TWI817513B - 影像感測結構及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

提供影像感測結構。前述影像感測結構包括：基板、讀出電路陣列、光電層及濾光層。濾光層具有定義第一波長的第一光譜。光電層具有定義第二波長的第二光譜。第二波長大於第一波長。第一波長對應於第一線。第一線穿過在濾光層的第一光譜的曲線上的第一點及第二點。第一點與為0.9的消光係數對齊。第二點與為0.1的消光係數對齊。第二波長對應於第二線。第二線穿過在光電層的第二光譜的曲線上的第三點及第四點。第三點與為0.9的消光係數對齊。第四點與為0.1的消光係數對齊。

Description

影像感測結構及其製造方法
本揭露是關於影像感測結構及其製造方法，特別是關於具有濾光層(filter layer)及吸收波長可調光電層(absorption wavelength tunable-photoelectric layer)的影像感測結構及其製造方法。
紅外光(infrared，IR)影像感測器是用於臉部識別及三維(three dimension，3D)感測的常用技術。此些紅外光影像感測器檢測來自雷射光光源的訊號。常用的雷射波長為850奈米(nm)、940nm、980nm、1310nm、1350nm及1550nm，且將環境中的寬帶光源(ambient broadband light source)視為雜訊。為了提高訊號-噪音比(signal-to-noise ratio，S/N)，使用對應於雷射波長的窄帶(narrow band)影像感測器來感測訊號為佳。
目前，現有的矽類(Si-based)的影像感測器通常用於940nm的波長，但同時受制於較低的量子效率(quantum efficiency)。前述較低的量子效率是起因於在介於大約900nm至大約1100nm之間處的近紅外光(near-infrared，NIR)區域中的吸收效率(absorption efficiency)相對較弱而導致的。為了提高矽類 影像感測器在NIR區域中的吸收效率，應該使用超深(>5um)矽類光二極體(ultra-deep Si-based photodiode)。然而，這會導致更高的製造成本、在像素之間的高度光學串擾(high optical cross talk)、有限的微縮化與較低的影像密度。此外，矽在1100nm以上不具備感測能力(sensitivity)，從而限制其在波長介於大約1100nm至大約1700nm之間處的短波長紅外光(short wave infrared，SWIR)區域的應用。
此外，現有的互補式金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)影像感測器與干涉型窄帶通濾光器(interference-type narrow band pass filter)整體化在一起，來作為窄帶紅外光影像感測器(narrowband IR image sensor)。然而，前述窄帶紅外光影像感測器在高角度光入射時會有光譜峰值位移(high-angle dependent peak shift)，因此無法在高入射角時使用，限制了視野(field of view，FOV)應用。此外，干涉型窄帶通濾光器的製造複雜性、薄膜厚度及成本限制了將影像感測器與其他部件進行整體化的前景。
雖然現有的影像感測結構大致上已經滿足其的預期用途的要求，但是這些現有的影像感測結構無法在所有方面(例如，波長的適用範圍待改進)令人完全滿意。因此，關於尋求具有更高性能的影像感測結構以及前述影像感測結構的製造方法，仍然有一些問題待解決。
鑑於上述問題，本揭露的一些實施例包括具有定義第 一波長的第一光譜的濾光層、以及具有定義第二波長(其中，第二波常大於第一波長)的第二光譜的波長可調(wavelength tunable)光電層，以擴展窄帶紅外光(IR)影像感測器的感測波長，及/或改善窄帶紅外光影像感測器的可靠性。
根據本揭露的一些實施例，提供影像感測結構。前述影像感測結構包括基板、讀出電路(readout circuit)陣列、光電(photoelectric)層及濾光(filter)層。讀出電路陣列位於基板上。光電層設置在讀出電路陣列上。濾光層設置在光電層上。濾光層具有第一光譜(spectrum)。第一光譜定義第一波長。光電層具有第二光譜。第二光譜定義大於第一波長的第二波長。第一波長對應於第一線(line)。第一線穿過在濾光層的第一光譜的曲線(curve)上的第一點及第二點。第一點與為0.9的消光係數(extinction coefficient)對齊(align)。第二點與為0.1的消光係數對齊。第二波長對應於第二線。第二線穿過在光電層的第二光譜的曲線上的第三點及第四點。第三點與為0.9的消光係數對齊。第四點與為0.1的消光係數對齊。
根據本揭露的一些實施例，提供影像感測結構的製造方法。前述影像感測結構的製造方法包括形成基板。形成讀出電路陣列在基板上。形成光電層在讀出電路陣列上。形成濾光層在光電層上。濾光層具有第一光譜。第一光譜定義第一波長。光電層具有第二光譜。第二光譜定義大於第一波長的第二波長。第一波長對應於第一線。第一線穿過在濾光層的第一光譜的曲線上的第一點及第二點。第一點與為0.9的消光係數對齊。第二點與為0.1的消光係數對齊。第二波長對應於第二線。第二線穿過在光電層的第二光譜的 曲線上的第三點及第四點。第三點與為0.9的消光係數對齊。第四點與為0.1的消光係數對齊。
根據本揭露的一些實施例，影像感測結構可用於各種類型的裝置及應用。為了使本揭露的一些實施例的部件及優點更容易理解，以下結合附圖列出一些實施例，並在下文中進行詳細描述。
1,2,3:影像感測結構
100:基板
110:讀出電路陣列
111:讀出電晶體單元
112:基層
120:底部接觸電極
121:頂部接觸電極
122:絕緣材料
200:光電模組
210:第一載子傳輸層
210L:最小能隙
210H:最大能隙
220:光電層
220L:最小能隙
220H:最大能隙
230:第二載子傳輸層
230L:最小能隙
230H:最大能隙
300:導電層
310:導電部分
400:保護層
500:微透鏡結構
510:微透鏡
520:填充材料
600:濾光層
810:影像感測陣列
820:列位址解碼器
830:行電路
840:行位址解碼器
850:類比-數位轉換器
L1:第一線
L2:第二線
M1:重置開關電晶體
M2:源極跟隨器電晶體
M3:列選擇開關電晶體
P1:第一點
P2:第二點
P3:第三點
P4:第四點
S1:第一光譜
S2:第二光譜
W:距離
λ1:第一波長
λ2:第二波長
Δλ:差值
藉由以下詳細描述並配合所附圖式時，所屬技術領域中具有通常知識者將能更好地理解本揭露的一些實施例的觀點。應注意的是，根據本產業的標準作業，各種部件未按比例繪製且僅用於說明性的目的。事實上，為了清楚的說明，可能任意的放大或縮小各種部件的尺寸。
第1A圖至第1C圖是根據本揭露的一些實施例的影像感測結構的例示性剖面圖。
第2A圖是根據本揭露的一些實施例的歸一化(normalized)消光係數對波長(nm)的示意圖。
第2B圖是根據本揭露的一些實施例的量子效率(quantum efficiency)(%)對波長(nm)的示意圖。
第3A圖至第3F圖是根據本揭露的一些實施例的歸一化消光係數及量子效率(%)對波長(nm)的示意圖。
第4A圖至第4D圖是根據本揭露的一些實施例的第一載子傳輸層、光電層及第二載子傳輸層的能隙(energy gap)的示意圖。
第5A圖至第5H圖是根據本揭露的一些實施例的影像感測結構在製造的各個階段的例示性剖面圖。
第6A圖至第6H圖是根據本揭露的一些實施例的影像感測結構在製造的各個階段的例示性剖面圖。
第7A圖至第7F圖是根據本揭露的一些實施例的影像感測結構在製造的各個階段的例示性剖面圖。
第8A圖是根據本揭露的一些實施例的影像感測器的示意圖。
第8B圖是根據本揭露的一些實施例的影像感測器的示意電路圖。
以下揭露提供了很多不同的實施例或範例，用於實施本文所揭露的影像感測結構的不同部件。各部件及其配置的具體範例描述如下，以簡化本揭露實施例。當然，這些僅僅是範例，並非用以限定本揭露。舉例而言，敘述中若提及第一部件形成在第二部件上，可能代表第一部件與第二部件直接接觸的實施例，也可能代表額外的部件形成在第一部件與第二部件之間，使得第一部件與第二部件不直接接觸的實施例。此外，本揭露實施例可能在不同的範例中重複元件符號及/或字符。如此重複是為了簡明與清楚，而不是用以表示介於本文所討論的不同實施例及/或態樣之間的關係。
以下描述實施例的一些變化。在不同的附圖以及經說明的實施例中，相似或相同的元件符號被用來標明相似或相同的部件。應理解的是，在本文所揭露的方法的之前、期間中、之後可以提供額外的操作及/或製程，且在一些實施例中，經揭露的操作中的一些操作可以使用前述方法的其他實施例取代或刪除。
再者，為了便於說明本揭露的一個部件與其他部件的關係，使用空間相關用語，舉例而言：「上(on)」、「之上(over)」、 「上部(upper)」、「下部(lower)」、「在…上方(above)」、「在…下方(below)」及其類似用詞。空間相關用語除了涵蓋在附圖中繪示的方位之外，也旨在涵蓋使用中或操作中的部件的不同方位。當部件被轉向至其他方位時(例如，旋轉90度或其他方位)，則在本文中所使用的空間相關用語可根據此方位來解讀。
在下文中，用語「大約(about)」、「近似(approximately)」、「實質上(substantially)」通常表示在給定數值或給定範圍的±20%之內，舉例而言，是±10%之內、±5%之內、±3%之內、±2%之內、±1%之內或±0.5%之內。應注意的是，說明書中所提供的數值為近似數值，亦即在沒有特定說明「大約」、「近似」、「實質上」的情況下，仍可隱含「大約」、「近似」、「實質上」的含義。
第1A圖至第1C圖是根據本揭露的一些實施例的影像感測結構的例示性剖面圖。
參照第1A圖，提供影像感測結構1。前述影像感測結構1包括基板100、讀出電路陣列110、光電模組(module)200以及濾光層600。前述光電模組200包括光電層220。在一些實施例中，讀出電路陣列110形成在基板100上。在一些實施例中，濾光層600形成在讀出電路陣列110上。在一些實施例中，包括光電層220的光電模組200形成在介於讀出電路陣列110及濾光層600之間。在一些實施例中，讀出電路陣列110、光電模組200及濾光層600依次形成在基板100上。為清楚起見，以下內容將以影像感測結構1的堆疊順序進行說明。
在一些實施例中，基板100可以是或包括塊材(bulk) 半導體基板或絕緣上覆半導體(semiconductor-on-insulator，SOI)基板。可以使用例如p型摻質或n型摻質來摻雜基板100，或者不摻雜基板100。一般而言，絕緣上覆半導體基板包括形成在絕緣層上的半導體材料膜層。舉例而言，絕緣層可以是氧化矽(silicon oxide)層、氮化矽(silicon nitride)層、多晶矽(poly-silicon)層、其組合或者前述膜層的堆疊物。絕緣層設置於諸如矽(Si)基板的基板上。也可以使用其他基板，諸如多層基板或漸變(gradient)基板。在一些實施例中，基板100的半導體材料可以包括具有不同晶面(crystal planes)的矽。在一些實施例中，基板100可以是半導體基板或陶瓷基板，諸如砷化鎵(Gallium Arsenide，GaAs)基板、氮化鎵(Gallium Nitride，GaN)基板、碳化矽(silicon carbide，SiC)基板、氮化鋁(aluminum nitride，AlN)基板或藍寶石(sapphire)基板。
在一些實施例中，讀出電路陣列110包括以二維(2D)陣列方式佈置在基層(base layer)112上的多個讀出電晶體單元(readout transistor units)111。每個讀出電晶體單元111包括多個金屬氧化物半導體場效電晶體(metal oxide semiconductor field effect transistors，MOSFET)或薄膜電晶體(thin film transistors，TFT)、或其組合。讀出電晶體單元111具有與底部接觸電極(bottom contact pads)120接觸的一端，且讀出電晶體單元111具有與外部電路連接的訊號輸出端。取決於電路設計，輸出訊號可以是類比訊號(analog signal)或數位訊號(digital signal)。
在一些實施例中，影像感測結構1還包括設置在底部接觸電極120之間的絕緣材料122，且底部接觸電極120形成在讀出 電路陣列110上。在一些實施例中，底部接觸電極120可以用作讀出電路陣列110中的佈線及/或後續形成的光電模組200的底電極。舉例而言，底部接觸電極120可以設置在介於讀出電路陣列110及後續形成的光電模組200之間。
在一些實施例中，底部接觸電極120可以是或可包括導電材料，前述導電材料諸如金屬、金屬氮化物(metal nitride)、導電半導體(conductive semiconductor material)材料、一或多種合適的導電材料、或其組合。在一些實施例中，金屬可以是金(Au)、鎳(nickel，Ni)、鉑(platinum，Pt)、cc(palladium，Pd)、銥(iridium，Ir)、鈦(titanium，Ti)、鉻(chromium，Cr)、鎢(tungsten，W)、鋁(aluminum，Al)、銅(copper，Cu)或其組合。前述半導體材料可以是多晶矽(polycrystalline silicon)或多晶鍺(polycrystalline germanium)。在一些實施例中，底部接觸電極120可以是透明導電層，諸如氧化銦錫(Indium tin oxide，ITO)或氧化銦鋅(Indium zinc oxide)。
在一些實施例中，光電模組200形成在底部接觸電極120上。在一些實施例中，光電模組200包括第一載子傳輸層210、形成在第一載子傳輸層210上的光電層220、以及形成在光電層220上的第二載子傳輸層230。在一些實施例中，光電層220形成在介於第一載子傳輸層210及第二載子傳輸層230之間。在一些實施例中，第一載子傳輸層210形成在介於底部接觸電極120與光電層220之間，且第二載子傳輸層230形成在介於光電層220及後續形成的導電層300之間。
在一些實施例中，第一載子傳輸層210及第二載子傳 輸層230用於傳輸諸如電子或電洞的載子(carrier)進入或離開光電層220。亦即，第一載子傳輸層210及第二載子傳輸層230可以是電子傳輸層(electron transport layer，ETL)及/或電洞傳輸層(hole transport layer，HTL)。舉例而言，第一載子傳輸層210及第二載子傳輸層230之兩者可以都是電子傳輸層或電洞傳輸層。或者，第一載子傳輸層210是電子傳輸層，且第二載子傳輸層230為電洞傳輸層。或者，第一載子傳輸層210為電洞傳輸層，且第二載子傳輸層230為電子傳輸層。
在一些實施例中，電子傳輸層可以是或包括電子傳輸材料，諸如ZnO、TiO2、C60、其類似物、或一或多種合適的電子傳輸材料。在一些實施例中，電子傳輸層的厚度可以在介於大約1nm至大約200nm之間。在一些實施例中，電洞傳輸層可以是或包括電洞傳輸材料，諸如MoO3、WO3、聚3,4-(伸乙基-1,2-二氧基)噻吩(poly-3,4-Ethylenedioxythiophene，PEDOT)、或一或多種合適的電洞傳輸材料。在一些實施例中，電洞傳輸層的厚度可以在介於大約1nm至大約200nm之間。
在一些實施例中，光電層220用於執行光電效應(photoelectric effect)。在一些實施例中，光電層220可以是或包括有機材料、量子點(quantum dot，QD)材料、鈣鈦礦(Perovskite)、一或多種合適的光電材料或其組合。在一些實施例中，光電層220的厚度可介於大約100nm至大約5000nm之間。
如第1A圖所示，影像感測結構1還包括導電層300。導電層300形成於第二載子傳輸層230上。在一些實施例中，導電層300用來作為導電層300下方的光電模組200的上電極。舉例而言， 導電層300可以設置在介於光電模組200及後續形成的保護層之間。
在一些實施例中，導電層300的材料可以與底部接觸電極120的材料相同或不同。在一些實施例中，導電層300可以為或包括導電材料，前述導電材料諸如金屬、金屬氮化物、導電半導體材料、一或多種合適的導電材料、或其組合。在一些實施例中，金屬可以是金、鎳、鉑、鈀、銥、鈦、鉻、鎢、鋁、銅、一或多種合適的材料、或其組合。半導體材料可以是多晶矽或多晶鍺。在一些實施例中，導電層300為透明導電層。
在一些實施例中，影像感測結構1還包括形成在導電層300上的保護層400。在一些實施例中，保護層400形成在光電模組200及後續形成的濾光層600之間，以保護在保護層400下方的部件。在一些實施例中，濾光層600可以是吸收型(absorptive)濾光層。其中，前述吸收型濾光層的濾光能力是基於包括在吸收型濾光層中的材料的吸收特性。由於吸收型濾光層幾乎與角度無關(angle-independent)，因此吸收濾光層可以有效減少使用多層膜(multi-film)干涉型濾光層(interference-type filter)時發生的峰值藍移(blue-shift)現象。此外，吸收型濾光層的厚度小於干涉型濾光層的厚度。因此，當具有較大傾斜角的入射光照射到影像感測結構上時，可以減少影像感測結構的藍移。影像感測結構可以容易地微型化。在一些實施例中，濾光層600是長波通濾光層(long pass filter)。
在一些實施例中，影像感測結構1還包括微透鏡510。在一些實施例中，微透鏡510形成在濾光層600上。在一些其他實施例中，微透鏡510形成在保護層400上。在其他一些實施例中，微透 鏡510形成在介於保護層400及濾光層600之間。在一些實施例中，微透鏡510用作聚光(concentrator)元件，聚光元件可增加對於光電模組200的光收集效率(light collection efficiency)。在一些實施例中，微透鏡510的材料可包括諸如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)或聚甲基丙烯酸縮水甘油酯polyglycidylmethacrylate，PGMA)的丙烯酸(acrylic)、高折射率(refractive index，n)材料、一或多種合適的光學透明微透鏡材料或其組合。在一些實施例中，微透鏡510的形狀為半球形。在一些實施例中，可以調整微透鏡510的曲率。在一些實施例中，具有低折射率值的填充材料形成在每個微透鏡510之間。在一些實施例中，微透鏡510與讀出電晶體單元111對應形成。在一些實施例中，介於相鄰的微透鏡510之間的邊界與在讀出電路陣列110中的讀出電晶體單元111的對稱軸對齊。換句話說，相鄰的讀出電晶體單元111的對稱軸之間的距離W與微透鏡510的寬度實質上相同。
為了清楚起見，相同或相似的描述不再於下重複。
參照第1B圖，影像感測結構2包括形成在介於保護層400及濾光層600之間的微透鏡510。填充材料520形成在微透鏡510上。前述填充材料520可包括或可為磷矽玻璃(phosphosilicate glass，PSG)、硼磷矽玻璃(borophosphosilicate glass，BPSG)、低介電常數(low dielectric constant，low-k)介電材料、或一或多種適用的介電材料。低介電常數介電材料的範例包括氟化矽玻璃(fluorinated silica glass，FSG)、碳摻雜的氧化矽(carbon doped silicon oxide)、非晶質氟化碳(amorphous fluorinated carbon)、聚對二甲苯(parylene)、苯並環丁烯 (bis-benzocyclobutenes，BCB)、聚醯亞胺(polyimides)及其組合。微透鏡510及填充材料520可以形成為微透鏡結構500。因此，保護層400可以保護保護層400下方的部件，諸如光電模組200及讀出電路陣列110。在一些實施例中，填充材料520提供平坦的頂表面，且濾光層600形成在微透鏡結構500的平坦頂表面上且在微透鏡510上，因此填充材料520提供更彈性的製造步驟以及方法，來形成影像感測結構2。
參照第1C圖，根據一些其他實施例，影像感測結構3中的微透鏡510形成在保護層400上，且保護層400形成在濾光層600上。因此，保護層400可以保護在保護層400之下的部件，諸如濾光層600、光電模組200及讀出電路陣列110。
本揭露所揭露的影像感測結構可以應用於窄帶紅外攝影機(narrow band IR camera)中，以用於臉部辨識(face sensing)、運動感測(motion detection)及/或機器視覺(machine vision)。本揭露所揭露的影像感測結構亦可應用於窄帶時差測距(time of flight，TOF)感測器，以用於擴增實境(augmented reality，AR)及/或虛擬現實(virtual reality，VR)的應用。影像感測器可以是前照式影像(front side image，FSI)感測器或背照式影像(back side image，BSI)感測器。
在下文中，將描述濾光層600及光電層220之間的詳細關係。
參照第2A圖，其是根據一些實施例的歸一化(normalized)消光係數對(versus)波長(nm)的示意圖。值得注意的是，根據本揭露的一些實施例，藉由選擇光電層220及濾光層600 的特定組合，可以改善影像感測器的光學性能，因此可以改善量子效率(quantum efficiency，QE)、峰移現象(peak shift)及視野(FOV)。
如第2A圖所示，x軸代表光電層220及濾光層600的歸一化消光係數，y軸代表對應於歸一化消光係數的波長(nm)。換句話說，第2A圖顯示出光電層220及濾光層600的歸一化消光係數光譜(spectrum)。在下文中，濾光層600的歸一化消光係數光譜稱為「第一光譜S1」，且光電層220的歸一化消光係數光譜稱為「第二光譜S2」。一般而言，用語「歸一化(normalized)」是指將數值縮放(scaled)到0至1的範圍，但仍保持數值的原始分佈。舉例而言，在進行歸一化之後，可以使在所有消光係數中的最大消光係數縮放至1，並使在所有消光係數中的最小消光係數縮放至0。在本揭露中，消光係數藉由第一光譜S1或第二光譜S2的波峰的最大消光係數來歸一化，其中前述第一光譜S1或前述第二光譜S2的波峰可具有所有波峰中的最大波長。換句話說，消光係數由對應於最大波長的峰值來歸一化。
在一些實施例中，濾光層600的第一光譜S1定義對應於第一線L1的第一波長λ1，而光電層220的第二光譜S2定義對應於第二線L2的第二波長λ2。在一些實施例中，第二波長λ2大於第一波長λ1。在一些實施例中，第二波長λ2比第一波長λ1更大大約10nm至大約150nm。
詳細而言，如第2A圖所示，第一波長λ1對應於穿過在濾光層600的第一光譜S1的曲線上的第一點P1及第二點P2的第一線L1。在一些實施例中，第一點P1與數值為0.9的消光係數對齊， 且第二點P2與數值為0.1的消光係數對齊。在一些實施例中，可以調整與第一點P1及第二點P2對齊的消光係數的數值。
特別地，可能有許多點與為0.9的消光係數對齊。因此，第一點P1是與為0.9的消光係數對齊且落在第一光譜S1的最長波長段中的點。在一些實施例中，第一點P1落在具有第一光譜S1的最長波長的波峰的右邊波段(right segment)中。類似地，可能有許多點與為0.1的消光係數對齊。因此，第二點P2是與為0.1的消光係數對齊且落在第一光譜S1的最長波長段中的點。在一些實施例中，第二點P2落在具有第一光譜S1的最長波長的波峰的右邊波段中。在一些實施例中，第一波長λ1由延伸至為0的消光係數的位置的第一線L1定義。換句話說，第一波長λ1藉由第一線L1與消光係數為0的線的交點(cross point)來定義。
類似地，第二波長λ2對應於穿過光電層220的第二光譜S2的曲線上的第三點P3及第四點P4的第二線L2。在一些實施例中，第三點P3與數值為0.9的消光係數對齊，且第四點P4與數值為0.1的消光係數對齊。在一些實施例中，可以根據需要來調整與第三點P3及第四點P4對齊的消光係數的數值。
特別地，可能有許多點與0.9的消光係數對齊。因此，第三點P3是與為0.9的消光係數對齊並落在第二光譜S2的最長波長段內的點。在一些實施例中，第三點P3落在具有第二光譜S2的最長波長的波峰的右邊波段內。類似地，可能有許多點與為0.1的消光係數對齊。因此，第四點P4是與為0.1的消光係數對齊且落在第二光譜S2的最長波長段中的點。在一些實施例中，第四點P4落在具有第二光譜S2的最長波長的波峰的右邊波段中。在一些實施例中，第二 波長λ2由延伸至為0的消光係數的位置的第二線L2定義。換句話說，第二波長λ2藉由第二線L2與消光係數為0的線的交點來定義。
參照第2B圖，其是根據一些實施例的量子效率(%)對波長(nm)的示意圖。在一些實施例中，濾光層600是一個長通濾光片，因此只有具有大於濾光層600的臨界波長的波長的光可以穿過濾光層600。另外，光電層220的消光係數可影響影像感測結構的量子效率及感測光的波長。在一些實施例中，一些光子(例如，IR光子)可以到達光電層220，而其他光子(例如，可見光光子)受到濾光層600阻擋。據此，介於濾光層600的第一波長λ1與光電層220的第二波長λ2之間的差值Δλ代表影像感測結構的感測光的波長範圍。在一些實施例中，感測光是代表可受到影像感測結構感測的光。
為了實現窄帶成像(narrow band imaging)，需要良好地選擇光電層220及濾光層600的材料。有許多光電層可以提供從可見光波長(400nm~700nm)至紅外光(IR)波長(700nm~2000nm)的可調變的(tunable)光譜範圍。前述光電層諸如為有機混摻異質接面型(organic bulk heterojunction，BHJ)光感測器(photodetector)、鈣鈦礦(perovskite)光感測器、量子點(quantum dot，QD)感測器或其組合。有機混摻異質接面型光感測器包括共軛聚合物(conjugated polymer)及/或小分子的共混物(blends)。量子點材料是PbS、PbSe、CdS、CdSe、InP、InAs、InGaP、InGaAs、其類似物或其組合。量子點的尺寸在從2nm至15nm的範圍中。每個量子點由有機配體或無機配體(ligand)圍繞，以保持量子侷限效應(quantum confinement effect)，並同時允許介於量子點之間的載子傳輸。前述有機配體可包括3-巰基丙酸 (3-Mercaptopropionic acid，MPA)、1,2-乙二硫醇(1,2-Ethanedithiol，EDT)、乙二胺(Ethylenediamine，EDA)、其類似物或其組合。前述無機配體可為碘化物(iodide)、溴化物(bromide)及氯化物(chloride)。前述鈣鈦礦材料可為無機-有機混合(hybrid)或純無機材料。前述無機-有機混合物為MAPbBr3、MAPbI3、FAPbI3、MAPbSnI3、MASnI3、其類似物或其組合。所述無機材料可分別為CsPbI3、CsSnI3。像素化(pixelated)底部接觸電極120是導電材料，諸如Al、Cu、AlCu、Ti/Al/Ti、W、Ag、氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide，IZO)、石墨烯(Graphene)、奈米碳管(Carbon Nanotube，CNT)、Ag奈米線(nanowire)或其組合。前述第一載子傳輸層210及第二載子傳輸層230可為ZnO、AZO、MoO3、WO3、NiO、摻雜聚苯乙烯磺酸的聚3,4-乙烯二氧噻吩(poly(3,4-e thylenedioxythiophene)：polystyrene sulfonate，PEDOT：PSS)、聚[(9,9-雙(3'-(N,N-二甲胺基)丙基)-2,7-茀)-交替-2,7-(9,9-二辛基茀)](PFN)或乙氧基化聚乙二亞胺(PEIE)。前述導電層300是透明導電層，諸如ITO、IZO、Ag奈米線、奈米碳管或石墨烯。前述保護層400為多層膜，其中多層膜包括純無機膜或有機/無機堆疊膜。前述無機膜為SiO2、SiN、SiON、SiH、Al2O3、TiO2、其類似物或其組合。濾光層600為吸收型濾光層，諸如有機金屬絡合染料或無機薄膜。
舉例而言，當濾光層600的材料是有機長波通濾光層(例如，上述有機長波通濾光層的材料)；且光電層220的材料為有機塊材異質接面光電二極體或鈣鈦礦光電二極體或QD光電二極體 (例如，上述光電層的材料)時，如第2A圖所示，前述第一波長λ1為900nm；前述第二波長λ2為950nm；且差值Δλ為50nm。據此，影像感測結構的感測光的波長範圍為920nm至970nm，且當感測光的波長為940nm時，感測光的量子效率是最大值。
參照第3A圖至第3F圖，其是根據本揭露的一些實施例的歸一化消光係數及量子效率(%)對波長(nm)的示意圖。換句話說，第3A圖至第3F圖中的每一圖是歸一化消光係數對波長(nm)的曲線圖以及量子效率(%)對波長(nm)的曲線圖的疊圖。舉例而言，第3A圖是第2A圖與第2B圖的疊圖。如第3A圖所示，差值Δλ實質上對應於感測光的波長範圍。在本揭露中，可依據需求選擇濾光層600及光電層220的材料，以符合所需波長範圍。舉例而言，可根據預先設定好的期望波長範圍來挑選濾光層600及光電層220的材料。
如第3B圖所示，舉例而言，當濾光層600的材料是有機長波通濾光層；光電層220的材料是有機塊材異質接面光電二極體；第一波長λ1為810nm；第二波長λ2為860nm；且差值Δλ為50nm。據此，影像感測結構的感測光的波長範圍為830nm至880nm，且當感測光的波長為850nm時，感測光的量子效率為最大值。
如第3C圖所示，舉例而言，當濾光層600的材料是有機長波通濾光層；光電層220的材料是有機混摻異質接面型光電二極體；第一波長λ1為940nm；第二波長λ2為990nm；且差值Δλ為50nm。據此，影像感測結構的感測光的波長範圍為960nm至1100nm，且當感測光的波長為980nm時，感測光的量子效率為最大值。
如第3D圖所示，舉例而言，當濾光層600的材料是有 機長波通濾光層；光電層220的材料是有機混摻異質接面型光電二極體；第一波長λ1為1270nm；第二波長λ2為1320nm；且差值Δλ為50nm。據此，影像感測結構的感測光的波長範圍為1290nm至1340nm，且當感測光的波長為1310nm時，感測光的量子效率為最大值。
如第3E圖所示，舉例而言，當濾光層600的材料是有機長波通濾光層；光電層220的材料是有機混摻異質接面型光電二極體；第一波長λ1為1310nm；第二波長λ2為1360nm；且差值Δλ為50nm。據此，影像感測結構的感測光的波長範圍為1330nm至1380nm，且當感測光的波長為1350nm時，感測光的量子效率為最大值。
如第3F圖所示，舉例而言，當濾光層600的材料是有機長波通濾光層；光電層220的材料是有機混摻異質接面型光電二極體；第一波長λ1為1510nm；第二波長λ2為156nm；且差值Δλ為50nm。據此，影像感測結構的感測光的波長範圍為1530nm至1580nm，且當感測光的波長為1550nm時，感測光的量子效率為最大值。
據此，在感測光的波長大於800nm、850nm、900nm、950nm、1000nm、1050nm、1100nm、1150nm、1200nm、1250nm、1300nm、1350nm、1400nm、1450nm、1500nm、1550nm或一或多個適合用於長波通濾光層600的波長的情況下，本揭露的影像感測結構可提供高的量子效率。在一些實施例中，所述影像感測結構在近紅外光區域中提供高的量子效率。影像感測結構可以藉由選擇光電層220及對應的濾光層600的不同材料，使感 測光的波長從850nm擴大至1550nm。
第4A圖至第4D圖是根據一些實施例的第一載子(carrier)傳輸層210、光電層220及第二載子傳輸層230的能隙(energy gap)的示意圖。參照第4A圖至第4D圖，x軸代表第一載子傳輸層210、光電層220及第二載子傳輸層230的能隙。
如第4A圖所示，第一載子傳輸層210是HTL，且第二載子傳輸層230是ETL。第一載子傳輸層210具有在最大能隙210H至最小能隙210L之間的能隙。光電層220具有在最大能隙220H至最小能隙220L之間的能隙。第二載子傳輸層230具有在最大能隙230H至最小能隙230L之間的能隙。在一些實施例中，最大能隙210H高於最大能隙220H，且最大能隙220H高於最大能隙230H。在一些實施例中，最小能隙210L高於最小能隙220L，且最小能隙220L高於最小能隙230L。因此，在一些實施例中，第一載子傳輸層210、光電層220及第二載子傳輸層230的平均能隙逐漸減小。
如第4B圖所示，第一載子傳輸層210為ETL，且第二載子傳輸層230為HTL，因此第一載子傳輸層210、光電層220及第二載子傳輸層230的平均能隙逐漸增大。
如第4C圖所示，第一載子傳輸層210及第二載子傳輸層230是ETL，因此光電層220的平均能隙高於第一載子傳輸層210及第二載子傳輸層230的平均能隙。
如第4D圖所示，第一載子傳輸層210及第二載子傳輸層230為ETL，因此第一載子傳輸層210及第二載子傳輸層230的平均能隙高於光電層220的平均能隙。
第5A圖至第5H圖是根據本揭露的一些實施例的影像 感測結構在製造的各個階段的例示性剖面圖。第5A圖至第5H圖顯示以如第1A圖所示的影像感測結構1作為範例的例示性剖面圖。
參照第5A圖，形成基板100，且形成讀出電路陣列110在基板100上。像素化的底部接觸電極120定義在每個讀出電晶體單元111上。在介於每個底部接觸電極120之間設置絕緣材料122。在一些實施例中，頂部接觸電極121形成在基板100上且與絕緣材料122相鄰。在一些實施例中，底部接觸電極120形成在讀出電路陣列110上。在一些實施例中，讀出電路陣列110形成於基板100上。讀出電路陣列110包括多個電晶體、電容器或電阻器。用於形成讀出電路陣列110及/或底部接觸電極120及頂部接觸電極121的製造製程可以是物理氣相沉積(physical vapor deposition，PVD)、化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVID)、原子層沉積(atomic layer deposition，ALD)、其類似製程、其他合適的製程或其組合，並接著執行光阻沉積、光微影製程、顯影、乾式蝕刻及/或濕式蝕刻。
參照第5B圖，第一載子傳輸層210形成在底部接觸電極120上，光電層220形成在第一載子傳輸層210上，且第二載子傳輸層230形成在光電層220上。在一些實施例中，第一載子傳輸層210、光電層220及第二載子傳輸層230可以分別藉由沉積製程來形成。用於形成第一載子傳輸層210、光電層220及/或第二載子傳輸層230的沉積製程可以是旋轉塗佈(spin-coating)、刮刀成形(doctor-blading)、網版印刷(screen printing)或物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、其類似製程、其他合適的製程或其組合。
參照第5C圖，形成圖案化光阻層330在第二載子傳輸層230上，且圖案化光阻層330的面積與讀出電路陣列110的面積相同，或者圖案化光阻層330的面積略大於讀出電路陣列110的面積。在一些實施例中，圖案化光阻層330部分地覆蓋第二載子傳輸層230。在一些實施例中，形成光阻材料(未顯示)在第二載子傳輸層230上，接著使光阻材料圖案化以形成圖案化光阻層330。在一些實施例中，可執行進一步的製程，諸如曝光製程、退火製程、顯影製程、其類似製程、其他合適製程或其組合。
參照第5D圖，藉由使用圖案化光阻層330作為蝕刻遮罩的乾式蝕刻製程，來蝕刻第二載子傳輸層230、光電層220及第一載子傳輸層210，以暴露頂部接觸電極121的頂表面。在一些實施例中，圖案化光阻層330定義影像感測器的主動區域。在一些實施例中，然後藉由剝離製程來移除圖案化光阻層330，前述剝離製程諸如灰化製程。在一些實施例中，光電層220與圖案化光阻層330的材料不同。在一些實施例中，光電材料及光阻材料是不混溶的(orthogonal)。換句話說，光電材料在沉積、顯影、移除製程期間中與光阻材料不互溶(immiscible)。因此，在移除製程之後，完全移除圖案化光阻層330，且沒有或幾乎沒有損壞光電層220。
參照第5E圖，藉由沉積製程形成導電層300在第二載子傳輸層230上。用於形成導電層300的沉積製程可以是旋轉塗佈、刮刀成形、網版印刷或物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、其類似製程、其他合適的製程或其組合。在一些實施例中，導電層300形成在第二載子傳輸層230的頂表面上，且導電層300與經暴露的(exposed)頂部接觸電極121接觸。 在這個階段，完全形成光電層220的底部接觸電極(bottom contact)及頂部接觸電極(top contact)。像素尺寸藉由每個底部接觸電極120與第一載子傳輸層210的接觸面積來定義。所有的底部接觸電極120及頂部接觸電極121經由(via)在每個底部接觸電極120及頂部接觸電極121下方的導線連接到讀出電路陣列110。從每個像素讀取的類比訊號藉由類比-數位轉換器(analog-to-digital converter，ADC)進一步轉換為數位訊號。
參照第5F圖，藉由沉積製程形成保護層400在導電層300上。用於形成保護層400的沉積製程可以是物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、其類似製程、其他合適的製程或其組合。在一些實施例中，保護層400形成在導電層300的頂表面上及導電層300的兩側表面上。
參照第5G圖，藉由沉積製程形成濾光層600在保護層400上。用於形成濾光層600的沉積製程可以是旋轉塗佈、刮刀成形、網版印刷、有機金屬化學氣相沉積(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)、原子層沉積(ALD)、分子束磊晶(Molecular beam epitaxy，MBE)、液態磊晶(Liquid Phase Epitaxy，LPE)、其類似製程、其他合適的製程或其組合。
參照第5H圖，藉由沉積製程形成微透鏡510在濾光層600上。用於形成微透鏡510的沉積製程可以是旋轉塗佈微影型(litho-type)透明光阻，接著是執行UV曝光、顯影及熱回流製程、其類似製程、其他合適的製程或其組合。因此，藉由上述製程獲得影像感測器。然而，可以執行一或多個合適的製程。
第6A圖至第6H圖是根據本揭露的一些其他實施例的 影像感測結構在製造的各個階段的例示性剖面圖。第6A圖至第6H圖顯示以如第1A圖所示的影像感測結構1作為範例的例示性剖面圖。
參照第6A圖，如第6A圖所示的結構與如第5A圖所示的結構相似。兩個頂部接觸電極121設置在讀出電路陣列110上。為清楚起見，將不再重複相同或相似的描述。
參照第6B圖，藉由沉積製程形成光阻材料在底部接觸電極120及頂部接觸電極121上。用於形成光阻材料的沉積製程可以是旋轉塗佈製程，接著是熱烘烤(hot back)或UV曝光製程、其類似製程、其他合適的製程或其組合。
參照第6C圖，使光阻材料圖案化，以形成圖案化光阻層330在頂部接觸電極121上，並暴露出底部接觸電極120的頂表面。圖案化光阻層330覆蓋頂部接觸電極121並定義影像感測結構的主動區域。
參照第6D圖，分別藉由沉積製程，使第一載子傳輸層210、光電層220及/或第二載子傳輸層230依序形成在底部接觸電極120的頂表面上。第一載子傳輸層210、光電層220及/或第二載子傳輸層230順應性地(conformally)形成。用於形成第一載子傳輸層210、光電層220及/或第二載子傳輸層230的沉積製程可以是旋轉塗佈、刮刀成形、網版印刷、其類似製程、其他合適的製程或其組合。
參照第6E圖，藉由剝離製程來移除頂部接觸電極121上的圖案化光阻層330、第二載子傳輸層230、光電層220及第一載子傳輸層210。前述剝離製程諸如將基板浸入熱的二甲基亞碸類 (dimethyl sulfoxide based，DMSO-based)溶劑中，以暴露頂部接觸電極121的頂表面。因此，保留在底部接觸電極120上的第二載子傳輸層230、光電層220及第一載子傳輸層210。
參照第6F圖至第6H圖，如第6F圖至第6H圖所示的結構分別與如第5F圖至第5H圖所示的結構相似，所以將不再重複相同的描述。因此，藉由上述製程來獲得影像感測器。
第7A圖至第7F圖是根據本揭露的一些其他實施例的影像感測結構在製造的各個階段的例示性剖面圖。第7A圖至第7F圖亦顯示以如第1A圖所示的影像感測結構1作為範例的例示性剖面圖。
參照第7A圖，如第7A圖所示的結構與如第5A圖所示的結構實質上相同。為清楚起見，將不再重複相同的描述。
參照第7B圖，第一載子傳輸層210、光電層220及第二載子傳輸層230依序形成在底部接觸電極120及/或頂部接觸電極121上。
參照第7C圖，藉由蒸鍍(evaporation)製程，直接形成導電層300在第二載子傳輸層230上。前述蒸鍍製程能夠選擇性地沉積導電層300的材料在第二載子傳輸層230上。導電層300對應於底部接觸電極120及絕緣材料122。導電層300定義影響感測器的主動區域。
參照第7D圖，藉由使用導電層300作為蝕刻遮罩，來蝕刻第一載子傳輸層210、光電層220及第二載子傳輸層230，以暴露頂部接觸電極121的頂表面。由於第二載子傳輸層230上的導電層300作為蝕刻遮罩，因此不需要形成額外的遮罩或光阻來作為蝕刻 遮罩。因此，可以簡化影像感測器的製造方法。
參照第7E圖，藉由旋轉塗佈、刮刀成形、網版印刷或物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、其類似製程、其他合適的製程或其組合，來形成導電部分310在導電層300的頂表面上。前述導電部分310可以是任何種類的導電材料，諸如金屬、重摻雜半導體及導電聚合物。由於比例尺可非以實際比例繪出，因此第一載子傳輸層210、光電層220及第二載子傳輸層230的總厚度小於2微米。導電部分310連接導電層300至頂部接觸電極121。
參照第7F圖，如第7F圖所示的結構與如第6H圖所示的結構相似。將不再重複相同的描述。因此，藉由前述製程來獲得影像感測器。參照第7F圖，可以藉由沉積製程，共形地形成保護層400在導電層300上。可以藉由沉積製程，形成濾光層600在保護層400上。此外，可以藉由平坦化製程，使濾光層600平坦化。
第8A圖顯示影像感測器的結構。影像感測器包括影像感測陣列(image sensor array)810、列位址解碼器(row address decoder)820、行位址解碼器(column address decoder)840、行電路(column circuit)830及類比-數位轉換器(ADC)850。影像感測陣列810包括第一載子傳輸層、光電層及第二載子傳輸層、頂部導電層、濾光層及微透鏡。
參照第8B圖，影像感測陣列的電路包括底部接觸電極120、第一載子傳輸層210、光電層220、第二載子傳輸層230及頂部導電層300。頂部導電層300連接至頂部接觸電極121。底部接觸電極120及頂部接觸電極121下方的電路是讀出電路。每個像素包括 重置開關電晶體(reset switch transistor)M1、源極跟隨器電晶體(source follower transistor)M2及列選擇開關電晶體(row-select switch transistor)M3。可進一步傳送類比讀出電壓(analog readout voltage)到ADC 850，以進行進一步的影像處理製程。
綜上所述，根據一些實施例，影像感測結構藉由整體化(integrating)讀出電路陣列110、底部接觸電極120、第一載子傳輸層210、光電層220、第二載子傳輸層230、頂部導電層300及濾光層600，來提供單晶紅外光窄帶(monolithic IR narrow band)影像感測器。當藉由適當地選擇感測陣列的材料及濾光層600來定義感測光的波長時，影像感測結構提供窄帶感測。此外，由於是基於濾光層600及光電層220的歸一化消光係數的關係來選擇濾光層600及光電層220，所以此些影像感測結構具有相對較低的角度相關的(angle dependent)量子效率峰移(quantum efficiency peak shift)現象。因此，此些影像感測結構適合用於高FOV的影像感測應用。
本揭露的保護範圍並未侷限於說明書內所述的特定實施例中的製程、機器、製造、材料組分、裝置、方法、結構及步驟。任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本揭露的一些實施例揭示的內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、材料組分、裝置、方法、結構及步驟，且只要可以與在此處所述實施例中實施實質上相同功能或獲得實質上相同結果皆可根據本揭露一些實施例來使用。因此，本揭露的保護範圍包括上述製程、機器、製造、材料組分、裝置、方法、結構及步驟。另外，每一申請專利範 圍構成個別的實施例，且本揭露的保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。
以上概述本揭露的數個實施例，以便在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者可以更理解本揭露實施例的態樣。雖然已經揭露在本揭露中的一些實施例及那些實施例的優點，但是在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應該理解的是，他們能以本揭露實施例為基礎，改變、替換、取代及/或修改其他製程及結構，以達到與在此介紹的實施例相同之目的及/或優點。在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者也應該理解到的是，此類等效構造並沒有悖離本揭露的精神與範圍，且他們能在不違背本揭露的精神與範圍的情況下，在本文中進行各式各樣的改變、替換、取代及/或修改。
L1:第一線
L2:第二線
P1:第一點
P2:第二點
P3:第三點
P4:第四點
S1:第一光譜
S2:第二光譜
λ 1:第一波長
λ 2:第二波長

Claims (14)

  1. 一種影像感測結構，包括： 一基板； 一讀出電路(readout circuit)陣列，位於該基板上； 一光電(photoelectric)層，設置在該讀出電路陣列上；以及 一濾光(filter)層，設置在該光電層上； 其中，該濾光層具有一第一光譜(spectrum)，該第一光譜定義一第一波長，且該光電層具有一第二光譜，該第二光譜定義大於該第一波長的一第二波長； 其中，該第一波長對應於一第一線，該第一線穿過在該濾光層的該第一光譜的曲線上的一第一點及一第二點，該第一點與為0.9的消光係數(extinction coefficient)對齊(align)，且該第二點與為0.1的消光係數對齊；以及 其中，該第二波長對應於一第二線，該第二線穿過在該光電層的該第二光譜的曲線上的一第三點及一第四點，該第三點與為0.9的消光係數對齊，且該第四點與為0.1的消光係數對齊。
  2. 如請求項1所述的影像感測結構，其中該第二波長比該第一波長更大10~150nm，且其中藉由該第一光譜或該第二光譜的一波峰(peak)的一最大消光係數來歸一化(normalized)該消光係數。
  3. 如請求項1所述的影像感測結構，其中藉由延伸至為0的消光係數的位置處的該第一線來定義該第一波長，且藉由延伸至為0的消光係數的位置處的該第二線來定義該第二波長。
  4. 如請求項1所述的影像感測結構，其中該第一點及該第二點落於該第一光譜的一最長波長段(longest wavelength segment)中，且該第三點及該第四點落於該第二光譜的一最長波長段中。
  5. 如請求項1所述的影像感測結構，更包括： 一底部接觸電極，在該讀出電路陣列上； 一導電層，在該光電層上； 一第一載子傳輸層，設置在介於該底部接觸電極及該光電層之間；以及 一第二載子傳輸層，設置在介於該光電層及該導電層之間， 其中，該第一載子傳輸層或該第二載子傳輸層是電子傳輸層或電洞傳輸層。
  6. 如請求項1所述的影像感測結構，更包括： 一保護層，設置在介於該光電層及該濾光層之間；以及 一微透鏡(micro-lens)，設置在介於該保護層及該濾光層之間，且該濾光層為吸收型濾光層。
  7. 如請求項1所述的影像感測結構，更包括： 一保護層，設置在介於該光電層及該濾光層之間；以及 一微透鏡，設置在該濾光層上，且該濾光層為吸收型濾光層。
  8. 如請求項1所述的影像感測結構，更包括： 一保護層，設置在該濾光層上；以及 一微透鏡，設置在該保護層上，且該濾光層為吸收型濾光層。
  9. 一種影像感測結構的製造方法，包括： 形成一基板； 形成一讀出電路陣列在該基板上； 形成一光電層在該讀出電路陣列上；以及 形成一濾光層在該光電層上； 其中，該濾光層具有一第一光譜，該第一光譜定義一第一波長，且該光電層具有一第二光譜，該第二光譜定義大於該第一波長的一第二波長； 該第一波長對應於一第一線，該第一線穿過在該濾光層的該第一光譜的曲線上的一第一點及一第二點，該第一點與為0.9的消光係數對齊，且該第二點與為0.1的消光係數對齊；以及 該第二波長對應於一第二線，該第二線穿過在該光電層的該第二光譜的曲線上的一第三點及一第四點，該第三點與為0.9的消光係數對齊，且該第四點與為0.1的消光係數對齊。
  10. 如請求項9所述的製造方法，更包括： 形成一底部接觸電極在該讀出電路陣列上； 形成一第一載子傳輸層在介於該底部接觸電極及該光電層之間； 形成一導電層在該光電層上；以及 形成一第二載子傳輸層在介於該光電層及該導電層之間， 其中，該第一載子傳輸層是電子傳輸層或電洞傳輸層，且該第二載子傳輸層是電子傳輸層或電洞傳輸層。
  11. 如請求項9所述的製造方法，更包括： 形成一保護層在介於該光電層及該濾光層之間；以及 形成一微透鏡在介於該保護層及該濾光層之間，且該濾光層為吸收型濾光層。
  12. 如請求項9所述的製造方法，更包括： 形成一保護層在介於該光電層及該濾光層之間；以及 形成一微透鏡在該濾光層上，且該濾光層為吸收型濾光層。
  13. 如請求項9所述的製造方法，更包括： 形成一保護層在該濾光層上；以及 形成一微透鏡在該保護層上，且該濾光層為吸收型濾光層。
  14. 如請求項9所述的製造方法，其中形成該光電層在該讀出電路陣列上更包括： 形成一光電材料在該讀出電路陣列上； 形成一圖案化光阻層在該光電材料上； 蝕刻該光電材料；以及 移除該圖案化光阻層以形成該光電層，其中該光電層及該圖案化光阻層為不同材料。
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