TW407428B - Color separation in an active pixel cell imaging array using a triple-well structure - Google Patents

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五 弩明鞔明{ 1 , ΑΊ 87 Ί 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製. :發％背景丨.:.. . ：Y. :也:滅 i.發明領域 " ：·χ^ 本發帅Μ於_冬成相’❿更特指料同波長之光 在矽中之不同吸收長皮應:用於主動戒素士的成像陣列的 色毛刀離技術’ _.击二井結構確保陣列中的各個像素偵測 在同位置上之二原:色（R-G-B)，本發明之主動像素成像 陣列可降低在數位彰秦中#呀翁夹真信鵲，一〜 之相關技術之翁明：.+: 與本發明相關之昔知技術可大致歸類如下：作為色彩 感應器之疊層光t二極體:v具有疊層感應鼻之成像啐列於 以及其它色彩陣列方法。 . ·...·. ... 第一類別包括一用於測量光色彩之非成像裝置，此等 裝置已藉由不同技術設計之，其取決於光子吸收深度波長 之變化’其例如其標題為“半導體幅射波長彳貞測器’，之美國 專利第4,〇 11，〇 16號案’與其標題辱”用以感應光之波長輿 強度之裝置”之美國:專利第Ά9,6Ό4號案，此二案皆未揭 、 露作為二井積-體電路色彩碜應或成像陣到的結缉·> 第二類別包括具有多個内埋通道之CCD裝置，:其用以 累積並平移光電荷’該等裝置係不易且昂貴敏造，且不用 於三色應用，標題為，’使用波長相關半導體尧吸收的色彩 .. - - - ：* 回應成像裝置’’之美國專利第4,613,895號案，此類亦包括 使用施於成像積體電路頂部的多層薄膜光ϋ料，此技術 之例锌揭露於標題爲”色彩威應器，，之美國;.專利第4,677,2名9: . ；- ft； - '；. ： ' ； 號案，以及標題為”具署^層晶胞结構之可見光/紫外線成 V *- Ά·读·: 媒 .嘯' 先 .聞:

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I •. |· i 11 i · r 訂 -ϊ. 攀 鐵 本紙張子变學用，雨揭夺轉，（CMS >A^r(f2K)vX297公t j ir 球紅v漆·‘^ 1 „ 〜i > I、 407428 A7 _______B7__ 五、發明説明（2 ) 像裝置”之美國專利第4,651，001號案，此等結構亦是難以 製造且昂貴的，是以仍未可行。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> 第三類包括色彩成像積體電路，其係使用一遽光感光 喪鑲幕以選擇在不同光感應位置的不同波長頻寬，標題為 “色彩成像陣列”之美國專利第3,971,065號案，其揭露此種 技術之例。 如卩3〇11514丨等人在1996年提出156/8?1£第2654號案的“ 數位相機類所用之致動技術，，所揭露者，廣用於數位像機 之一像素感光嵌鑲幕圖案為Bayer濾光陣列（CFA)圖索，如 第1圖所示者’ BayerCFA具有以棋盤式排列之5〇%綠像素 ，而其它紅或綠像素用以填入圖案其餘部份。 如第2圖所示者’ BayerCFA造成一綠色所用之鑽石型 Nyquist疇’以及較小的紅與藍所用之矩形NyqUist鳴，人 類肉眼對於螢光較色度中的高空間頻率更加敏感，因此， 由於BayerCFA提供同樣Nyquist頻率以作為單色度成像器 之水平或垂直空間頻率’其改善數位像機之預設銳度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此等感光鼓鑲幕法為此項技術中所固知地關於嚴重色 彩模糊問題，此是因為感應器較其間空間間隔為小的事實 ’是以其等區域性地取樣影像信號，且不同顏色之感應器 位於不同位置，是故，該等取樣不在色彩間對準。 據此’本發明之目的在於提供一色彩成像陣列，其中 以在同一位置之每一偵測器以其感應區域量測三色頻寬， 該等區域較其等間距小的多，如此一來’將衰減該模糊影 像組成’並使該等色彩樣本得以在色彩間對準. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4规格（210X297公釐） 5 4〇7428 A7 B7 五、發明説明（3 本發明之另一目的係欲提供一主動像素色彩成像陣列 ’其可利用標準新型CMOS記憶法加以製造。 參考第3圖，許多新型CMOS積體電路製造法使用一《 雙井”或“雙管”結構，在其中使用攙雜密度約為 l〇17atoms/cm2為P井區域10及]^井區域12，其分別作為用 以在其中製造N-通道與P-通道電晶體◊基板材料14典型上 為更輕微攙雜P型發（l〇i5at〇ms/ciri2)，是以p井10並不與基 板14相隔離，在？井1〇中所形成之N通道FET具有攙雜濃度 >l〇18atoms/cm2之N+正常源/漏極擴散18，而濃度約為 li^atoms/cmkN型淺的微攙雜漏極（LLD)區域20，在N井 區域12中所形成之p通道FET22被相類似地加以構成，其 使用相似攙雜濃度之正常P+源/漏極區24以及淺的Ldd區 域26。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 參照第4圖’在改良之新穎方法，熟知如“三井，，者， 使用一加深N絕緣井28以提供一將卩井10與p基板相格離之 連接絕緣部，該N絕緣井28攙雜密度（1016扣〇][115/(；1112)係介 於P基板14與P井1 〇攙雜密度間（分別為丨〇ISat〇ms/cm2與 1017at〇mS/Cm2)，標題為“用以製造具有三井結構之半導體 裝置的方法”之美國專利第5,397’734號案，其揭露三井結 構技術之一例。 三井結構法變的益見普遍且廉價地製造M〇S記憶體 (DRAM)裝置，由於其提供動態電荷儲存節電之有效絕緣 ’以隔開可擴散過基板之雜散次要載體。 本發明之摘要 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 6 A7 B7 五、發明説明（4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 407428 本發明係指在主動像素MOS成像陣列中之色彩分離 技術’使用二井結構陣列以利用在碎中不同波長之光的不 同吸收長度’進而以如同其等所佔空間大小之感應區域來 測量在同一位置上之不同顏色。 據此，本發明之較佳實試施例提供一在p_型5夕基板中 所形成的光感應結構以分離藍、綠與紅光，該光感結構包 括一個在基板中所形成之深的N-攙雜區域，其使得在N_ 區域與基板中的pn連接區界定紅色感應光電二極體，其在 基板中的深度約等同於紅光在矽中的吸收長度。在N區 域t所形成的P-攙雜區域，其使得在p_區域與N_區域間的 叩連接區界定綠色感應光電二極體，其在基板中的深度約 等同於綠光在矽中的吸收長度。在p_區域中所形成的淺的 N-攙雜區域，其使得在淺的沁區域與p_區域間的叫連接區 界疋藍色感應光電二極體，其在基板中的深度約等同於藍 光在矽中的吸收長度。 二井結構方法之所以可用於本發明係因為：其提供一 可行的方法以製造產生三重層#光電二極體所需要的垂直 PNPN裝置，儘其可應用於在成像晶胞陣列外的同樣晶片 ，二井方法中正常N井不適用於本發明像素晶胞，三重疊 層光電二極體所需深的N-攙雜區域即上述中的队絕緣井二 藉由確保在成像陣列的所有像素可測量像素結構中同 樣位置的紅、綠與藍色回應，本發明可減少在色彩不明的 失真信號H之進行’係利用切巾紅、綠與藍光吸收 波長的不同。 尺度顧t關家辟（CNS )⑽桃(170X297^1-—- -7 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7 由 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 407428 五、發明説明（5 本發月提供消除色彩模糊外的優點，舉例言之，其消 除在曰$ + it用的複雜聚合體渡色陣列法，相反地，在此 利用半導體工業所常用的二 的一井方法°而且，可增加可得光 子整體利用效率，以值姑沾+1 傅統的方法，無法通過濾波材料之光 子被濾'波H所吸收並㈣掉，林發明之方法色彩藉 吸收冰度加以刀離’且所有均為收集並利用，此可造成 倍以上的量子效能改善。 本發明提供—個傳統CCD技術所難以達到之優異成像 裝置例，此外，本發明受益於層eCM〇s處理法，即在每 一三色像素上有多個輔助電晶體。 藉由參照下述利用本發明之概念所作為實例的施詳細 說明以及所附圖式，可更加瞭解本發明之特徵與優點。 圖式簡要說明 第1圖說明熟知之Bayer濾色陣列（CFA)圖案； 第2圖說明由Bayer CFA所產生之紅、綠、藍用之 Nyquist 疇； 第3圖為一部分截面圖式，其說明傳統雙井cmos結 構； 第4圖為一部分載面圖式，其說明傳統三井CMOS結 構； 第5圖為一描繪矽中光的吸收長度對應波長的圖例； 第6圖為一部分戴面圖式，其利用本發明概念真井結 構的三色像素感應器； 第7圖為第6圊三色像素感應器結構之平面圖，以及例 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 407428 五、發明説明（ 說簡圏以說明相關光電流感應電路之例； 第8圖為一曲線圖，其顯示第6圓中本發明三井結構光 電二極體的成組估算感應曲線； 第9圖為部份略圖，其用以說明本發明成像陣列之一 部份，其中，每一晶胞之光電二極體與讀出放大電路係以 陣列方式安排之，在每一晶胞中有一條列選擇線與三條直 排輸出線； 第10圖為部份略圖’其用以說明本發明成像陣列之一 部份，其中，每一晶胞之光電二極體與讀出放大電路係以 陣列方式安排之，在每一晶胞中有三條列選擇線與一條直 排輸出線； 第11圖為一略圖’其說明第10圖實施例之像素感應器 ，其具有三條列選擇線與一條直排輸出線； 第12A圖為一佈局圖式，其說明第11圖晶胞之矽層， 包括由矽至第一金屬的接點； 第12B圖為一佈局圖式，其說明第11圖晶胞之三金屬 内連層，其包括接點與通點； 第13八圖為一截面圖式，其說明第12八/128圖晶胞加 上上部金屬遮光層的理想矽表面， 第13B圖為一截面圖式，其說明具有向外擴散N-區域 之第12A/12B圖晶胞加上上部金屬遮光層的石夕表面。 本發明之詳細說明 為人所熟知地，當對矽基板入射光的波長越長’在光 被吸收前所穿過之矽板越深，第5圖為可見光譜中的光在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注f項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 407428 A7 B7 五、發明説明（7 ) 矽中之光吸收長度’如第5圖所指出者，其波長在4〇〇_ 490ηπι之藍光會在矽基板中約〇.2_〇 5微米的深度被吸收， 其波長在490-575nm之綠光會在矽基板中約〇 5_15微米的 深度被吸收’其波長在570-700nm之紅光會在石夕基板中約 1.5-3.0微米的深度被吸收。 利用不同波長之光在矽基板中吸收深度之不同，一如 第6圖所示者，本發明較佳實施例提供一個在p_型（約 lO^toms/cm2)導電矽基板ι00所形成之一三井色彩光感結 構’ 6亥二井色彩光感結構包括一個在|>_型砂基板wo中所 形成深的N-型攙雜井區域1〇2(约1〇16at〇ms/cm2)，N_型攙 雜井區域102的連接深度约為丨.5_3 〇微米，且較佳為2〇微 求’即大約為紅光的吸收深度，是以.，在深的型攙雜 區域102與P-型基板1 〇〇間的pn連接部形成一在兩區域中的 紅色感應光電二極體。 相似地’在N-型攙雜區域1〇2中形成型導電攙雜 井區域104(約l〇17at〇ms/cm2)，在Ρ·型攙雜區域1〇4與1<4型 攙雜區域102間的pn連接部形成的深度約〇 5_丨5微米’而 較佳約為0_6微米，即大約為綠光在矽基板的吸收深度， 是以，在P-型攙雜區域104與深的N-型區域1〇2間的pn連接 部形成一在兩區域中的綠色感應光電二極體。 再者第6圖所示’在p_型攙雜區域1〇4中形成一淺的N_ 型導電挽雜£域〗06(約1 〇18atoms/cm2)，其深度約〇 2-〇 5 微米，而較佳約為0.2微米，即大約為藍光在矽基板的吸 收深度，是以，在淺的N-型攙雜區域1〇6與；^型區域1〇4間 -----------IT-------#^). {諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) " 10 407428 at Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（8 ) 的pn連接部形成一個在兩區域中的藍色感應光電二極體。 熟於此技之人士當瞭解’如上述者，上述之二極體敏 感性耗盡區域在連接部深度之上下延伸。 熟於此技之人士亦當瞭解’可使用相反的導電性，即 在N-型基板中之深的P-型攙雜區域，在寐的？_型區域中的 N-攙雜區域以及在N-型區域中的淺的P-攙雜區域，實施上 述的三井結構’然而’在此產業中不使用此種結構，由於 其使用標準MOS記憶體技術，第6圖之結構係較佳的。 第6圖更顯示，色彩光感應結構亦包括一連接至紅、 綠與藍光電·一極體的感應機構10 8，用以測量分別流過= 個光電二極體之紅、綠與藍光電流。 第_6圖顯示一光電流感應器108的概念排列，其包括— 連接通過紅色光電二極體的第一電流測量器11 〇以量測紅 光電流ir，一連接通過綠色光電二極體的第二電流測量器 112以量測綠光電流ig，一連接通過藍色光電二極體的第 三電流測量器114以量測紅光電流ib。 假設在光電二極體中大部份的電流被集中於耗盡區中 ，熟於此技之人士當已清楚瞭解電流ib大致由可見光區藍 光入射’光子的光電流所組成，電流ig大致來自藍光光子之 光電流所組成，電流ir大致由來自紅光光子的光電流所組 成。 如第6圖所示，絕緣p-井方法假設所示非常淺的 nldd(N-型微攙雜漏極）層的表面連接部可最大藍色回應。 第7圖顯示上述三井光感應器結構大致佈局，熟於此 ----------讓"I (ι'-ί (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） Η 407428 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9 ) 一' " 技之人士當瞭解，三井結構可大於單一昔知像素感應晶胞 ，由於傳統像素陣列圖案之混色性質，第7圊中像素區域 必需與二個傳統像素晶胞相比較。 在此技中慣用“主動像素”電路以和光電二極體相連接 ，第7圖顯示三個此種光電流感應電路的略圖，其每一對 應一光電二極體，在第7圖實施例中，此等電路為傳統三 電aa體電流感應器（熟於此技之人士當瞭解亦可使用其它 電流感應電路），藉整合光電二極體電容之光電流與相關 電路節點’並藉由緩衝讀出放大器所得之電壓，主動像素 電流可能感應光電荷。 如上所述者，典型上使用三個電晶體：一還原電晶體 (Re)以還原電容上之電壓至由暗狀態所指示之參考準位， 一源從動放大電晶體B缓衝光電二極體上之電壓，一選 擇電晶體S連接晶胞至縱列輸出線，其當晶胞在使用時 選擇列以讀出。 如第7圊所示，當使用本發明疊層三重光電二極體時 ，相對P-基板，兩個二極體節點之還原電壓（Vn)大致為正 的’而中間節點之還原電壓為較小之正值（即Vn>Vp)，所 以二個二極體啟動在反偏壓狀態，當光電二極體曝光時， 其等變得較不反偏壓，而在其溢流前，其等變得較正向偏 壓’取決於電路之雜散電容與不同光電二極體的值，所測 得之三個電壓對應光電荷之不同線性組合，此等線性組合 影響電壓輸出最終敏感曲線’故，被修正以作為矩陣傳輪 之用’其流出以產生一熱感最終輸出。 本紙張尺度適用中國國家橾準（（：.阳）六4規格（210父297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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407428 、發明説明（i〇 ) 第8圖顯示本發明三疊層光電二極體安排的成組估計 感應曲線，其為可見光譜中波長函數，如所示者，此等曲 線係僅粗調而非細調，其如其它濾色器的其它色彩分離方 法，然而，如彩色成像技術所熟知者，其可能以適當矩陣 化以轉換由此組曲線之三種測量為红、綠與藍密度值的精 密熱量修正值。估算適當矩陣轉化之方法為熟於此技之人 所固知，其如美國專利案第5,668,596號案之例，其標題 為色彩表線最佳化的數位成像裝置”。 參照第6圖與上述者之三光電二極體色感應結構，以 及其相關光電流感應電路，例如第7圖所說明者，其等可 加以應用，進而獲得三井結構之主動像素晶胞成像陣列， 此種成像陣列包括縱橫向晶胞所組成之矩陣，每一光晶胞 具有一三井結構以及相關的光感應電路，矩陣之每一列具 有三個相關讀取選擇線，其如第7圖所示方式連接至該列 的母-光感應電路，相似地，p車列之每—縱列具有三個與 其相關的縱列輸出、線，其等以第7圖所示之方式連接至縱 列中的每一光感應電路。 然而在本發明之成像陣列中，每一光晶胞之三個選擇 線與三個縱列輸出線’不需要如第7圖所示被分別引出。 另卜—個色彩感應器與讀出故大器可以列或縱列之 短部加以佈線，藉由連接共同之列選擇線或者共同的縱列 輸出線’分別如第9或10圖所示，在第9或1〇圖中，陣列中 之所有晶胞共用信號線，未示出，其如還原與電源共應_ 號等。 、。 407428 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 '^—- ______Β7___ 五、發明説明（11 ) 第11圖顯示像素之完整略圖，其依據第10圖之陣列圖 解’具有三個選擇線R0WR、尺謂〇與R〇wB分別供紅、綠 與藍光感應測量/讀取結構，以及一共用縱列輸出線，第i i 圖簡要地安排使MOS電晶體Ml至M9之位置與方向與其等 佈局的位置及方向相符，其示於第12a/12B圖之中，在此 實施例中’第7圖之讀出供應Vcc與還原參考電壓Vn被共 享，而Vp是分用的。 第12A/12B圖顯示第11圖電路之範例佈局，為清楚說 明’使用點刻圖案以將光罩層分為兩組，第12圖顯示之光 罩層’其影響矽-主動區域、井、種鍍、聚矽閘以及接槽 ，而為熟於此技之人士所立即瞭解的，第12B圖顯示接槽 、與三金屬互聯以及二個經光罩層，如第12A/12B圖所示 者’金屬1係作為内像素互連，金屬2做為列線、金屬3作 為縱列線，聚矽作為列還原線，較佳地使用第四金屬層作 為遮光層’使得光僅落在光電二極體，但未示於圖式。 熟於主動像素感應器此技的人士，當知道還原功能常 以列連接之’致動捲動型電子快門時間，其中在對應列被 讀出前，列中像素被還原一段時間，不同於全球還原功能 ’因此’像素陣列較佳地如第12 A/B圖中者以水平佈線該 還原線’也可知的，當所說明佈局之晶胞靠接於陣列中， 電晶體所在之P井將完全地環繞疊層光電二極體，在最左 端與下方之像素較佳由陣列外之長條P井所完成。 .第13 A/13B圖顯示第12圖佈局中通過像素中央的截面 圖’其包括位於下方之矽攙雜區，並包括一遮光層，但未 本紙張尺度適用中國國家標隼（C.NS ) A4規格（210X297公釐了 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

14 407428 at B7 五、發明説明（12 ) 省略金屬與氧化物互聯之中間層，並包括下一晶胞之左緣 〇 弟13A圖顯示一理想態井，並說明一事實，即可使用 標準三井CMOS法，其利用同樣的光罩與製造法，以定義 在光感應器中之P丼與在讀出電路中之p井，同樣地，在. 光感應器中之N+攙雜區域可以使用如同製造讀出電路中 的N+源/漏極區的光罩與製造步驟，該N+區域可為cM〇s 法之標準強化N+攙雜主動區域，或為NLDD輕微攙雜漏極 區，其取決於實驗設計之選擇（該載面區域可為通過源；漏 極區域部份兩者之一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第13B圖顯示在像素中之攙雜區域看來似乎具有適度 外擴之N-井區域》藉由整合疊層光感應器與(：1^〇5中的主 動像素感應與讀出電子，本發明可使其中設立有讀出電子 之P井作用為一介於深的N井間的有效絕緣屏蔽，如第13 圖所不者，N井間被隔開以使其等不致過度擴散以改變由 P至N之空間，即便其中無干擾p井或主動像素感應與讀出 電路。換言之’N井不可設置過於接近，而不造成紅感應 光電二極體與其鄰近者的短路現象’介於N光電二極體間 的該P井帶係作用將其等相隔離地更加安全，並提供一在 N態場效電晶體令之“自*，，區域，其用以感應並讀出電子 ，此一由®層矽光電二極體與三井(：^4〇8法中（：“〇8電路 所形成之新穎組合，將可提供—遠優於昔知技藝的令人驚 訝並具吸引力之優點。 應瞭解的是，在實施本發明時，可利用各種另外於此 15 - __A07428 b7 五、發明説明（ΐ3 ) " -- 處所述本發明實鮮丨时法，其所欲者在於··應包括下列 定義本發明之範圍與該等申請專利範圍中的方法及結構。 圖式元件標號對照表 10…P井區域 12…N井區域 14…基板材料

16…N通道FET 18…N+正常源/漏極擴散區 20”，微攙雜漏極（LDD) 22…P通道FET 24…P+源/漏極區 26…淺的LDD區 28…N絕緣井 102…N攙雜區 104…P攙雜區 106…淺的N攙雜區 108.…感應機構 110…第一電流計 112…第二電流計 114…第三電流計 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注i項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 - I - I * ^^1 -- - : ^^1 m ( - i -- - - ---^^1 In - 1 m^i-#TA - — I - - -I - I ...... . n 1 16

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局負工消費合作社印装 407428 B8 C8 D8 夂、申請專利範圍 一種在第一導電態之矽基板中所形成的色彩光感應結 構，其用以分離不同波長之光，該色彩光感應結構包 括： 一個形成於矽基板中以不同於第—導電態之第二 導電態的第一攙雜區，在第一攙雜區與矽基板間所形 成之連接部，其位於矽基板中之深度大約為第—光波 長在石夕中的吸收長度，藉以定義第一光電二極體； 一個形成於第一攙雜區中的第一導電態之第二攙 雜區’第二攙雜區與第一攙雜區間所形成之連接部， 其位於第一攙雜區中之深度大约為第二光波長在矽中 的吸收長度’藉以定義第二光電二極體； 一個形成於第二攙雜區中的第二導電態之第三攙 雜區，第三攙雜區與第二攙雜區間所形成之連接部’ 其位於第二攙雜區中之深度大約為第三光波長在矽中 的吸收長度，藉以定義第三光電二極體；以及 一光電流感應器，被連接以測量分別通過第一、 第一與第二光電二極體的第一、第二與第三光電流。 2_如申請專利範圍第1項之色彩光感應結構，其中. 第一攙雜區與矽基板間所形成之連接部在矽基板 中的深度約為1.5-3.0微米； 第二攙雜區與第一攙雜區間所形成之連接部在第 一攙雜區中的深度約為0.5·1.5微米；以及 第二攙雜區與第二攙雜區間所形成之連接部在第 二攙雜區中的深度約為0,2-0.5微米。 中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) — U ^^1 I....... in n -- -I I 1 m I I-I - 1 ! - 1^1 >^i ml 1..... - - t—I - - - - i -- -I I ^^1 A8 B8 C8 D8 夂、申請專利範圍 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 407428 3 如肀請專利範圍第1項之色彩光感應結構，其中 第一攙雜區與石夕基板間所形成之連接部在石夕基板 中的深度約為2.0微米； 第一授雜區與第一挽雜區間所形成之連接部在第 一攙雜區中的深度約為0.6微米；以及 第三攙雜區與第二攙雜區間所形成之連接部在第 二攙雜區中的深度約為0.2微米。 4. 一種形成於p-型導電態矽基板中的色彩光感應結構， 其用以分離藍、綠與紅波長的光，其中藍、綠與紅波 長的光在矽中分別具有第一、第二與第三光吸收長度 ’該光感應結構包括： —個形成於P-型矽基板中之N-型導電態的第一深 區’在深的P —型區與p_型矽.基板間形成連接部，其 位於P-型矽基板中之深度大約為第三光吸收長度，藉 以定義紅色光電二極體； —個形成於深N -型區中之p_型導電態的第二深區 在P _型區與深N-型區之間形成連接部，其位於深N_ 型區中之深度大約為第二光吸收長度，藉以定義綠色 光電二極體； 一個形成於P-型區中之沁型導電態的第三淺區， 在淺的N-型區與p_型區間所形成之連接部，其位於p_ 型區中之深度大約為第一光吸收長度，藉以定義藍色 光電二極體；以及 光電流感應裝置，其被連接跨越紅、綠與藍的光 中國固家標準（CNS )从齡297公楚） ί請先閲讀背面之注$項再填寫本頁)

   8 8 8 8 ABCD 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 407428 六、申請專利範圍 電二極體以測量分別通過紅色、綠色與藍色光電二極 體的紅光、綠光與藍光的光電流。 5. —個主動像素成像陣列，該陣列包括+ (a)—在具第一導電態矽基板中所形成色彩光感結構之 列與縱列的矩陣，每一色彩光感結構具有： (1 )—個形成於矽基板中；由與第一導電態相反之 第二導電態的第一攙雜區，在第一攙雜區與矽 基板間所連接部形成於矽基板之深度约為第一 光波長在矽中的吸收長度，以定義一第一光電 二極體； (ϋ) 一個形成於第_攙雜區中；且為第一導電態之 第二攙雜區，在第二攙雜區與第一攙雜區間之 連接部形成於第一攙雜區之深度約為第二光波 長在矽中的吸收長度，以定義一第二光電二極 體； (m)—個形成於第二攙雜區中；且為第二導電態之 第三攙雜區，在第三攙雜區與第二攙雜區間之 連接部形成於第二攙雜區之深度約為第三光波 長在矽中的吸收長度，以定義一第三光電二極 體； (W)—光電流感應器，其被連接以測量分別通過第 ~、第二與第三光電二極體的第―、第二及第 2光電流； (b)對在矩陣中之每—列，和在該列中之每—色彩 本紙張尺度逋用中國國家梯準（CNS)Mii72l^x29^^ ) {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

   A8 B8 C8 D8 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 407428 六、申請專利範圍 應結構所連接的列選擇電路，其被選擇性地指定以 輸出第一、第二與第三輸出信號，其等代表在該列 中色彩光電感應結構中所產生之第一、第二與第三 色彩光感應結構；以及 (C)對在矩陣中之每一縱列，和在該縱列中之每一色彩 光感應結構所連接的縱列輸出電路，其用以選擇性 地指定輪出輸出信號，其等代表在該縱列中色彩光 電感應結構中所產生之第一、第二與第三光電流 6·如申請範圍第5項中之主動像素成像陣列，其中 在第一攙雜區與矽基板間之連接部，其形成於石夕 基板中之深度約為〇.5-3.0微米； 在第一攙雜區與第一攙雜區之連接部，其形成於 第一攙雜區中之深度約為0.51.5微米； 在第二挽雜區與第二.攙雜區之連接部，其形成於 第二攙雜區中之深度約為〇.2_〇·5微米。 7‘如申請範圍第5項中之主動像素成像陣列’其中 在第一攙雜區與矽基板間之連接部，其形成於矽 基板中之深度約為2.0微米： 在第二攙雜區與第一攙雜區之連接部’其形成於 第一攙雜區中之深度約為〇6微米； ^在第三攙雜區與第二攙雜區之連接部，其形成於 第二攙雜區中之深度約為〇2微米。 8’如申請範圍第5項中之主動像素成像陣列，其中 該列選擇電路包括-列選擇線，其連接至該列中 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   經濟部中央標準局員工消費合作社印製 407428 as B8 C8 ---------- D8 A、申請專利範圍 每一色衫光感應結構之光電流感應器，用以指定輸出 用之第一、第二與第三光電流；以及 該縱列選擇電路包括第一、第二與第三縱列輸出 線，其等連接至該列中每一色彩光感應結構之光電流 感應器，用以指定分別用於輸出之第一 '第二與第三 光電流。 9.如申請範圍第5項中之主動像素成像陣列，其中 該列選擇電路包括第一、第二與第三列選擇線， 其等連接至該列中每一色彩光感應結構之光電流感應 器，用以指定分別用於輸出之第一、第二與第三光電 流，以及 該縱列選擇電路包括一縱列輸出線，其連接至該 縱列中每一色彩光感應結構之光電流感應器’用以指 定分別輸出之第一、第二與第三光電流。 10·—個形成於第一導電態矽基板中之色彩光感應結構， 用以分離不同波長之光，該色彩光感應結構包括： 一個形成於矽基板中；由與第一導電態相反之第 二導電態的第一攙雜區，在第一攙雜區與矽基板間所 連接部形成於矽基板之深度約為第一光波長在矽中的 吸收長度，以定義一第一光電二極體： 一個形成於第一攙雜區中；且為第一導電態之第 二攙雜區，在第二攙雜區與第一攙雜區間之連接部形 成於第一攙雜區之深度約為第二光波長在矽中的吸收 長度’以定義一第二光電二極體； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕 訂 "

   經濟部中央標隼局員工消费合作社印製 407428 龆 ~—--- 六、申請專利範圍 一個形成於第二攙雜區中；且為第二導電態之第 二攙雜區’在第三攙雜區與第二攙雜區間之連接部形 成於第二攙雜區之深度約為第三光波長在矽中的吸收 長度’以定義一第三光電二極體； 一個形成於梦基板中屬第一導電態之第四攙雜區 ，其大致具有如第二攙雜區濃度，並完全包圍第一攙 雜區；以及 在第四擾雜區中所形成之眾多第二導電態場效電 晶體，且其等被互聯以提供光電流感應器而測量分別 流過第一、第二與第三光電二極體之第一、第二與第 三光電流。 11. 一個主動像素成像陣列，該陣列包括： (a)—在具第一導電態矽基板中所形成色彩光感結構列 與縱列的矩陣，每一色彩光感結構具有： (1) 一個形成於矽基板中；由與第一導電態相反之 第二導電態的第一攙雜區，在第一攙雜區與矽基 板間所連接部形成於矽基板之深度約為第一光波 長在梦中的吸收長度，以定義一第一光電二極體 1 (ϋ)—個形成於第一攙雜區中；且為第一導電態之 第二攙雜區，在第二攙雜區與第一攙雑區間之連 接部形成於第一攙雜區之深度約為第二光波長在 石夕中的吸收長度，以定義一第二光電二極體； (lil) —個形成於第二攙雜區中；且為第二電態之 本紙張从適財關家揉( 21ρχ297ϋ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —------訂------線一"-1--- 脚 22