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TW201907578A - 具有增強之近紅外線量子效率的互補式金氧半導體影像感測器 - Google Patents

具有增強之近紅外線量子效率的互補式金氧半導體影像感測器 Download PDF

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TW201907578A
TW201907578A TW107120641A TW107120641A TW201907578A TW 201907578 A TW201907578 A TW 201907578A TW 107120641 A TW107120641 A TW 107120641A TW 107120641 A TW107120641 A TW 107120641A TW 201907578 A TW201907578 A TW 201907578A
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趙誠
剛 陳
戴森 H 戴
陸震偉
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Abstract

本發明揭示一種影像感測器，其包括：一半導體材料，其具有一受照表面及一非受照表面；一光電二極體，其形成於該半導體材料中，自該受照表面延伸以接收穿過該受照表面之一入射光，其中該所接收入射光在該光電二極體中產生電荷；一轉移閘極，其電耦合至該光電二極體以回應於一轉移信號而自該光電二極體轉移該等所產生電荷；一浮動擴散區，其電耦合至該轉移閘極以接收自該光電二極體轉移之該等電荷；一近紅外線(NIR)量子效率(QE)增強結構，其在該光電二極體之一區域內包括至少兩個NIR QE增強元件，其中該NIR QE增強結構經組態以藉由繞射、偏轉及反射之至少一者來修改該半導體材料之該受照表面處之該入射光以重新分佈該光電二極體內之該入射光以提高該影像感測器之一光學敏感度(其包含近紅外光敏感度)。

Description

具有增強之近紅外線量子效率的互補式金氧半導體影像感測器
本發明大體上係關於半導體影像感測器，且特定言之(但非排他)，本發明係關於具有增強近紅外線(NIR)量子效率(QE)之互補式金氧半導體(CMOS)影像感測器。
影像感測器已變得無處不在。其廣泛用於數位相機、蜂巢式電話、保全攝影機以及醫學、汽車及其他應用中。用於製造影像感測器之技術已快速持續發展。舉例而言，對更高解析度及更低電力消耗之要求已促進此等裝置進一步小型化及整合。
近紅外(NIR)光之偵測用於汽車及夜視應用中。然而，習知影像感測器裝置會歸因於用於現代微電子裝置中之半導體材料之能帶結構而無法很好吸收NIR光。即使習知影像感測器可吸收NIR光，但可能需要半導體足夠厚。額外半導體厚度會使其他製造步驟複雜化及/或降低效能。
此外，有利於吸收NIR光之諸多材料非常昂貴(固有地或由於處理材料所需之製造技術)、有毒及/或對可見光譜具有較低敏感度。因此，能夠偵測NIR光之諸多元素/化合物無法成為用於整合至現代電子裝置中之理想選擇。
本文描述用於具有增強NIR QE之一影像感測器之一設備之實例。在以下描述中，闡述諸多特定細節以提供實例之一透徹理解。然而，熟習相關技術者應認識到，可在無該等特定細節之一或多者之情況下或使用其他方法、組件、材料等等實踐本文所描述之技術。在其他例項中，未展示或詳細描述熟知結構、材料或操作以免使特定態樣不清楚。
參考本說明書中之「一實例」或「一實施例」意謂結合實例所描述之一特定特徵、結構或特性包含於本發明之至少一實例中。因此，出現於本說明書之各個位置中之片語「在一實例中」或「在一實施例中」未必係指相同實例。此外，特定特徵、結構或特性可依任何適方合式組合於一或多項實例中。
在本說明書中，使用若干技術術語。除非本文明確界定或其使用背景另有清楚指示，否則此等術語將採用其所屬技術領域之一般含義。應注意，元素名稱及符號在本發明中可互換使用(例如Si對矽)，然而，兩者具有相同含義。
圖12係示意性地繪示根據本發明之一實施例之一成像系統之一實例的一方塊圖。成像系統1200包含像素陣列1205、控制電路1221、讀出電路1211及功能邏輯1215。在一實例中，像素陣列1205係光電二極體或影像感測器像素(例如像素P1、P2…、Pn)之二維(2D)陣列。如圖中所繪示，將光電二極體配置成列(例如列R1至Ry)及行(例如行C1至Cx)以獲取個人、位置、物件等等之影像資料，接著可使用影像資料來呈現個人、位置、物件等等之一2D影像。然而，應瞭解，在其他實例中，光電二極體未必配置成列及行，而是可採用其他組態。
在一實例中，在像素陣列1205中之影像感測器光電二極體/像素已獲取其影像資料或影像電荷之後，由讀出電路1211讀出影像資料且接著將其轉移至功能邏輯1215。在各種實例中，讀出電路1211可包含放大電路、類比轉數位(ADC)轉換電路或其他。功能邏輯1215可僅儲存影像資料或甚至藉由應用影像後效應(例如剪裁、旋轉、消除紅眼、調整亮度、調整對比度或其他)來操縱影像資料。在一實例中，讀出電路1211可沿讀出行線一次讀出一列影像資料(如圖中所繪示)或可使用諸如所有像素同時串列讀出或全並行讀出之各種其他技術來讀出影像資料(圖中未繪示)。
在一實例中，控制電路1221耦合至像素陣列1205以控制像素陣列1205中之複數個光電二極體之操作。舉例而言，控制電路1221可產生用於控制影像獲取之一快門信號。在一實例中，快門信號係一全域快門信號，其用於同時啟用像素陣列1205內之所有像素以在一單一獲取窗期間同時擷取其各自影像資料。在另一實例中，快門信號係滾動快門信號，使得在連續獲取窗期間循序啟用像素之各列、各行或各群組。在另一實例中，影像獲取與照明效應(諸如閃光)同步。
在一實例中，成像系統1200可包含於數位相機、蜂巢式電話、膝上型電腦、汽車或其類似者中。另外，成像系統1200可耦合至其他硬體件，諸如處理器(通用或其他)、記憶體元件、輸出(USB埠、無線發射器、HDMI埠等等)、照明/閃光燈、電輸入(鍵盤、觸控顯示器、跟蹤墊、滑鼠、麥克風等等)及/或顯示器。其他硬體件可將指令傳送至成像系統1200，自成像系統1200提取影像資料，或操縱由成像系統1200供應之影像資料。
在一實例中，圖7A係根據本發明之一實施例之圖12之陣列像素1205中之一實例性前照式影像感測器700之一俯視圖。圖7B係沿線G-G'切割之圖7A之一橫截面圖。前照式影像感測器700包括一半導體材料711作為一基板。在一實例中，半導體材料711係P型摻雜Si基板。光電二極體702安置於半導體材料711中以接收穿過前側表面706 (作為半導體材料711之受照表面)之影像光。在一實例中，摻雜劑植入至半導體材料711中以形成光電二極體702。一轉移閘極703電耦合至光電二極體702以回應於一轉移信號而自光電二極體702轉移影像電荷。在一實例中，轉移閘極703包含一多晶閘極及多晶閘極與半導體材料711之間之一介電薄膜。一浮動擴散區704電耦合至轉移閘極703以接收來自光電二極體702之影像電荷。在一實例中，為減小由熱電子引起之暗電流，一前側P+摻雜層707安置於前側表面706上。前側P+摻雜層707可藉由離子植入或電漿摻雜程序來由P型摻雜形成。在圖7A所描繪之實例中，一重設電晶體RESET耦合至浮動擴散區704以重設浮動擴散區704中之影像電荷。儘管圖7A中未描繪，但一放大器電晶體亦可耦合至浮動擴散區704以放大浮動擴散區704中之影像電荷。
在一實例中，圖8A係根據本發明之一實施例之圖12之陣列像素1205中之一實例性背照式影像感測器800之一俯視圖。圖8B係沿線H-H'切割之圖8A之一橫截面圖。背照式影像感測器800包括一半導體材料811。在一實例中，半導體材料811係一P型摻雜Si層。光電二極體802安置於半導體材料811中以接收穿過背側表面805 (作為半導體材料811之受照表面)之影像光。在一實例中，摻雜劑植入至半導體材料811中以形成光電二極體802。一轉移閘極803電耦合至光電二極體802以回應於一轉移信號而自光電二極體802提取影像電荷。在一實例中，轉移閘極803包含一多晶閘極及多晶閘極與半導體材料811之間之一介電薄膜。一浮動擴散區804電耦合至轉移閘極803以接收來自光電二極體802之影像電荷。在一實例中，為減小由來自前側表面806之熱電子引起之暗電流，一前側P+摻雜層807安置於前側表面806上。前側P+摻雜層807可藉由離子植入或電漿摻雜程序來由P型摻雜形成。為減小由來自背側表面805之熱電子引起之暗電流，一背側P+摻雜層814亦安置於背側表面805上。背側P+摻雜層814可藉由離子植入或電漿摻雜程序來由P型摻雜形成。背側P+摻雜層814亦可藉由將一帶負電介電材料沈積於背側表面805上來形成。在圖8A所描繪之實例中，一重設電晶體RESET耦合至浮動擴散區804以重設浮動擴散區804中之影像電荷。儘管圖8A中未描繪，但一放大器電晶體亦可耦合至浮動擴散區以放大浮動擴散區804中之影像電荷。
如圖7A至圖7B及圖8A至圖8B兩者中所繪示，複數個近紅外線(NIR)量子效率(QE)增強結構安置於光電二極體中之受照表面處且經組態以藉由繞射、偏轉及反射之至少一者來修改半導體材料之受照表面處之入射光以重新分佈光電二極體內之入射光以提高影像感測器之一光學敏感度(其包含近紅外光敏感度)。在一實例中，各NIR QE增強結構在光電二極體之一區域內包括至少兩個NIR QE增強元件。
在圖7A至圖7B所描繪之實例中，NIR QE增強元件701安置於前側表面706 (其中接收穿過之入射光)處之光電二極體702中。在圖8A至圖8B所描繪之實例中，NIR QE增強元件801 (其相同於701)安置於背側表面805 (其中接收穿過之入射光)處之光電二極體802中。因為801位於背側表面805處，所以其在俯視圖8A中不可見。
作為圖7及圖8中所繪示之實例，NIR QE增強元件701及801配置成列及行。各NIR QE增強元件具有相同於一溝渠結構之一形狀(圖7中之701及圖8中之801)。在一實例中，溝渠結構具有0.2 um臨界尺寸及0.4 um深度。各NIR QE增強元件自受照表面穿過P+摻雜層而延伸至半導體材料中之光電二極體中。
在一實例中，各NIR QE增強元件包括一核心介電材料，其具有小於半導體材料之折射率的一折射率。作為一實例，半導體材料係矽。然而，熟習技術者應瞭解，根據本發明之教示，任何III族元素(B、Al、Ga、In、Tl)、IV族元素(C、Si、Ge、Sn、Pb)、V族元素(N、P、As、Sb、Bi)及此等元素之適合組合可用於形成半導體材料。在一些實例中，核心介電材料可包含氧化物/氮化物，例如氧化矽(SiO2 )、氧化鉿(HfO2 )、氮化矽(Si3 N4 )、氮氧化矽(SiOx Ny )、氧化鉭(Ta2 O5 )、氧化鈦(TiO2 )、氧化鋯(ZrO2 )、氧化鋁(Al2 O3 )、氧化鑭(La2 O3 )、氧化鐠(Pr2 O3 )、氧化鈰(CeO2 )、氧化釹(Nd2 O3 )、氧化鉕(Pm2 O3 )、氧化釤(Sm2 O3 )、氧化銪(Eu2 O3 )、氧化釓(Gd2 O3 )、氧化鋱(Tb2 O3 )、氧化鏑(Dy2 O3 )、氧化鈥(Ho2 O3 )、氧化鉺(Er2 O3 )、氧化銩(Tm2 O3 )、氧化鐿(Yb2 O3 )、氧化鑥(Lu2 O3 )、氧化釔(Y2 O3 )或其類似者。另外，熟習相關技術者應認識到，根據本發明之教示，可使用上述金屬/半導體及其氧化物/氮化物/氮氧化物之任何化學計量組合，只要其具有小於半導體材料之折射率的一折射率。
儘管圖7及圖8中未繪示，但各NIR QE增強元件亦可包括安置於光電二極體與核心介電材料之間之一襯墊材料。在一些實例中，襯墊材料可包含一帶負電高k介電材料或一摻雜半導體材料之至少一者。舉例而言，可蝕刻一溝渠且可將硼、氮或砷植入至溝渠之側壁中以形成一摻雜半導體材料作為襯墊材料。替代地，可蝕刻一溝渠且可將氧化鉿沈積於溝渠中以在將核心介電材料沈積至溝渠中之前形成一帶負電高k襯墊材料。
在其他實例中，各NIR QE增強元件亦可包括以下之一形狀：一平行六面體、一多邊形、圓柱體、一橢圓體、一半球體及一半球。NIR QE增強元件亦可採用其他組態(只要其具有一均勻臨界尺寸及形狀)，且依在相鄰NIR QE元件之間具有一致距離之一週期性圖案安置。圖1至圖6中繪示部分實例。
圖1A至圖6A係根據本發明之一實施例之圖12中之像素陣列1205之一影像感測器中之一實例性光電二極體102之俯視圖，且圖1B至圖6B係沿線切割之圖1A至圖6A之橫截面圖。圖中亦描繪隔離區域103。作為一實例，隔離區域103環繞光電二極體102且自受照表面延伸穿過半導體材料以電及光學隔離相鄰光電二極體102。在一實例中，隔離區域103可包含深溝渠隔離結構。為使描述保持一致及簡單，圖1至圖6中使用相同元件符號103來界定隔離區域且使用相同元件符號102來界定光電二極體。
作為圖1A及圖3A中所繪示之一實例，NIR QE增強元件101配置為一圓形圖案，其中一NIR QE增強元件位於中心處且剩餘NIR QE增強元件圍繞圓。圍繞圓之各兩個相鄰NIR QE增強元件間隔相同距離。作為圖2A及圖4A中所繪示之一實例，NIR QE增強元件101配置為一正方形圖案，其中一者位於中心處且剩餘者位於正方形之四個角隅處。角隅處之各兩個相鄰NIR QE增強元件間隔相同距離。
在一實例中，各NIR QE增強結構亦可在光電二極體之一區域內包括僅一個NIR QE增強元件。作為圖5A中所繪示之一實例，NIR QE增強元件501由相鄰於隔離區域103之一框架圖案形成。作為圖6A中所繪示之一實例，NIR QE增強元件601由光電二極體102之中心處之一十字形圖案形成。
作為圖1B至圖2B及圖5B至圖6B中所繪示之一實例，各NIR QE增強元件形成為具有一相同臨界尺寸及一相同深度之一溝渠結構。其自受照表面延伸至光電二極體中且由核心介電材料填充。儘管圖中未繪示，但各NIR QE增強元件亦可包括安置於光電二極體與核心介電材料之間之襯墊材料。替代地，作為圖3B至圖4B中所繪示之一實例，各NIR QE增強元件亦可至少部分安置於受照表面之頂部上且包括核心介電材料。
在一實例中，圖9A演示穿過不具有NIR QE增強結構之兩個相鄰內埋彩色濾光器陣列(BCFA)背照式(BSI)影像感測器之入射光路徑。各光電二極體之像素大小係2.0 um。影像感測器建置於3 um厚Si層中。一深溝渠隔離(DTI)結構安置於兩個相鄰光電二極體之間，一金屬柵格安置於兩個相鄰彩色濾光器之間，且兩個微透鏡安置於各自彩色濾光器之頂部上。
如圖9A中所繪示，針對不具有NIR QE增強結構之BCFA BSI影像感測器，將具有不同波長之入射光透射至Si層中之不同深度中。具有較長波長之入射光可具有更深入至Si層中之光路徑。若Si層之厚度短於入射光路徑之深度(此通常發生於具有長於800 nm之波長之NIR入射光上)，則部分入射光可透射穿過Si層且不被Si完全吸收。因此，QE可相應地較低。在一實例中，圖9B係圖9A之BCFA BSI影像感測器中之模擬入射光密度分佈。大多數NIR入射光沿光路徑分佈且透射穿過光電二極體。圖11演示基於相同於圖9A之BCFA BSI影像感測器之具有不同波長之入射光之模擬QE。具有850 nm波長之入射光之QE係約15%，且具有940 nm波長之QE係約11%。
作為一比較，圖10A亦演示穿過相同於圖9A但具有安置於背側表面處之光電二極體中之複數個NIR QE增強結構之兩個相鄰BCFA BSI影像感測器之入射光路徑。NIR QE增強結構經組態以具有相同於圖2A之正方形圖案。各NIR QE增強元件具有半徑為0.2 um之一半球形狀，其自背側表面延伸至Si層中且由SiO2 填充。SiO2 具有約1.45之一折射率，而Si具有約3.673之一折射率。當入射光自SiO2 透射至Si層中之光電二極體中時，光路徑在背側表面處藉由繞射、偏轉及反射之至少一者來修改。因此，如圖10B中所繪示，入射光在光電二極體內被重新分佈，此引起更多入射光留在Si層中且由Si吸收。因此，影像感測器之NIR光敏感度被提高。圖11演示基於相同於圖10A之BCFA BSI影像感測器之具有不同波長之入射光之模擬QE。具有850 nm波長之入射光之QE自約15%提高至約40%，且具有940 nm波長之QE自約11%提高至約34%。另一方面，紅光、藍光及綠光之QE不會受NIR QE增強結構顯著影響，此係因為其光路徑具有短於Si層之一深度。此外，熟習技術者亦應瞭解，DTI需要足夠深以防止圖10A及圖10B中之兩個相鄰光電二極體之間之光學及電串擾。
本發明所繪示之實例之以上描述(其包含[中文]中所描述之內容)不意欲具窮舉性或使本發明受限於所揭示之精確形式。熟習相關技術者應認識到，儘管本文為了繪示而描述本發明之特定實例，但可在本發明之範疇內進行各種修改。
可鑑於以上詳細描述來對本發明作出此等修改。隨附申請專利範圍中所使用之術語不應被解釋為使本發明受限於本說明書中所揭示之特定實例。確切而言，本發明之範疇將完全取決於根據申請專利範圍解譯之確定原則來解釋之以下申請專利範圍。
101‧‧‧近紅外線(NIR)量子效率(QE)增強元件
102‧‧‧光電二極體
103‧‧‧隔離區域
501‧‧‧NIR QE增強元件
601‧‧‧NIR QE增強元件
700‧‧‧前照式影像感測器
701‧‧‧NIR QE增強元件
702‧‧‧光電二極體
703‧‧‧轉移閘極
704‧‧‧浮動擴散區
706‧‧‧前側表面
707‧‧‧前側P+摻雜層
711‧‧‧半導體材料
800‧‧‧背照式影像感測器
801‧‧‧NIR QE增強元件
802‧‧‧光電二極體
803‧‧‧轉移閘極
804‧‧‧浮動擴散區
805‧‧‧背側表面
806‧‧‧前側表面
807‧‧‧前側P+摻雜層
811‧‧‧半導體材料
814‧‧‧背側P+摻雜層
1200‧‧‧成像系統
1205‧‧‧像素陣列
1211‧‧‧讀出電路
1215‧‧‧功能邏輯
1221‧‧‧控制電路
參考以下圖式來描述本發明之非限制及非窮舉實例，其中除非另有說明，否則相同元件符號係指所有各種視圖種之相同部件。
圖1A係根據本發明之一實施例之一影像感測器中之一實例性光電二極體之一俯視圖且圖1B係沿線A-A'切割之圖1A之一橫截面圖。
圖2A係根據本發明之一實施例之一影像感測器中之一實例性光電二極體之一俯視圖且圖2B係沿線B-B'切割之圖2A之一橫截面圖。
圖3A係根據本發明之一實施例之一影像感測器中之一實例性光電二極體之一俯視圖且圖3B係沿線C-C'切割之圖3A之一橫截面圖。
圖4A係根據本發明之一實施例之一影像感測器中之一實例性光電二極體之一俯視圖且圖4B係沿線D-D'切割之圖4A之一橫截面圖。
圖5A係根據本發明之一實施例之一影像感測器中之一實例性光電二極體之一俯視圖且圖5B係沿線E-E'切割之圖5A之一橫截面圖。
圖6A係根據本發明之一實施例之一影像感測器中之一實例性光電二極體之一俯視圖且圖6B係沿線F-F'切割之圖6A之一橫截面圖。
圖7A係根據本發明之一實施例之一實例性前照式成像感測器之一俯視圖且圖7B係沿線G-G'切割之圖7A之一橫截面圖。
圖8A係根據本發明之一實施例之一實例性背照式成像感測器之一俯視圖且圖8B係沿線H-H'切割之圖8A之一橫截面圖。
圖9A演示穿過不具有NIR QE增強結構之一實例性背照式影像感測器之光路徑，圖9B演示根據本發明之一實施例之圖9A之背照式影像感測器中之模擬光密度分佈。
圖10A演示穿過具有複數個NIR QE增強結構之一實例性背照式影像感測器之光路徑，圖10B演示根據本發明之一實施例之圖10A之背照式影像感測器中之模擬光密度分佈。
圖11係根據本發明之一實施例之具有複數個NIR QE增強結構之一實例性背照式影像感測器與不具有複數個NIR QE增強結構之一實例性背照式影像感測器之間之入射光之模擬QE對波長。
圖12係示意性地繪示根據本發明之一實施例之一成像系統之一實例的一方塊圖。
對應元件符號指示所有諸圖中之對應組件。熟習技術者應瞭解，圖中之元件出於簡單且清楚之目的而繪示且未必按比例繪製。舉例而言，圖中一些元件之尺寸可相對於其他元件放大以促進本發明之各種實施例之理解。此外，通常不描繪在一商業可行實施例中有用或必要之常見但好理解之元件以促進本發明之此等各種實施例之無障礙觀看。

Claims (20)

  1. 一種影像感測器，其包括： 一半導體材料，其具有一受照表面及一非受照表面； 一光電二極體，其形成於該半導體材料中，自該受照表面延伸以接收穿過該受照表面之一入射光，其中該所接收入射光在該光電二極體中產生電荷； 一轉移閘極，其電耦合至該光電二極體以回應於一轉移信號而自該光電二極體轉移該等所產生電荷； 一浮動擴散區，其電耦合至該轉移閘極以接收自該光電二極體轉移之該等電荷； 一近紅外線(NIR)量子效率(QE)增強結構，其在該光電二極體之一光敏區域內包括至少兩個NIR QE增強元件，其中該NIR QE增強結構經組態以藉由繞射、偏轉及反射之至少一者來修改該半導體材料之該受照表面處之該入射光以重新分佈該光電二極體內之該入射光以提高該影像感測器之一光學敏感度，該光學敏感度包含近紅外光敏感度。
  2. 如請求項1之影像感測器，其中該NIR QE增強結構之各NIR QE增強元件包括一介電材料，該介電材料具有小於該半導體材料之一折射率的一折射率。
  3. 如請求項1之影像感測器，其中該至少兩個NIR QE增強元件具有一均勻大小及形狀且依一週期性圖案安置。
  4. 如請求項1之影像感測器，其中該NIR QE增強結構之各NIR QE增強元件包括以下之一形狀：一平行六面體、一多邊形、一圓柱體、一橢圓體、一半球體及一半球。
  5. 如請求項1之影像感測器，其中該半導體材料之該受照表面係該半導體材料之一前側表面及一背側表面之一者。
  6. 如請求項1之影像感測器，其中該NIR QE增強結構之各NIR QE增強元件自該光電二極體中之該半導體材料之該受照表面延伸。
  7. 如請求項1之影像感測器，其中該NIR QE增強結構之各NIR QE增強元件至少部分安置於該半導體材料之該受照表面上。
  8. 如請求項1之影像感測器，其中一隔離區域至少部分環繞該光電二極體且電及光學隔離該光電二極體。
  9. 如請求項1之影像感測器，其進一步包括一重設電晶體，該重設電晶體電耦合至該浮動擴散區以重設該浮動擴散區中所接收之該等電荷。
  10. 如請求項1之影像感測器，其進一步包括一放大器電晶體，該放大器電晶體電耦合至該浮動擴散區以放大該浮動擴散區中所接收之該等電荷。
  11. 一種成像系統，其包括： 一半導體材料，其具有一受照表面及一非受照表面； 複數個光電二極體，其形成於該半導體材料中，自該受照表面延伸以接收穿過該受照表面之一入射光，其中該所接收入射光在該等光電二極體中產生電荷； 複數個隔離結構，其中該複數個隔離結構之各者安置於該複數個光電二極體之兩個相鄰光電二極體之間； 複數個轉移閘極，其電耦合至該複數個光電二極體以將該等所產生電荷自該複數個光電二極體轉移至一或多個浮動擴散區； 複數個近紅外線(NIR)量子效率(QE)增強結構，其中各NIR QE增強結構在該複數個光電二極體之個別光電二極體之一光敏區域內包括至少兩個NIR QE增強元件，其中該等NIR QE增強結構經組態以藉由繞射、偏轉及反射之至少一者來修改該半導體材料之該受照表面處之入射光以重新分佈該光電二極體內之該入射光以提高該成像系統之一光學敏感度，該光學敏感度包含近紅外光敏感度。
  12. 如請求項11之成像系統，其進一步包括複數個重設電晶體，其中該複數個重設電晶體之各者電耦合至該一或多個浮動擴散區以重設該一或多個浮動擴散區中所接收之該等電荷。
  13. 如請求項11之成像系統，其進一步包括複數個放大器電晶體，其中該複數個放大器電晶體之各者電耦合至該一或多個浮動擴散區以放大該一或多個浮動擴散區中所接收之該等電荷。
  14. 如請求項11之成像系統，其進一步包括一控制電路及一讀出電路，其中該控制電路控制該複數個光電二極體之操作，且該讀出電路自該複數個光電二極體讀出影像資料。
  15. 如請求項11之成像系統，其中該等NIR QE增強結構之各NIR QE增強元件包括一介電材料，該介電材料具有小於該半導體材料之一折射率的一折射率。
  16. 如請求項11之成像系統，其中該等NIR QE增強結構之至少兩個NIR QE增強元件具有一均勻大小及形狀且依一週期性圖案安置。
  17. 如請求項11之成像系統，其中該等NIR QE增強結構之各NIR QE增強元件包括以下之一形狀：一平行六面體、一多邊形、一圓柱體、一橢圓體、一半球體及一半球。
  18. 如請求項11之成像系統，其中該等NIR QE增強結構之各NIR QE增強元件自該光電二極體中之該半導體材料之該受照表面延伸。
  19. 如請求項11之成像系統，其中該等NIR QE增強結構之各NIR QE增強元件至少部分安置於該半導體材料之該受照表面上。
  20. 如請求項11之成像系統，其中該半導體材料之該受照表面係該半導體材料之一前側表面及一背側表面之一者。
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