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TWI777172B - 影像感測器以及形成影像感測器的方法 - Google Patents

影像感測器以及形成影像感測器的方法 Download PDF

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TWI777172B
TWI777172B TW109118281A TW109118281A TWI777172B TW I777172 B TWI777172 B TW I777172B TW 109118281 A TW109118281 A TW 109118281A TW 109118281 A TW109118281 A TW 109118281A TW I777172 B TWI777172 B TW I777172B
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黃正宇
莊君豪
橋本一明
周耕宇
江偉傑
吳紋浩
張志光
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台灣積體電路製造股份有限公司
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Abstract

一種影像感測器包含基板、第一光偵測器、第二光偵測器以及濾波器。第一光偵測器及第二光偵測器在基板中相鄰。濾波器上覆於第一光偵測器及第二光偵測器且包含第一分佈式布拉格反射器（DBR）、第二分佈式布拉格反射器，以及在第一分佈式布拉格反射器與第二分佈式布拉格反射器之間的第一間層。第一間層的厚度具有上覆於第一光偵測器的第一厚度值及上覆於第二光偵測器的第二厚度值。在一些實施例中，濾波器限於單個間層。在其他實施例中，濾波器更包含第二間層，其定義嵌入於第一間層中的柱狀結構且具有與第一間層不同的折射率。

Description

影像感測器以及形成影像感測器的方法
本申請是有關於一種影像感測器以及形成影像感測器的方法。
許多裝置包含感測入射輻射的光偵測器。舉例而言，互補金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide-semiconductor；CMOS)影像感測器可包括光偵測器的陣列以將光學影像轉換為表示所述光學影像的數位資料。然而，光偵測器通常極少能夠甚至不能夠區分輻射的不同波長(或顏色)。因此，濾波器可與光偵測器配對從而允許光偵測器感測特定輻射波長。
在一些實施例中，本揭露提供一種影像感測器，其包含：基板；第一光偵測器及第二光偵測器，其在所述基板中相鄰；以及濾波器，其上覆於所述第一光偵測器及所述第二光偵測器，其中所述濾波器包含：第一DBR；第二DBR；以及在所述第一DBR 與所述第二DBR之間的間層，其中所述間層的厚度具有上覆於所述第一光偵測器的第一厚度值及上覆於所述第二光偵測器的第二厚度值。
在一些實施例中，本揭露提供一種形成影像感測器的方法，所述方法包含：形成在基板中相鄰的第一光偵測器及第二光偵測器；在所述基板上沈積第一多層膜，其中所述第一多層膜包含在第一折射率與不同於所述第一折射率的第二折射率之間交替的第一層堆疊；在所述第一多層膜上方沈積間層；在所述間層上方沈積遮罩層；衝壓所述遮罩層以將圖案自印模轉印至所述遮罩層；在適當位置利用所述遮罩層對所述間層執行蝕刻以將所述圖案自所述遮罩層轉印至所述間層；以及在所述間層上沈積第二多層膜，其中所述第二多層膜包含在所述第一折射率與所述第二折射率之間交替的第二層堆疊。
在一些實施例中，本揭露提供另一種形成影像感測器的方法，所述方法包含：形成在基板中相鄰的第一光偵測器及第二光偵測器；在所述基板上沈積第一DBR；在所述第一DBR上沈積第一間層及感光層；將所述感光層暴露於輻射，其中所述輻射的強度具有分別上覆於所述第一光偵測器及所述第二光偵測器的不同強度值；使所述感光層顯影，其中所述感光層厚度在顯影之後具有分別上覆於所述第一光偵測器及所述第二光偵測器的不同值；在適當位置置對具有所述感光層的所述第一間層執行第一蝕刻以將所述感光層的厚度變化轉移至所述第一間層；以及在所述第一 間層上沈積第二DBR。
100、400A、400B、600、700A、700B、800A、800B、900、1100、1600、1700A、1800、1900A、2000、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3100、3300、3400、3500、3600、3700、3800、3900、4100、4200、4300、4400、4500、4600、4700、4800、5000、5100、5200、5300、5400、5600、5700、5800、5900、6000、6100、6200、6400、6500、6600:橫截面圖
102:窄頻濾波器
104:基板
106:光偵測器
106a:第一光偵測器
106b:第二光偵測器
106c:第三光偵測器
106d:第四光偵測器
108:第一折射率層
110:第二折射率層
112:間層結構
112f:第一間層
112s:第二間層
114:下部多層膜
116:上部多層膜
118:輻射
200、1700C、1900C:曲線圖
202、1706:曲線
204:低透射率帶
206:高透射率帶
402:柱狀結構
500A、500B、500C、500D、1700B、1900B:頂部佈局
902:背側結構
904:半導體裝置
906:內連線結構
908:隔離層
908a:第一隔離層
908b:第二隔離層
910:隔離襯套
912:金屬柵格
914:閘極電極
916:閘極介電層
918:介電隔片
920:內連線介電層
922:導線
924:通孔
1002:溝渠隔離結構
1102:溝渠
1302:金屬柵格開口
1602、2502:遮罩層
1702、3402:輻射
1704:灰色遮罩
1704o、3404o:不透明區
1704t、3404t:透明區
2100、3200、4000、4900、5500、6300:方塊圖
2102、2104、2106、2108、2110、2112、2114、2116、2118、3202、3204、3206、3208、3210、3212、3214、3216、3218、3220、3222、4002、4004、4006、4008a、4008b、4008c、4008d、4008e、4010a、4010b、4010c、4902、4904、4906、4908、4910、4912a、4912b、4912c、4912d、4912e、4912f、4912g、4914a、4914b、4914c、 4914d、4914e、5502、5504、5506、5508、5510、5512、5514、5516、5518、5520、6302、6304、6306、6308、6310、6312、6314、6316、6318、6320、6322、6324:動作
2202:模製基板
2202a:第一模製區
2202b:第二模製區
2302:印模
2302p:突起
2302s:載體基板
3302:蝕刻終止層
3404:光罩
3406、5004:第一開口
3502:第二開口
5002:第一遮罩層
5102:第二遮罩層
5602:模製開口
5602a:第一模製開口
5602b:第二模製開口
D1:第一深度
D2:第二深度
n1、n2:折射率
Pe:週期
Tfi、Tfri、Tsi、Tsri、Tmsk、Tmld:厚度
W:寬度
π:間距
λ:中心波長
△λ:寬度
當結合附圖閱讀時，自以下詳細描述最佳地理解本揭露的態樣。應注意，根據業界中的標準慣例，各種特徵未按比例繪製。事實上，為論述清楚起見，可任意增大或減小各種特徵的尺寸。
圖1示出包括窄頻濾波器的影像感測器的一些實施例的橫截面圖，其中所述窄頻濾波器具有厚度離散變化的單個間層。
圖2示出描述隨用於圖1的窄頻濾波器的波長而變化的透射率的曲線的一些實施例的曲線圖。
圖3示出圖1的影像感測器的一些替代性實施例的橫截面圖，其中單個間層的厚度連續地變化。
圖4A及圖4B示出包括窄頻濾波器的影像感測器的各種實施例的橫截面圖，其中間層之間的比率發生變化且間層及窄頻濾波器具有均勻厚度。
圖5A至圖5D示出圖4A及圖4B的間層的一些實施例的頂部佈局。
圖6示出包括窄頻濾波器的影像感測器的一些實施例的橫截面圖，其中間層之間的比率發生變化，間層具有可變厚度，且窄頻濾波器具有均勻厚度。
圖7A及圖7B示出圖6的影像感測器的各種替代性實施例的 橫截面圖。
圖8A及圖8B示出包括窄頻濾波器的影像感測器的各種實施例的橫截面圖，其中間層之間的比率發生變化且間層及窄頻濾波器具有可變厚度。
圖9示出圖8A的影像感測器的一些實施例的橫截面圖，其中進一步繪示內連線結構及半導體裝置。
圖10示出圖9的影像感測器的一些替代性實施例的橫截面圖，其中影像感測器為前側照明(frontside illuminated；FSI)。
圖11至圖16、圖17A、圖18、圖19A以及圖20示出使用灰色遮罩(gray mask)形成包括窄頻濾波器的影像感測器的方法的一些實施例的一系列橫截面圖，所述窄頻濾波器具有厚度會發生變化的單個間層。
圖17B、圖17C、圖19B以及圖19C示出根據灰色遮罩的一些實施例的圖17A及圖19A中的灰色遮罩的操作。
圖21示出圖11至圖16、圖17A、圖18、圖19A以及圖20的方法的一些實施例的方塊圖。
圖22至圖31示出圖11至圖16、圖17A、圖18、圖19A以及圖20的方法的一些替代性實施例的一系列橫截面圖，其中使用印模代替灰色遮罩。
圖32示出圖22至圖31的方法的一些實施例的方塊圖。
圖33至圖39示出形成包括窄頻濾波器的影像感測器的方法的一些實施例的一系列橫截面圖，其中間層之間的比率發生變化 且間層及窄頻濾波器具有均勻厚度。
圖40示出圖33至圖39的方法的一些實施例的方塊圖。
圖41至圖48示出使用印模的圖33至圖39的方法的一些替代性實施例的一系列橫截面圖。
圖49示出圖41至圖48的方法的一些實施例的方塊圖。
圖50至圖54示出形成包括窄頻濾波器的影像感測器的方法的一些實施例的一系列橫截面圖，其中間層之間的比率發生變化且間層及窄頻濾波器具有可變厚度。
圖55示出圖50至圖54的方法的一些實施例的方塊圖。
圖56至圖62示出形成包括窄頻濾波器的影像感測器的方法的一些實施例的一系列橫截面圖，其中間層之間的比率發生變化，間層具有可變厚度，且窄頻濾波器具有均勻厚度。
圖63示出圖56至圖62的方法的一些實施例的方塊圖。
圖64至圖66示出形成影像感測器的一些實施例的一系列橫截面圖，所述影像感測器為前側照明且包括窄頻濾波器。
本揭露提供用於實施本揭露的不同特徵的多個不同實施例或實例。以下描述組件及配置的特定實例以簡化本揭露。當然，這些僅為實例且不意欲為限制性的。舉例而言，在以下描述中，第一特徵形成於第二特徵上方或上可包含第一特徵及第二特徵直接接觸地形成的實施例，且亦可包含額外特徵可在第一特徵與第 二特徵之間形成使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本揭露可在各種實例中重複參考標號及/或字母。此重複是出於簡化及清晰的目的且本身並不指示所論述的各種實施例及/或組態之間的關係。
另外，為易於描述，本文中可使用諸如「在...之下」、「在...下方」、「下部」、「在...上方」、「上部」以及其類似者的空間相對術語，以描述如諸圖中所示出的一個元件或特徵相對於另一元件或特徵的關係。除圖式中所描繪的定向之外，空間相對術語亦意欲涵蓋裝置在使用或操作中的不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)且本文中所使用的空間相對描述詞可同樣相應地進行解譯。
一種類型的波長濾波器是吸收性濾波器。吸收性濾波器是由吸收一些輻射波長同時透射其他輻射波長的材料製造的濾波器。吸收性濾波器受到可用材料限制，使得可能難以控制吸收性濾波器的特性。舉例而言，可能難以實現窄透射帶。窄透射帶可例如為寬度小於約50奈米的透射帶。
另一類型的波長濾波器是微腔濾波器。微腔濾波器包括一對金屬板及夾在金屬板之間的薄膜。薄膜定義微腔，所述微腔出現透射帶內部波長的結構性介面內及出現在的透射帶外部波長的破壞性介面內。然而，儘管結構性介面用於透射帶內部的波長，但微腔濾波器由於金屬板的金屬的吸收而具有不佳透射。此外，透射帶藉由改變薄膜的厚度來移位。然而，具有不同透射帶的多 個波長濾波器通常一起用於影像感測器及其他裝置中。這導致許多遮罩用以設置各種波長濾波器的厚度，且因此由於遮罩昂貴而導致高成本。
又一類型的波長濾波器是採用具有週期性型式的金屬奈米結構的電漿濾波器。金屬奈米結構藉由表面電漿效應來過濾輻射波長，且可藉由改變週期性型式的間距來進行調整。然而，電漿濾波器的頻譜高度取決於輻射的入射角，所述輻射的入射角限制電漿濾波器的應用。此外，透射由於金屬奈米結構的金屬的吸收而不佳。
本申請案的各種實施例是關於一種包括波長可調諧窄頻濾波器的影像感測器，以及一種用於形成所述影像感測器的方法。在一些實施例中，影像感測器包括基板、第一光偵測器、第二光偵測器以及濾波器。第一光偵測器及第二光偵測器在基板中相鄰。濾波器上覆於第一光偵測器及第二光偵測器且包括第一分佈式布拉格反射器(distributed Bragg reflector；DBR)、第二DBR，以及在第一DBR與第二DBR之間的第一間層。第一間層的厚度具有上覆於第一光偵測器的第一厚度值及上覆於第二光偵測器的第二厚度值。在一些實施例中，濾波器限於單個間層(亦即，第一間層)。在其他實施例中，濾波器更包括第二間層，其定義嵌入於第一間層中的柱狀結構且具有與第一間層不同的折射率。
增大第一間層的厚度會增大濾波器的透射波長(亦即，減小濾波器的透射頻率)，且減小厚度會減小濾波器的透射波長 (亦即，增大濾波器的透射頻率)。由於第一間層的厚度在第一光偵測器及第二光偵測器處不同，所以濾波器的透射波長在第一光偵測器及第二光偵測器處不同。在濾波器更包括第二間層的實施例中，由於折射率不同，間層中的一者具有相對較低折射率且間層中的一者具有相對較高折射率。這允許跨越第一光偵測器及第二光偵測器調整高折射率材料與低折射率材料的比率。增大比率會增大濾波器的透射波長(亦即，減小濾波器的透射頻率)。減小比率會減小濾波器的透射波長(亦即，增大濾波器的透射頻率)。藉由調諧第一間層的厚度及/或藉由調諧比率，可在第一光偵測器及第二光偵測器處調諧透射波長。調諧厚度實現粗略控制且調諧比率實現精細控制。此外，藉由形成具有第一DBR及第二DBR以及第一間層的濾波器，透射帶可為狹窄的。此外，由於第一及第二DBR可經形成為不具有吸收性材料(例如，金屬或某一其他吸收性材料)，高透射率可在透射帶處實現。
參考圖1，提供包括窄頻濾波器102的影像感測器的一些實施例的橫截面圖100。窄頻濾波器102上覆於其中配置有多個光偵測器106的基板104。基板104可例如為塊狀單晶矽基板或某一其他適合的半導體基板。多個光偵測器106包括第一光偵測器106a、第二光偵測器106b以及第三光偵測器106c。窄頻濾波器102包括多個第一折射率層108、多個第二折射率層110以及彼此堆疊的間層結構112。
第一折射率層108及第二折射率層110以週期性型式交 替地堆疊在間層結構112上方及下方。下部多層膜114及上部多層膜116由第一折射率層108及第二折射率層110定義。下部多層膜114由以週期性型式交替地堆疊在間層結構112下方的第一折射率層108及第二折射率層110中的三者或更多者定義。上部多層膜116由以週期性型式交替地堆疊在間層結構112上方的第一折射率108及第二折射率層110中的三者或更多者定義。在一些實施例中，下部多層薄膜114及上部多層薄膜116為/或定義DBR。下部多層薄膜114及上部多層薄膜116產生低透射率帶(亦即，透射穿過窄頻濾波器102的波長的範圍低)。
間層結構112為/或包括第一間層112f。當與第一折射率層108及/或第二折射率層110相比時，第一間層110f具有不同折射率、不同厚度、不同材料或前述內容的任何組合以在下部多層膜114及/或上部多層膜116處打破週期性型式。打破週期性型式產生平分低透射率帶的高透射率帶(亦即，透射穿過窄頻濾波器102的波長的範圍高)。此外，第一間層112f具有跨越光偵測器106離散變化的厚度Tfi。舉例而言，第一間層112f的厚度Tfi具有與上覆於第二光偵測器106b相比不同的上覆於第一光偵測器106a的值。可變厚度改變高透射率帶的位置。
在影像感測器的使用期間，窄頻濾波器102接收在去往光偵測器106的途中的輻射118。此外，窄頻濾波器102藉由在第一折射率層108及第二折射率層110與第一間層112f之間的介面處的反射的建設性及破壞性干涉而選擇性地將輻射118透射至光 偵測器106。隨後，這類選擇性透射使光偵測器106在輻射的不同波長之間進行區分且因此在輻射的不同色彩之間進行區分。
如上文所提及，下部多層薄膜114及上部多層薄膜116產生低透射率帶。低透射率可例如為小於約40%、30%、20%或某一其他合適值的透射率。另外，間層結構112產生高透射率帶。高透射率為大於低透射率的透射率，且可例如為超過約80%、90%、95%或某一其他合適值的透射率。此外，由於窄頻濾波器102可經形成為不具有金屬及其他高吸收材料，高透射率可例如為與微腔濾波器及/或電漿子濾波器相比更高的透射率。高透射率帶亦為狹窄的且將低透射率帶等分成上部片段及下部片段。窄透射帶可例如為寬度小於約20奈米、35奈米或50奈米的透射帶。然而，其他寬度亦可適用。
增加第一間層112f的厚度Tfi使高透射率帶移位至更高波長。類似地，減小厚度Tfi使高透射率帶移位至更低波長。由於第一間層110f的厚度Tfi跨越光偵測器106發生變化，所以高透射率帶跨越光偵測器106發生變化。舉例而言，高透射率帶在第三光偵測器106c正上方可處於比在第二光偵測器106b正上方更低的波長。由於高透射率帶跨越光偵測器106發生變化，所以窄頻濾波器102使光偵測器106在輻射的不同波長之間進行區分，且因此在輻射的不同色彩之間進行區分。
繼續參考圖1，第一折射率層108具有在第一折射率層108中的每一者處相同或實質上相同的第一折射率。此外，第二折射率層110具有在第二折射率層110中的每一者處相同或實質上相同的第二折射率。第一折射率大於第二折射率，或反之亦然。 第一折射率及/或第二折射率可例如為約1.0至4.5、約1.0至2.5，或約1.5至4.5。然而，其他折射率值亦可適用。
第一折射率層108具有在第一折射率層108中的每一者處相同或實質上相同的第一厚度Tfri，且第二折射率層110具有在第二折射率層110中的每一者處相同或實質上相同的第二厚度Tsri。第一厚度Tfri及/或第二厚度Tsri可例如為約15奈米至300奈米、約25奈米至300奈米，或約15奈米至200奈米。然而，其他厚度值亦可適用。
第一折射率層108為/或包括第一材料，且第二折射率層110為/或包括第二材料。在一些實施例中，第一厚度Tfri及第二厚度Tsri不同且第一材料及第二材料相同。在其他實施例中，第一厚度Tfri及第二厚度Tsri不同且第一材料及第二材料不同。在其他實施例中，第一厚度Tfri及第二厚度Tsri相同且第一材料及第二材料不同。在一些實施例中，第一材料及第二材料對於藉由窄頻濾波器102透射的波長具有低吸收率。低吸收率可例如為小於約30%、20%、10%或某一其他合適值的吸收率。低吸收率材料與金屬形成對比，金屬通常具有高吸收率。在一些實施例中，第一材料及第二材料為介電質。第一材料及/或第二材料可例如為/或包括氧化矽、氧化鈦或某一其他合適的材料。
在第一折射率小於第二折射率的一些第一實施例中，第一折射率為約1.0至2.5，第二折射率為約1.5至4.5，第一厚度Tfri為約25奈米至300奈米，第二厚度Tsri為約15奈米至200奈米，第一材料為氧化矽，第二材料為氧化鈦，或前述內容的任何組合。在第一折射率大於第二折射率的一些第二實施例中，第一 折射率為約1.5至4.5，第二折射率為約1.0至2.5，第一厚度Tfri為約15奈米至200奈米，第二厚度Tsri為約25奈米至300奈米，第一材料為氧化鈦，第二材料為氧化矽，或前述內容的任何組合。然而，其他材料、厚度以及折射率亦適用於第一及第二實施例。在一些實施例中，第一折射率層108中的每一者就折射率、材料、厚度或前述內容的任何組合而言與第一折射率層108中的一者彼此相同。類似地，在一些實施例中，第二折射率層110中的每一者就折射率、材料、厚度或前述內容的任何組合而言與第二折射率層110中的一者彼此相同。
在一些實施例中，第一間層112f的折射率不同於第一折射率層108的第一折射率及/或第二折射率層110的第二折射率。在一些實施例中，第一間層112f的折射率為約1.0至4.5、約1.0至2.75、約2.75至4.5，或某一其他合適的折射率值。在一些實施例中，第一間層112f的厚度Tfi不同於第一折射率層108的第一厚度Tfri及/或第二折射率層110的第二厚度Tsri。在一些實施例中，第一間層112f的厚度Tfi為約30奈米至600奈米、約30奈米至315奈米、約315奈米至600奈米，或某一其他合適的厚度值。
在一些實施例中，第一間層112f為/或包括與第一折射率層108的第一材料及/或第二折射率層110的第二材料不同的材料。在一些實施例中，第一間層112f為透明的及/或對於藉由窄頻濾波器102透射的波長具有低吸收率。低吸收率可例如為小於約30%、20%、10%或某一其他合適值的吸收率。在一些實施例中，第一間層112f為/或包括介電質。第一間層112f可例如為/或包括氧化矽、氧化鈦或某一其他合適的材料。
參考圖2，提供描述隨圖1的窄頻濾波器102的波長而變化的透射率的曲線202的一些實施例的曲線圖200。下部多層膜114及上部多層膜116(參見圖1)產生低透射率帶204。低透射率帶204的銳度可例如藉由增加下部多層膜114及上部多層膜116中的第一折射率層108及第二折射率層110(參見圖1)的數目而提高。低透射率帶204的銳度可例如為在低透射率帶204的下限及上限處的曲線202的陡度。
低透射率帶204的位置取決於第一折射率層108及第二折射率層110的厚度Tfri、Tsri以及第一折射率層108及第二折射率層110的折射率。舉例而言，低透射率帶204的中心波長λ可如下：λ=2(n1Tfri+n2Tsri)/m。n1及n2分別為第一折射率層108的折射率及第二折射率層110的折射率。Tfri及Tsri分別為第一折射率層108的厚度及第二折射率層110的厚度。m為光學回應的階數，其為大於零的整數。
低透射率帶204的寬度△λ取決於低透射率帶204的中心波長λ，且亦取決於第一折射率層108及第二折射率層110的折射率。舉例而言，低透射率帶204的寬度△λ可如下：△λ=λ△n/2。△n為第一折射率層108的折射率與第二折射率層110的折射率之間的差。
間層結構112定義平分低透射率帶204的高透射率帶206。隨著第一間層112f的厚度Tfi增加及/或第一間層112f的折射率增加，高透射率帶206的波峰朝向更高波長移動。此外，隨著第一間層112f的厚度Tfi減小及/或第一間層112f的折射率減小，高透射率帶206的波峰朝向更低波長移動。
參考圖3，提供圖1的影像感測器的一些替代性實施例的橫截面圖，其中第一間層112f的厚度Tfi跨越光偵測器106連續地變化。舉例而言，厚度Tfi可自第一光偵測器106a至第三光偵測器106c連續地減小。
參考圖4A，提供圖1的影像感測器的一些替代性實施例的橫截面圖400A，其中第一間層112f的厚度Tfi跨越光偵測器106均勻或實質上均勻且間層結構112包括第二間層112s。第二間層112s具有與第一間層112f的厚度相同或實質上相同且跨越光偵測器106均勻或實質上均勻的厚度Tsi。此外，第二間層112s具有與第一間層112f不同的折射率且在第一間層112f中定義多個柱狀結構402。在一些實施例中，第二間層112s具有比第一間層112f大的折射率。在其他實施例中，第二間層112s具有比第一間層112f小的折射率。
柱狀結構402跨越光偵測器106以週期Pe週期性地重複，因此第二間層112s具有週期性型式。此外，柱狀結構402的週期Pe及/或柱狀結構402的個別體積跨越光偵測器106變化，因此週期性型式跨越光偵測器106發生變化。舉例而言，上覆於第一光偵測器106a的柱狀結構的個別體積大於上覆於第二光偵測器106b的柱狀結構的個別體積。個別體積可例如藉由柱狀結構402的個別寬度W、柱狀結構402的個別形狀、柱狀結構402的其他適合的參數或前述內容的任何組合發生變化。週期Pe及寬度W小於高透射率帶(參見例如圖2中的高透射率帶206)。
週期性型式的變化改變第二間層112s與第一間層112f的比率。增大比率會增大第二間層112s的填充因子同時減小第一 間層112f的填充因子。減小比率會減小第二間層112s的填充因子同時增大第一間層112f的填充因子。由於週期Pe及寬度W小於高透射率帶，比率發生變化且因此填充因素改變間層結構112的有效折射率。若週期Pe及寬度W大於高透射率帶，則填充因子可能不改變有效折射率。在第二間層112s具有大於第一間層112f的折射率的實施例中，增大第二間層112s的填充因子會增大間層結構112的有效折射率。另一方面，在第二間層112s具有小於第一間層112f的折射率的實施例中，增大第二間層112s的填充因子會減小間層結構112的有效折射率。
間層結構112的有效折射率的變化改變高透射率帶的位置。增大有效折射率使高透射率帶移位至更高波長，且減小有效折射率使高透射率帶移位至更低波長。因此，第二間層112s的週期性型式的變化可用於改變間層結構112的有效折射率且因此改變高透射率帶。隨後，這可用於使光偵測器106在輻射的不同波長之間進行區分且因此在輻射的不同色彩之間進行區分。
舉例而言，如所示出，週期性結構不同地上覆於第一光偵測器106a、第二光偵測器106b以及第三光偵測器106c中的每一者。第二間層112s的填充因子與上覆於第二光偵測器106b相比更高地上覆於第三光偵測器106c且與上覆於第三光偵測器106c相比更高地上覆於第一光偵測器106a。在第二間層112s具有比第一間層112f更高的折射率的實施例中，有效折射率及高透射率帶與上覆於第二光偵測器106b相比更高地上覆於第三光偵測器106c且與上覆於第三光偵測器106c相比更高地上覆於第一光偵測器106a。另一方面，在第二間層112s具有比第一間層112f更低的折 射率的實施例中，有效折射率及高透射率帶與上覆於第二光偵測器106b相比更低地上覆於第三光偵測器106c且與上覆於第三光偵測器106c相比更低地上覆於第一光偵測器106a。
在一些實施例中，第二間層112s的折射率不同於第一折射率層108的折射率及/或第二折射率層110的折射率。在一些實施例中，第二間層112s的折射率為約1.0至4.5、約1.0至2.75、約2.75至4.5，或某一其他合適值。在一些實施例中，第二間層112s的折射率為約1.5至4.5，且第一間層112f的折射率為約1.0至2.5，或反之亦然。然而，其他折射率值亦可適用。
在一些實施例中，第二間層112s為/或包括與第一折射率層108及/或第二折射率層110不同的材料。在一些實施例中，第二間層112s為/或包括與第一間層112f不同的材料，及/或第二間層112s為/或包括介電質。在一些實施例中，第二間層112s為透明的及/或對於藉由窄頻濾波器102透射的波長具有低吸收率。低吸收率可例如為小於約30%、20%、10%或某一其他合適值的吸收率。在一些實施例中，第二間層112s為/或包括氧化矽、氧化鈦或某一其他合適的材料。在一些實施例中，第二間層112s為/或包括氧化鈦，且第一間層112f為/或包括氧化矽，或反之亦然。
參考圖4B，提供圖4A的影像感測器的一些替代性實施例的橫截面圖400B，其中第二間層112s的厚度Tsi大於第一間層112f的厚度Tfi且延伸穿過窄頻濾波器102的整體厚度。
參考圖5A，圖4A及圖4B的間層結構112的一些實施例的頂部佈局500A，其中柱狀結構402為圓形。頂部佈局500A可例如沿著圖4A或圖4B中的線A截取。在替代性實施例中，柱狀 結構402可為三角形、正方形、矩形或某一其他合適的形狀。柱狀結構402的形狀可例如用於改變第二間層112s的週期性結構且因此可例如用於改變第一間層112f及第二間層112s的填充因子。填充因子的變化引起間層結構112的有效折射率的變化。
參考圖5B至圖5D，提供圖5A的間層結構112的一些替代性實施例的頂部佈局500B至頂部佈局500D。如圖5B中所示出，柱狀結構402的週期Pe增大以減小第二間層112s的填充因子。如圖5C中所示出，已切換第一間層112f及第二間層112s，因此第一間層112f定義柱狀結構402。如圖5D中所示出，柱狀結構402為菱形。此外，柱狀結構402的個別寬度W及柱狀結構402的週期Pe發生變化。
參考圖6，提供圖1的影像感測器的一些替代性實施例的橫截面視圖600，其中間層結構112包括在第一間層112f之下的第二間層112s。在替代性實施例中，第二間層112s上覆於第一間層112f。此外，第二間層112s的厚度Tsi跨越光偵測器106離散地變化且第一間層112f及第二間層112s的厚度Tfi、Tsi發生變化，因此間層結構112的厚度Ti(亦即，第一間層112f及第二間層112s的厚度Tfi、Tsi的總和)跨越光偵測器106均勻或實質上均勻。
藉由跨越光偵測器106改變第一間層112f及第二間層112s的厚度Tfi、Tsi，第二間層112s與第一間層112f的比率跨越光偵測器變化。增大比率會增大第二間層112s的填充因子同時減小第一間層112f的填充因子。減小比率會減小第二間層112s的填充因子同時增大第一間層112f的填充因子。如上文所描述，這類填充因子變化跨越光偵測器106改變間層結構112的有效折射率 且因此跨越光偵測器106改變窄頻濾波器102的高透射率帶。因此，第一間層112f及第二間層112s的厚度Tfi、Tsi的變化可用於改變間層結構112的有效折射率，且因此改變高透射率帶。隨後，這可用於使光偵測器106在輻射的不同波長之間進行區分且因此在輻射的不同色彩之間進行區分。
舉例而言，如所示出，第一間層112f及第二間層112s的厚度Tfi、Tsi不同地上覆於第一光偵測器106a、第二光偵測器106b以及第三光偵測器106c中的每一者，因此第一間層112f及第二間層112s的填充因子不同。第二間層112s的填充因子與上覆於第二光偵測器106b相比更高地上覆於第三光偵測器106c，且與上覆於第三光偵測器106c相比更高地上覆於第一光偵測器106a。在第二間層112s具有比第一間層112f更高的折射率的實施例中，有效折射率及高透射率帶與上覆於第二光偵測器106b相比更高地上覆於第三光偵測器106c且與上覆於第三光偵測器106c相比更高地上覆於第一光偵測器106a。在第二間層112s具有比第一間層112f更低的折射率的實施例中，有效折射率及高透射率帶與上覆於第二光偵測器106b相比更低地上覆於第三光偵測器106c，且與上覆於第三光偵測器106c相比更低地上覆於第一光偵測器106a。
參考圖7A及圖7B，提供圖6的影像感測器的一些替代性實施例的橫截面圖700A、橫截面圖700B，其中多個光偵測器106更包括第四光偵測器106d。此外，第二間層112s進一步定義如關於圖4A所描述的柱狀結構402。如圖7A中所示出，第二間層112s在第一間層112f之下。如圖7B中所示出，第二間層112s上覆於第一間層112f。在一些實施例中，柱狀結構402的頂部佈 局，如沿著線B截取，如圖5B中所示。在替代性實施例中，柱狀結構402的頂部佈局如圖5A、圖5C以及圖5D中的任一者中所示出。然而，其他頂部佈局亦可適用。
柱狀結構402隨第一間層112f及第二間層112s的厚度Tfi、Tsi的變化一起用於改變第一間層112f及第二間層112s的填充因子。如上文所描述，這類填充因子變化跨越光偵測器106改變間層結構112的有效折射率，且因此跨越光偵測器106改變窄頻濾波器102的高透射率帶(參見例如圖2中的高透射率帶206)。隨後，這使窄頻濾波器102選擇性地將輻射發射至光偵測器106，因此光偵測器106可在輻射的不同波長之間進行區分且因此在輻射的不同色彩之間進行區分。
舉例而言，如所示出，第二間層112s的填充因子與上覆於第一光偵測器106a相比更高地上覆於第三光偵測器106c，與上覆於第三光偵測器106c相比更高地上覆於第二光偵測器106b，且與上覆於第二光偵測器106b相比更高地上覆於第四光偵測器106d。在第二間層112s具有比第一間層112f更高的折射率的實施例中，有效折射率及高透射率帶與上覆於第一光偵測器106a相比更高地上覆於第三光偵測器106c，與上覆於第三光偵測器106c相比更高地上覆於第二光偵測器106b，且與上覆於第二光偵測器106b相比更高地上覆於第四光偵測器106d。在第二間層112s具有比第一間層112f更低的折射率的實施例中，有效折射率及高透射率帶與上覆於第一光偵測器106a相比更低地上覆於第三光偵測器106c，與上覆於第三光偵測器106c相比更低地上覆於第二光偵測器106b，且與上覆於第二光偵測器106b相比更低地上覆於第四 光偵測器106d。
參考圖8A，提供圖7A的影像感測器的一些替代性實施例的橫截面圖800A，其中間層結構112的厚度Ti跨越光偵測器106離散變化且第一間層112f及第二間層112s並不交疊。此外，柱狀結構402及厚度Ti皆用於使高透射率帶移位。
增大厚度Ti使高透射率帶移位至更高波長，且減小厚度Ti使高透射率帶移位至更低波長。使用柱狀結構402增大高折射率材料的填充因子會增大間層結構112的有效折射率且使高透射率帶移位至更高波長。使用柱狀結構402減小高折射率材料的填充因子會減小間層結構112的有效折射率且使高透射率帶移位至更低波長。因此，高透射率帶隨著厚度Ti及有效折射率的乘積增大而移位至更高波長，且隨著乘積減小移位至更低波長。
與藉由厚度移位高透射率帶的位置相比(例如，如在圖1中)，藉由有效折射率移位位置(例如，如在圖4A中)實現對位置的精細調整。另一方面，與藉由有效折射率移位高透射率帶的位置(例如，如在圖4A中)相比，藉由厚度移位位置(例如，如在圖1中)實現對位置的粗略調整。藉由有效折射率及厚度兩者移位高透射率帶的位置(例如，如在圖8A中)實現對位置的精細及粗略調整兩者。
由於第二間層112s的填充因子跨越光偵測器106發生變化，所以間層結構112的有效折射率跨越光偵測器106發生變化。由於有效折射率及厚度Ti兩者跨越光偵測器106發生變化，有效折射率及厚度Ti兩者跨越光偵測器106影響高透射率帶的移位。在一些實施例中，高透射率帶在光偵測器106中的每一者處移位 不同量。
參考圖8B，提供圖8A的影像感測器的一些替代性實施例的橫截面圖800B，其中第二間層112s的厚度Tsi大於第一間層112f的厚度Tfi且延伸穿過窄頻濾波器102的整體厚度。此外，間層結構112的厚度Ti跨越光偵測器106在第一間層112f的厚度Tfi與第二間層112s的厚度Tsi之間交替。
參考圖9，提供圖8A的影像感測器的一些更詳細實施例的橫截面圖900，其中窄頻濾波器102位於基板104的背側上且藉由背側結構902與背側分離。此外，半導體裝置904及內連線結構906位於與基板104的背側相對的基板104的前側上。
背側結構902包括隔離層908、隔離襯套910以及金屬柵格912。隔離層908及隔離襯套910覆蓋基板104的背側。隔離層908突出至基板104中以使光偵測器106彼此分離，且隔離襯套910襯著隔離層908的下表面以使隔離層908與基板104分離。總體而言，突起定義背側溝渠隔離結構。隔離層908可為/或包括例如氧化矽及/或一些其他合適的介電質。隔離襯套910可例如為具有大於約10的介電常數的高k介電質及/或一些其他合適的介電質。在一些實施例中，隔離層908及/或隔離襯套910為抗反射塗層(antireflective coating；ARC)。
金屬柵格912內埋於隔離層908中以充當行進至光偵測器106的輻射的反射性導引件。藉由充當輻射導引件，金屬柵格912可例如減少光偵測器106之間的串話且增強量子效率。金屬柵格912可為/或包括例如銅、鋁銅、鋁、一些其他適合的金屬或前述內容的任何組合。
半導體裝置904部分地由基板104定義，且可為例如金屬氧化物半導體場效應裝置(metal-oxide-semiconductor field-effect device；MOSFET)、一些其他合適的金屬氧化物半導體(metal-oxide-semiconductor；MOS)裝置、一些其他合適的絕緣閘極場效電晶體(insulated-gate field-effect transistor；IGFET)、一些其他合適的半導體裝置或前述內容的任何組合。在一些實施例中，半導體裝置904及光偵測器106共同地定義像素感測器。像素感測器可例如為主動像素感測器或一些其他合適的像素感測器。在一些實施例中，半導體裝置904包括對應閘極電極914、對應閘極介電層916、對應介電隔片918以及對應源極/汲極區(未示出)。源極/汲極區位於基板104中，且閘極電極914各自包夾於源極/汲極區中的兩者之間。閘極介電層916將閘極電極914與基板104間隔開。介電隔片918位於閘極電極914的側壁上。
內連線結構906包括內連線介電層920、多根導線922以及多個通孔924。導線922及通孔924交替堆疊於內連線介電層920中以定義至半導體裝置904的導電路徑。導電路徑使半導體裝置904互連及/或自影像感測器外部提供至半導體裝置904的電耦接。
參考圖10，提供圖9的影像感測器的一些替代性實施例的橫截面圖1000，其中影像感測器為前側照明而非背側照明的。因此，省略背側結構902，且溝渠隔離結構1002延伸至基板104的前側中以實體地且電性地分離光偵測器106。溝渠隔離結構1002可為/或包括介電質，且可例如為淺溝渠隔離(shallow trench isolation；STI)結構或一些其他合適的溝渠隔離結構。此外，半 導體裝置904及內連線結構906位於基板104與窄頻濾波器102之間。
雖然使用圖8A中的窄頻濾波器102的實施例示出圖9及圖10，但在替代性實施例中可使用圖1、圖3、圖4A、圖4B、圖6、圖7A、圖7B以及圖8B中的任一者中的窄頻濾波器102的實施例。
參考圖11至圖16、圖17A以及圖18，提供使用灰色遮罩以形成包括窄頻濾波器的影像感測器的方法的一些實施例的一系列橫截面圖1100至橫截面圖1600、橫截面圖1700A、橫截面圖1800，所述窄頻濾波器具有厚度會發生變化的單個間層。關於圖1示出及描述這種窄頻濾波器的實例。
如圖11的橫截面圖1100所示出，基板104的背側經圖案化以形成在基板104中使光偵測器106隔開的溝渠1102。光偵測器106包括第一光偵測器106a及第二光偵測器106b。基板104的背側位於基板104的相對側上作為基板104的前側，且半導體裝置904及內連線結構906位於基板104的前側上。半導體裝置904及/或內連線結構906可例如為如關於圖9所描述。圖案化可例如藉由微影/蝕刻製程或某一其他合適的圖案化製程執行。
如圖12的橫截面圖1200所示出，隔離襯套910及第一隔離層908a依序沈積，從而覆蓋基板104的背側的背側且填充溝渠1102(參見例如圖11)。隔離襯套910襯著基板104的背側的背側且部分地填充溝渠1102。第一隔離層908a覆蓋隔離襯套910且填充隔離襯套910上方的溝渠1102。總體而言，隔離襯套910及第一隔離層908a定義背側溝渠隔離結構。在一些實施例中，在 沈積第一隔離層908a之後，第一隔離層908a的頂部表面經平坦化，因此其為平面或實質上平面的。第一隔離層908a可為/或包括例如氧化矽及/或一些其他合適的介電質。隔離襯套910可例如為具有大於約10的介電常數的高k介電質及/或一些其他合適的介電質。在一些實施例中，隔離襯套910為ARC。
如圖13的橫截面圖1300所示出，第一隔離層908a經圖案化以形成橫向地(當自上而下觀看時)延伸以個別地包圍光偵測器106中的每一者的金屬柵格開口1302。圖案化可例如藉由微影/蝕刻製程或某一其他合適的圖案化製程執行。
如圖14的橫截面圖1400所示出，金屬柵格912形成於金屬柵格開口1302中(參見例如圖13)。用於形成金屬柵格912的製程可例如包括在金屬柵格開口1302中沈積金屬層且隨後對金屬層執行平坦化直至達至第一隔離層908a的頂部表面為止。然而，用於形成金屬柵格912的其他製程亦可適用。
如圖15的橫截面圖1500所示出，第二隔離層908b沈積於金屬柵格912及第一隔離層908a上方。第二隔離層908b可為/或包括例如氧化矽及/或一些其他合適的介電質。
圖15的橫截面圖1500亦示出，一或多個第一折射率層108及一或多個第二折射率層110沈積於第二隔離層908b上方。總共沈積了至少三個層。第一折射率層108及第二折射率層110具有不同折射率且以週期性型式堆疊以定義下部多層膜114。在一些實施例中，下部多層膜114為/或定義DBR。第一折射率層108及第二折射率層110以及下部多層膜114可例如如關於圖1所描述。
如圖16的橫截面圖1600所示出，第一間層112f沈積於下部多層膜114上方。當與第一折射率層108及/或第二折射率層110相比時，第一間層112f具有不同折射率、不同厚度、不同材料或前述內容的任何組合以在下部多層膜114處打破週期性型式。
在一些實施例中，第一間層112f的折射率不同於第一折射率層108的折射率及/或第二折射率層110的折射率。在一些實施例中，第一間層112f的折射率為約1.0至4.5、約1.0至2.75、約2.75至4.5，或某一其他合適值。在一些實施例中，第一間層112f的厚度Tfi為約30奈米至600奈米、約30奈米至315奈米、約315奈米至600奈米，或某一其他合適值。在一些實施例中，第一間層112f為/或包括介電質。在一些實施例中，第一間層112f為透明的及/或對於藉由窄頻濾波器102透射的波長具有低吸收率。低吸收率可例如為小於約30%、20%、10%或某一其他合適值的吸收率。在一些實施例中，第一間層112f為/或包括氧化矽、氧化鈦或某一其他合適的材料。
圖16的橫截面圖1600亦示出，遮罩層1602沈積於第一間層112f上方。遮罩層1602為光阻或某一其他合適的感光材料，且可例如藉由旋塗塗佈或某一其他合適的沈積製程沈積。
如圖17A的橫截面圖1700A所示出，遮罩層1602穿過灰色遮罩1704暴露於輻射1702，因此輻射1702的強度在第一光偵測器106a正上方比在第二光偵測器106b正上方更大。因此，顯影劑至遮罩層1602的後續施用在第一光偵測器106a正上方移除比在第二光偵測器106b正上方更大量的遮罩層1602。此外，遮罩層1602的厚度Tmsk在第一光偵測器106a正上方比在第二光偵 測器106b正上方更小。
灰色遮罩1704具有由透明區1704t包圍的多個不透明區1704o。不透明區1704o定義週期性型式，所述週期性型式橫向地變化且以小於輻射1702的波長的間距π重複。由於間距π小於波長，穿過灰色遮罩1704的輻射1702的強度隨著不透明區1704o的填充因子變化。隨著填充因子增大，輻射1702的強度減小，且反之亦然。相應地，由於不透明區1704o的填充因子在第二光偵測器106b正上方比在第一光偵測器106a正上方更大，所以輻射1702的強度在第一光偵測器106a正上方比在第二光偵測器106b正上方更大。
進一步參考圖17B及圖17C，示出根據灰色遮罩1704的一些實施例的圖17A的灰色遮罩1704的操作。圖17B為灰色遮罩1704的一些實施例的擴大頂部佈局1700B且具有自左至右離散增大的填充因子。圖17B由於其與圖17A中所示出的相比示出更多灰色遮罩1704而為「擴大的」。圖17C為曲線1706的一些實施例的曲線圖1700C，所述曲線1706將強度描述為灰色遮罩1704的填充因子的函數。如圖17C中所見，隨著填充因子離散增大，強度離散減小。
如圖18的橫截面圖1800所示出，對遮罩層1602(參見例如圖17)及第一間層112f執行蝕刻以將遮罩層1602的圖案轉印至第一間層112f。由於圖案轉印，第一間層112f的厚度Tfi跨越第一光偵測器106a及第二光偵測器106b離散地變化。此外，第一間層112f定義間層結構112。由於使用灰色遮罩1704(參見圖17A)，第一間層112f的厚度Tfi可跨越具有單個遮罩的光偵測 器106改變。光罩是昂貴的，由此使用單個遮罩會降低成本。
在蝕刻期間，所述蝕刻薄化遮罩層1602直至第一間層112f暴露在第一光偵測器106a正上方為止。在此時，第二光偵測器106b保持由遮罩層1602覆蓋。所述蝕刻隨後對第一光偵測器106a正上方的第一間層112f進行蝕刻，同時其對第二光偵測器106b正上方的遮罩層1602進行蝕刻。持續此操作直至遮罩層1602的圖案已轉印至第一間層112f為止，且在一些實施例中，已移除遮罩層1602。只要遮罩層1602中的任一者在蝕刻之後有剩餘，則自第一間層112f移除遮罩層1602的剩餘部分。
圖18的橫截面圖1800亦示出，一或多個額外第一折射率層108及一或多個額外第二折射率層110沈積於第一間層112f上方。總共沈積了至少三個層。額外第一折射率層108及第二折射率層110具有不同折射率且以週期性型式堆疊以定義上部多層膜116。在一些實施例中，上部多層膜116為/或定義DBR。額外第一折射率層108及第二折射率層110以及上部多層膜116可例如如關於圖1所描述。總體而言，下部多層膜114及上部多層膜116以及間層結構112定義窄頻濾波器102。
在影像感測器的使用期間，窄頻濾波器102接收在去往光偵測器106的途中的輻射。此外，窄頻濾波器102藉由在第一折射率層108及第二折射率層110與第一間層112f之間的介面處的反射的建設性及破壞性干涉而選擇性地將輻射118透射至光偵測器106。隨後，這類選擇性透射使光偵測器106在不同波長之間進行區分且因此在輻射的不同色彩之間進行區分。
下部多層膜114及上部多層膜116產生低透射率帶(參 見例如圖2中的低透射率帶204)，且間層結構112產生高透射率帶(參見例如圖2中的高透射率帶206)，所述高透射率帶為狹窄的且等分所述低透射率帶。增大第一間層112f的厚度Tfi使高透射率帶移位至更高波長且減小厚度Tfi使高透射率帶移位至下部波長。由於第一間層112f的厚度Tfi在第二光偵測器106b正上方比在第一光偵測器106a正上方更大，所以高透射率帶在第二光偵測器106b正上方可處於比在第一光偵測器106a正上方更高的波長。這使窄頻濾波器102在輻射的不同波長之間進行區分且因此在不同色彩之間進行區分。
雖然圖17A及圖18示出使用圖17A的灰色遮罩1704來離散改變圖17A的遮罩層1602的厚度Tmsk的方法的實施例，但所述方法的替代性實施例可使用灰色遮罩1704來連續地改變厚度Tmsk。舉例而言，灰色遮罩1704的不透明性可連續地變化，及/或不透明區1704o的填充因子可連續地變化，因此穿過灰色遮罩1704的輻射1702的強度連續地變化。
參考圖19A及圖20，橫截面圖1900A、橫截面圖2000示出所述方法的替代性實施例中的一些。這些替代性實施例自圖11至圖16處的動作進行至圖19A處的動作，且自圖19A處的動作進行至圖20處的動作，同時跳過圖17A及圖18處的動作。因此，圖19A及圖20為圖17A及圖18的替代例。此外，除了由遮罩層1602的厚度Tmsk連續地變化造成的差異以外，圖19A及圖20分別如圖17A及圖18所描述。
進一步參考圖19B及圖19C，示出根據灰色遮罩1704的一些實施例的圖19A的灰色遮罩1704的操作。圖19B為灰色遮罩 1704的一些實施例的擴大頂部佈局1900B且具有自左至右連續地增大的填充因子。圖19C為曲線1706的一些實施例的曲線圖1900C，所述曲線1706將強度描述為灰色遮罩1704的填充因子的函數。如圖19C中所見，強度隨著填充因子連續地增大而連續地減小。圖19B及圖19C可分別被視為圖17B及圖17C的替代性實施例。
雖然圖11至圖16、圖17A、圖18、圖19A以及圖20參考方法來描述，但應瞭解，圖11至圖16、圖17A、圖18、圖19A以及圖20中示出的結構並不限於所述方法而是可與所述方法單獨分離。雖然將圖11至圖16、圖17A、圖18、圖19A以及圖20描述為一系列動作，但應瞭解，在其他實施例中，可更改動作的次序。雖然圖11至圖16、圖17A、圖18、圖19A以及圖20示出且描述特定動作集，但在其他實施例中，所示出及/或描述的一些動作可省略。此外，未示出及/或未描述的動作可包含在其他實施例中。
參考圖21，提供圖11至圖16、圖17A、圖18、圖19A以及圖20的方法的一些實施例的方塊圖2100。
在動作2102處，形成在基板中相鄰的第一光偵測器及第二光偵測器。此外，在基板的前側上形成半導體裝置及內連線結構。參見例如圖11。
在動作2104處，形成延伸至基板的背側中且使第一光偵測器與第二光偵測器隔開的背側溝渠隔離結構。參見例如圖11及圖12。
在動作2106處，在基板的背側上形成金屬柵格。參見例 如圖13及圖14。
在動作2108處，在基板的背側上形成第一多層膜，其中第一多層膜自上而下在第一折射率與第二折射率之間交替。參見例如圖15。
在動作2110處，形成堆疊於第一多層膜上的間層及感光層。參見例如圖16。
在動作2112處，使用灰色遮罩將分別上覆於第一光偵測器及第二光偵測器的感光層的第一部分及感光層的第二部分暴露於分別具有不同強度的輻射。此外，使感光層顯影。參見例如圖17A或圖19A。
在動作2114處，在適當位置利用感光層對間層執行蝕刻以蝕刻第一量的間層的第一部分且進一步蝕刻與所述第一量不同的第二量的間層的第二部分，其中間層的第一部分及第二部分分別上覆於第一光偵測器及第二光偵測器。參見例如圖18或圖20。
在動作2116處，移除感光層的任何剩餘部分。參見例如圖18或圖20。
在動作2118處，在間層層上形成第二多層膜且使所述第二多層膜自上而下在第一折射率與第二折射率之間交替。參見例如圖18或圖20。
雖然圖21的方塊圖2100在本文中示出且描述為一系列動作或事件，但應瞭解，不應以限制性意義來解釋此類動作或事件的所示出次序。舉例而言，除本文中所示出及/或所描述的動作或事件之外，一些動作可與其他動作或事件以不同次序及/或同時出現。此外，並非可需要所有經示出的動作以實施本文中描述的 一或多個態樣或實施例，且本文中所描繪的動作中的一或多者可在一或多個單獨動作及/或相位中進行。
參考圖22至圖28，提供圖11至圖16、圖17A以及圖18的方法的一些替代性實施例的一系列橫截面圖2200至橫截面圖2800，其中使用印模代替灰色遮罩。
如圖22的橫截面圖2200所示出，模製基板2202經圖案化以便具有在第一模製區2202a及第二模製區2202b離散變化的厚度Tmld。如下文所見，第一模製區2202a及第二模製區2202b可例如對應於光偵測器。圖案化可例如藉由微影/蝕刻製程或某一其他合適的圖案化製程執行。模製基板2202可例如為塊狀矽基板及/或某一其他合適的基板。此外，模製基板2202可例如為晶圓或某一其他合適的基板。
如圖23的橫截面圖2300所示出，印模2302由模製基板2202的圖案形成，使得印模2302的厚度Ts跨越第一模製區2202a及第二模製區2202b離散地變化。印模2302包括載體基板2302s及在載體基板2302s之下的突起2302p。突起2302p自載體基板2302s向下突出，因此印模2302的底部表面與模製基板2202的頂部表面相符。突起2302p可例如為/或包括膠或某一其他合適的材料。載體基板2302s可例如為晶圓或某一其他適合的基板。
在一些實施例中，用於形成印模2302的製程包括在模製基板2202上沈積(紫外線)膠(例如，藉由紫外線光固化的膠)，將載體基板2302s置放在紫外線膠及模製基板2202上，以及用穿過載體基板2302s的紫外線輻射固化紫外線膠。在這類實施例中，突起2302p為/或包括已固化的紫外線膠，且載體基板2302s為/ 或包括玻璃或對於紫外線輻射透明的某一其他材料。不管前述製程及材料，其他製程及/或材料亦可用於形成印模2302。
如圖24的橫截面圖2400所示出，自模製基板2202移除印模2302。
如圖25的橫截面圖2500所示出，在基板104的背側上形成第一隔離層908a、第二隔離層908b、隔離襯套910以及金屬柵格912。此外，將一或多個第一折射率層108、一或多個第二折射率層110以及第一間層112f沈積於第二隔離層908b上方。第一折射率層108及第二折射率層110具有不同折射率且以週期性型式堆疊以定義下部多層膜114。
除了遮罩層2502的形成以外，圖25的結構及其形成如圖11至圖16處所描述。將遮罩層2502而非圖16的遮罩層1602沈積於第一間層112f上。遮罩層2502為/或包括可藉由衝壓圖案化的可流動及/或可彎曲材料。在一些實施例中，遮罩層2502為與光阻相比更具流動性的類似光阻的材料。遮罩層2502可例如藉由旋轉塗佈或某一其他合適的沈積製程形成。
如圖26的橫截面圖2600所示出，遮罩層2502經衝壓以將圖案自印模2302轉印至遮罩層2502。由於圖案轉印，遮罩層2502的厚度Tmsk跨越第一光偵測器106a及第二光偵測器106b離散地變化。另外，在一些實施例中，在圖案已轉印至遮罩層2502後，遮罩層2502即固化及/或硬化。固化及/或硬化可例如藉由加熱遮罩層2502或藉由某一其他合適的製程執行，從而將遮罩層2502暴露於穿過印模2302的輻射。在替代性實施例中，省略固化及/或硬化。
如圖27的橫截面圖2700所示出，自遮罩層2502移除印模2302。
如圖28的橫截面圖2800所示出，對遮罩層2502(參見例如圖27)及第一間層112f執行蝕刻以將遮罩層2502的圖案轉印至第一間層112f。只要遮罩層2502中的任一者在蝕刻之後有剩餘，則遮罩層2502的剩餘部分。由於圖案轉印，第一間層112f的厚度Tfi跨越第一光偵測器106a及第二光偵測器106b離散地變化。此外，第一間層112f定義間層結構112。可例如如關於圖18所描述的執行蝕刻。由於印模2302的使用(參見圖26)，第一間層112f的厚度Tfi可在不使用昂貴的微影製程工具的情況下跨越光偵測器106發生變化。
圖28的橫截面圖2800亦示出，將一或多個額外第一折射率層108及一或多個額外第二折射率層110沈積於第一間層112f上方。總共沈積了第一折射率層108及第二折射率層110中的至少三者額外第一折射率層108及第二折射率層110具有不同折射率且以週期性型式堆疊以定義上部多層膜116。額外第一折射率層108及第二折射率層110以及上部多層膜116可例如如關於圖1所描述。總體而言，下部多層膜114及上部多層膜116以及間層結構112定義窄頻濾波器102。
雖然圖22至圖28示出使用圖26的印模2302來離散改變圖26的遮罩層2502的厚度Tmsk的方法的實施例，但所述方法的替代性實施例可使用印模2302來連續地改變厚度Tmsk。舉例而言，圖22處的動作可藉由使用圖19A至圖19C處示出及描述的灰色遮罩1704的微影/蝕刻製程執行，使得模製基板2202的厚度Tmld 連續地變化。隨後，圖23處的圖案轉印可例如使得印模2302的厚度Ts連續地變化，且圖26處的圖案轉印可例如使得厚度Tmsk連續地變化。
參考圖29至圖31，橫截面圖2900至橫截面圖3100示出方法的替代性實施例中的一些。這些替代性實施例自圖22至圖25處的動作進行至圖29至圖31處的動作，同時跳過圖26至圖28處的動作。因此，除了由遮罩層2502的厚度Tmsk連續地變化造成的差異以外，圖29至圖31為圖26至圖28的替代例且分別如圖26至圖28所描述。
雖然圖22至圖31參考方法來描述，但應瞭解，圖22至圖31中所示出的結構並不限於所述方法而是可與所述方法單獨分離。雖然將圖22至圖31描述為一系列動作，但應瞭解，在其他實施例中，可更改動作的次序。雖然圖22至圖31示出且描述特定動作集，但在其他實施例中，所示及/或描述的一些動作可省略。此外，未示出及/或未描述的動作可包含在其他實施例中。
參考圖32，提供圖22至圖31的方法的一些實施例的方塊圖3200。
在動作3202處，在模製基板的表面中形成圖案，其中在圖案形成後所述表面具有分別在模製基板的不同模製區處的不同隆起。參見例如圖22。
在動作3204處，將圖案自模製基板轉印至印模。參見例如圖23及圖24。
在動作3206處，形成在基板中相鄰的第一光偵測器及第二光偵測器。此外，在基板的前側上形成半導體裝置及內連線結 構。參見例如圖25。
在動作3208處，形成延伸至基板的背側中且使第一光偵測器與第二光偵測器隔開的背側溝渠隔離結構。參見例如圖25。
在動作3210處，在基板的背側上形成金屬柵格。參見例如圖25。
在動作3212處，在基板的背側上形成第一多層膜，其中第一多層膜自上而下在第一折射率與第二折射率之間交替。參見例如圖25。
在動作3214處，形成堆疊於第一多層膜上的間層及遮罩層。參見例如圖25。
在動作3216處，將印模壓入至遮罩層中以將圖案自印模轉印至遮罩層。參見例如圖26及圖27或圖29及圖30。
在動作3218處，在適當位置利用遮罩層對間層執行蝕刻以將圖案自遮罩層轉印至間層，其中蝕刻以第一量延伸至間層的第一部分中且以與第一量不同的第二量進一步延伸至間層的第二部分中，且其中間層的第一部分及第二部分分別上覆於第一光偵測器及第二光偵測器。參見例如圖28或圖31。
在動作3220處，移除遮罩層的任何剩餘部分。參見例如圖28或圖31。
在動作3222處，在間層層上形成第二多層膜且使所述第二多層膜自上而下在第一折射率與第二折射率之間交替。參見例如圖28或圖31。
雖然在本文中將圖32的方塊圖3200示出且描述為一系列動作或事件，但應瞭解，不應以限制性意義來解釋此類動作或 事件的所示出的次序。舉例而言，除本文中所示出及/或所描述的動作或事件之外，一些動作可與其他動作或事件以不同次序及/或同時出現。此外，並非可需要所有經示出的動作以實施本文中描述的一或多個態樣或實施例，且本文中所描繪的動作中的一或多者可在一或多個單獨動作及/或相位中進行。
參考圖33至圖36，形成包括窄頻濾波器的影像感測器的方法的一些實施例的一系列橫截面圖3300至橫截面圖3600，其中間層之間的比率發生變化且間層及窄頻濾波器具有均勻厚度。關於圖4A示出及描述這種窄頻濾波器的實例。
如圖33的橫截面圖3300所示出，在基板104的背側上形成第一隔離層908a、第二隔離層908b、隔離襯套910以及金屬柵格912。此外，將一或多個第一折射率層108、一或多個第二折射率層110、第一間層112f以及遮罩層1602沈積於第二隔離層908b上方。第一折射率層108及第二折射率層110具有不同折射率且以週期性型式堆疊以定義下部多層膜114。
除了蝕刻終止層3302的形成以外，圖33的結構及其形成如圖11至圖16所描述。蝕刻終止層3302在第一折射率層108及第二折射率層110的沈積與第一間層112f的沈積之間沈積。蝕刻終止層3302為與第一間層112f及第一折射率層108及第二折射率層110中的鄰接者不同的材料。蝕刻終止層3302為介電質，且可例如為氮化矽、碳化矽、一些其他合適的介電質或前述內容的任何組合。在替代性實施例中，省略(亦即，並不形成)蝕刻終止層3302。
如圖34的橫截面圖3400所示出，遮罩層1602暴露於穿 過光罩3404的輻射3402，且隨後暴露於顯影劑，以在遮罩層1602中形成第一開口3406的圖案。光罩3404具有在光罩3404中定義圖案的一或多個不透明區3404o及一或多個透明區3404t。第一開口3406跨越光偵測器106以週期Pe週期性地重複。此外，第一開口3406的週期Pe及/或個別體積跨越光偵測器106發生變化。因此，上覆於第一光偵測器106a的第一開口3406的第一子集具有第一總體積，且上覆於第二光偵測器106b的第一開口3406的第二子集具有第二不同總體積。第一開口3406的個別體積可例如藉由第一開口3406的個別寬度W、第一開口3406的個別形狀、第一開口3406的其他適合的參數或前述內容的任何組合發生變化。週期Pe及寬度W小於正形成的窄頻濾波器的高透射率帶。
如圖35的橫截面圖3500所示出，在適當位置利用遮罩層1602對第一間層112f執行蝕刻以將圖案自遮罩層1602轉印至第一間層112f。因此，第一間層112f具有對應於第一開口3406(參見例如圖34)的第二開口3502的圖案。上覆於第一光偵測器106a的第二開口3502的第一子集具有第一總體積，且上覆於第二光偵測器106b的第二開口3502的第二子集具有第二不同總體積。蝕刻在蝕刻終止層3302上終止。
如圖35的橫截面圖3500亦示出，自第一間層112f移除遮罩層1602。
如圖36的橫截面圖3600所示出，在第二開口3502(參見例如圖35)中形成第二間層112s。第二間層112s具有與第一間層112f不同的折射率，且在第一間層112f中定義多個柱狀結構402。總體而言，第一間層112f及第二間層112s定義間層結構112。 在一些實施例中，用於形成第二間層112s的製程包括：1)將第二間層112s沈積在第二開口3502中且覆蓋第一間層112f；及2)隨後對第二間層112s執行平坦化直至第二間層112s的頂部表面與第一間層的頂部表面大約齊平為止。然而，其他製程亦可適用。
在一些實施例中，第二間層112s的折射率不同於第一折射率層108的折射率及/或第二折射率層110的折射率。在一些實施例中，第二間層112s的折射率為約1.0至4.5、約1.0至2.75、約2.75至4.5，或某一其他合適值。在一些實施例中，第二間層112s的折射率為約1.5至4.5，且第一間層112f的折射率為約1.0至2.5，或反之亦然。然而，其他折射率值亦可適用。
在一些實施例中，第二間層112s為/或包括與第一折射率層108及/或第二折射率層110不同的材料。在一些實施例中，第二間層112s為/或包括與第一間層112f不同的材料，及/或第二間層112s為/或包括介電質。在一些實施例中，第二間層112s為透明的及/或對於藉由窄頻濾波器102透射的波長具有低吸收率。低吸收率可例如為小於約30%、20%、10%或某一其他合適值的吸收率。在一些實施例中，第二間層112s為/或包括氧化矽、氧化鈦或某一其他合適的材料。在一些實施例中，第二間層112s為/或包括氧化鈦，且第一間層112f為/或包括氧化矽，或反之亦然。
圖36的橫截面圖3600亦示出，將一或多個額外第一折射率層108及一或多個額外第二折射率層110沈積於第一間層112f及第二間層112s上方。總共沈積了至少三個層。額外第一折射率層108及第二折射率層110具有不同折射率且以週期性型式堆疊以定義上部多層膜116。額外第一折射率層108及第二折射率 層110以及上部多層膜116可例如如關於圖1所描述。總體而言，下部多層膜114及上部多層膜116以及間層結構112定義窄頻濾波器102。
在影像感測器的使用期間，增大第二間層112s與第一間層112f的比率來取決於第一間層112f及第二間層112s中的哪一者具有更高折射率而使高透射率帶向上或向下移位。在第一間層112f具有更高折射率的實施例中，增大所述比率使高透射率帶移位至更低波長。在第二間層112s具有更高折射率的實施例中，增大所述比率使高透射率帶移位至更高波長。
由於第二間層112s與第一間層112f的比率在第一光偵測器106a上方更高，當第二間層112s具有比第一間層112f更高的折射率時，高透射率帶與第二光偵測器106b相比更高地上覆於第一光偵測器106a。此外，當第二間層112s具有比第一間層112f更低的折射率時，高透射率帶與第二光偵測器106b相比更低地上覆於第一光偵測器106a。
雖然圖33至圖36示出第二間層112s定位於第一間層112f的方法的實施例，第二間層112s可在方法的替代性實施例中延伸穿過窄頻濾波器的整體厚度。關於圖4B示出及描述這種窄頻濾波器的實例。
參考圖37至圖39，橫截面圖3700至橫截面圖3900示出方法的替代性實施例中的一些。這些替代性實施例自圖33處的動作進行，除去遮罩層1602的沈積。此外，在執行圖33處的動作時，蝕刻終止層3302實際上在第二隔離層908b的沈積與下部多層膜114的形成之間沈積。在圖33處的動作之後，方法進行至圖 37至圖39處的動作同時跳過圖34至圖36處的動作。如圖37的橫截面圖3700所示出，如圖36處所描述形成上部多層膜116，且隨後如圖33處所描述沈積遮罩層1602。如圖38的橫截面圖3800所示出，如圖34處所描述圖案化遮罩層1602。如圖39的橫截面圖3900所示出，在適當位置置利用遮罩層1602執行蝕刻以如圖35處所描述形成第二開口3502的圖案。此外，如圖35處所描述移除遮罩層1602，且如圖36處所描述以第二間層112s填充第二開口3502。
雖然圖33至圖39參考方法來描述，但應瞭解，圖33至圖39中所示出的結構並不限於所述方法而是可與所述方法單獨分離。雖然將圖33至圖39描述為一系列動作，但應瞭解，在其他實施例中，可更改動作的次序。雖然圖33至39示出且描述特定動作集，但在在其他實施例中，所示出及/或描述的一些動作可省略。此外，未示出及/或未描述的動作可包含在其他實施例中。
參考圖40，提供圖33至圖39的方法的一些實施例的方塊圖4000。
在動作4002處，形成在基板中相鄰的第一光偵測器及第二光偵測器。此外，在基板的前側上形成半導體裝置及內連線結構。參見例如圖33或圖37。
在動作4004處，形成延伸至基板的背側中且使第一光偵測器與第二光偵測器隔開的背側溝渠隔離結構。參見例如圖33或圖37。
在動作4006處，在基板的背側上形成金屬柵格。參見例如圖33或圖37。
在方法的第一實施例中，接下來執行動作4008a至動作4008e處的動作。在動作4008a處，在基板的背側上形成第一多層膜，其中第一多層膜自上而下在第一折射率與第二折射率之間交替。參見例如圖33。在動作4008b處，形成堆疊於第一多層膜上的蝕刻終止層及第一間層。參見例如圖33。在動作4008c處，對第一間層執行選擇性蝕刻且在蝕刻終止層上終止蝕刻，其中所述選擇性蝕刻形成上覆於第一光偵測器的第一組開口且進一步形成上覆於第二光偵測器的第二組開口，且其中第二組開口具有與第一組開口的總體積不同的總體積。參見例如圖34及圖35。在動作4008d處，以具有與第一間層的折射率不同的折射率的第二間層填充第一開口及第二開口。參見例如圖36。在動作4008e處，在第一間層及第二間層上形成第二多層膜且使所述第二多層膜自上而下在第一折射率與第二折射率之間交替。參見例如圖36。
在方法的第二實施例中，執行動作4010a至動作4010c處的動作而非動作4008a至動作4008e處的動作。在動作4010a處，在基板的背側上形成堆疊的蝕刻終止層、第一多層膜、第一間層以及第二多層膜，其中第一多層膜及第二多層膜自上而下在第一折射率與第二折射率之間交替。參見例如圖37。在動作4010b處，對第一多層膜及第二多層膜以及第一間層執行選擇性蝕刻，其中選擇性蝕刻在蝕刻終止層上終止，形成上覆於第一光偵測器的第一組開口，且形成上覆於第二光偵測器的第二組開口，且其中第二組開口具有與第一組開口的總體積不同的總體積。參見例如圖38及圖39。在動作4010c處，以具有與第一間層的折射率不同的折射率的第二間層填充第一開口及第二開口。參見例如圖39。
雖然在本文中將圖40的方塊圖4000示出且描述為一系列動作或事件，但應瞭解，不應以限制性意義來解釋此類動作或事件的所示出的次序。舉例而言，除本文中所示出及/或所描述的動作或事件之外，一些動作可與其他動作或事件以不同次序及/或同時出現。此外，並非可需要所有經示出的動作以實施本文中描述的一或多個態樣或實施例，且本文中所描繪的動作中的一或多者可在一或多個單獨動作及/或相位中進行。
參考圖41至圖45，使用印模的圖33至圖36的方法的一些替代性實施例的一系列橫截面圖4100至橫截面圖4500。
如圖41的橫截面圖4100所示出，用圖34處的遮罩層1602的圖案來圖案化模製基板2202。圖案化可例如藉由微影/蝕刻製程或某一其他合適的圖案化製程執行。微影/蝕刻製程在微影期間可例如使用圖34處的光罩3404。此外，在模製基板2202上使用模製基板2202的圖案形成印模2302且隨後自模製基板2202移除所述印模2302。印模2302包括載體基板2302s及在載體基板2302s之下的多個突起2302p。印模2302及其形成可例如為如圖22至圖24所描述。
如圖42的橫截面圖4200所示出，在基板104的背側上形成第一隔離層908a、第二隔離層908b、隔離襯套910以及金屬柵格912。此外，將一或多個第一折射率層108、一或多個第二折射率層110以及第一間層112f沈積於第二隔離層908b上方。第一折射率層108及第二折射率層110具有不同折射率且以週期性型式堆疊以定義下部多層膜114。
除了形成蝕刻終止層3302及遮罩層2502以外，圖42的 結構及其形成如圖11至圖16所描述。蝕刻終止層3302在第一折射率層108及第二折射率層110的沈積與第一間層112f的沈積之間沈積。在替代性實施例中，省略蝕刻終止層3302。將遮罩層2502而非圖16的遮罩層1602沈積於第一間層112f上。遮罩層2502及蝕刻終止層3302分別描述於圖25及圖33處。
圖42的橫截面圖4200亦示出，衝壓遮罩層2502以將圖案自印模2302轉印至遮罩層2502。另外，在一些實施例中，在圖案已轉印後即固化及/或硬化遮罩層2502。固化及/或硬化可例如藉由加熱遮罩層2502或藉由某一其他合適的製程執行，從而將遮罩層2502暴露於穿過印模2302的輻射。所得結構可例如如圖34處所描述。
如圖43的橫截面圖4300所示出，自遮罩層2502移除印模2302。
如圖44的橫截面圖4400所示出，在適當位置置利用遮罩層2502對第一間層112f執行蝕刻以將圖案自遮罩層2502轉印至第一間層112f。此外，自第一間層112f移除遮罩層1602。蝕刻及所得結構可例如如圖35處所描述。
如圖45的橫截面圖4500所示出，形成由第一間層112f包圍的第二間層112s。此外，在第一間層112f及第二間層112s上形成上部多層膜116。第二間層112s的形成及上部多層膜116的形成可例如如圖36處所描述且所得結構可例如如圖36處所描述。
雖然圖41至圖45示出第二間層112s定位於第一間層112f的方法的實施例，但在方法的替代性實施例中，第二間層112s 可延伸穿過窄頻濾波器的整體厚度。關於圖4B示出及描述這種窄頻濾波器的實例。
參考圖46至圖48，橫截面圖4600至橫截面圖4800示出方法的替代性實施例中的一些。這些替代性實施例自圖41及圖42處的動作進行，除去遮罩層2502的沈積及衝壓。此外，在執行圖42處的動作時，蝕刻終止層3302實際上在第二隔離層908b的沈積與下部多層膜114的形成之間沈積。在圖41及圖42處的動作之後，方法進行至圖46至圖48處的動作，同時跳過圖43至圖45處的動作。如圖46的橫截面圖4600所示出，如圖45處所描述形成上部多層膜116，且隨後如圖42處所描述沈積遮罩層2502。此外，如圖42所描述利用印模2302圖案化遮罩層2502。如圖47的橫截面圖4700所示出，自遮罩層2502移除印模2302。如圖48的橫截面圖4800所示出，如圖44處所描述在適當位置置利用遮罩層2502執行蝕刻。此外，如圖44處所描述移除遮罩層2502，且如圖45處所描述形成第二間層112s。
雖然圖41至圖48參考方法來描述，但應瞭解，圖41至圖48中所示出的結構並不限於所述方法而是可與所述方法單獨分離。雖然將圖41至圖48描述為一系列動作，但應瞭解，在其他實施例中，可更改動作的次序。雖然圖41至48示出且描述特定動作集，但在在其他實施例中，所示出及/或描述的一些動作可省略。此外，未示出及/或未描述的動作可包含在其他實施例中。
參考圖49，提供圖41至圖48的方法的一些實施例的方塊圖4900。
在動作4902處，在模製基板的表面中形成圖案，其中表 面具有在第一濾波器區處的第一組開口且進一步具有在第二濾波器區處的第二組開口，且其中第二組開口具有與第一組開口的總體積不同的總體積。參見例如圖41。
在動作4904處，將圖案自模製基板轉印至印模。參見例如圖41。
在動作4906處，形成在基板中相鄰的第一光偵測器及第二光偵測器。此外，在基板的前側上形成半導體裝置及內連線結構。參見例如圖42或圖46。
在動作4908處，形成延伸至基板的背側中且使第一光偵測器與第二光偵測器隔開的背側溝渠隔離結構。參見例如圖42或圖46。
在動作4910處，在基板的背側上形成金屬柵格。參見例如圖42或圖46。
在方法的第一實施例中，接下來執行動作4912a至動作4912g處的動作。在動作4912a處，在基板的背側上形成第一多層膜，其中第一多層膜自上而下在第一折射率與第二折射率之間交替。參見例如圖42。在動作4912b處，形成堆疊於第一多層膜上的蝕刻終止層、第一間層以及遮罩層。參見例如圖42。在動作4912c處，將印模壓入至遮罩層中以將圖案自印模轉印至遮罩層。參見例如圖42及圖43。在動作4912d處，在適當位置置利用遮罩層對第一間層執行蝕刻且在蝕刻終止層上終止蝕刻，其中所述蝕刻形成上覆於第一光偵測器的第一組開口且進一步形成上覆於第二光偵測器的第二組開口，且其中第二組開口具有與第一組開口的總體積不同的總體積。參見例如圖44。在動作4912e處，移除遮罩 層的任何剩餘部分。參見例如圖44。在動作4912f處，以具有與第一間層的折射率不同的折射率的第二間層填充第一開口及第二開口。參見例如圖45。在動作4912g處，在第一間層及第二間層上形成第二多層膜且使所述第二多層膜自上而下在第一折射率與第二折射率之間交替。參見例如圖45。
在方法的第二實施例中，執行動作4914a至動作4914e處的動作而非動作4912a至動作4912g處的動作。在動作4914a處，形成堆疊於基板的背側上的蝕刻終止層、第一多層膜、第一間層、第二多層膜以及遮罩層，其中第一多層膜及第二多層膜自上而下在第一折射率與第二折射率之間交替。參見例如圖46。在動作4914b處，將印模壓入至遮罩層中以將圖案自印模轉印至遮罩層。參見例如圖46及圖47。在動作4914c處，在適當位置置利用遮罩層對第一多層膜及第二多層膜以及第一間層執行蝕刻，其中蝕刻在蝕刻終止層上終止，形成上覆於第一光偵測器的第一組開口，且形成上覆於第二光偵測器的第二組開口，且其中第二組開口具有與第一組開口的總體積不同的總體積。參見例如圖48。在動作4914d處，移除遮罩層的任何剩餘部分。參見例如圖48。在動作4914e處，以具有與第一間層的折射率不同的折射率的第二間層填充第一開口及第二開口。參見例如圖48。
雖然在本文中將圖49的方塊圖4900示出且描述為一系列動作或事件，但應瞭解，不應以限制性意義來解釋此類動作或事件的所示出的次序。舉例而言，除本文中所示出及/或所描述的動作或事件之外，一些動作可與其他動作或事件以不同次序及/或同時出現。此外，並非可需要所有經示出的動作以實施本文中描 述的一或多個態樣或實施例，且本文中所描繪的動作中的一或多者可在一或多個單獨動作及/或相位中進行。
參考圖50至圖54，形成包括窄頻濾波器的影像感測器的方法的一些實施例的一系列橫截面圖5000至橫截面圖5400，其中間層之間的比率發生變化且間層及窄頻濾波器具有可變厚度。關於圖8A示出及描述這種窄頻濾波器的實例。
如圖50的橫截面圖5000所示出，在基板104的背側上形成第一隔離層908a、第二隔離層908b、隔離襯套910以及金屬柵格912。此外，將一或多個第一折射率層108、一或多個第二折射率層110以及第一間層112f沈積於第二隔離層908b上方。第一折射率層108及第二折射率層110具有不同折射率且以週期性型式堆疊以定義下部多層膜114。
除了蝕刻終止層3302、第一遮罩層5002以及額外光偵測器106c、光偵測器106d的形成以外，圖50的結構及其形成如圖11至圖16處所描述。蝕刻終止層3302在第一折射率層108及第二折射率層110的沈積與第一間層112f的沈積之間沈積。在替代性實施例中，省略蝕刻終止層3302。第一遮罩層5002而非圖16的遮罩層1602沈積於第一間層112f上。第一遮罩層5002取決於第一遮罩層5002隨後圖案化的方式發生變化。在一些實施例中，第一遮罩層5002為光阻或某一其他合適的感光材料。此類實施例可例如在第一遮罩層5002隨後藉由微影而圖案化時出現。在其他實施例中，第一遮罩層5002為/或包括可流動及/或可彎曲的材料。此類實施例可例如在第一遮罩層5002隨後藉由衝壓而圖案化時出現。額外光偵測器包括第三光偵測器106c及第四光偵測器 106d。
圖50的橫截面圖5000亦示出，圖案化第一遮罩層5002以在第一遮罩層5002中形成第一開口5004的圖案。第一開口5004跨越光偵測器106以週期Pe週期性地重複。此外，第一開口3406的週期Pe及/或個別體積跨越光偵測器106發生變化。因此，上覆於第一光偵測器106a的第一開口5004的第一子集及上覆於第三光偵測器106c的第一開口5004的第二子集各自具有第一總體積。此外，上覆於第二光偵測器106b的第一開口5004的第二子集及上覆於第四光偵測器106d的第一開口5004的第四子集各自具有不同於第一總體積的第二總體積。
在一些實施例中，藉由微影執行第一遮罩層5002的圖案化。在圖34處示出藉由微影進行圖案化的實例。在替代性實施例中，藉由衝壓執行第一遮罩層5002的圖案化。在圖41至圖43處示出藉由衝壓進行圖案化的實例。不管上文所提及的圖案化製程，其他圖案化製程亦可適用。
如圖51的橫截面圖5100所示出，在適當位置置利用第一遮罩層5002對第一間層112f執行蝕刻以將第一遮罩層5002的圖案轉印至第一間層112f。此外，移除第一遮罩層5002，且隨後在第二開口(未示出)中形成第二間層112s，所述第二開口在第一間層112f中自蝕刻產生。第一間層112f及第二間層112s共同地定義間層結構112。蝕刻及移除如關於圖35所描述。第二間層112s及其形成如關於圖36所描述。
圖51的橫截面圖5100亦示出，在第一間層112f及第二間層112s上形成第二遮罩層5102。如同第一遮罩層5002，第二 遮罩層5102取決於第二遮罩層5102隨後圖案化的方式發生變化。在一些實施例中，第二遮罩層5102為光阻或某一其他合適的感光材料。此類實施例可例如在第一遮罩層5002隨後使用灰色遮罩而圖案化時出現。在其他實施例中，第二遮罩層5102為/或包括可流動及/或可彎曲材料。此類實施例可例如在第二遮罩層5102隨後藉由衝壓而圖案化時出現。
如圖52的橫截面圖5200所示出，圖案化第二遮罩層5102以跨越光偵測器106改變第二遮罩層5102的厚度Tmsk。舉例而言，厚度Tmsk發生變化，因此其在第三光偵測器106c及第四光偵測器106d上方比在第一光偵測器106a及第二光偵測器106b上方更大。在一些實施例中，使用灰色遮罩藉由微影執行第二遮罩層5102的圖案化。在圖17A至圖17C處示出使用灰色遮罩藉由微影進行圖案化的實例。在替代性實施例中，藉由衝壓執行第二遮罩層5102的圖案化。在圖22至圖27處示出藉由衝壓進行圖案化的實例。不管上文所提及的圖案化製程，其他圖案化製程亦可適用。
如圖53的橫截面圖5300所示出，在適當位置置利用第二遮罩層5102對間層結構112執行蝕刻以將第二遮罩層5102的圖案轉印至間層結構112。因此，間層結構112的厚度Ti跨越光偵測器106發生變化。此外，只要第二遮罩層5102中的任一者在蝕刻之後有剩餘，則自間層結構112移除第二遮罩層5102的剩餘部分。可例如如關於圖18所描述的執行蝕刻及移除。
如圖54的橫截面圖5400所示出，在間層結構112上形成上部多層膜116。上部多層膜116及其形成如圖18處所描述。下部多層膜114及上部多層膜116以及間層結構112共同地定義 窄頻濾波器102。
在影像感測器的使用期間，增大間層結構112的厚度Ti使高透射率帶移位至更高波長且減小厚度Ti使高透射率帶移位至更低波長。增大第二間層112s與第一間層112f的比率使間層結構112的有效折射率移位且因此使高透射率帶移位。在第一間層112f具有更高折射率的實施例中，增大比率會降低有效折射率且使高透射率帶移位至更低波長。在第二間層112s具有更高折射率的實施例中，增大比率會增大有效折射率且使高透射率帶移位至更高波長。因此，高透射率帶隨著厚度Ti及有效折射率的乘積增大而移位至更高波長，且隨著乘積減小移位至更低波長。
由於第二間層112s的填充因子跨越光偵測器106發生變化，所以間層結構112的有效折射率跨越光偵測器106發生變化。由於有效折射率及厚度Ti兩者跨越光偵測器106發生變化，有效折射率及厚度Ti兩者跨越光偵測器106影響高透射率帶的移位。在一些實施例中，高透射率帶在光偵測器106中的每一者處移位不同量。
雖然圖50至圖54參考方法來描述，但應瞭解，圖50至圖54中所示出的結構並不限於所述方法而是可與所述方法單獨分離。雖然將圖50至圖54描述為一系列動作，但應瞭解，在其他實施例中，可更改動作的次序。雖然圖50至圖54示出且描述特定動作集，但是在其他實施例中，所示出及/或描述的一些動作可省略。此外，未示出及/或未描述的動作可包含在其他實施例中。
參考圖55，提供圖50至圖54的方法的一些實施例的方塊圖5500。
在動作5502處，形成在基板中相鄰的第一光偵測器及第二光偵測器。此外，在基板的前側上形成半導體裝置及內連線結構。參見例如圖50。
在動作5504處，形成延伸至基板的背側中且使第一光偵測器與第二光偵測器隔開的背側溝渠隔離結構。參見例如圖50。
在動作5506處，在基板的背側上形成第一多層膜，其中第一多層膜自上而下在第一折射率與第二折射率之間交替。參見例如圖50。
在動作5508處，形成堆疊於第一多層膜上的蝕刻終止層、第一間層以及遮罩層。參見例如圖50。
在動作5510處，藉由衝壓或微影來圖案化遮罩層。參見例如圖50。
在動作5512處，在適當位置置利用遮罩層對第一間層執行蝕刻且在蝕刻終止層上終止蝕刻，其中所述蝕刻形成上覆於第一光偵測器的第一組開口且進一步形成上覆於第二光偵測器的第二組開口，且其中第二組開口具有與第一組開口的總體積不同的總體積及與第一組開口的深度不同的深度。參見例如圖51。
在動作5514處，移除遮罩層的任何剩餘部分。參見例如圖51。
在動作5516處，以具有與第一間層的折射率不同的折射率的第二間層填充第一開口及第二開口。參見例如圖51。
在動作5518處，使上覆於第一光偵測器的第一間層及第二間層的頂部表面部分相對於上覆於第二光偵測器的第一間層及第二間層的頂部表面部分凹陷。參見例如圖51至圖53。
在動作5520處，在第一間層及第二間層上形成第二多層膜且使所述第二多層膜自上而下在第一折射率與第二折射率之間交替。參見例如圖54。
雖然在本文中將圖55的方塊圖5500示出且描述為一系列動作或事件，但應瞭解，不應以限制性意義來解釋此類動作或事件的所示出的次序。舉例而言，除本文中所示出及/或所描述的動作或事件之外，一些動作可與其他動作或事件以不同次序及/或同時出現。此外，並非可需要所有經示出的動作以實施本文中描述的一或多個態樣或實施例，且本文中所描繪的動作中的一或多者可在一或多個單獨動作及/或相位中進行。
參考圖56至圖62，形成包括窄頻濾波器的影像感測器的方法的一些實施例的一系列橫截面圖5600至橫截面圖6200，其中間層之間的比率發生變化，間層具有可變厚度，且窄頻濾波器具有均勻厚度。關於圖7B示出及描述這種窄頻濾波器的實例。
如圖56的橫截面圖5600所示出，圖案化模製基板2202以形成在第一模製區2202a上的且具有第一深度D1的多個第一模製開口5602a。第一模製開口5602a跨越第一模製區2202a以週期Pe週期性地重複。此外，第一模製開口5602a的週期Pe及/或個別體積跨越第一模製區2202a發生變化。可例如藉由微影/蝕刻製程或某一其他合適的圖案化製程執行圖案化以形成第一模製開口5602a。
如圖57的橫截面圖5700所示出，圖案化模製基板2202以形成在第二模製區2202b上的且具有小於第一深度D1的第二深度D2的多個第二模製開口5602b。在替代性實施例中，第二深度 D2大於第一深度D1。第二模製開口5602b跨越第二模製區2202b以週期Pe週期性地重複。此外，第二模製開口5602b的週期Pe及/或個別體積跨越第二模製區2202b發生變化。共同地，第一模製開口5602a及第二模製開口5602b在下文被稱作模製開口5602。可例如藉由微影/蝕刻製程或某一其他合適的圖案化製程執行圖案化以形成第二模製開口5602b。
如圖58的橫截面圖5800所示出，印模2302由模製基板2202的圖案形成。印模2302包括載體基板2302s及在載體基板2302s之下的多個突起2302p。突起2302p及/或載體基板2302s可例如如圖23處所描述，及/或印模2302可例如如圖23處所描述的形成。
如圖59的橫截面圖5900所示出，自模製基板2202移除印模2302。
如圖60的橫截面圖6000所示出，在基板104的背側上形成第一隔離層908a、第二隔離層908b、隔離襯套910以及金屬柵格912。此外，將一或多個第一折射率層108、一或多個第二折射率層110以及第一間層112f沈積於第二隔離層908b上方。第一折射率層108及第二折射率層110具有不同折射率且以週期性型式堆疊以定義下部多層膜114。
除了蝕刻終止層3302、第一遮罩層2502以及額外光偵測器106c、光偵測器106d的形成以外，圖60的結構及其形成如圖11至圖16處所描述。蝕刻終止層3302在第一折射率層108及第二折射率層110的沈積與第一間層112f的沈積之間沈積。在替代性實施例中，省略蝕刻終止層3302。將遮罩層2502而非圖16的 遮罩層1602沈積於第一間層112f上且為/或包括可流動及/或可彎曲材料。額外光偵測器包括第三光偵測器106c及第四光偵測器106d。
圖60的橫截面圖6000亦示出，衝壓遮罩層2502以將圖案自印模2302轉印至遮罩層2502。另外，在一些實施例中，在圖案已轉印後即固化及/或硬化遮罩層2502。
如圖61的橫截面圖6100所示出，自遮罩層2502移除印模2302。
如圖62的橫截面圖6200所示出，在適當位置置利用遮罩層2502對第一間層112f執行蝕刻以將圖案自遮罩層2502轉印至第一間層112f。此外，自第一間層112f移除遮罩層1602。可例如如關於圖35所描述的執行蝕刻。
如圖62的橫截面圖6200所示出，形成由第一間層112f包圍的第二間層112s。第一間層112f及第二間層112s定義間層結構112。此外，在第一間層112f及第二間層112s上形成上部多層膜116。下部多層膜114及上部多層膜116以及間層結構112定義窄頻濾波器102。第二間層112s的形成及上部多層膜116的形成可例如如圖36處所描述。
在影像感測器的使用期間，增大第二間層112s與第一間層112f的比率使間層結構112的有效折射率移位且因此使高透射率帶移位。在第一間層112f具有更高折射率的實施例中，增大比率會降低有效折射率且使高透射率帶更低地移位。在第二間層112s具有更高折射率的實施例中，增大比率會增大有效折射率且使高透射率帶更高地移位。由於所述比率跨越光偵測器106發生 變化，所以高透射率帶的位置跨越光偵測器106發生變化。
雖然圖56至圖62參考方法來描述，但應瞭解，圖56至圖62中所示出的結構並不限於所述方法而是可與所述方法單獨分離。雖然將圖56至圖62描述為一系列動作，但應瞭解，在其他實施例中，可更改動作的次序。雖然圖56至圖62示出且描述特定動作集，但在其他實施例中，所示出及/或描述的一些動作可省略。此外，未示出及/或未描述的動作可包含在其他實施例中。
參考圖63，提供圖56至圖62的方法的一些實施例的方塊圖6300。
在動作6302處，在模製基板的表面中形成圖案，其中表面具有在第一模製區處的第一組開口且進一步具有在第二模製區處的第二組開口，且其中第二組開口具有與第一組開口的總體積不同的總體積及與第一組開口的深度不同的深度。參見例如圖56及圖57。
在動作6304處，將圖案自模製基板轉印至印模。參見例如圖58及圖59。
在動作6306處，形成在基板中相鄰的第一光偵測器及第二光偵測器。此外，在基板的前側上形成半導體裝置及內連線結構。參見例如圖60。
在動作6308處，形成延伸至基板的背側中且使第一光偵測器與第二光偵測器隔開的背側溝渠隔離結構。參見例如圖60。
在動作6310處，在基板的背側上形成金屬柵格。參見例如圖60。
在動作6312處，在基板的背側上形成第一多層膜，其中 第一多層膜自上而下在第一折射率與第二折射率之間交替。參見例如圖60。
在動作6314處，形成堆疊於第一多層膜上的蝕刻終止層、第一間層以及遮罩層。參見例如圖60。
在動作6316處，將印模壓入至遮罩層中以將圖案自印模轉印至遮罩層。參見例如圖60及圖61。
在動作6318處，在適當位置置利用遮罩層對第一間層執行蝕刻且在蝕刻終止層上終止蝕刻，其中所述蝕刻形成上覆於第一光偵測器的第一組開口且進一步形成上覆於第二光偵測器的第二組開口，且其中第二組開口具有與第一組開口的總體積不同的總體積及與第一組開口的深度不同的深度。參見例如圖62。
在動作6320處，移除遮罩層的任何剩餘部分。參見例如圖62。
在動作6322處，以具有與第一間層的折射率不同的折射率的第二間層填充第一開口及第二開口。參見例如圖62。
在動作6324處，在第一間層及第二間層上形成第二多層膜且使所述第二多層膜自上而下在第一折射率與第二折射率之間交替。參見例如圖63。
雖然在本文中將圖63的方塊圖6300示出且描述為一系列動作或事件，但應瞭解，不應以限制性意義來解釋此類動作或事件的所示出的次序。舉例而言，除本文中所示出及/或所描述的動作或事件之外，一些動作可與其他動作或事件以不同次序及/或同時出現。此外，並非可需要所有經示出的動作以實施本文中描述的一或多個態樣或實施例，且本文中所描繪的動作中的一或多 者可在一或多個單獨動作及/或相位中進行。
上文所描述方法(亦即，自圖11橫跨至圖63的方法)迄今已將影像感測器示出為背側照明。在替代性實施例中，影像感測器可為前側照明的。在這類替代性實施例中，在內連線結構906上形成窄頻濾波器102。為進行說明提供圖64至圖66。圖64至圖66示出圖50至圖54的方法的一些替代性實施例的一系列橫截面圖6400至橫截面圖6600，其中影像感測器為前側照明的。關於圖10示出及描述這類影像感測器的實例。
如圖64的橫截面圖6400所示出，在基板104中形成由溝渠隔離結構1002隔開的光偵測器106，所述溝渠隔離結構1002延伸至基板104的前側中。此外，在基板104的前側上形成半導體裝置904。
如圖65的橫截面圖6500所示出，在基板104的前側上形成內連線結構906。
如圖66的橫截面圖6600所示出，如關於圖50至圖54所示出及描述在內連線結構906上形成窄頻濾波器102。在替代性實施例中，如關於下述者所示出及描述形成窄頻濾波器102：1)圖15、圖16、圖17A以及圖18；2)圖19A及圖20；3)圖22至圖28；4)圖29至圖31；5)圖33至圖36；6)圖37至圖39；7)圖41至圖45；8)圖46至圖48；或9)圖56至圖62。
雖然圖64至圖66參考方法來描述，但應瞭解，圖64至圖66中所示出的結構並不限於所述方法而是可與所述方法單獨分離。雖然將圖64至圖66描述為一系列動作，但應瞭解，在其他實施例中，可更改動作的次序。雖然圖64至66示出且描述特定 動作集，但在其他實施例中，所示出及/或描述的一些動作可省略。此外，未示出及/或未描述的動作可包含在其他實施例中。
在一些實施例中，本揭露提供一種影像感測器，其包含：基板；第一光偵測器及第二光偵測器，其在所述基板中相鄰；以及濾波器，其上覆於所述第一光偵測器及所述第二光偵測器，其中所述濾波器包含：第一DBR；第二DBR；以及在所述第一DBR與所述第二DBR之間的間層，其中所述間層的厚度具有上覆於所述第一光偵測器的第一厚度值及上覆於所述第二光偵測器的第二厚度值。在一些實施例中，所述間層的所述厚度跨越所述第一光偵測器及所述第二光偵測器離散地變化。在一些實施例中，所述間層的所述厚度跨越所述第一光偵測器及所述第二光偵測器連續地變化。在一些實施例中，所述間層具有單一折射率。在一些實施例中，所述濾波器更包含多個柱狀結構，其延伸穿過所述間層且上覆於所述第一光偵測器及所述第二光偵測器，其中所述柱狀結構具有與所述間層的折射率不同的折射率。在一些實施例中，所述多個柱狀結構包含分別上覆於所述第一光偵測器及所述第二光偵測器的柱狀結構的第一子集及柱狀結構的第二子集，且其中所述第一子集的總體積與所述第二子集的總體積不同。在一些實施例中，所述多個柱狀結構包含分別上覆於所述第一光偵測器及所述第二光偵測器的柱狀結構的第一子集及柱狀結構的第二子集，其中所述第一子集中的所述柱狀結構具有與所述第二子集中的柱狀結構不同的頂部佈局。在一些實施例中，所述柱狀結構的頂部表面與所述間層的頂部表面齊平，其中所述柱狀結構的底部表面與所述間層的底部表面齊平。
在一些實施例中，本揭露提供一種形成影像感測器的方法，所述方法包含：形成在基板中相鄰的第一光偵測器及第二光偵測器；在所述基板上沈積第一多層膜，其中所述第一多層膜包含在第一折射率與不同於所述第一折射率的第二折射率之間交替的第一層堆疊；在所述第一多層膜上方沈積間層；在所述間層上方沈積遮罩層；衝壓所述遮罩層以將圖案自印模轉印至所述遮罩層；在適當位置利用所述遮罩層對所述間層執行蝕刻以將所述圖案自所述遮罩層轉印至所述間層；以及在所述間層上沈積第二多層膜，其中所述第二多層膜包含在所述第一折射率與所述第二折射率之間交替的第二層堆疊。在一些實施例中，所述遮罩層的上覆於所述第一光偵測器的第一頂部表面部分在衝壓之後在所述間層上具有第一隆起，其中所述遮罩層的上覆於所述第二光偵測器的第二頂部表面部分在衝壓之後在所述間層上具有第二隆起，且其中所述第一隆起及所述第二隆起不同。在一些實施例中，所述第一頂部表面部分及所述第二頂部表面部分具有平面輪廓，其中所述第一頂部表面部分至少覆蓋大部分所述第一光偵測器，且其中所述第二頂部表面部分至少覆蓋大部分所述第二光偵測器。在一些實施例中，所述遮罩層具有在衝壓之後上覆於所述第一光偵測器的第一組開口且更具有在衝壓之後上覆於所述第二光偵測器的第二組開口，且其中所述第一組開口具有與所述第二組開口的總體積不同的總體積。在一些實施例中，所述第一組開口具有第一深度，且所述第二組開口具有不同於所述第一深度的第二深度。在一些實施例中，所述遮罩層具有在衝壓之後上覆於所述第一光偵測器的第一組開口且更具有在衝壓之後上覆於所述第二光 偵測器的第二組開口，其中所述第一組開口具有與所述第二組開口的深度不同的深度。
在一些實施例中，本揭露提供另一種形成影像感測器的方法，所述方法包含：形成在基板中相鄰的第一光偵測器及第二光偵測器；在所述基板上沈積第一DBR；在所述第一DBR上沈積第一間層及感光層；將所述感光層暴露於輻射，其中所述輻射的強度具有分別上覆於所述第一光偵測器及所述第二光偵測器的不同強度值；使所述感光層顯影，其中所述感光層厚度在顯影之後具有分別上覆於所述第一光偵測器及所述第二光偵測器的不同值；在適當位置置對具有所述感光層的所述第一間層執行第一蝕刻以將所述感光層的厚度變化轉移至所述第一間層；以及在所述第一間層上沈積第二DBR。在一些實施例中，所述輻射的所述強度及所述感光層的所述厚度跨越所述第一光偵測器及所述第二光偵測器連續地變化。在一些實施例中，所述輻射的所述強度及所述感光層的所述厚度跨越所述第一光偵測器及所述第二光偵測器離散地變化。在一些實施例中，所述第一間層的上覆於所述第一光偵測器的第一頂部表面部分在所述第一蝕刻之後在所述第一DBR上具有第一隆起，其中所述第一間層的上覆於所述第二光偵測器的第二頂部表面部分在所述第一蝕刻之後在所述第一DBR上具有第二隆起，其中所述第一隆起及所述第二隆起不同，且其中所述第一頂部表面部分及所述第二頂部表面部分具有平面輪廓且各自至少覆蓋大部分的所述第一光偵測器及所述第二光偵測器中的相應一者。在一些實施例中，所述方法更包含：在所述第一間層上方沈積遮罩層；圖案化所述遮罩層以形成上覆於所述第一光 偵測器的第一組開口且進一步形成上覆於所述第二光偵測器的第二組開口；在適當位置置對具有所述遮罩層的所述第一間層執行第二蝕刻以將所述第一組開口及所述第二組開口轉移至所述第一間層；以及用具有與第一間層不同的折射率的第二間層填充所述第一組開口及所述第二組開口。在一些實施例中，所述圖案化包含衝壓所述遮罩層以同時形成所述第一組開口及所述第二組開口。
前文概述若干實施例的特徵以使得本領域的技術人員可更佳地理解本揭露的態樣。所屬領域的技術人員應理解，其可易於使用本揭露作為設計或修改用於實現本文中所引入的實施例的相同目的及/或達成相同優勢的其他方法及結構的基礎。所屬領域的技術人員亦應認識到，此類等效構造並不脫離本揭露的精神及範疇，且所屬領域的技術人員可在不脫離本揭露的精神及範疇的情況下在本文中進行作出改變、替代及更改。
100:橫截面圖
102:窄頻濾波器
104:基板
106:光偵測器
106a:第一光偵測器
106b:第二光偵測器
106c:第三光偵測器
108:第一折射率層
110:第二折射率層
112:間層結構
112f:第一間層
114:下部多層膜
116:上部多層膜
118:輻射
Tfi、Tfri、Tsri:厚度

Claims (9)

  1. 一種影像感測器，包括：基板；第一光偵測器及第二光偵測器，其在所述基板中相鄰；以及濾波器，其上覆於所述第一光偵測器及所述第二光偵測器，其中所述濾波器包括：第一分佈式布拉格反射器(distributed Bragg reflector，DBR)；第二分佈式布拉格反射器；第一間層，在所述第一分佈式布拉格反射器與所述第二分佈式布拉格反射器之間，具有開口；以及第二間層，被填充至所述開口，其中所述第二間層的折射率不同於所述第一間層的折射率。
  2. 如請求項1所述的影像感測器，其中所述第一間層的厚度跨越所述第一光偵測器及所述第二光偵測器離散地變化。
  3. 如請求項1所述的影像感測器，其中所述第一間層的厚度跨越所述第一光偵測器及所述第二光偵測器連續地變化。
  4. 如請求項1所述的影像感測器，其中上覆於所述第一光偵測器的所述第一間層的填充因子不同於上覆於所述第二光偵測器的所述第二間層的填充因子。
  5. 如請求項1所述的影像感測器，其中所述濾波器更包括：多個柱狀結構，該多個柱狀結構延伸穿過所述第一間層以及所述第二間層且上覆於所述第一光偵測器及所述第二光偵測器， 其中所述多個柱狀結構具有與所述第一間層的折射率不同的折射率。
  6. 一種形成影像感測器的方法，所述方法包括：形成在基板中相鄰的第一光偵測器及第二光偵測器；在所述基板上沈積第一多層膜，其中所述第一多層膜包括在第一折射率與不同於所述第一折射率的第二折射率之間交替的第一層堆疊；在所述第一多層膜上方沈積第一間層；在所述第一間層上方沈積第一遮罩層；衝壓所述第一遮罩層以將第一圖案自印模轉印至所述第一遮罩層；在適當位置利用所述第一遮罩層對所述第一間層執行第一蝕刻以將所述第一圖案自所述第一遮罩層轉印至所述第一間層；在所述第一間層上方沈積並圖案化第二遮罩層；在適當位置利用所述第二遮罩層對所述第一間層執行第二蝕刻以將所述第二圖案自所述第二遮罩層轉印至所述第一間層，其中所述第一蝕刻以及所述第二蝕刻的其中之一在所述第一光偵測器及所述第二光偵測器上改變所述第一間層的厚度，並且其中所述第一蝕刻以及所述第二蝕刻的其中另一在所述第一間層中形成上覆於所述第一光偵測器及所述第二光偵測器的開口；用具有與所述第一間層不同的折射率的第二間層填充至所述開口；以及在所述第一間層以及所述第二間層上沈積第二多層膜，其中所述第二多層膜包括在所述第一折射率與所述第二折射率之間交 替的第二層堆疊。
  7. 如請求項6所述的形成影像感測器的方法，其中所述第一遮罩層的上覆於所述第一光偵測器的第一頂部表面部分在衝壓之後在所述第一間層上具有第一隆起，其中所述第一遮罩層的上覆於所述第二光偵測器的第二頂部表面部分在衝壓之後在所述第一間層上具有第二隆起，且其中所述第一隆起及所述第二隆起不同。
  8. 如請求項7所述的形成影像感測器的方法，其中所述第一頂部表面部分及所述第二頂部表面部分具有平面輪廓，其中所述第一頂部表面部分至少覆蓋大部分所述第一光偵測器，且其中所述第二頂部表面部分至少覆蓋大部分所述第二光偵測器。
  9. 一種形成影像感測器的方法，所述方法包括：形成在基板中相鄰的第一光偵測器及第二光偵測器；在所述基板上沈積第一分佈式布拉格反射器(DBR)；在所述第一分佈式布拉格反射器上沈積第一間層及感光層；將所述感光層暴露於輻射，其中所述輻射的強度具有分別上覆於所述第一光偵測器及所述第二光偵測器的不同強度值；使所述感光層顯影，其中所述感光層的厚度具有在顯影之後分別上覆於所述第一光偵測器及所述第二光偵測器的不同值；在適當位置置對具有所述感光層的所述第一間層執行第一蝕刻以將所述感光層的厚度變化轉移至所述第一間層；在所述第一間層上方沈積遮罩層；圖案化所述遮罩層以形成上覆於所述第一光偵測器的第一組開口且進一步形成上覆於所述第二光偵測器的第二組開口； 在適當位置置對具有所述遮罩層的所述第一間層執行第二蝕刻以將所述第一組開口及所述第二組開口轉移至所述第一間層；用具有與所述第一間層不同的折射率的第二間層填充所述第一組開口及所述第二組開口；以及在所述第一間層上沈積第二分佈式布拉格反射器。
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