些實施例中，在所述多個堆疊的ILD層202中的相鄰的ILD層202之間排列有蝕刻停止層204。舉例來說，在第一ILD層202a與第二ILD層202b之間設置有第一蝕刻停止層204a，且在第二ILD層202b與第三ILD層202c之間設置有第二蝕刻停止層204b。在一些實施例中，蝕刻停止層204包含例如氮化物（例如，SiN）、氮氧化物（例如，SiON）、碳化物（例如，SiC）、金屬氮化物（例如，氮化鈦（TiN）、氮化鉭（TaN）等）或類似材料。在另一些實施例中，蝕刻停止層204可被配置成使入射EMR通過蝕刻停止層204。在此種實施例中，蝕刻停止層204可通過防止入射EMR被反射回基底102來改善（例如，增大）NIR輻射PDAF性能（例如，NIR靈敏度）。在其他實施例中，蝕刻停止層204可被配置成反射入射EMR。在此種實施例中，蝕刻停止層204可通過將入射EMR反射回基底102中和/或防止入射EMR通過第一介電結構112到達基底102中來改善（例如，增大）NIR輻射PDAF性能（例如，NIR靈敏度）。
在一些實施例中，第二介電結構122包括第一介電層122a及第二介電層122b。第一介電層122a設置在減反射層120之上。在一些實施例中，減反射層120包含例如氧化物（例如，SiO2）、氮化物（例如，SiN）、碳化物（例如，SiC）、高介電常數介電質（例如，HfO、TaO等）或類似材料。第一介電層122a在所述一個或多個隔離溝槽111內延伸，以在PDAF畫素區104的相對的側及IS畫素區105的相對的側上界定隔離結構（例如，背側深溝槽隔離結構）。在一些實施例中，第一介電層122a包含例如氧化物（例如，SiO2 ）、氮化物（例如，SiN）、碳化物（例如，SiC）、高介電常數介電質（HfO、TaO等）或類似材料。
在一些實施例中，EMR屏蔽件128設置在第一介電層122a之上。在另一些實施例中，第二介電層122b設置在EMR屏蔽件128上且覆蓋EMR屏蔽件128。EMR屏蔽件128可包含金屬（例如，鋁（Al）、鈷（Co）、銅（Cu）、銀（Ag）、金（Au）、鎢（W）等）和/或介電材料（例如，SiO2 、SiN等）。
第二介電層122b設置在第一介電層122a之上。所述多個EMR濾色片124設置在第二介電層122b上。第二介電層122b在垂直方向上設置在第一介電層122a與所述多個EMR濾色片124之間。在一些實施例中，第二介電層122b在側向上環繞EMR屏蔽件128且覆蓋EMR屏蔽件128的上表面。在一些實施例中，第二介電層122b包含例如氧化物（例如，SiO2 ）、氮化物（例如，SiN）、碳化物（例如，SiC）、高介電常數介電質（例如，HfO、TaO等）或類似材料。在另一些實施例中，第一介電層122a與第二介電層122b是相同的材料。在其他實施例中，第一介電層122a與第二介電層122b可包含不同的材料。
減反射層120對第一多個PDAF漫反射表面115、第二多個PDAF漫反射表面117及所述多個IS漫反射表面119進行襯裡。換句話說，減反射層120對第一EMR漫反射器空腔、第二EMR漫反射器空腔及第三EMR漫反射器空腔進行襯裡。再換句話說，減反射層120對第一EMR漫反射器142、第二EMR漫反射器144及第三EMR漫反射器146進行襯裡。第一介電層122a設置在第一EMR漫反射器142、第二EMR漫反射器144及第三EMR漫反射器146內。換句話說，第一介電層122a設置在第一EMR漫反射器空腔、第二EMR漫反射器空腔及第三EMR漫反射器空腔中。在另一些實施例中，第一介電層122a填充（例如，完全填充）第一EMR漫反射器空腔、第二EMR漫反射器空腔及第三EMR漫反射器空腔。
第一介電層122a具有第一折射率。減反射層120具有第二折射率。基底102具有第三折射率。換句話說，PDAF畫素區104及IS畫素區105具有第三折射率。第一折射率大於第三折射率。第二折射率介於第一折射率與第三折射率之間。由於第二折射率介於第一折射率與第三折射率之間，因此減反射層120被配置成減少入射EMR的反射，此可增大NIR輻射PDAF性能（例如，通過增大在基底102中對入射EMR的吸收）。由於第一折射率及第二折射率小於第三折射率，因此第一EMR漫反射器142、第二EMR漫反射器144及第三EMR漫反射器146被配置成對入射EMR進行漫反射，從而增大NIR輻射PDAF性能（例如，NIR靈敏度）。
在一些實施例中，第三折射率大於約3。更具體來說，第三折射率可介於約3.5與約3.7之間。第一折射率小於約3。第二折射率小於約3。第一折射率及第二折射率是結合EMR漫反射器（例如，第一EMR漫反射器142、第二EMR漫反射器144及第三EMR漫反射器146）的形狀而定的，EMR漫反射器被配置成對NIR輻射進行漫反射。換句話說，第一介電層122a及減反射層120的材料至少部分地根據EMR漫反射器的形狀來選擇，或反之亦然。應理解，在其他實施例中，第一介電層122a可對第一多個PDAF漫反射表面115、第二多個PDAF漫反射表面117及所述多個IS漫反射表面119進行襯裡（例如，減反射層120不設置在第一介電層122a與基底102的背側102b之間）。還應理解，可在第一EMR漫反射器142、第二EMR漫反射器144及第三EMR漫反射器146內設置不同的介電結構（具有小於第三折射率的折射率）（例如，與第一介電層122a不同的介電材料）。
圖3示出根據一些實施例的圖2所示影像感測器100的簡化俯視圖300。由於圖3所示簡化俯視圖300未示出圖2的剖視圖200中所示的減反射層120及第二介電結構122，因此圖3所示簡化俯視圖300是「簡化的」。圖2所示剖視圖200是沿著圖3所示線A-A截取的。
如圖3的簡化俯視圖300中所示，第一EMR漫反射器142具有寬度302及長度304。在一些實施例中，第一EMR漫反射器142的寬度302與第一EMR漫反射器142的長度304實質上相同。在其他實施例中，第一EMR漫反射器142的寬度302與第一EMR漫反射器142的長度304不同。
在一些實施例中，第一EMR漫反射器142的寬度302介於約0.1微米（μm）與約1.5 μm之間。更具體來說，第一EMR漫反射器142的寬度302介於約0.3 μm與約1.3 μm之間。由於第一EMR漫反射器142的寬度302介於約0.3 μm與約1.3 μm之間，因此第一EMR漫反射器142能夠對入射EMR（例如，NIR輻射）進行漫反射。在另一些實施例中，第一EMR漫反射器142的長度304介於約0.1 μm與約1.5 μm之間。更具體來說，第一EMR漫反射器142的長度304介於約0.3 μm與約1.3 μm之間。由於第一EMR漫反射器142的長度304介於約0.3 μm與約1.3 μm之間，因此第一EMR漫反射器142能夠對入射EMR進行漫反射。更具體來說，由於第一EMR漫反射器142的寬度302及長度304二者均介於約0.3 μm與約1.3 μm之間，因此第一EMR漫反射器142能夠對入射EMR進行漫反射。
第二EMR漫反射器144具有寬度306及長度308。在一些實施例中，第二EMR漫反射器144的寬度306介於約0.1 μm與約1.5 μm之間。更具體來說，第二EMR漫反射器144的寬度306介於約0.3 μm與約1.3 μm之間。由於第二EMR漫反射器144的寬度306介於約0.3 μm與約1.3 μm之間，因此第二EMR漫反射器144能夠對入射EMR進行漫反射。在另一些實施例中，第二EMR漫反射器144的長度308介於約0.1 μm與約1.5 μm之間。更具體來說，第二EMR漫反射器144的長度308介於約0.3 μm與約1.3 μm之間。由於第二EMR漫反射器144的長度308介於約0.3 μm與約1.3 μm之間，因此第二EMR漫反射器144能夠對入射EMR進行漫反射。更具體來說，由於第二EMR漫反射器144的寬度306及長度308二者均介於約0.3 μm與約1.3 μm之間，因此第二EMR漫反射器144能夠對入射EMR進行漫反射。
在一些實施例中，第二EMR漫反射器144的寬度306與第二EMR漫反射器144的長度308實質上相同。在其他實施例中，第二EMR漫反射器144的寬度306與第二EMR漫反射器144的長度308不同。在另一些實施例中，第一EMR漫反射器142的寬度302與第二EMR漫反射器144的寬度306實質上相同。在其他實施例中，第一EMR漫反射器142的寬度302與第二EMR漫反射器144的寬度306不同。在另一些實施例中，第一EMR漫反射器142的長度304與第二EMR漫反射器144的長度308實質上相同。在其他實施例中，第一EMR漫反射器142的長度304與第二EMR漫反射器144的長度308不同。在又一些實施例中，第一EMR漫反射器142的寬度302與第二EMR漫反射器144的寬度306實質上相同且第一EMR漫反射器142的長度304與第二EMR漫反射器144的長度308實質上相同。由於第一EMR漫反射器142的寬度302與第二EMR漫反射器144的寬度306實質上相同且第一EMR漫反射器142的長度304與第二EMR漫反射器144的長度308實質上相同，因此影像感測器100可具有改善的NIR輻射PDAF性能（例如，由於第一PDAF畫素109a與第二PDAF畫素109b之間的較大角響應差別）。
第三EMR漫反射器146具有寬度310及長度312。在一些實施例中，第三EMR漫反射器146的寬度310與第三EMR漫反射器146的長度312實質上相同。在其他實施例中，第三EMR漫反射器146的寬度310與第三EMR漫反射器146的長度312不同。在另一些實施例中，第三EMR漫反射器146的寬度310與第一EMR漫反射器142的寬度302和/或第二EMR漫反射器144的寬度306實質上相同。在其他實施例中，第三EMR漫反射器146的寬度310與第一EMR漫反射器142的寬度302和/或第二EMR漫反射器144的寬度306不同。在另一些實施例中，第三EMR漫反射器146的長度312與第一EMR漫反射器142的長度304和/或第二EMR漫反射器144的長度308實質上相同。在其他實施例中，第三EMR漫反射器146的長度312與第一EMR漫反射器142的長度304和/或第二EMR漫反射器144的長度308不同。
第一PDAF畫素區104a的第二側132面對第二PDAF畫素區104b的第二側136。第一PDAF畫素區104a的第二側132在側向上與第二PDAF畫素區104b的第二側136間隔開第一距離314。在一些實施例中，第一距離314介於約0.1 μm與約0.3 μm之間。在另一些實施例中，第一距離314對應於所述一個或多個隔離溝槽111的寬度。在又一些實施例中，所述一個或多個隔離溝槽111是隔離溝槽柵格的在側向上延伸穿過基底102的部分，使得隔離溝槽柵格在側向上環繞PDAF畫素區104（及IS畫素區105），如圖3的簡化俯視圖300中所示。
第一PDAF畫素區104a具有第一PDAF畫素區104a的第三側316及第一PDAF畫素區104a的第四側318。第一PDAF畫素區104a的第四側318與第一PDAF畫素區104a的第三側316相對。在一些實施例中，第一PDAF畫素區104a的第一側130、第二側132、第三側316及第四側318由基底102的側壁界定。第一PDAF畫素區104a的第一側130與第一PDAF畫素區104a的第二側132在第一方向上在側向上間隔開，且第一PDAF畫素區104a的第三側316與第一PDAF畫素區104a的第四側318在與第一方向垂直的第二方向上在側向上間隔開。
第二PDAF畫素區104b具有第二PDAF畫素區104b的第三側320及第二PDAF畫素區104b的第四側322。第二PDAF畫素區104b的第四側322與第二PDAF畫素區104b的第三側320相對。在一些實施例中，第二PDAF畫素區104b的第一側134、第二側136、第三側320及第四側322由基底102的側壁界定。第二PDAF畫素區104b的第一側134與第二PDAF畫素區104b的第二側136在第一方向上在側向上間隔開，且第二PDAF畫素區104b的第三側320與第二PDAF畫素區104b的第四側322在第二方向上在側向上間隔開。
IS畫素區105具有IS畫素區105的第三側324及IS畫素區105的第四側326。IS畫素區105的第四側326與IS畫素區105的第三側324相對。在一些實施例中，IS畫素區105的第一側138、第二側140、第三側324及第四側326由基底102的側壁界定。IS畫素區105的第一側138與IS畫素區105的第二側140在第一方向上在側向上間隔開，且IS畫素區105的第三側324與IS畫素區105的第四側326在第二方向上在側向上間隔開。
基底102的背側102b包括位於第一PDAF畫素區104a內的第一多個PDAF漫反射表面115。第一多個PDAF漫反射表面115包括第一PDAF漫反射表面115a、第二PDAF漫反射表面115b、第五PDAF漫反射表面115c及第六PDAF漫反射表面115d。第一多個PDAF漫反射表面115形成界定第一EMR漫反射器142的第一EMR漫反射器空腔。在一些實施例中，基底102的背側102b包括從第一多個PDAF漫反射表面115連續地延伸到第一PDAF畫素區104a的第一側130、第二側132、第三側316及第四側318的實質上平面的（例如，平坦的）表面。
基底102的背側102b包括位於第二PDAF畫素區104b內的第二多個PDAF漫反射表面117。第二多個PDAF漫反射表面117包括第三PDAF漫反射表面117a、第四PDAF漫反射表面117b、第七PDAF漫反射表面117c及第八PDAF漫反射表面117d。第二多個PDAF漫反射表面117形成界定第二EMR漫反射器144的第二EMR漫反射器空腔。在一些實施例中，基底102的背側102b包括從第二多個PDAF漫反射表面117連續地延伸到第二PDAF畫素區104b的第一側134、第二側136、第三側320及第四側322的實質上平面的（例如，平坦的）表面。
第一EMR漫反射器142與第一PDAF畫素區104a的第一側130間隔開第二距離328。第一EMR漫反射器142與第一PDAF畫素區104a的第二側132間隔開第三距離330。第一EMR漫反射器142與第一PDAF畫素區104a的第三側316間隔開第四距離332。第一EMR漫反射器142與第一PDAF畫素區104a的第四側318間隔開第五距離334。在一些實施例中，第一EMR漫反射器142具有倒棱錐形形狀（例如，倒正方棱錐、倒矩形棱錐、倒三角棱錐等），如圖3的簡化俯視圖300中所示。在另一些實施例中，第一EMR漫反射器142的倒棱錐形形狀可被截切（例如，第一EMR漫反射器空腔的下表面可為實質上平面的）。
在一些實施例中，第二距離328與第三距離330不同。在另一些實施例中，第二距離328小於第三距離330。換句話說，第一EMR漫反射器142設置得與第一PDAF畫素區104a的第二側132相比更靠近第一PDAF畫素區104a的第一側130。第四距離332與第五距離334可實質上相同。
第二EMR漫反射器144與第二PDAF畫素區104b的第一側134間隔開第六距離336。第二EMR漫反射器144與第二PDAF畫素區104b的第二側136間隔開第七距離338。第二EMR漫反射器144與第二PDAF畫素區104b的第三側320間隔開第八距離340。第二EMR漫反射器144與第二PDAF畫素區104b的第四側322間隔開第九距離342。在一些實施例中，第二EMR漫反射器144具有倒棱錐形形狀，如圖3的簡化俯視圖300中所示。在另一些實施例中，第二EMR漫反射器144的倒棱錐形形狀可被截切。在另一些實施例中，第二EMR漫反射器144的形狀（例如，倒棱錐形）與第一EMR漫反射器142的形狀（例如，倒棱錐形）實質上相同。
在一些實施例中，第六距離336與第七距離338不同。在另一些實施例中，第六距離336小於第七距離338。換句話說，第二EMR漫反射器144設置得與第二PDAF畫素區104b的第二側136相比更靠近第二PDAF畫素區104b的第一側134。第八距離340與第九距離342可實質上相同。
第二距離328與第六距離336實質上相同，第三距離330與第七距離338實質上相同，第四距離332與第八距離340實質上相同，且第五距離334與第九距離342實質上相同。因此，所述一對PDAF畫素109可通過將由第一PDAF光電檢測器108a產生的電訊號與由第二PDAF光電檢測器108b產生的電訊號進行比較來確定（例如，通過PDAF處理電路系統）聚焦狀況，以判斷由第一PDAF光電檢測器108a產生的電訊號與由第二PDAF光電檢測器108b產生的電訊號之間是否存在相位差。
在一些實施例中，第一PDAF畫素區104a與第二PDAF畫素區104b對稱，如圖3的簡化俯視圖300中所示。在另一些實施例中，由於第二EMR漫反射器144的形狀與第一EMR漫反射器142的形狀實質上相同、第一EMR漫反射器142的寬度302與第二EMR漫反射器144的寬度306實質上相同、第一EMR漫反射器142的長度304與第二EMR漫反射器144的長度308實質上相同、第二距離328與第六距離336實質上相同、第三距離330與第七距離338實質上相同、第四距離332與第八距離340實質上相同且第五距離334與第九距離342實質上相同，因此第一PDAF畫素區104a與第二PDAF畫素區104b對稱。由於第一PDAF畫素區104a與第二PDAF畫素區104b對稱，因此影像感測器100的NIR輻射PDAF性能可得到進一步改善（例如，由於第一PDAF畫素109a與第二PDAF畫素109b之間的較大角響應差別）。
基底102的背側102b包括位於IS畫素區105內的所述多個IS漫反射表面119。所述多個IS漫反射表面119包括第一IS漫反射表面119a、第二IS漫反射表面119b、第三IS漫反射表面119c及第四IS漫反射表面119d。所述多個IS漫反射表面119形成界定第三EMR漫反射器146的第三EMR漫反射器空腔。在一些實施例中，基底102的背側102b包括從所述多個IS漫反射表面119連續地延伸到IS畫素區105的第一側138、第二側140、第三側324及第四側326的實質上平面的（例如，平坦的）表面。
第三EMR漫反射器146與IS畫素區105的第一側138間隔開第十距離344。第三EMR漫反射器146與IS畫素區105的第二側140間隔開第十一距離346。第三EMR漫反射器146與IS畫素區105的第三側324間隔開第十二距離348。第三EMR漫反射器146與IS畫素區105的第四側326間隔開第十三距離350。在一些實施例中，第三EMR漫反射器146具有倒棱錐形形狀，如圖3的簡化俯視圖300中所示。在另一些實施例中，第三EMR漫反射器146的倒棱錐形形狀可被截切（例如，第三EMR漫反射器空腔的下表面可為實質上平面的）。在另一些實施例中，第三EMR漫反射器146的形狀與第二EMR漫反射器144的形狀和/或第一EMR漫反射器142的形狀實質上相同。在其他實施例中，第三EMR漫反射器146的形狀與第二EMR漫反射器144的形狀和/或第一EMR漫反射器142的形狀可不同。
在一些實施例中，第十距離344、第十一距離346、第十二距離348及第十三距離350實質上相同。應理解，在其他實施例中，第十距離344、第十一距離346、第十二距離348或第十三距離350中的任何一者與第十距離344、第十一距離346、第十二距離348或第十三距離350中的任何另一者可不同（或相同）。在一些實施例中，第十距離344大於第二距離328和/或第六距離336。第十一距離346可大於第二距離328和/或第六距離336。在另一些實施例中，第十二距離348與第四距離332和/或第八距離340實質上相同。第十三距離350與第五距離334和/或第九距離342可實質上相同。
圖4A到圖4B示出根據一些實施例的圖2所示影像感測器100的各種視圖。圖4A示出圖2所示影像感測器100的區域206的一些實施例的剖視圖400。圖4B示出圖4A中所示的圖2所示影像感測器100的區域206的簡化俯視圖401。由於圖4B所示簡化俯視圖401未示出圖4A的剖視圖400中所示的減反射層120及第二介電結構122，因此圖4所示簡化俯視圖401是「簡化的」。
如圖4A的剖視圖400及圖4的簡化俯視圖401中所示，第一PDAF畫素區104a具有第一中線402及與第一PDAF畫素區104a的第一中線402垂直的第二中線404。第一PDAF畫素區104a的第一中線402在側向上與第一PDAF畫素區104a的第一側130及第一PDAF畫素區104a的第二側132二者間隔開相等的距離。第一PDAF畫素區104a的第二中線404在側向上與第一PDAF畫素區104a的第三側316及第一PDAF畫素區104a的第四側318二者間隔開相等的距離。
第一PDAF畫素區104a的第一中線402與第二中線404在第一PDAF畫素區104a的中心點406（例如，質心）處相交。在一些實施例中，第一EMR漫反射器142的中心點408（例如，質心）設置在第一PDAF畫素區104a的第一中線402與第一PDAF畫素區104a的第一側130之間。在另一些實施例中，第一EMR漫反射器142的中心點408可設置在第一PDAF畫素區104a的第二中線404上。
第二PDAF畫素區104b具有第一中線410及與第二PDAF畫素區104b的第一中線410垂直的第二中線412。第二PDAF畫素區104b的第一中線410在側向上與第二PDAF畫素區104b的第一側134及第二PDAF畫素區104b的第二側136二者間隔開相等的距離。第二PDAF畫素區104b的第二中線412在側向上與第二PDAF畫素區104b的第三側320及第二PDAF畫素區104b的第四側322二者間隔開相等的距離。在一些實施例中，第二PDAF畫素區104b的第一中線410在側向上與第一PDAF畫素區104a的第一中線402平行地延伸。在另一些實施例中，第二PDAF畫素區104b的第二中線412實質上與第一PDAF畫素區104a的第二中線404對齊。在其他實施例中，第二PDAF畫素區104b的第二中線412與第一PDAF畫素區104a的第二中線404偏置開且與第一PDAF畫素區104a的第二中線404平行地延伸。
第二PDAF畫素區104b的第一中線410與第二中線412在第二PDAF畫素區104b的中心點414（例如，質心）處相交。在一些實施例中，第二EMR漫反射器144的中心點416（例如，質心）設置在第二PDAF畫素區104b的第一中線410與第二PDAF畫素區104b的第一側134之間。在另一些實施例中，第二EMR漫反射器144的中心點416設置在第二PDAF畫素區104b的第二中線412上。
IS畫素區105具有第一中線418及與IS畫素區105的第一中線418垂直的第二中線420。IS畫素區105的第一中線418在側向上與IS畫素區105的第一側138及IS畫素區105的第二側140二者間隔開相等的距離。IS畫素區105的第二中線420在側向上與IS畫素區105的第三側324及IS畫素區105的第四側326二者間隔開相等的距離。
IS畫素區105的第一中線418與第二中線420在IS畫素區105的中心點422（例如，質心）處相交。在一些實施例中，第三EMR漫反射器146的中心點424（例如，質心）設置在IS畫素區105的中心點422上。在其他實施例中，第三EMR漫反射器146的中心點424可在側向上與IS畫素區105的第一中線418和/或IS畫素區105的第二中線420間隔開。
第一EMR漫反射器142具有高度426（例如，第一EMR漫反射器142的最上部的點與第一EMR漫反射器142的最下部的點之間的垂直距離）。第一EMR漫反射器142的高度426介於約0.2 μm與約0.9 μm之間。在一些實施例中，第二EMR漫反射器144的高度與第一EMR漫反射器142的高度426實質上相同。在另一些實施例中，第三EMR漫反射器146的高度與第一EMR漫反射器142的高度426實質上相同。在其他實施例中，第三EMR漫反射器146的高度與第一EMR漫反射器142的高度426不同。
在一些實施例中，第一EMR漫反射器142的高度426從第一EMR漫反射器142的中心點408到第一EMR漫反射器142的外周邊連續地減小。舉例來說，第一EMR漫反射器142的外周邊由第一多個PDAF漫反射表面115的最外部的點界定，且第一多個PDAF漫反射表面115成角度（例如，朝基底102的前側102f）且在第一EMR漫反射器142的中心點408處會聚。在一些實施例中，第二EMR漫反射器144的高度從第二EMR漫反射器144的中心點416到第二EMR漫反射器144的外周邊連續地減小。在另一些實施例中，第三EMR漫反射器146的高度從第三EMR漫反射器146的中心點422到第三EMR漫反射器146的外周邊連續地減小。
在一些實施例中，第一多個PDAF漫反射表面115可相對於基底102的背側102b（例如，基底102的背側102b的平面表面）形成角α。角α可介於約45°與約65°之間。在一些實施例中，角α為約54.7°。在此種實施例中，第一多個PDAF漫反射表面115沿著基底102的（111）平面設置且基底102的背側102b沿著基底102的（100）平面設置。在一些實施例中，第二多個PDAF漫反射表面117也可相對於基底102的背側102b形成角α。在另一些實施例中，IS漫反射表面119也可相對於基底102的背側102b形成角α。
圖5A到圖5B示出根據一些實施例的圖2所示影像感測器100的簡化俯視圖500a及500b。由於圖5A到圖5B所示簡化俯視圖500a及500b未示出圖2的剖視圖200中所示的減反射層120及第二介電結構122，因此圖5A到圖5B所示簡化俯視圖500a及500b是「簡化的」。圖5A到圖5B的簡化俯視圖500a及500b示出其中第一PDAF畫素區104a與第二PDAF畫素區104b對稱的各種實施例。舉例來說，圖5A所示簡化俯視圖500a及圖5B所示簡化俯視圖500b示出其中第一PDAF畫素區104a與第二PDAF畫素區104b對稱（例如，參見圖3）的一些不同的實施例。
如圖5A的簡化俯視圖500a中所示，第一EMR漫反射器142的中心點408設置在第一PDAF畫素區104a的第一中線402與第一PDAF畫素區104a的第一側130之間以及第一PDAF畫素區104a的第二中線404與第一PDAF畫素區104a的第四側318之間。在此種實施例中，第五距離334小於第四距離332。第二EMR漫反射器144的中心點416設置在第二PDAF畫素區104b的第一中線410與第二PDAF畫素區104b的第一側134之間以及第二PDAF畫素區104b的第二中線412與第二PDAF畫素區104b的第四側322之間。在此種實施例中，第九距離342小於第八距離340。
應理解，在其中第一EMR漫反射器142的中心點408設置在第一PDAF畫素區104a的第一中線402與第一PDAF畫素區104a的第一側130之間的其他實施例中，第一EMR漫反射器142的中心點408可設置在第一PDAF畫素區104a的第二中線404與第一PDAF畫素區104a的第三側316之間。在此種實施例中，第二EMR漫反射器144的中心點416設置在第二PDAF畫素區104b的第一中線410與第二PDAF畫素區104b的第一側134之間以及第二PDAF畫素區104b的第二中線412與第二PDAF畫素區104b的第三側320之間。在另一些此種實施例中，第五距離334大於第四距離332，且第九距離342大於第八距離340。
如圖5B的簡化俯視圖500b中所示，第一EMR漫反射器142的中心點408設置在第一PDAF畫素區104a的第一中線402與第一PDAF畫素區104a的第二側132之間且設置在第一PDAF畫素區104a的第二中線404上。在此種實施例中，第二距離328大於第三距離330。第二EMR漫反射器144的中心點416設置在第二PDAF畫素區104b的第一中線410與第二PDAF畫素區104b的第二側136之間且設置在第二PDAF畫素區104b的第二中線412上。在此種實施例中，第六距離336大於第七距離338。
應理解，在其中第一EMR漫反射器142的中心點408設置在第一PDAF畫素區104a的第一中線402與第一PDAF畫素區104a的第二側132之間的其他實施例中，第一EMR漫反射器142的中心點408可設置在第一PDAF畫素區104a的第二中線404與第一PDAF畫素區104a的第四側318之間（參見圖5A）。在此種實施例中，第二EMR漫反射器144的中心點416設置在第二PDAF畫素區104b的第一中線410與第二PDAF畫素區104b的第二側136之間以及第二PDAF畫素區104b的第二中線412與第二PDAF畫素區104b的第四側322之間（參見圖5A）。還應理解，在其中第一EMR漫反射器142的中心點408設置在第一PDAF畫素區104a的第一中線402與第一PDAF畫素區104a的第二側132之間的其他實施例中，第一EMR漫反射器142的中心點408可設置在第一PDAF畫素區104a的第二中線404與第一PDAF畫素區104a的第三側316之間。在此種實施例中，第二EMR漫反射器144的中心點416設置在第二PDAF畫素區104b的第一中線410與第二PDAF畫素區104b的第二側136之間以及第二PDAF畫素區104b的第二中線412與第二PDAF畫素區104b的第三側320之間。
圖6示出根據一些實施例的圖2所示影像感測器100的俯視圖600。
如圖6的俯視圖600中所示，在一些實施例中，EMR屏蔽件128是EMR屏蔽柵格602（例如，金屬柵格）的設置在第二介電結構122中（例如，嵌置在第二介電結構122中）的部分。EMR屏蔽柵格602在側向上延伸穿過第二介電結構122，使得EMR屏蔽柵格602設置在PDAF畫素區104（及IS畫素區105）外（例如，完全位於PDAF畫素區104（及IS畫素區105）外）。EMR屏蔽柵格602在垂直方向上設置在EMR濾色片124與基底102的背側102b（參見圖2）之間。EMR屏蔽柵格602被配置成阻擋（例如，反射）入射EMR中的一些入射EMR。更具體來說，EMR屏蔽柵格602通過阻擋（例如，反射）入射EMR的側向傳播來減少相鄰的畫素區（例如，PDAF畫素區104和/或IS畫素區105）之間的串擾。EMR屏蔽柵格602可包含金屬（例如，Al、Co、Cu、Ag、Au、W等）和/或介電材料（例如，SiO2 、SiN等）。
圖7A到圖7B示出根據一些實施例的圖2所示影像感測器100的各種視圖。圖7A示出圖2所示影像感測器100的區域206的一些實施例的剖視圖700。圖7B示出圖7A中所示的圖2所示影像感測器100的區域206的簡化俯視圖701。由於圖7B所示簡化俯視圖701未示出圖7A的剖視圖700中所示的減反射層120及第二介電結構122，因此圖7B所示簡化俯視圖701是「簡化的」。在圖7B所示簡化俯視圖701中，第一EMR漫反射器142的中心點408、第二EMR漫反射器144的中心點416及第三EMR漫反射器146的中心點424分別由「X」標記表示。
如圖7A的剖視圖700及圖7B的簡化俯視圖701中所示，第一EMR漫反射器142可具有長方體形形狀（例如，矩形長方體、立方體等）。在此種實施例中，第一多個PDAF漫反射表面115包括第一PDAF漫反射表面115a、第二PDAF漫反射表面115b、第五PDAF漫反射表面115c、第六PDAF漫反射表面115d及第九PDAF漫反射表面115e。在一些實施例中，第九PDAF漫反射表面115e是實質上平面的（例如，平坦的）。在另一些實施例中，第一PDAF漫反射表面115a、第二PDAF漫反射表面115b、第五PDAF漫反射表面115c及第六PDAF漫反射表面115d是實質上垂直的（例如，以等於約90°的角從第九PDAF漫反射表面115e延伸）。在其他實施例中，第一PDAF漫反射表面115a、第二PDAF漫反射表面115b、第五PDAF漫反射表面115c及第六PDAF漫反射表面115d可成角度（例如，以小於或大於約90°的角從第九PDAF漫反射表面115e延伸）。
第二EMR漫反射器144也可具有長方體形形狀（例如，矩形長方體、立方體等）。在此種實施例中，第二多個PDAF漫反射表面117包括第三PDAF漫反射表面117a、第四PDAF漫反射表面117b、第七PDAF漫反射表面117c、第八PDAF漫反射表面117d及第十PDAF漫反射表面117e。在一些實施例中，第十PDAF漫反射表面117e是實質上平面的（例如，平坦的）。在另一些實施例中，第三PDAF漫反射表面117a、第四PDAF漫反射表面117b、第七PDAF漫反射表面117c及第八PDAF漫反射表面117d是實質上垂直的（例如，以等於約90°的角從第十PDAF漫反射表面117e延伸）。在其他實施例中，第三PDAF漫反射表面117a、第四PDAF漫反射表面117b、第七PDAF漫反射表面117c及第八PDAF漫反射表面117d可成角度（例如，以小於或大於約90°的角從第十PDAF漫反射表面117e延伸）。
第三EMR漫反射器146也可具有長方體形形狀（例如，矩形長方體、立方體等）。在此種實施例中，所述多個IS漫反射表面119包括第一IS漫反射表面119a、第二IS漫反射表面119b、第三IS漫反射表面119c、第四IS漫反射表面119d及第五IS漫反射表面119e。在一些實施例中，第五IS漫反射表面119e是實質上平面的（例如，平坦的）。在另一些實施例中，第一IS漫反射表面119a、第二IS漫反射表面119b、第三IS漫反射表面119c及第四IS漫反射表面119d是實質上垂直的（例如，以等於約90°的角從第五IS漫反射表面119e延伸）。在其他實施例中，第一IS漫反射表面119a、第二IS漫反射表面119b、第三IS漫反射表面119c及第四IS漫反射表面119d可成角度（例如，以小於或大於約90°的角從第五IS漫反射表面119e延伸）。
在一些實施例中，第二EMR漫反射器144的形狀（例如，矩形長方體形）與第一EMR漫反射器142的形狀（例如，矩形長方體形）實質上相同。在另一些實施例中，第三EMR漫反射器146的形狀（例如，矩形長方體形）與第二EMR漫反射器144的形狀和/或第一EMR漫反射器142的形狀實質上相同。在其他實施例中，第三EMR漫反射器146的形狀（例如，倒棱錐形）與第二EMR漫反射器144的形狀（例如，矩形長方體形）和/或第一EMR漫反射器142的形狀（例如，矩形長方體形）可不同。應理解，第一EMR漫反射器142的形狀、第二EMR漫反射器144的形狀及第三EMR漫反射器146的形狀可為能夠對入射EMR（例如，NIR輻射）進行漫反射的任何幾何形狀，例如圓錐形形狀、半球形形狀、棱柱形形狀等。
圖8示出根據一些實施例的圖2所示影像感測器100的簡化俯視圖800。由於圖8所示簡化俯視圖800未示出圖2的剖視圖200中所示的減反射層120及第二介電結構122，因此圖8所示簡化俯視圖800是「簡化的」。
如圖8的簡化俯視圖800中所示，沿著基底102的背側102b且在第一PDAF畫素區104a內設置有EMR漫反射器的第一陣列802。EMR漫反射器的第一陣列802可包括以行與列的任意組合（例如，1×2陣列、2×2陣列、3×1陣列、3×2陣列、4×2陣列等）設置的任意數目個各別的EMR漫反射器。EMR漫反射器的第一陣列802的各別的EMR漫反射器具有與第一EMR漫反射器142（例如，參見圖1到圖9）實質上相似的特徵（例如，結構特徵）。EMR漫反射器的第一陣列802可以與第一EMR漫反射器142實質上相似的方式排列在第一PDAF畫素區104a中。舉例來說，EMR漫反射器的第一陣列802可與第一PDAF畫素區104a的第一側130間隔開第二距離328、與第一PDAF畫素區104a的第二側132間隔開第三距離330，等等。
沿著基底102的背側102b且在第二PDAF畫素區104b內設置有EMR漫反射器的第二陣列804。EMR漫反射器的第二陣列804可包括以行與列的任意組合（例如，1×2陣列、2×2陣列、3×1陣列、3×2陣列、4×2陣列等）設置的任意數目個各別的EMR漫反射器。EMR漫反射器的第二陣列804的各別的EMR漫反射器具有與第二EMR漫反射器144（例如，參見圖1到圖9）實質上相似的特徵（例如，結構特徵）。EMR漫反射器的第二陣列804可以與第二EMR漫反射器144實質上相似的方式排列在第二PDAF畫素區104b中。舉例來說，EMR漫反射器的第二陣列804可與第二PDAF畫素區104b的第一側134間隔開第六距離336、與第二PDAF畫素區104b的第二側136間隔開第七距離338，等等。
沿著基底102的背側102b且在IS畫素區105內設置有EMR漫反射器的第三陣列806。EMR漫反射器的第三陣列806可包括以行與列的任意組合（例如，1×2陣列、2×2陣列、3×1陣列、3×2陣列、4×2陣列等）設置的任意數目個各別的EMR漫反射器。EMR漫反射器的第三陣列806的各別的EMR漫反射器具有與第三EMR漫反射器146（例如，參見圖1到圖9）實質上相似的特徵（例如，結構特徵）。EMR漫反射器的第三陣列806可以與第三EMR漫反射器146實質上相似的方式排列在IS畫素區105中。舉例來說，EMR漫反射器的第三陣列806可與IS畫素區105的第一側138間隔開第十距離344、與IS畫素區105的第二側140間隔開第十一距離346，等等。
在一些實施例中，EMR漫反射器的第一陣列802包括與EMR漫反射器的第二陣列804相同數目的各別的EMR漫反射器。舉例來說，如圖8的簡化俯視圖800中所示，EMR漫反射器的第一陣列802包括八個各別的EMR漫反射器，且EMR漫反射器的第二陣列804也包括八個各別的EMR漫反射器。在另一些實施例中，EMR漫反射器的第一陣列802的行及列的數目與EMR漫反射器的第二陣列804的行及列的數目相同。舉例來說，如圖8的簡化俯視圖800中所示，EMR漫反射器的第一陣列802包括兩列及四行，且EMR漫反射器的第二陣列804也包括兩列及四行。
在一些實施例中，EMR漫反射器的第三陣列806可包括與EMR漫反射器的第一陣列802和/或EMR漫反射器的第二陣列804不同數目的各別的EMR漫反射器。舉例來說，如圖8的簡化俯視圖800中所示，EMR漫反射器的第三陣列806包括十六個各別的EMR漫反射器，EMR漫反射器的第一陣列802包括八個各別的EMR漫反射器，且EMR漫反射器的第二陣列804包括八個各別的EMR漫反射器。在其他實施例中，EMR漫反射器的第三陣列806可包括與EMR漫反射器的第一陣列802和/或EMR漫反射器的第二陣列804相同數目的各別的EMR漫反射器。在另一些實施例中，EMR漫反射器的第三陣列806的行及列的數目與EMR漫反射器的第一陣列802的行及列的數目和/或EMR漫反射器的第二陣列804的行及列的數目可不同。舉例來說，如圖8的簡化俯視圖800中所示，EMR漫反射器的第三陣列806包括四行及四列，EMR漫反射器的第一陣列802包括兩列及四行，且EMR漫反射器的第二陣列804也包括兩列及四行。在其他實施例中，EMR漫反射器的第三陣列806的行及列的數目可與EMR漫反射器的第一陣列802的行及列的數目和/或EMR漫反射器的第二陣列804的行及列的數目相同。
圖9到圖18示出形成圖2所示影像感測器100的方法的一些實施例的一系列剖視圖900到1800。儘管是參照一種方法來闡述圖9到圖18，然而應理解，圖9到圖18中所示的結構並不僅限於所述方法，而是可獨立於所述方法單獨存在。
如圖9的剖視圖900中所示，提供基底102。基底102包括前側102f及背側102b。基底102可為任何類型的半導體本體（例如，Si、SiGe、SOI等）（例如半導體晶圓和/或位於晶圓上的一個或多個晶粒）以及與半導體本體相關聯的任何其他類型的半導體和/或外延層。
在基底102中形成PDAF光電檢測器108（例如，光電二極體）。PDAF光阻障電檢測器108分別形成在基底102的PDAF畫素區104中。舉例來說，在基底102的第一PDAF畫素區104a中形成第一PDAF光電檢測器108a，且在基底102的第二PDAF畫素區104b中形成第二PDAF光電檢測器108b。還在基底102中形成IS光電檢測器116（例如，光電二極體）。IS光電檢測器116形成在基底102的IS畫素區105中。
在一些實施例中，形成PDAF光電檢測器108及IS光電檢測器116的製程包括選擇性地將一種或多種摻質劑物質（例如，p型摻質劑（例如硼、鋁、鎵等））植入到基底102的前側102f中。舉例來說，在基底102的前側102f上形成圖案化掩蔽層（未示出）（例如，正性光阻/負性光阻、硬罩幕等）。可通過以下方式形成圖案化掩蔽層：在基底102的前側102f上形成掩蔽層（未示出）（例如，通過旋轉塗布製程（spin-on process）），將掩蔽層暴露到圖案（例如，通過微影製程（lithography process），例如微影法（photolithography）、極紫外微影（extreme ultraviolet lithography）等），且將掩蔽層顯影以形成第一圖案化掩蔽層。此後，在圖案化掩蔽層保持在定位上的情況下，執行植入製程（例如，離子植入），所述植入製程根據圖案化掩蔽層將所述一種或多種摻雜物質植入到基底102中，從而在基底102中形成與PDAF光電檢測器108及IS光電檢測器116對應的具有第二摻雜類型（例如，p型）的摻雜區。在一些實施例中，可在第一植入製程之前執行第二植入製程，以在基底102中形成具有與第二摻雜類型不同的第一摻雜類型（例如，n型）的摻雜區，使得第一植入製程在具有第一摻雜類型的摻雜區中形成具有第二摻雜類型的摻雜區。在一些實施例中，隨後剝除圖案化掩蔽層。
如圖10的剖視圖1000中所示，沿著基底102的前側102f形成一個或多個閘極結構110。在一些實施例中，所述一個或多個閘極結構110可對應於傳輸電晶體、源極跟隨器電晶體、行選擇電晶體、複位電晶體、邏輯閘電晶體（例如，或閘、異或閘等電晶體）或者一些其他電晶體。在一些實施例中，可通過在基底102的前側102f上沉積閘極介電層及閘極電極層來形成所述一個或多個閘極結構110。隨後將閘極介電層及閘極電極層圖案化以形成閘極介電結構203及上覆在閘極介電結構203上的導電閘極電極結構201。可沿著導電閘極電極結構201的相對的側壁形成側壁間隔件205。在一些實施例中，可通過以下方式形成側壁間隔件205：將間隔件層（例如，氮化物、氧化物等）沉積到基底102的前側102f上，且選擇性地蝕刻間隔件層以沿著導電閘極電極結構201的相對的側形成側壁間隔件205。
在圖10的剖視圖1000中還示出，在沿著基底102的前側102f形成的第一介電結構112內形成多個導電內連層114。在一些實施例中，第一介電結構112可包括通過蝕刻停止層204而在垂直方向上彼此隔開的多個堆疊的ILD層202。
在一些實施例中，可通過鑲嵌製程（damascene process）（例如，單鑲嵌製程或雙鑲嵌製程）分別形成所述多個導電內連層114。通過以下方式來執行鑲嵌製程：在基底102上沉積所述多個堆疊的ILD層202中的一者，對所述多個堆疊的ILD層202中的所述一者進行蝕刻以在所述多個堆疊的ILD層202中的所述一者中形成通孔孔洞和/或溝槽，且使用導電材料填充所述通孔孔洞和/或溝槽。此後，對導電材料執行平坦化製程（例如，化學機械拋光（chemical mechanical polishing，CMP）），從而在所述多個堆疊的ILD層202中的所述一者中形成導電內連層。在一些實施例中，鑲嵌製程包括在所述多個堆疊的ILD層202中的所述一者上沉積蝕刻停止層204中的一者，且對蝕刻停止層204中的所述一者進行蝕刻以形成通孔孔洞。重複進行此製程以形成所述多個堆疊的ILD層202、蝕刻停止層204及所述多個導電內連層114。
在一些實施例中，可通過例如化學氣相沉積（chemical vapor deposition，CVD）、物理氣相沉積（physical vapor deposition，PVD）、原子層沉積（atomic layer deposition，ALD）、一些其他沉積製程或上述製程的組合來沉積所述多個堆疊的ILD層202。在另一些實施例中，可通過例如CVD、PVD、ALD、一些其他沉積製程或上述製程的組合來沉積蝕刻停止層204。在又一些實施例中，可使用沉積製程（例如，CVD、PVD、濺鍍（sputtering）等）和/或鍍覆製程（例如，電化學鍍覆、無電鍍覆等）形成導電材料（例如，鎢（W）、鋁（Al）、銅（Cu）等）。
如圖11的剖視圖1100中所示，在一些實施例中，可對基底102進行薄化以減小基底102的厚度。在另一些實施例中，可通過對基底102的背側102b執行薄化製程來對基底102進行薄化，以將基底102的厚度從第一厚度T1減小到第二厚度T2。在另一些實施例中，薄化製程可為或可包括例如CMP製程、機械研磨製程（mechanical grinding process）、蝕刻製程、一些其他薄化製程或上述製程的組合。應理解，在一些實施例中，可在薄化製程之前將第一介電結構112結合到載體基底（未示出），使得在薄化製程期間可安全地處理基底102。
如圖12的剖視圖1200中所示，沿著基底102的背側102b形成第一EMR漫反射器142、第二EMR漫反射器144及第三EMR漫反射器146。第一EMR漫反射器142形成在第一PDAF畫素區104a內，第二EMR漫反射器144形成在第二PDAF畫素區104b內，且第三EMR漫反射器146形成在IS畫素區105內。第一EMR漫反射器142形成在第一PDAF畫素區104a的第一中線402的第一側上，且第二EMR漫反射器144形成在第二PDAF畫素區104b的第一中線410的第一側上。在一些實施例中，第三EMR漫反射器146可形成在IS畫素區105的第一中線418上（例如，直接形成在IS畫素區105的第一中線418上）。
與第一PDAF畫素區104a的第一中線402的和第一PDAF畫素區104a的第一中線402的第一側對應的側相比，第二PDAF畫素區104b的第一中線410的第一側對應於第二PDAF畫素區104b的第一中線410的相對一側。舉例來說，如圖12的剖視圖1200中所示，第一PDAF畫素區104a的第一中線402的第一側對應於第一PDAF畫素區104a的第一中線402的左側，且第二PDAF畫素區104b的第一中線410的第一側對應於第二PDAF畫素區104b的第一中線410的右側。在一些實施例中，第一EMR漫反射器142也可形成在第一PDAF畫素區104a的第二中線404（例如，參見圖3）上（例如，直接形成在第一PDAF畫素區104a的第二中線404上）。在此種實施例中，第二EMR漫反射器144也可形成在第二PDAF畫素區104b的第二中線412（例如，參見圖3）上（例如，直接形成在第二PDAF畫素區104b的第二中線412上）。在其他實施例中，第一EMR漫反射器142也可形成在第一PDAF畫素區104a的第二中線404的第一側上。在此種實施例中，第二EMR漫反射器144也可形成在第二PDAF畫素區104b的第二中線412的第一側上，所述第一側對應於第二PDAF畫素區104b的第二中線412的與第一PDAF畫素區104a的第二中線404的第一側所對應的第一側（例如，參見圖5A）相同的側。
在一些實施例中，形成第一EMR漫反射器142、第二EMR漫反射器144及第三EMR漫反射器146的製程包括選擇性地蝕刻基底102的背側102b。舉例來說，在基底102的背側102b之上形成圖案化掩蔽層1202（例如，正性光阻/負性光阻、硬罩幕等）。此後，在圖案化掩蔽層1202保持在定位上的情況下，對基底102執行蝕刻製程1204，以根據圖案化掩蔽層1202選擇性地蝕刻基底102的背側102b。蝕刻製程1204會移除基底102的未被掩蔽的部分，以形成界定第一EMR漫反射器142的第一多個PDAF漫反射表面115、界定第二EMR漫反射器144的第二多個PDAF漫反射表面117以及界定第三EMR漫反射器146的多個IS漫反射表面119。在一些實施例中，隨後剝除圖案化掩蔽層1202。
在一些實施例中，蝕刻製程1204可為例如濕式蝕刻製程、乾式蝕刻製程、反應性離子蝕刻（reactive ion etching，RIE）製程、一些其他蝕刻製程或上述製程的組合。蝕刻製程1204可為各向同性蝕刻製程或各向異性蝕刻製程。在另一些實施例中，蝕刻製程1204可為以比基底102的＜111＞晶體方向快的速率優先對基底102的＜100＞晶體方向進行蝕刻的各向異性蝕刻製程（例如，利用氫氧化鉀（KOH）作為蝕刻劑的各向異性濕式蝕刻製程），從而沿著基底102的（111）平面形成第一多個PDAF漫反射表面115、第二多個PDAF漫反射表面117及所述多個IS漫反射表面119。在又一些實施例中，可通過與第一EMR漫反射器142及第二EMR漫反射器144分開的蝕刻製程形成第三EMR漫反射器146。
如圖13的剖視圖1300中所示，在一個或多個隔離區106中形成一個或多個隔離溝槽111，所述一個或多個隔離區106在側向上設置在PDAF畫素區104與IS畫素區105之間。所述一個或多個隔離溝槽111從基底102的背側102b延伸到基底102中。在一些實施例中，形成所述一個或多個隔離溝槽111的製程包括在基底102的背側102b之上以及第一EMR漫反射器142、第二EMR漫反射器144及第三EMR漫反射器146中形成圖案化掩蔽層1302。此後，在圖案化掩蔽層1302保持在定位上的情況下，對基底102執行蝕刻製程1304，以根據圖案化掩蔽層1302選擇性地蝕刻基底102的背側102b。蝕刻製程1304會移除基底102的未被掩蔽的部分，以形成所述一個或多個隔離溝槽111。在一些實施例中，隨後剝除圖案化掩蔽層。在另一些實施例中，蝕刻製程1304可為例如濕式蝕刻製程、乾式蝕刻製程、RIE製程、一些其他蝕刻製程或上述製程的組合。
所述一個或多個隔離溝槽111至少部分地由基底102的側壁界定，所述側壁因蝕刻製程1304移除基底102的未被掩蔽的部分以形成所述一個或多個隔離溝槽111而形成。在一些實施例中，PDAF畫素區104的相對的側由基底102的這些側壁界定。在另一些實施例中，IS畫素區105的相對的側也由基底102的這些側壁界定。舉例來說，第一PDAF畫素區104a的第一側130由基底102的第一側壁界定，第一PDAF畫素區104a的第二側132由基底102的第二側壁界定，第二PDAF畫素區104b的第一側134由基底102的第三側壁界定，第二PDAF畫素區104b的第二側136由基底102的第四側壁界定，IS畫素區105的第一側138由基底102的第五側壁界定，且IS畫素區105的第二側140由基底102的第六側壁界定。基底102的第一側壁、第二側壁、第三側壁、第四側壁、第五側壁及第六側壁在側向上間隔開。
如圖14的剖視圖1400中所示，沿著基底102的背側102b形成減反射層120。減反射層120對第一多個PDAF漫反射表面115、第二多個PDAF漫反射表面117及所述多個IS漫反射表面119進行襯裡。在一些實施例中，減反射層120也可延伸到所述一個或多個隔離溝槽111內。在一些實施例中，減反射層120包含例如氧化物（例如，SiO2 ）、氮化物（例如，SiN）、碳化物（例如，SiC）、高介電常數介電質（例如，HfO、TaO等）或類似材料。在一些實施例中，可通過沉積技術（例如，CVD、PVD、ALD等）形成減反射層120。
如圖15的剖視圖1500中所示，在減反射層120上形成第一介電層122a。第一介電層122a填充第一EMR漫反射器142、第二EMR漫反射器144及第三EMR漫反射器146。在一些實施例中，第一介電層122a可進一步填充所述一個或多個隔離溝槽111。在一些實施例中，第一介電層122a包含例如氧化物（例如，SiO2 ）、氮化物（例如，SiN）、碳化物（例如，SiC）、高介電常數介電質（HfO、TaO等）或類似材料。在一些實施例中，可通過沉積技術（例如，CVD、PVD、ALD等）形成第一介電層122a。在一些實施例中，在沉積第一介電層122a之後，可對第一介電層122a執行平坦化製程（例如，CMP），以將第一介電層122a的上表面平坦化。
如圖16的剖視圖1600中所示，在第一介電層122a之上形成多個EMR屏蔽件128。EMR屏蔽件128設置在PDAF畫素區104外及PDAF畫素區104的相對的側上。在一些實施例中，EMR屏蔽件128也設置在IS畫素區105外及IS畫素區105的相對的側上。EMR屏蔽件128可包含金屬（例如，鋁（Al）、鈷（Co）、銅（Cu）、銀（Ag）、金（Au）、鎢（W）等）和/或介電材料（例如，SiO2 、SiN等）。在一些實施例中，可通過使用沉積製程（例如，CVD、PVD、ALD等）和/或鍍覆製程（例如，電化學鍍覆、無電鍍覆等）在第一介電層122a之上選擇性地沉積金屬來形成EMR屏蔽件128。
如圖17的剖視圖1700中所示，在第一介電層122a及EMR屏蔽件128之上形成第二介電層122b。在一些實施例中，第二介電層122b包含例如氧化物（例如，SiO2 ）、氮化物（例如，SiN）、碳化物（例如，SiC）、高介電常數介電質（HfO、TaO等）或類似材料。在一些實施例中，可通過沉積技術（例如，CVD、PVD、ALD等）形成第二介電層122b。在一些實施例中，在沉積第二介電層122b之後，可對第二介電層122b執行平坦化製程（例如，CMP），以將第二介電層122b的上表面平坦化。在另一些實施例中，形成第二介電層122b便完成了第二介電結構122的形成。
如圖18的剖視圖1800中所示，在第二介電結構122之上形成多個EMR濾色片124（例如，彩色濾色片陣列）。隨後可分別在EMR濾色片124之上形成多個微透鏡126（例如，微透鏡陣列）。
在一些實施例中，EMR濾色片124形成在第二介電層122b上。在一些實施例中，形成EMR濾色片124的製程包括將濾光材料（light filtering material）沉積（例如，通過CVD、PVD、ALD、濺鍍、旋轉塗布製程等）到第二介電層122b上。濾光材料是使得具有特定波長範圍的輻射（例如，光）能夠透射同時阻擋特定範圍之外的波長的光的材料。隨後，在一些實施例中，可對EMR濾色片124執行平坦化製程（例如，CMP），以將EMR濾色片124的上表面平坦化。
在一些實施例中，可通過在EMR濾色片124上沉積微透鏡材料來形成微透鏡126（例如，通過CVD、PVD、ALD、濺鍍、旋轉塗布製程等）。在微透鏡材料上方圖案化出具有彎曲上表面的微透鏡模板（未示出）。在一些實施例中，微透鏡模板可包含光阻材料，所述光阻材料被使用分布式曝光劑量（例如，對於負性光阻，在彎曲部分的底部處暴露的光較多且在彎曲部分的頂部處暴露的光較少）而曝光、顯影及烘焙以形成圓的形狀。接著通過根據微透鏡模板選擇性地蝕刻微透鏡材料來形成微透鏡126。在一些實施例中，在形成微透鏡126之後，便完成了影像感測器100（例如，參見圖2）的形成。影像感測器100包括PDAF區101及IS區103。在PDAF區101中設置一對PDAF畫素109，且在IS區103中設置一個或多個IS畫素107。
圖19示出形成具有改善的NIR輻射PDAF性能的影像感測器100的方法的一些實施例的流程圖1900。儘管本文中將圖19所示流程圖1900示出並闡述為一系列步驟（acts）或事件，然而應理解，此類步驟或事件的示出次序不應被解釋為具有限制性意義。舉例來說，一些步驟可以不同的次序進行和/或與除本文中所示出和/或闡述的步驟或事件以外的其他步驟或事件同時進行。此外，可能並非需要所有所示出的步驟來實施本文中所作說明的一個或多個方面或實施例，且本文中所繪示的步驟中的一者或多者可以一個或多個單獨的步驟和/或階段施行。
在步驟1902處，在基底的第一相位檢測自動聚焦（PDAF）畫素區中形成第一PDAF光電檢測器，在基底的第二PDAF畫素區中形成第二PDAF光電檢測器，且在基底的影像感測（IS）畫素區中形成IS光電檢測器。圖9示出與步驟1902對應的一些實施例的剖視圖900。
在步驟1904處，沿著基底的前側形成一個或多個閘極結構。圖10示出與步驟1904對應的一些實施例的剖視圖1000。
在步驟1906處，在沿著基底的前側形成的介電結構內形成導電內連層。圖10示出與步驟1906對應的一些實施例的剖視圖1000。
在步驟1908處，沿著基底的背側且在第一PDAF畫素區內形成第一電磁輻射（EMR）漫反射器，沿著基底的背側且在第二PDAF畫素區內形成第二EMR漫反射器，並且沿著基底的背側且在IS畫素區內形成第三EMR漫反射器，其中第一EMR漫反射器與第一PDAF畫素區的一側間隔開第一距離，且其中第二EMR漫反射器與第二PDAF畫素區的與第一PDAF畫素區的所述一側面對的一側間隔開與第一距離實質上相同的第二距離。圖11到圖12示出與步驟1908對應的一些實施例的一系列剖視圖1100到1200。
在步驟1910處，在基底的背側內形成在側向上位於第一PDAF畫素區、第二PDAF畫素區及IS畫素區之間的一個或多個隔離溝槽。圖13示出與步驟1910對應的一些實施例的剖視圖1300。
在步驟1912處，沿著基底的背側且在所述一個或多個隔離溝槽內形成第一介電層，其中第一介電層填充第一EMR漫反射器、第二EMR漫反射器及第三EMR漫反射器。圖14到圖15示出與步驟1912對應的一些實施例的一系列剖視圖1400到1500。
在步驟1914處，在第一介電層上形成EMR屏蔽件。圖16示出與步驟1914對應的一些實施例的剖視圖1600。
在步驟1916處，在EMR屏蔽件及第一介電層上形成第二介電層。圖17示出與步驟1916對應的一些實施例的剖視圖1700。
在步驟1918處，在第二介電層上形成EMR濾色片。圖18示出與步驟1918對應的一些實施例的剖視圖1800。
在步驟1920處，在EMR濾色片上形成微透鏡。圖18示出與步驟1920對應的一些實施例的剖視圖1800。
在一些實施例中，本申請提供一種積體晶片。所述積體晶片包括一對相位檢測自動聚焦（PDAF）光電檢測器，所述一對PDAF光電檢測器設置在半導體基底中，其中所述一對PDAF光電檢測器包括第一PDAF光電檢測器及在側向上與所述第一PDAF光電檢測器間隔開的第二PDAF光電檢測器，且其中所述第一PDAF光電檢測器的第一側面對所述第二PDAF光電檢測器的第一側。第一電磁輻射（EMR）漫反射器沿著所述半導體基底的背側設置且設置在所述第一PDAF光電檢測器的周邊以內，其中所述第一EMR漫反射器在側向上與所述第一PDAF光電檢測器的所述第一側間隔開第一距離，其中所述第一EMR漫反射器在側向上與所述第一PDAF光電檢測器的第二側間隔開比所述第一距離小的第二距離，且其中所述第一PDAF光電檢測器的所述第二側與所述第一PDAF光電檢測器的所述第一側相對。第二EMR漫反射器沿著所述半導體基底的所述背側設置且設置在所述第二PDAF光電檢測器的周邊以內，其中所述第二EMR漫反射器在側向上與所述第二PDAF光電檢測器的所述第一側間隔開第三距離，其中所述第二EMR漫反射器在側向上與所述第二PDAF光電檢測器的第二側間隔開比所述第三距離小的第四距離，且其中所述第二PDAF光電檢測器的所述第二側與所述第二PDAF光電檢測器的所述第一側相對。
在一些實施例中，本申請提供一種積體晶片。所述積體晶片包括第一相位檢測自動聚焦（PDAF）光電檢測器，所述第一PDAF光電檢測器設置在半導體基底中。第二PDAF光電檢測器設置在所述半導體基底中且在側向上與所述第一PDAF光電檢測器間隔開。第一微透鏡設置在所述半導體基底及所述第一PDAF光電檢測器之上，其中所述第一微透鏡被配置成將入射電磁輻射（EMR）朝所述第一PDAF光電檢測器聚焦。第二微透鏡設置在所述半導體基底及所述第二PDAF光電檢測器之上，其中所述第二微透鏡被配置成將入射EMR朝所述第二PDAF光電檢測器聚焦。EMR屏蔽件在垂直方向上設置在所述半導體基底與所述第一微透鏡之間，其中所述EMR屏蔽件在側向上設置在所述第一PDAF光電檢測器的第一側與所述第二PDAF光電檢測器的第一側之間，且其中所述第一PDAF光電檢測器的所述第一側面對所述第二PDAF光電檢測器的所述第一側。第一EMR漫反射器沿著所述半導體基底的背側設置且設置在所述第一PDAF光電檢測器的所述第一側與所述第一PDAF光電檢測器的和所述第一PDAF光電檢測器的所述第一側相對的第二側之間，且其中所述第一EMR漫反射器的中心點設置得與所述第一PDAF光電檢測器的所述第一側相比更靠近所述第一PDAF光電檢測器的所述第二側。第二EMR漫反射器沿著所述半導體基底的所述背側設置且設置在所述第二PDAF光電檢測器的所述第一側與所述第二PDAF光電檢測器的和所述第二PDAF光電檢測器的所述第一側相對的第二側之間，且其中所述第二EMR漫反射器的中心點設置得與所述第二PDAF光電檢測器的所述第一側相比更靠近所述第二PDAF光電檢測器的所述第二側。
在一些實施例中，本申請提供一種形成積體晶片的方法。所述方法包括在半導體基底的第一相位檢測自動聚焦（PDAF）畫素區中形成第一PDAF光電檢測器。在所述半導體基底的第二PDAF畫素區中形成第二PDAF光電檢測器。沿著所述半導體基底的背側且在所述半導體基底的所述第一PDAF畫素區內形成第一電磁輻射（EMR）漫反射器。沿著所述半導體基底的所述背側且在所述半導體基底的所述第二PDAF畫素區內形成第二EMR漫反射器，其中所述第一PDAF畫素區的中線及所述第二PDAF畫素區的中線二者設置在所述第一EMR漫反射器與所述第二EMR漫反射器之間。在所述半導體基底的所述背側之上形成填充所述第一EMR漫反射器及所述第二EMR漫反射器二者的介電層。在所述介電層之上形成在側向上環繞所述第一PDAF畫素區及所述第二PDAF畫素區的EMR屏蔽柵格，其中所述EMR屏蔽柵格設置在所述第一PDAF畫素區的周邊及所述第二PDAF畫素區的周邊以外。在所述EMR屏蔽柵格之上形成上覆在所述第一PDAF畫素區上的第一微透鏡。在所述EMR屏蔽柵格之上形成上覆在所述第二PDAF畫素區上的第二微透鏡。以上概述了若干實施例的特徵，以使所屬領域中的技術人員可更好地理解本公開的各個方面。所屬領域中的技術人員應理解，他們可容易地使用本公開作為設計或修改其他製程及結構的基礎來施行與本文中所介紹的實施例相同的目的和/或實現與本文中所介紹的實施例相同的優點。所屬領域中的技術人員還應認識到，這些等效構造並不背離本公開的精神及範圍，而且他們可在不背離本公開的精神及範圍的條件下對本文作出各種改變、代替及變更。
100:影像感測器 101:相位檢測自動聚焦（PDAF）區 102:基底 102b:背側 102f:前側 103:影像感測（IS）區 104:PDAF畫素區 104a:第一PDAF畫素區 104b:第二PDAF畫素區 105:IS畫素區 106:隔離區 107:IS畫素 107a:第一IS畫素 108:PDAF光電檢測器 108a:第一PDAF光電檢測器 108b:第二PDAF光電檢測器 109:PDAF畫素 109a:第一PDAF畫素 109b:第二PDAF畫素 110:閘極結構 111:隔離溝槽 112:第一介電結構 114:導電內連層 115:第一多個PDAF漫反射表面 115a:第一PDAF漫反射表面 115b:第二PDAF漫反射表面 115c:第五PDAF漫反射表面 115d:第六PDAF漫反射表面 115e:第九PDAF漫反射表面 116:IS光電檢測器 117:第二多個PDAF漫反射表面 117a:第三PDAF漫反射表面 117b:第四PDAF漫反射表面 117c:第七PDAF漫反射表面 117d:第八PDAF漫反射表面 117e:第十PDAF漫反射表面 119:IS漫反射表面 119a:第一IS漫反射表面 119b:第二IS漫反射表面 119c:第三IS漫反射表面 119d:第四IS漫反射表面 119e:第五IS漫反射表面 120:減反射層 122:第二介電結構 122a:第一介電層 122b:第二介電層 124:EMR濾色片 124a:第一EMR濾色片 124b:第二EMR濾色片 124c:第三EMR濾色片 126:微透鏡 126a:第一微透鏡 126b:第二微透鏡 126c:第三微透鏡 128:EMR屏蔽件 128a:第一EMR屏蔽件 128b:第二EMR屏蔽件 128c:第三EMR屏蔽件 128d:第四EMR屏蔽件 128e:第五EMR屏蔽件 130、134、138:第一側 132、136、140:第二側 142:第一EMR漫反射器 144:第二EMR漫反射器 146:第三EMR漫反射器 148:入射EMR 200、400、700、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800:剖視圖 201:導電閘極電極結構 202:層間介電（ILD）層 202a:第一ILD層 202b:第二ILD層 202c:第三ILD層 203:閘極介電結構 204:蝕刻停止層 204a:第一蝕刻停止層 204b:第二蝕刻停止層 205:側壁間隔件 206:區域 300、401、500a、500b、701、800:簡化俯視圖 302、306、310:寬度 304、308、312:長度 314:第一距離 316、320、324:第三側 318、322、326:第四側 328:第二距離 330:第三距離 332:第四距離 334:第五距離 336:第六距離 338:第七距離 340:第八距離 342:第九距離 344:第十距離 346:第十一距離 348:第十二距離 350:第十三距離 402、410、418:第一中線 404、412、420:第二中線 406、408、414、416、422、424:中心點 426:高度 600:俯視圖 602:EMR屏蔽柵格 802:第一陣列 804:第二陣列 806:第三陣列 1202、1302:圖案化掩蔽層 1204、1304:蝕刻製程 1900:流程圖 1902、1904、1906、1908、1910、1912、1914、1916、1918、1920:步驟 A-A:線 T1:第一厚度 T2:第二厚度 α:角 θ:入射角
結合附圖閱讀以下詳細說明，會最好地理解本公開的各個方面。應注意，根據本行業中的標準慣例，各種特徵並非按比例繪製。事實上，為使論述清晰起見，可任意增大或減小各種特徵的尺寸。 圖1示出具有改善的近紅外線（near-infrared，NIR）輻射相位檢測自動聚焦（phase detection autofocus，PDAF）性能的影像感測器的一些實施例的剖視圖。 圖2示出根據一些實施例的圖1所示影像感測器的剖視圖。 圖3示出根據一些實施例的圖2所示影像感測器的簡化俯視圖。 圖4A到圖4B示出根據一些實施例的圖2所示影像感測器的各種視圖。 圖5A到圖5B示出根據一些實施例的圖2所示影像感測器的簡化俯視圖。 圖6示出根據一些實施例的圖2所示影像感測器的俯視圖。 圖7A到圖7B示出根據一些實施例的圖2所示影像感測器的各種視圖。 圖8示出根據一些實施例的圖2所示影像感測器的簡化俯視圖。 圖9到圖18示出形成圖2所示影像感測器的方法的一些實施例的一系列剖視圖。 圖19示出形成具有改善的NIR輻射PDAF性能的影像感測器的方法的一些實施例的流程圖。
100:影像感測器
101:相位檢測自動聚焦(PDAF)區
102:基底
102b:背側
102f:前側
103:影像感測(IS)區
104a:第一PDAF畫素區
104b:第二PDAF畫素區
105:IS畫素區
106:隔離區
107a:第一IS畫素
108a:第一PDAF光電檢測器
108b:第二PDAF光電檢測器
109a:第一PDAF畫素
109b:第二PDAF畫素
110:閘極結構
111:隔離溝槽
112:第一介電結構
114:導電內連層
115:第一多個PDAF漫反射表面
115a:第一PDAF漫反射表面
115b:第二PDAF漫反射表面
116:IS光電檢測器
117a:第三PDAF漫反射表面
117b:第四PDAF漫反射表面
119a:第一IS漫反射表面
119b:第二IS漫反射表面
120:減反射層
122:第二介電結構
124a:第一EMR濾色片
124b:第二EMR濾色片
124c:第三EMR濾色片
126a:第一微透鏡
126b:第二微透鏡
126c:第三微透鏡
128:EMR屏蔽件
128a:第一EMR屏蔽件
128b:第二EMR屏蔽件
128c:第三EMR屏蔽件
128d:第四EMR屏蔽件
128e:第五EMR屏蔽件
130、134、138:第一側
132、136、140:第二側
142:第一EMR漫反射器
144:第二EMR漫反射器
146:第三EMR漫反射器
148:入射EMR
θ:入射角

Claims (20)

  1. 一種積體晶片，包括： 一對相位檢測自動聚焦光電檢測器，設置在半導體基底中，其中所述一對相位檢測自動聚焦光電檢測器包括第一相位檢測自動聚焦光電檢測器及在側向上與所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器間隔開的第二相位檢測自動聚焦光電檢測器，且其中所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側面對所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側； 第一電磁輻射漫反射器，沿著所述半導體基底的背側設置且設置在所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的周邊以內，其中所述第一電磁輻射漫反射器在側向上與所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側間隔開第一距離，其中所述第一電磁輻射漫反射器在側向上與所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第二側間隔開比所述第一距離小的第二距離，且其中所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第二側與所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側相對；以及 第二電磁輻射漫反射器，沿著所述半導體基底的所述背側設置且設置在所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的周邊以內，其中所述第二電磁輻射漫反射器在側向上與所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側間隔開第三距離，其中所述第二電磁輻射漫反射器在側向上與所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第二側間隔開比所述第三距離小的第四距離，且其中所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第二側與所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側相對。
  2. 如請求項1所述的積體晶片，其中所述第一距離與所述第三距離相同。
  3. 如請求項2所述的積體晶片，其中所述第二距離與所述第四距離相同。
  4. 如請求項3所述的積體晶片，其中： 所述第一電磁輻射漫反射器的高度從所述第一電磁輻射漫反射器的中心點到所述第一電磁輻射漫反射器的周邊連續地減小；且 所述第二電磁輻射漫反射器的高度從所述第二電磁輻射漫反射器的中心點到所述第二電磁輻射漫反射器的周邊連續地減小。
  5. 如請求項4所述的積體晶片，還包括： 第一微透鏡，設置在所述半導體基底的所述背側之上且居中於所述半導體基底的第一相位檢測自動聚焦畫素區之上，其中所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器設置在所述半導體基底的所述第一相位檢測自動聚焦畫素區中； 第二微透鏡，設置在所述半導體基底的所述背側之上且居中於所述半導體基底的第二相位檢測自動聚焦畫素區之上，其中所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器設置在所述半導體基底的所述第二相位檢測自動聚焦畫素區中；以及 電磁輻射屏蔽件，在垂直方向上設置在所述第一電磁輻射漫反射器與所述第一微透鏡之間，其中所述電磁輻射屏蔽件具有第一外側壁及與所述電磁輻射屏蔽件的所述第一外側壁相對的第二外側壁，且其中所述電磁輻射屏蔽件的所述第一外側壁及所述電磁輻射屏蔽件的所述第二外側壁二者在側向上設置在所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側與所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側之間。
  6. 如請求項1所述的積體晶片，還包括： 介電層，設置在所述半導體基底的所述背側之上且填充所述第一電磁輻射漫反射器及所述第二電磁輻射漫反射器二者；且 所述介電層具有比所述半導體基底低的折射率。
  7. 如請求項6所述的積體晶片，其中所述第一電磁輻射漫反射器的高度與所述第二電磁輻射漫反射器的高度相同。
  8. 如請求項7所述的積體晶片，其中所述第一電磁輻射漫反射器的寬度與所述第二電磁輻射漫反射器的寬度相同。
  9. 如請求項8所述的積體晶片，其中所述第一電磁輻射漫反射器的長度與所述第二電磁輻射漫反射器的長度相同。
  10. 如請求項9所述的積體晶片，其中所述第一電磁輻射漫反射器及所述第二電磁輻射漫反射器二者具有倒棱錐形形狀。
  11. 如請求項10所述的積體晶片，其中： 所述第一電磁輻射漫反射器的高度介於0.2微米與0.9微米之間； 所述第一電磁輻射漫反射器的寬度介於0.1微米與1.5微米之間；且 所述第一電磁輻射漫反射器的長度介於0.1微米與1.5微米之間。
  12. 如請求項9所述的積體晶片，其中： 所述第一電磁輻射漫反射器具有垂直的相對的外側壁； 所述第一電磁輻射漫反射器的下表面是平面的且在側向上在所述第一電磁輻射漫反射器的相對的外側壁之間延伸；且 所述第二電磁輻射漫反射器具有垂直的相對的外側壁；且 所述第二電磁輻射漫反射器的下表面是平面的且在側向上在所述第二電磁輻射漫反射器的相對的外側壁之間延伸。
  13. 一種積體晶片，包括： 第一相位檢測自動聚焦光電檢測器，設置在半導體基底中； 第二相位檢測自動聚焦光電檢測器，設置在所述半導體基底中且在側向上與所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器間隔開； 第一微透鏡，設置在所述半導體基底及所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器之上，其中所述第一微透鏡被配置成將入射電磁輻射朝所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器聚焦； 第二微透鏡，設置在所述半導體基底及所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器之上，其中所述第二微透鏡被配置成將入射電磁輻射朝所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器聚焦； 電磁輻射屏蔽件，在垂直方向上設置在所述半導體基底與所述第一微透鏡之間，其中所述電磁輻射屏蔽件在側向上設置在所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側與所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側之間，且其中所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側面對所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側； 第一電磁輻射漫反射器，沿著所述半導體基底的背側設置且設置在所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側與所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的和所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側相對的第二側之間，且其中所述第一電磁輻射漫反射器的中心點設置得與所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側相比更靠近所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第二側；以及 第二電磁輻射漫反射器，沿著所述半導體基底的所述背側設置且設置在所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側與所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的和所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側相對的第二側之間，且其中所述第二電磁輻射漫反射器的中心點設置得與所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側相比更靠近所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第二側。
  14. 如請求項13所述的積體晶片，還包括： 介電層，設置在所述半導體基底的所述背側之上且填充所述第一電磁輻射漫反射器及所述第二電磁輻射漫反射器二者；且 所述介電層具有比所述半導體基底低的折射率。
  15. 如請求項13所述的積體晶片，其中： 所述第一電磁輻射漫反射器的中心點與所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第二側間隔開第一距離； 所述第二電磁輻射漫反射器的中心點與所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第二側間隔開第二距離；且 所述第一距離與所述第二距離相同。
  16. 如請求項15所述的積體晶片，其中： 所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第三側與所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第四側相對； 所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側與所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第二側在第一方向上在側向上間隔開； 所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第三側與所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第四側在與所述第一方向垂直的第二方向上在側向上間隔開； 所述第一電磁輻射漫反射器的中心點與所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第三側間隔開第三距離； 所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第三側與所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第四側相對； 所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側與所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第二側在所述第一方向上在側向上間隔開； 所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第三側與所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第四側在所述第二方向上在側向上間隔開； 所述第二電磁輻射漫反射器的中心點與所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第三側間隔開第四距離；且 所述第三距離與所述第四距離相同。
  17. 如請求項16所述的積體晶片，其中： 所述第一電磁輻射漫反射器的中心點與所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第四側間隔開第五距離； 所述第二電磁輻射漫反射器的中心點與所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第四側間隔開第六距離；且 所述第五距離與所述第六距離相同。
  18. 如請求項17所述的積體晶片，其中： 所述第一電磁輻射漫反射器的中心點與所述第一相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側間隔開第七距離； 所述第二電磁輻射漫反射器的中心點與所述第二相位檢測自動聚焦光電檢測器的第一側間隔開第八距離；且 所述第七距離與所述第八距離相同。
  19. 如請求項18所述的積體晶片，所述第一電磁輻射漫反射器的形狀與所述第二電磁輻射漫反射器的形狀相同。
  20. 一種形成積體晶片的方法，所述方法包括： 在半導體基底的第一相位檢測自動聚焦畫素區中形成第一相位檢測自動聚焦光電檢測器； 在所述半導體基底的第二相位檢測自動聚焦畫素區中形成第二相位檢測自動聚焦光電檢測器； 沿著所述半導體基底的背側且在所述半導體基底的所述第一相位檢測自動聚焦畫素區內形成第一電磁輻射漫反射器； 沿著所述半導體基底的所述背側且在所述半導體基底的所述第二相位檢測自動聚焦畫素區內形成第二電磁輻射漫反射器，其中所述第一相位檢測自動聚焦畫素區的中線及所述第二相位檢測自動聚焦畫素區的中線二者設置在所述第一電磁輻射漫反射器與所述第二電磁輻射漫反射器之間； 在所述半導體基底的所述背側之上形成填充所述第一電磁輻射漫反射器及所述第二電磁輻射漫反射器二者的介電層； 在所述介電層之上形成在側向上環繞所述第一相位檢測自動聚焦畫素區及所述第二相位檢測自動聚焦畫素區的電磁輻射屏蔽柵格，其中所述電磁輻射屏蔽柵格設置在所述第一相位檢測自動聚焦畫素區的周邊及所述第二相位檢測自動聚焦畫素區的周邊以外； 在所述電磁輻射屏蔽柵格之上形成上覆在所述第一相位檢測自動聚焦畫素區上的第一微透鏡；以及 在所述電磁輻射屏蔽柵格之上形成上覆在所述第二相位檢測自動聚焦畫素區上的第二微透鏡。
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