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TW201813067A - 用於前照式紅外線影像感測器的光電閘及其製造方法 - Google Patents

用於前照式紅外線影像感測器的光電閘及其製造方法 Download PDF

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TW201813067A
TW201813067A TW106118537A TW106118537A TW201813067A TW 201813067 A TW201813067 A TW 201813067A TW 106118537 A TW106118537 A TW 106118537A TW 106118537 A TW106118537 A TW 106118537A TW 201813067 A TW201813067 A TW 201813067A
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image sensor
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charge accumulation
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TW106118537A
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後藤貴之
大江 楊
馬渕圭司
真鍋宗平
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豪威科技股份有限公司
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Abstract

一種影像感測器，包括：一基板；及複數個紅外線像素，形成在基板的前側且被配置以檢測入射在基板前側上的紅外線。每一個紅外線像素包括：光電二極體；無植入劑的區域，位於光電二極體上方；及光電閘，形成在基板上方及光電二極體之上。影像感測器還包括：複數個彩色像素，分散在紅外線像素中，每一個彩色像素包括釘扎光電二極體，且被配置以檢測可見光。每一個紅外線像素的光電二極體可包括：深電荷累積區域，在一或複數個相鄰彩色像素的釘扎光電二極體下面。亦說明製造方法，包括：在基板上方形成任何阻擋植入元件(例如，多晶矽光電閘)之前，形成深電荷累積區域和相關元件。

Description

用於前照式紅外線影像感測器的光電閘及其製造方法
本發明係有關一種檢測紅外線的影像感測器，特別是關於一種前照式(FSI)影像感測器，其包括用於檢測紅外線的像素而不是用於檢測可見光的像素的光電閘。
電子影像感測器通常併入各種主機裝置包括：例如，手機、電腦、數位相機、PDA’s等。除傳統的使用者控制的靜物和視頻攝影機應用之外，出現越來越多的影像感測器應用。例如，整體機器視覺應用在汽車、製造、醫療、安全、以及國防工業上迅速地擴大。在這種應用中，機器至少部分地根據自其影像感測器接收的資訊執行某項操作任務(例如，防止碰撞)。為了使機器適當地執行其任務，影像感測器應該產生高品質影像。
在上述應用中使用的影像感測器持續變得更複雜以滿足所需的要求，例如，影像感測器陣列的解析度(像素數量)不斷地增加。此外，影像感測器現在包括用於檢測可見光的彩色像素和用於檢測紅外線的紅外線像素。這些彩色像素和紅外線像素具有不同的結構和性能要求，導致難以製造用於產生高品質彩色影像和紅外影像的影像感測器。
例如，影像感測器是使用互補金屬氧化物半導體(CMOS)技術來製造，其中，在半導體晶片上製造複數個影像感測器晶片。這種製程包含將摻雜劑植入或擴散至半導體基板區域以形成積體像素電路。不幸的是，因為更多的植入劑，會使得像素性能不良的風險增加，因為植入設備將金屬污染物(例如，鈦(Ti)、鎢(W)等)沉積在基板上。
過多的暗電流對於紅外線像素是特別有問題的，因為紅外線 像素用於在黑暗處擷取影像。暗電流是即使當無光子實際進入那個像素時流經像素的光敏區域的電流的數量。因為在電荷累積期間太多的暗電流將導致過度曝光的紅外線像素，期望在感測器陣列，特別是紅外線像素中出現的暗電流的數量最小化。由離子植入設備所造成的金屬污染是暗電流的主要原因。
與影像感測器相關的另一個問題是充電飽和。當在影像擷取期間在像素的光檢測器內累積的電荷數量達到該光檢測器的最大容量時，出現充電飽和。這個最大容量稱為“電位井容量(full well capacity)”。光檢測器的早期飽和是不需要的，因為與不過早地飽和的光檢測器相比較，其靈敏度降低(例如，其表示較早地全亮像素)。暗電流也會導致早期飽和。因此，在於黑暗環境下使用的紅外感測器中，低電位井容量及飽和可能成為問題，尤其是當太多的亮像素導致最終影像時。
與較短波長的(可見)光相比較，因為在矽基板深處檢測到紅外線，與紅外線像素設計相關的另一難題產生。因此，自矽基板深處傳輸累積的紅外線電荷以讀出電路對於紅外線像素來說可能是很難的。
因此，需要一種影像感測器，其降低暗電流且改善紅外線像素中的紅外線靈敏度。還需要一種影像感測器，其改善紅外線信號的傳輸以讀出電路。還需要一種影像感測器，其需要較少的離子植入。
本發明提供一種前照式影像感測器克服了與現有技術相關的問題，該前照式影像感測器包括用於檢測紅外線的紅外線像素，每一個紅外線像素包括在光敏區域上方形成的一光電閘。該紅外線像素還可以包括：深紅外檢測區域，其延伸至一個或複數個相鄰彩色像素。本發明的紅外線像素設計降低暗電流，改善像素靈敏度，並且增加紅外線像素的電位井容量。
根據本發明的一種影像感測器包括：一基板；複數個第一像素，形成在該基板上；以及複數個第二像素，形成在該基板上。該複數個第一像素和該複數個第二像素被佈置以定義具有複數行和複數列的一感測器陣列，其中該複數個第二像素分散於該複數個第一像素中。此外，該複數個第一像素的每一個像素包括：一第一類型光檢測器，被配置以檢測可 見光光譜中的光線，且該複數個第二像素的每一個像素包括：一第二類型光檢測器，包括一光電閘且被配置以檢測紅外線。該影像感測器可以是一種前照式(FSI)影像感測器，其中，該複數個第一像素和該複數個第二像素形成在該基板的前側，以及其中該複數個第一像素和該複數個第二像素檢測入射在該基板的該前側上的光線。
本發明說明關於該等第二類型光檢測器和該等第一類型光檢測器的各種實施例。在一實施例中，第二類型光檢測器包括：一光電二極體，形成在光電閘下面的基板中。在另一實施例中，光電閘可以由多晶矽構成及/或可以被配置以降低可見光光譜的至少一部分中的光線。在又一實施例中，每一個光電閘可以連接至一電壓源。此外，當第一類型光檢測器可以包括一釘扎光電二極體(pinned photodiode)時，第二類型光檢測器是在光電二極體與光電閘之間沒有任何植入劑。因此，光電閘包括：一用於對在光電二極體上方的基板的區域進行偏壓及用於降低可見光光譜的至少一部分中的光線的裝置。
在又一實施例中，第二類型光檢測器可以進一步包括：一深電荷累積區域，其可以延伸至複數個第一像素的至少一個相鄰像素，且可以形成在至少一個相鄰像素的第一類型光檢測器(釘扎光電二極體)下方。一阻障區也可以形成在位於複數個第一像素的至少一個相鄰像素中深電荷累積區域的部分上方。
根據本發明中的另一種影像感測器包括：一基板；以及複數個紅外線像素，形成在該基板的前側且被配置以檢測入射在該基板的該前側上的紅外線。該等紅外線像素的每一個包括：一光電二極體；一無植入劑的基板的區域，位於第一光電二極體上方；以及一光電閘，形成在光電二極體之上的基板上方。在一特定實施例中，該影像感測器還包括：複數個彩色像素，係分散於紅外線像素中，其中，每一個彩色像素包括一釘扎光電二極體，且被配置以檢測可見光。更特別地，每一個紅外線像素的光電二極體可以包括：一深電荷累積區域，在與至少一個相鄰彩色像素相關的釘扎光電二極體下面。
一種製造影像感測器的方法，包括以下步驟：提供一基板；在該基板上形成複數個第一類型光檢測器，其中，該等第一類型光檢測器 的每一個被配置以檢測可見光，且與複數個第一像素的其中之一相關；以及在該基板上形成複數個第二類型光檢測器，其中，該等第二類型光檢測器的每一個被配置以檢測紅外線，且與複數個第二像素的其中之一相關。在該方法中，形成複數個第二類型光檢測器的步驟還包括：形成與該等第二類型光檢測器相關的複數個光電閘。具體方法還可以包括：將複數個光電閘的每一個電性連接至一電壓源、形成由多晶矽構成的光電閘、及/或形成光電閘以使其被配置以降低可見光光譜的至少一部分中的光線。該影像感測器可以是一種前照式(FSI)影像感測器，其中，複數個第一像素和複數個第二像素以一陣列形成在該基板的前側，並且檢測入射在該基板的該前側上的光線。
在一具體方法中，形成複數個第二類型光檢測器的步驟包括：在形成複數個光電閘的步驟之前，在將形成光電閘的位置下面的基板中，形成複數個光電二極體。更具體地，形成複數個第一類型光檢測器的步驟包括：在該基板中形成複數個釘扎光電二極體，而該複數個第二類型光檢測器是在光電二極體與光電閘之間沒有植入劑。
在另一具體方法中，形成複數個第二類型光檢測器的步驟包括：在形成複數個光電閘的步驟之前，在與複數個光電閘相關的位置下面的基板中形成複數個深電荷累積區域。更具體地，該方法包括：在形成第一類型光檢測器之前形成複數個深電荷累積區域，其中，每一個深電荷累積區域延伸至與複數個第一像素的至少一個相鄰像素相關的基板的區域中，且形成在欲用於第一類型光檢測器的基板中的位置下面。再具體地，該方法可以包括：在複數個深電荷累積區域上方位置的基板中及在欲用於第一類型光檢測器的基板中的位置下面形成複數個深阻障區。因此，在於基板上方形成任何阻擋植入元件(例如，光電閘、電晶體等)之前，執行形成複數個深電荷累積區域以及形成複數個深阻障區的步驟。
100‧‧‧影像感測器
102‧‧‧印刷電路板(PCB)
104‧‧‧走線
106‧‧‧相機模組
108‧‧‧光學組件
110‧‧‧殼體
202‧‧‧影像感測器陣列
204‧‧‧第一列控制器、RGB列控制器
206‧‧‧第二列控制器、IR列控制器
208‧‧‧採樣電路
210‧‧‧影像處理器
212‧‧‧控制電路
214‧‧‧第一控制匯流排
216‧‧‧第一列匯流排
218‧‧‧行匯流排
220‧‧‧第二控制匯流排
222‧‧‧第二列匯流排
224、228‧‧‧控制匯流排
226‧‧‧資料匯流排
230‧‧‧輸出匯流排
232‧‧‧介面
302‧‧‧彩色像素
302(R)‧‧‧紅色敏感像素
302(G)‧‧‧綠色敏感像素
302(B)‧‧‧藍色敏感像素
302(Gr)‧‧‧第一種類型綠色像素
302(Gb)‧‧‧第二種類型綠色敏感像素
304‧‧‧紅外線像素
306‧‧‧第一類型光檢測器
308‧‧‧第二類型光檢測器
310‧‧‧光電閘
316、322‧‧‧列控制線
318‧‧‧行線
330‧‧‧深電荷累積區域
502、602‧‧‧浮動擴散區域
504、604‧‧‧像素電壓源端子(Vdd)
506、606‧‧‧重置(RST)電晶體
508、608‧‧‧傳輸(TX)電晶體
510、610‧‧‧源極隨耦器(SF)電晶體
512、612‧‧‧列選擇(SEL)電晶體
514(i)、614(x)‧‧‧列選擇(SEL)線
516(i)、616(x)‧‧‧重置(RST)線
518(i)、618(x)‧‧‧傳輸(TX)線
520‧‧‧釘扎光電二極體
522‧‧‧第二端子
524‧‧‧閘極端子
620(x)‧‧‧光電閘線
624‧‧‧光電二極體
628‧‧‧輸出端子
702‧‧‧p型矽基板
704‧‧‧p+型釘扎區域
706‧‧‧(n-)型電荷累積區域
708‧‧‧p型井
712‧‧‧多晶矽層
714‧‧‧深電荷累積區域
716‧‧‧深p型阻障區
718‧‧‧絕緣區域
802‧‧‧第一n型電荷累積區域
804‧‧‧p型井
806‧‧‧絕緣層
808‧‧‧區域
818‧‧‧多晶矽層
902‧‧‧BEOL層和元件
904(R)‧‧‧紅色濾色片
904(G)‧‧‧綠色濾色片
904(B)‧‧‧藍色濾色片
906‧‧‧透明濾色片、隔離器
908‧‧‧微透鏡
1000‧‧‧形成影像感測器的方法
1002‧‧‧步驟
1004‧‧‧步驟
1006‧‧‧步驟
1102‧‧‧步驟
1104‧‧‧步驟
1106‧‧‧步驟
1108‧‧‧步驟
1100‧‧‧步驟
1112‧‧‧步驟
參考下面的圖式來描述本發明，其中，相似附圖標記基本上表示相似元件：第1圖係根據本發明包括影像感測器的相機模組的立體圖；第2圖係更加詳細地顯示第1圖的影像感測器100的方塊圖； 第3A圖係更加詳細地顯示第2圖的影像感測器陣列的一部分的示意圖；第3B圖係仍然更加詳細地顯示第3A圖的示意圖的一部分；第4A圖至第4D圖係顯示根據本發明可能在影像感測器陣列內的彩色像素和紅外線像素的示例性佈置方式；第5圖係根據本發明一實施例之彩色像素的示意圖；第6圖係根據本發明一實施例之紅外線像素的示意圖；第7圖係根據本發明一實施例之彩色像素的橫截面示意圖；第8圖係根據本發明一實施例之紅外線像素的橫截面示意圖；第9A圖至第9H圖係說明本發明用於製造影像感測器的製程的步驟；第10圖係總結根據本發明製造影像感測器的方法的流程圖；以及第11圖係總結根據本發明用於執行第10圖的方法的第二步驟和第三步驟的具體方法的流程圖。
本發明提供一種具有紅外線像素的前照式影像感測器，以克服與現有技術相關的問題，每一個紅外線像素包括一光電閘，其部分地藉由降低基板植入劑的數量來改善像素的性能。該紅外線像素還可以包括：一深電荷累積區域，其位於相鄰彩色像素下面且改善紅外線像素的靈敏度。在下文中，闡述了許多具體細節(例如，摻雜劑的特定類型、特定像素佈局等)，以提供對本發明的全面理解。然而，熟悉本領域的技術人員將意識到，本發明可以脫離這些具體細節來實踐。在其他示例中，已經省略了已知影像感測器設計和半導體製造實例(例如，金屬化、光罩、例行最佳化等)和組件的細節，以免不必要地模糊本發明。
第1圖係安裝在印刷電路板(PCB)102的一部分上的影像感測器100的立體圖，其顯示相機主機裝置(例如，汽車、製造機械、醫療器械、手機等)的PCB。影像感測器100經由複數條導電走線104與主機裝置的其他元件電性連通。在該示例性實施例中，影像感測器100被描述為相機模組106的一部分，其進一步包括一光學組件108及一殼體110。如圖所示，殼體110安裝至影像感測器100，且光學組件108固定於其間。熟悉本領域的技術人員將意識到PCB102、走線104、光學組件108、以及殼體110 的具體設計及/或存在將取決於具體應用，並非與本發明特別相關。因此，PCB 102、走線104、光學組件108、以及殼體110僅是代表性特徵。
第2圖係更加詳細地顯示影像感測器100的方塊圖。影像感測器100包括：一影像感測器陣列202、一第一(RGB)列控制器204、一第二(IR)列控制器206、一採樣電路208、一影像處理器210、以及一控制電路212。影像感測器陣列202是光敏像素陣列，並且包括：複數個第一彩色像素，其檢測可見光光譜的區域(例如，紅色、綠色、和藍色)中的入射光；以及複數個第二紅外線像素，其檢測紅外光譜中的入射光。
RGB列控制器204經由第一控制匯流排214自控制電路212接收控制信號，並且根據那些控制信號，使行控制信號在第一列匯流排216上有效。相應地，第一列匯流排216提供那些列控制信號至影像感測器陣列202的彩色像素。在第一列匯流排216上有效的列控制信號被操作以選擇性地使特定列中的每一個彩色像素重定，以累積表示在電荷累積(結合)時間內在那個像素上的入射光的強度的電荷，並且使表示獲取的電荷的電信號在行匯流排218的相關線上有效。相應地，行匯流排218提供強度(影像)資料至採樣電路208。
類似地，IR列控制器206經由第二控制匯流排220自控制電路212接收控制信號，並且根據那些控制信號，使行控制信號在第二列匯流排222上有效。相應地，第二列匯流排222提供那些列控制信號至影像感測器陣列202的紅外線像素。在第二列匯流排222上有效的列控制信號被操作以選擇性地使特定列中的每一個紅外線像素重定，以累積表示在電荷累積(結合)時間內入射的紅外線的強度的電荷，並且使表示獲取的電荷的電信號在行匯流排218的相關線上有效。有利的是，IR列控制器206允許影像感測器陣列202的紅外線像素與彩色像素分開地控制。
採樣電路208根據經由控制匯流排224自控制電路212接收的行採樣指令逐列地進行藉由在影像感測器陣列202中的像素所累積的電荷的採樣操作。當通過RGB列控制器204或IR列控制器206的其中之一選擇影像感測器陣列202中特定行的像素時，採樣電路208經由行匯流排218獲取表示一列像素的電學狀態的數位資料。每當採樣電路208獲取一列採樣時，其經由資料匯流排226輸出與獲取的列採樣對應的數位資料至影像 處理器210。
影像處理器210接收並根據已知影像處理技術處理通過採樣電路208所獲取的數位影像資料和控制匯流排228上的控制信號，以產生主機裝置所期望的影像。此外，回應於這種控制信號，影像處理器210經由輸出匯流排230提供輸出影像至主機裝置。
控制電路212提供影像感測器100之各種元件的整體協調和控制，包括在影像拍攝期間使用的任何控制程式。如圖所示，控制電路212包括與主機裝置的一介面232，以使主機裝置可以根據其需求(例如，選擇彩色影像拍攝、選擇紅外影像拍攝等)控制影像感測器100。
第3A圖係更加詳細地顯示影像感測器陣列202的一部分的示意圖。如圖所示，影像感測器陣列202包括：複數個第一彩色像素302，每一個被配置以檢測可見光光譜的特定區域(例如，紅色、綠色、或藍色)中的光線；以及複數個第二紅外線像素304，每一個被配置以檢測紅外光譜中的光線。根據一些預定方案，紅外線像素304分散於影像感測器陣列202內的彩色像素302中。在第3A圖中，像素302和304被顯示為分離以便清晰，但是熟悉本領域的技術人員將理解地是，像素302和304可以連續地形成在基板中。
每一個彩色像素302包括於其中形成的一第一類型光檢測器306，其在本實施例中包括一釘扎光電二極體。該釘扎光電二極體定義用於相關彩色像素302的光線接收區域(用長劃線顯示)。相反，每一個紅外線像素304包括一第二類型光檢測器308，其與第一類型光檢測器306在結構上不同。如下面解釋地，第二類型光檢測器308包括：一光電二極體，形成在基板中(第8圖)；以及一光電閘310，形成在基板上方且在光電二極體之上。光電閘310由導電材料如多晶矽構成。
包含在一列影像感測器陣列202中的彩色像素302藉由一組相關的列控制線316來控制。在第3A圖中僅顯示三組列控制線316(1-3)，分別用於第一個三列彩色像素302。然而，可以理解地是，影像感測器陣列202將包括用於包括彩色像素302的影像感測器陣列202中之每一列的一組列控制線316。同時，該組列控制線316(1-n)構成列匯流排216，其中n表示包含彩色像素302的影像感測器陣列202中的列數量。在本實施例中， 每一組列控制線316包括三條控制線。藉由RGB列控制器204在一組列控制線316上有效的控制信號使相關列中的彩色像素302執行其想要的影像拍攝功能。當被這種控制信號命令時，所選列的每一個彩色像素302在行匯流排218的各個行線318上輸出表示其檢測的強度的電信號。行匯流排218包括用於每一行像素的行線318。
包含在一列影像感測器陣列202中的紅外線像素304經由一組相關的列控制線322與彩色像素302分開地控制。第3A圖係顯示僅三組列控制線322(1-3)，其分別提供控制信號至陣列202中的第一個三行的紅外線像素304。然而，可以理解地是，將為包括紅外線像素304的陣列202中的每一行提供一組列控制線322。同時，該組列控制線322(1-m)構成列匯流排222，其中m表示包含紅外線像素304的陣列202中行的數量。根據該實施例，m可能與包含彩色像素302的行的數量n相同或不同。在本實施例中，每一組列控制線322包括四個控制線，如將在下面更加詳細地描述。通過IR列控制器206在列控制線322上有效的控制信號使相關行中的紅外線像素304執行其想要的影像拍攝功能。當被這種控制信號命令時，所選列的每一個紅外線像素304在行匯流排218的各個行線318上輸出表示其檢測的強度的電信號。可選擇性地，行匯流排218可以包括用於彩色像素302和紅外線像素304的專用行線318。
第3B圖係更加詳細地顯示根據本發明的特定實施例中陣列202的區域。在第3B圖中，每一個紅外線像素304的第二類型光檢測器308被顯示為進一步包括：一深電荷累積區域330(用短劃線顯示)，其在至少一個相鄰彩色像素302的紅外線像素304和光檢測器306(釘扎光電二極體)的光電閘310下面。這裡，深電荷累積區域330在三個相鄰彩色像素302(1-3)下面，但是，在其他實施例中，可能在更少(例如，一個)或更多相鄰彩色像素302下面。此外，在本實施例中，一些或全部彩色像素302可以包括：阻障區，在其釘扎光電二極體下面以阻擋通過深電荷累積區域330產生的電荷載流子，這將在下面更加詳細地描述。
熟悉本領域的技術人員可以理解地是，與在較淺深度處吸收的可見光光譜相比較，紅外波長的光線(例如，那些750nm及以上)在矽中被吸收的相對地深。因此，深電荷累積區域330可以在相鄰彩色像素302 的光電二極體306下面以供檢測更多紅外線的目的，而不是妨礙可見光檢測。因此，深電荷累積區域330藉由增加對用於那個紅外線像素304的紅外線敏感的基板的體積來改善紅外線像素304的電位井容量。因為電位井容量增加，像素飽和的風險降低，像素靈敏度提高。
第4A圖至第4D圖係顯示可以在影像感測器陣列202內使用的彩色像素302和紅外線像素304的示例性佈置方式。在第4A圖至第4D圖中的每一個僅顯示部分陣列。因此，熟悉本領域的技術人員將意識到，所示像素佈置方式在整個全陣列中將重複很多次。
第4A圖係顯示散佈在紅色敏感像素302(R)、綠色敏感像素302(G)、以及藍色敏感像素302(B)之間的紅外線像素304，其中像素302(R)、302(G)、以及302(B)被配置(例如，具有適當的濾色片，圖中未示)以分別檢測可見光光譜的紅色、綠色和藍色區域中的可見光。第4B圖係顯示在不同行的感測器陣列中佈置的彩色像素302和紅外線像素304以及矩形形狀的紅外線像素304。此外，第4B圖中的彩色像素302包括兩種類型綠色像素，其中，第一種類型綠色像素302(Gr)是對可見光光譜的紅色端部附近的綠色光線敏感，第二類型綠色像素302(Gb)是對光譜的藍色端部附近的綠色光線敏感。第4C圖係顯示紅外線像素304具有位於四個周圍彩色像素302的相鄰行與相鄰列之間的其中心的實施例。第4D圖係顯示紅外線像素304在像素陣列內形成對角線的佈置方式的實施例。
的確，彩色像素302和紅外線像素304的許多不同佈置方式和配置是可能的。此外，當本發明的說明書被製作為是關於包括彩色像素302和紅外線像素304的影像感測器陣列時，應該理解地是，本發明的許多實施例也應用於僅包括紅外線像素304的影像感測器陣列。
第5圖係根據本發明示例性實施例之位於影像感測器陣列202的第i列和第j行的彩色像素302(i,j)的示意圖。在該示例中，彩色像素302(i,j)是四電晶體(4T)像素，其包括：一第一類型光檢測器306、一浮動擴散區域502、一像素電壓源端子(Vdd)504、一重置(RST)電晶體506、一傳輸(TX)電晶體508、一源極隨耦器(SF)電晶體510、以及一列選擇(SEL)電晶體512。此外，用於第i列的一組列控制線316(i)被更加詳細地顯示為包括：一列選擇(SEL)線514(i)，連接至列選擇電晶體512的閘極；一重置(RST) 線516(i)，連接至重置電晶體506的閘極；以及一傳輸(TX)線518(i)，連接至傳輸電晶體508的閘極。
彩色像素302(i,j)的電路功能如下。光檢測器306包括：一釘扎光電二極體520，且被操作以將入射光轉換為電荷。浮動擴散區域502被操作以儲存由光電二極體502產生的電荷。電壓源端子504提供電壓至重置電晶體506和源極隨耦器電晶體510。當RGB列控制器204經由重置線516(i)使重置信號(例如，數位高電壓)在重置電晶體506的閘極端子上有效時，重置電晶體506被暫時地放置在導通狀態，藉以浮動擴散區域502連接至電壓源端子504。因此，浮動擴散區域502的先前充電狀態被重定至已知參考電荷狀態。一旦重置線516(i)返回至低電壓狀態，重置電晶體506關閉(變為非導通)，浮動擴散區域502與電壓源端子504電絕緣。
傳輸電晶體508包括：一第一端子，連接至光電二極體520；一第二端子，連接至浮動擴散區域502；以及一閘極，連接至傳輸線518(i)。當第一列控制器204經由傳輸線518(i)使傳輸信號(例如，數位高電壓)在傳輸閘508上有效時，傳輸電晶體508被放置為導通狀態，藉以光電二極體502連接至浮動擴散區域502。因此，通過光電二極體520所產生的電荷傳輸至浮動擴散區域502，其中這種電荷表示入射在光電二極體520上的光線的強度。此後，當傳輸線518(i)返回至低壓狀態時，傳輸電晶體508關閉，以使浮動擴散區域502與光電二極體520電絕緣。
源極隨耦器電晶體510包括：一第一端子，連接至電壓源端子504；一第二端子522，連接至列選擇電晶體512；以及一閘極端子524，連接至浮動擴散區域502。熟悉本領域的技術人員將意識到，第二端子522的電學狀態是由閘極端子524的電荷狀態來控制，因此，浮動擴散區域502的電荷狀態。因此，端子522可以用作像素302的一輸出端子，其被操作以輸出表示在浮動擴散區域502中儲存的電荷以及通過像素檢測的光線的強度的電信號。
列選擇電晶體512包括：一第一端子，連接至源極隨耦器電晶體510的端子522；一第二端子，連接至與陣列202的第j行相關的行線318(j)；以及一閘極端子，連接至列選擇線514(i)。當第一列控制器204使列選擇信號(例如，數位高電壓)在列選擇線514(i)上有效時，列選擇電晶體 512導通，這導致來自端子522的信號在行線318(j)上有效。行線318(j)提供來自像素302(i,j)的輸出信號至採樣電路208，其緩衝信號，將其轉換為數位影像資料，並提供數位影像資料至影像處理器210(第2圖)以供進一步處理。否則，當列選擇信號在列選擇線514(i)上未有效時，列選擇電晶體512處於開啟狀態，從而使像素302(i,j)的輸出端子520與行線318(j)斷開。
第6圖係根據本發明示例性實施例位於影像感測器陣列202的第x列和第y行的紅外線像素302(x,y)的示意圖。在該示例中，紅外線像素304(x,y)是四電晶體(4T)像素，其包括：一第二類型光檢測器308、一浮動擴散區域602、一像素電壓源端子(Vdd)604、一重置(RST)電晶體606、一傳輸(TX)電晶體608、一源極隨耦器(SF)電晶體610、以及一列選擇(SEL)電晶體612。此外，來自用於控制第x列的紅外線像素304的IR列控制器206的一組列控制線322(x)被更加詳細地顯示為包括：一列選擇(SEL)線614(x)，連接至列選擇電晶體612的閘極；一重置(RST)線616(x)，連接至重置電晶體606的閘極；一傳輸(TX)線618(x)，連接至傳輸電晶體608的閘極；以及一光電閘線620(x)，連接至光檢測器308的光電閘310。
除光電閘310之外，第二類型光檢測器308包括：一光電二極體624，其具有位於光電閘310下面的電荷累積區域(第8圖)，包括與第3B圖的深電荷累積區域330對應的一深電荷累積區域。光電二極體624被配置以將入射的紅外線轉換為表示在光電二極體624上的入射的紅外線的強度的電荷的數量。光電閘310連接至光電閘線620(x)，以具有通過IR列控制器206向其施加的電壓的範圍。如將在下面更加詳細地描述，電壓可以施加於光電閘310以產生光電二極體624的釘扎(pinning)效應(不需要釘扎植入劑)，以改善光電二極體624的電位井容量，且改善IR信號傳輸(降低滯後)至浮動擴散區域602。因為不需要釘扎植入劑，也降低暗電流及像素飽和(過度曝光的像素)的出現。
紅外線像素304的其餘元件功能類似於上面描述的彩色像素302的對應元件，因此，將不描述在顯著的細節中。例如，浮動擴散區域602被操作以儲存通過光電二極體624產生的電荷。電壓源端子604提供電壓(Vdd)至重置電晶體506和源極隨耦器電晶體510。回應於自IR列控制器206經由重置線616(x)接收的重置信號，重置電晶體606導通且將浮動擴 散區域602重置至已知參考電荷狀態。一旦重置信號自重置線616(x)消除，重置電晶體606關閉，浮動擴散區域602與電壓源端子604電絕緣。當IR列控制器206使傳輸信號在傳輸線618(x)上有效時，傳輸電晶體608導通，通過光電二極體624產生的電荷傳輸至浮動擴散區域602。此後，當傳輸信號自傳輸線618(x)消除時，傳輸電晶體608關閉，以使浮動擴散區域602與光檢測器308電絕緣。源極隨耦器電晶體610在輸出端子628上輸出一電信號，其中電信號取決於浮動擴散區域602的電荷且表示在浮動擴散區域602儲存的電荷。該輸出信號被提供至行線318(y)，回應於IR列控制器206經由列選擇線614(x)致能選擇電晶體612。行線318(y)提供來自像素304(x,y)的輸出信號至採樣電路208，其緩衝信號，且將其轉換為數位影像資料。
第7圖係根據本發明一實施例沿第3B圖的剖面線A-A所截取的彩色像素302的剖面圖。如圖所示，像素302形成在p型矽基板702上，且包括：一第一類型光檢測器306，用於檢測如上所述的可見光光譜中的光線。在本實施例中，光檢測器306是由在(n-)型電荷累積區域706上方形成的p+型釘扎區域704所定義的釘扎光電二極體520。區域704和706都形成在基板702上，其具有(p-)型結構。或者，基板702可以為在基板702上生長的(p-)型磊晶層。電荷累積區域706形成在對可見光敏感的矽基板702的深處。
彩色像素302進一步包括：一浮動擴散區域502，其具有n型(例如，n+)結構，其形成在p型井708中。當傳輸信號(TX)在傳輸電晶體508上有效時，自電荷累積區域706中的光線產生的電荷傳輸至浮動擴散區域502。傳輸電晶體508包括：一多晶矽層712，作為其閘極堆疊的一部分，且使用本領域公知的方法形成。類似地，重置電晶體506、源極隨耦器電晶體510、選擇電晶體512、以及行線318使用本領域公知的方法形成在基板702上，但是在第7圖中僅顯示為示意形式以簡單描述。
與附近紅外線像素304相關的深電荷累積區域714也形成在釘扎光電二極體520下面的矽基板702深處。深電荷累積區域714對應於第3B圖所顯示的深電荷累積區域330且構成附近紅外線像素304的光電二極體624的一部分。深電荷累積區域714形成在深處(例如，3.0-6.0微米)，其中紅外線被吸收，在本實施例中，具有n型結構。此外，一深p型阻障區 716形成在深電荷累積區域714上方(例如，3.0微米的深度附近)。阻障區716防止在響應於紅外線的深電荷累積區域714中產生的電荷載流子朝向彩色像素302的釘扎光電二極體520遷移。因為具有深電荷累積區域330的紅外線像素304是可選擇性的，區域714和716也是可選擇性的。
彩色像素302的水平極限通常由左側和右側絕緣區域718來定義，其通過淺溝絕緣結構(STI)或離子植入劑而形成。在該示例中，左側絕緣區域718形成在與相鄰彩色像素302共用的p型井708中。類似地，右側絕緣區域718形成在與浮動擴散區域502相同的p型井708中，其中，這種p型井708延伸至相鄰彩色像素302或紅外線像素304。
這裡討論的p型和n型區域是使用已知摻雜技術如離子植入劑或擴散而形成。例如，n型區域706、714、以及502可以通過使用n型摻雜劑如砷(As)、磷(P)等以適當濃度和深度植入劑基板702而形成。類似地，p型區域704、708、以及716可以通過使用p型摻雜劑如硼(B)、BF2分子等以適當濃度和深度植入劑基板702而形成。作為另一示例，基板702可以為在矽基板上生長的p型磊晶層，上面討論的區域可以形成在p型磊晶層702中。
第8圖係沿第3B圖的剖面線A-A所截取的紅外線像素304的剖面圖。紅外線像素304形成在p型矽基板702上，且具有一第二類型光檢測器308，其包括光電閘310和第一光電二極體624。光電二極體624通過第一n型電荷累積區域802和深電荷累積區域714而形成，其中第一n型電荷累積區域802和深電荷累積區域714都形成在p型基板702上。此外，紅外線像素304的浮動擴散區域602，其與浮動擴散區域502一樣具有n型摻雜劑(例如，n+)，形成在p型井804中。重置電晶體606、傳輸電晶體608、源極隨耦器電晶體610、選擇電晶體612、以及行線318也使用本領域公知的方法形成在基板702上。
紅外線像素304的水平極限(horizontal limit)也由左側和右側絕緣區域718來定義。如圖所示，p型井804在右側絕緣區域718下面延伸且進入相鄰彩色像素302。此外，來自相鄰彩色像素302的p型井708與像素304共用，並且圍繞左側絕緣區域718。
深電荷累積區域714自電荷累積區域802的底部延伸至左側 絕緣區域718下面的相鄰彩色像素302(在右側絕緣區域718下面顯示的深電荷累積區域714與不同紅外線像素304相關)。因為深電荷累積區域714與電荷累積區域802接觸，深電荷累積區域714中的電荷載流子(在本示例中為電子)遷移至電荷累積區域802。來自區域714的電荷載流子與在電荷累積區域802中產生的電荷載流子(電子)結合，然後結合的電荷載流子經由啟動的傳輸電晶體608自電荷累積區域802傳輸至浮動擴散區域602。因此，紅外線像素304使用深電荷累積區域714獲得用於紅外線電荷產生和累積目的的附近彩色像素302，從而增加紅外線像素304的電位井容量。第8圖還說明性地顯示了相鄰彩色像素302的阻障區716不是延伸至紅外線像素304，而是終結在絕緣區域718附近。
電荷累積區域802在約0.05微米的深度處開始，且可以向下延伸至3.0至6.0微米範圍的深度，其在第8圖顯示的實施例中，能夠使電荷累積區域802與深電荷累積區域714結合。在其他實施例中，如省略深電荷累積區域714的一個實施例，電荷累積區域802可以在約0.05微米的深度處開始且延伸至約0.15微米的深度，以具有約0.10微米的厚度。在再一實施例中，電荷累積區域802可以形成在約0.05至0.15微米深度(約0.10微米的厚度)，且深電荷累積區域714可以在像素304內向上突出以在0.15微米附近的深度結合電荷累積區域802。實際上，各種實施例是可能的。
與釘扎光電二極體520不同，光檢測器308不包括在電荷累積區域802上方的一釘扎植入劑。相反，光檢測器308包括一光電閘310，其形成在電荷累積區域802和深電荷累積區域714上方的基板702的表面上方。根據本發明，光電閘310由導電材料構成，且形成為降低(例如，阻擋、吸收、光譜移位等)至少部分可見光光譜中的光線的厚度。例如，由多晶矽以90-300nm的範圍的厚度形成的光電閘310在至少部分可見光光譜(例如，至少朝向藍色端部的部分)上提供所需的光減少效應，然而仍然非常好的通過紅外波長。在特定實施例中，使用由多晶矽以約100nm的厚度構成的光電閘310。因此，光電閘310藉由降低自基板中可見波長的光線產生的電荷改善了紅外線像素304的靈敏度。
光電閘310覆蓋進入及離開頁面的電荷累積區域802的全部或大部分區域。絕緣層806絕緣在電荷累積區域802上方的基板702的區域 808與施加於光電閘310的電壓(PG)，但是仍然允許光電閘310偏壓區域808。在第8圖顯示的實施例中，區域808自基板202的表面向下至電荷累積區域802約0.05微米深。絕緣層806可以由氧化物如SiO2或一些其他電介質絕緣材料構成。用於在半導體晶片上澱積矽和多晶矽的技術是公知的，因此，這裡將不對其進行更加詳細的討論。然而，可能期望在形成光電閘310時形成傳輸電晶體608的閘極堆疊的多晶矽層818。
光電閘310經由相關光電閘線620(第6圖)連接至IR列控制器206(第2圖)的電壓源。IR列控制器206可以施加電壓電位的範圍至光電閘310以改善紅外線像素304的效率和靈敏度。例如，將負電壓施加於光電閘310使光電閘310偏壓區域808，以使區域808用作光電二極體624的釘扎區域。更具體地，當吸收入射的紅外線時，產生正和負電荷載流子，負偏壓區域808吸引且累積正電荷載流子(電洞)，累積區域802累積負電荷載流子(電子)。反過來，這種效應增加了電荷累積區域802存儲電子的能力，因此，增加其電位井容量。因為紅外線像素304具有增加的電位井容量，又由於光電閘310和深電荷累積區域714，紅外線像素304飽和且造成過度曝光(白色)像素的風險降低。
施加於光電閘310的電壓電位(PG)對於在基板702的區域808中產生所需的釘扎效應是重要的。發明人已經發現，施加在負1.0V至負1.4V的範圍內的電壓，包括，使區域808中所需的釘扎效應具有負1.0V的電位在一些實施例中特別有用。然而，已經發現負0.5V的電位太弱以致於不能產生所需的釘扎效應，因為電荷累積區域802和714形成在矽基板702深處以檢測紅外信號。此外，發明人已經發現負2.0V的電位太強且將導致問題。
以上述方式偏壓區域808具有光電二極體624的釘扎植入劑(例如，p+型植入劑)的效果，但是不需要這種植入劑形成在區域802上方的基板702中。因此，與具有這種釘扎植入劑的紅外線像素相比較，對於紅外線像素304而言，通過離子植入設備導致的金屬污染降低。降低這種金屬污染降低了在光電二極體624中所產生的不必要的暗電流的數量，這改善了檢測紅外信號的準確度且降低了飽和光電二極體624的風險。
如上所述，施加於光電閘310的電壓可以非常靈活地控制在 寬範圍內(例如，-1.4V至正Vdd等)。除提供上述優勢之外，這種能力也能夠使不同電壓施加於光電閘310，以改善向浮動擴散區域602的電荷傳輸，因此大大地降低或消除光電二極體624中的信號滯後(在傳輸之後保留在電荷累積區域802和714中的電荷)。IR列控制器206也可以經由傳輸線618控制傳輸電晶體608上的電壓，以進一步偏壓基板702及/或改善向浮動擴散區域602的電荷傳輸。
第9A圖至第9H圖係顯示沿第3B圖的剖面線A-A所截取的剖面圖，其說明了根據本發明中用於製造影像感測器陣列202的製程。在第9A圖顯示的第一步驟中，提供一p型基板702。基板702可以是矽晶片的一部分，其中將例如使用55nm或45nm工藝技術製造許多陣列202。此後，如第9B圖所示，複數個p型深阻障區716經由已知摻雜工藝如離子植入劑形成在基板702上。此外，複數個p型井708和804也使用已知植入劑技術如離子植入劑形成在矽基板702上。
在第9C圖顯示的第三步驟中，複數個絕緣區域718例如通過淺溝絕緣工藝形成在基板702上。在第9C圖中顯示了垂直的虛線，以描述與第3B圖顯示的相鄰彩色像素302(1-3)和紅外線像素304相關的基板702的區域。第9D圖係顯示深電荷累積區域714和電荷累積區域802(僅顯示一個區域802)的形成。這些n型區域可以使用已知離子植入劑技術在適於檢測紅外線的深度處形成。在第8圖和第9圖分別顯示了電荷累積區域802和714，因此，其可以形成在不同的植入劑製程及/或具有不同的摻雜特性。然而，同時應該清楚地是，電荷累積區域802和714形成一個大的n型區域。
第9E圖係分別顯示在用於彩色像素302和紅外線像素304的基板702上形成的傳輸電晶體508和608。此外，第9E圖顯示了在用於每一個紅外線像素304的基板702上方和電荷累積區域802上方形成的光電閘310(僅顯示一個光電閘310)。第9E圖係說明在形成光電閘310和傳輸電晶體508和608之前形成像素302和304的選擇區域的重要性。尤其是，光電閘310由多晶矽構成，傳輸電晶體508和608包括在其各自的閘極堆疊中的多晶矽層712和818。由於這些多晶矽元件阻擋摻雜離子在植入過程中射入基板702，因此阻障區716、深電荷累積區域714、以及電荷累積區域802形成在光電閘310、傳輸電晶體508和608、以及任何其他不顯示包含多晶 矽的元件之前，並遍及這種植入區域。
第9F圖係說明為每一個彩色像素302所形成的釘扎光電二極體306以及為每一個像素所形成的浮動擴散區域502和602。尤其是，在適於檢測可見光的深度處為各個p型井708中的彩色像素302形成n型電荷累積區域706。此外，分別在如圖顯示的p型井708和804中為彩色像素302和紅外線像素304形成n型浮動擴散區域502和602。此外，p型釘扎區域704形成在用於每一個釘扎光電二極體502的每一個電荷累積區域706上方。應該注意地是，在形成第9E圖顯示的多晶矽元件之前，若期望或必要時，第9F圖描述的製程可以替換地進行，以便於離子植入。
第9G圖係顯示在基板702上方形成的各種後端線(BEOL)層和元件。BEOL層和元件被代表性地顯示為一單一厚層902。然而，熟悉本領域的技術人員將理解地是，BEOL工藝包括形成各種層(例如，保護層、絕緣層、金屬化層等)和元件(通孔等)，以例如通過形成一組列控制線316和322完成和互連積體電路。因為形成的BEOL層和元件902與本發明不是特別地相關，這裡僅代表性地顯示。最後，在第9H圖中，紅色、綠色、和藍色濾色片904(R,G,B)被應用於陣列的各個彩色像素302(1-3)上方，透明濾色片或隔離器906被應用於紅外線像素304上方。最後，微透鏡908形成以將光線聚集在像素302和304的光敏區域。
現在將參考第10圖至第11圖係描述本發明的方法。為了便於清楚說明，可能參考先前描述的實施例的特定元件來描述這些方法。然而，應該注意地是，在不脫離本發明的範圍的情況下，其他元件，這裡明確地描述的或者鑒於本發明產生的，可以使用那些引用的來替代。因此，應該理解地是，本發明的方法不限於執行任何特定功能的任何特定元件。此外，這裡顯示的方法的一些步驟不需要必須以顯示的順序出現。例如，在一些情況下，兩個或複數個方法步驟可以同時出現。這裡揭露的方法的這些和其他變換將是顯而易見的，特別是鑒於這裡先前提供的本發明的描述，且被視為在本發明的全部範圍內。
第10圖係總結本發明形成影像感測器的方法1000的流程圖。在第一步驟1002中，提供一基板702(例如，一矽基板)。在第二步驟1004中，複數個第一類型光檢測器306形成在基板中以使每一個第一類型 光檢測器被配置以檢測可見光，且與複數個第一像素的其中之一相關。在第三步驟1006中，複數個第二類型光檢測器308形成在基板中以使每一個第二類型光檢測器被配置以檢測紅外線，且與複數個第二像素的其中之一相關。第三步驟1006還包括：形成複數個光電閘310，其中每一個光電閘與第二類型光檢測器的其中之一相關。複數個第一像素和複數個第二像素被設置以定義具有複數行和複數列的感測器陣列202，其中複數個第二像素分散於複數個第一像素中。
第11圖係總結本發明用於執行方法1000的第二步驟1004(形成複數個第一光檢測器)和第三步驟1006(形成複數個第二光檢測器)的具體方法的流程圖。在可選擇性的第一步驟1102中，複數個深阻障區716形成(例如，通過離子植入劑)在將形成第一類型光檢測器的位置下面的位置處的基板上。在可選擇性的第二步驟1104中，複數個深電荷累積區域714形成在深阻障區716下面的基板中(例如，藉由離子植入)及將形成複數個光電閘310的基板中的位置下面。在第三步驟1106中，複數個電荷累積區域802形成在將為第二類型光檢測器形成複數個光電閘310的位置下面的基板中。在第四步驟1108中，複數個光電閘310形成在基板上方和電荷累積區域802之上，以及在第五步驟1110中，其他阻擋植入元件(例如，傳輸電晶體508、608等)形成在基板上。可選擇性地，步驟1108和1110可以同時執行。在第六步驟1112中，第一類型光檢測器藉由在基板中形成複數個釘扎光電二極體520來形成。或者，在步驟1108之前及/或在步驟1110之前，可以執行第六步驟1112。第11圖係說明在形成光電閘310和任何其他阻擋植入元件之前形成特定摻雜區域(例如，區域802、714和716)的重要性，以使這些元件不阻擋摻雜離子的植入。
本發明的具體實施例的描述現在是完整的。在不脫離本發明的範圍的情況下，許多描述的特徵可以替換、更改或省略。例如，可以使用顯示的設計來替換替換顏色及/或紅外線像素設計。作為另一示例，與紅外線像素304相關的深電荷累積區域714可能僅位於一個相鄰彩色像素下面或者可以全部消除。作為再一示例，用於紅外線像素的光電閘結構可以實現為僅具有紅外線像素的感測器陣列。作為再一示例，在形成阻障區716、p型井708和804、以及絕緣區域718之前，可以形成深電荷累積區域 714。對於熟悉本領域的技術人員來說，與顯示的具體實施例的這些和其他偏離是顯而易見的，尤其是鑒於前述揭露的內容。

Claims (25)

  1. 一種影像感測器，包括：一基板；複數個第一像素，形成在該基板上；複數個第二像素，形成在該基板上；以及其中該複數個第一像素和該複數個第二像素被佈置以定義具有複數行和複數列的一感測器陣列，在該感測器陣列中，該複數個第二像素分散於該複數個第一像素中；該複數個第一像素的每一個像素包括：一第一類型光檢測器，被配置以檢測可見光光譜中的光線；以及該複數個第二像素的每一個像素包括：包含一光電閘的一第二類型光檢測器，且被配置以檢測紅外線。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的影像感測器，其中，該第二類型光檢測器進一步包括：一光電二極體，形成在該光電閘下面的該基板中。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述的影像感測器，其中：該第一類型光檢測器包括一釘扎光電二極體；以及該第二類型光檢測器在該光電二極體與該光電閘之間沒有植入劑。
  4. 依據申請專利範圍第2項所述的影像感測器，其中，該第二類型光檢測器的該光電二極體進一步包括一深電荷累積區域。
  5. 依據申請專利範圍第4項所述的影像感測器，其中：該深電荷累積區域延伸至該複數個第一像素的至少一個相鄰像素中；以及該深電荷累積區域形成在與該至少一個相鄰像素相關的該第一類型光檢測器下面。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述的影像感測器，進一步包括：一阻障區，形成在位於該至少一個相鄰像素中之該深電荷累積區域的部分上方。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述的影像感測器，其中，該光電閘耦接至一電壓源。
  8. 依據申請專利範圍第1項所述的影像感測器，其中，該光電閘是由多晶矽構成。
  9. 依據申請專利範圍第1項所述的影像感測器，其中，該光電閘被配置以降低可見光光譜的至少一部分中的光線。
  10. 依據申請專利範圍第1項所述的影像感測器，其中：該複數個第一像素和該複數個第二像素形成在該基板的一前側上；以及該複數個第一像素和該複數個第二像素檢測入射在該基板的該前側上的光線。
  11. 一種製造影像感測器的方法，該方法包括：提供一基板；在該基板中形成複數個第一類型光檢測器，該等第一類型光檢測器的每一個被配置以檢測可見光光譜中的光線，且與複數個第一像素的其中之一相關；在該基板中形成複數個第二類型光檢測器，該等第二類型光檢測器的每一個被配置以檢測紅外線，且與複數個第二像素的其中之一相關；以及其中該複數個第一像素和該複數個第二像素被佈置以定義具有複數行和複數列的一感測器陣列，在該感測器陣列中，該複數個第二像素分散於該複數個第一像素中；以及形成該複數個第二類型光檢測器的步驟包括：形成複數個光電閘，該複數個光電閘的每一個與該等第二類型光檢測器的其中之一相關。
  12. 依據申請專利範圍第11項所述之製造影像感測器的方法，其中，形成該複數個第二類型光檢測器的步驟進一步包括：在形成該複數個光電閘的步驟之前，在將形成該複數個光電閘的位置下面的該基板中形成複數個光電二極體，該複數個光電二極體的每一個與該等第二類型光檢測器的其中之一相關。
  13. 依據申請專利範圍第12項所述之製造影像感測器的方法，其中：形成該複數個第一類型光檢測器的步驟包括：在該基板中形成複數個釘扎光電二極體，該複數個釘扎光電二極體的每一個與該等第一類型光檢測器的其中之一相關；以及該複數個第二類型光檢測器在該複數個光電二極體與該複數個光電閘之間 沒有植入劑。
  14. 依據申請專利範圍第11項所述之製造影像感測器的方法，其中，形成該複數個第二類型光檢測器的步驟進一步包括：在形成該複數個光電閘的步驟之前，在與該複數個光電閘相關的位置下面的該基板中形成複數個深電荷累積區域。
  15. 依據申請專利範圍第14項所述之製造影像感測器的方法，其中：該複數個深電荷累積區域的每一個延伸至與該複數個第一像素的至少一個相鄰像素相關的該基板的區域中；形成該複數個深電荷累積區域的步驟進一步包括：在形成該等第一類型光檢測器之前，形成該複數個深電荷累積區域；以及形成該複數個深電荷累積區域的步驟進一步包括：在欲用於該等第一類型光檢測器的該基板中的位置下面形成該複數個深電荷累積區域。
  16. 依據申請專利範圍第15項所述之製造影像感測器的方法，進一步包括：在形成該複數個光電閘的步驟之前，在該基板中於該複數個深電荷累積區域的上方位置及在欲用於該等第一類型光檢測器的該基板中的位置下方形成複數個深阻障區。
  17. 依據申請專利範圍第16項所述之製造影像感測器的方法，其中，在於該基板上方形成複數個阻擋植入元件之前，進行形成該複數個深電荷累積區域和形成該複數個深阻障區的步驟。
  18. 依據申請專利範圍第11項所述之製造影像感測器的方法，進一步包括：將該複數個光電閘的每一個電性連接至一電壓源。
  19. 依據申請專利範圍第11項所述之製造影像感測器的方法，其中，該複數個光電閘的每一個是由多晶矽構成。
  20. 依據申請專利範圍第11項所述之製造影像感測器的方法，其中，該複數個光電閘的每一個被配置以降低可見光光譜的至少一部分中的光線。
  21. 依據申請專利範圍第11項所述之製造影像感測器的方法，其中：該複數個第一像素和該複數個第二像素形成在該基板的一前側上；以及該複數個第一像素和該複數個第二像素檢測入射在該基板的該前側上的光 線。
  22. 一種影像感測器，包括：一基板；以及複數個紅外線像素，形成在該基板的一前側且被配置以檢測入射在該基板的該前側上的紅外線；以及其中，該複數個紅外線像素的每一個包括：一光電二極體；一無植入劑的該基板的區域，在該光電二極體之上；以及一光電閘，形成在該光電二極體之上的該基板上方。
  23. 依據申請專利範圍第22項所述的影像感測器，進一步包括：複數個彩色像素，分散在該紅外線像素中，該複數個彩色像素的每一個包括一釘扎光電二極體，且被配置以檢測可見光光譜中的光線。
  24. 依據申請專利範圍第23項所述的影像感測器，其中，該複數個紅外線像素的每一個的該光電二極體包括：一深電荷累積區域，在與至少一個相鄰彩色像素相關的該釘扎光電二極體下方。
  25. 一種影像感測器，包括：一基板；複數個第一像素，形成在該基板上且被配置以檢測可見光光譜中的光線；複數個第二像素，形成在該基板上且被配置以檢測紅外線；以及其中該複數個第一像素和該複數個第二像素被佈置以定義具有複數行和複數列的一感測器陣列，在該感測器陣列中該複數個第二像素分散於該複數個第一像素中；以及該複數個第二像素的每一個包括：一光檢測器；以及一用於對在該光檢測器上方的該基板的區域進行偏壓及用於降低可見光光譜的至少一部分中的光線的裝置。
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