[发明专利]具有离散电子排斥元件阵列的光电检测器阵列

权利要求书

1.一种设备，其包含：

表面，其用以接收光；

多个光敏区域，其安置在衬底内；

材料，其耦合在所述表面与所述多个光敏区域之间，所述材料用以接收所述光，所述光中的至少一些光使所述材料中的电子自由；及

多个离散电子排斥元件，所述离散电子排斥元件耦合在所述表面与所述材料之间，所述离散电子排斥元件中的每一者对应于所述多个光敏区域中的不同光敏区域，且所述离散电子排斥元件中的每一者用以朝向对应光敏区域推斥所述材料中的电子。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述离散电子排斥元件通过二者之间的距离彼此分开。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述离散电子排斥元件中的每一者能够在所述材料中产生电场。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述材料包含半导体材料，且其中所述离散电子排斥元件中的每一者包含比所述半导体材料掺杂程度重的掺杂半导体材料。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述离散电子排斥元件的所述掺杂半导体材料包含掺杂有p+的半导体材料。

6.根据权利要求4所述的设备，其中所述掺杂半导体材料的厚度具有掺杂剂浓度上的梯度。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述离散电子排斥元件中的每一者能够在所述材料的邻近部分中产生空穴积累区域。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述离散电子排斥元件中的每一者包含金属层，其中所述金属层足够薄以允许光通过，且其中所述金属层包含能够在所述材料的邻近部分中产生空穴积累区域的金属。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述离散电子排斥元件中的每一者包含金属闪镀栅极。

10.根据权利要求1所述的设备，其中所述离散电子排斥元件中的每一者包含透明传导氧化物及透明传导涂层中的一者。

11.根据权利要求1所述的设备，其中所述离散电子排斥元件中的每一者具有基于所述对应光敏区域的范围的范围。

12.根据权利要求11所述的设备，其中所述离散电子排斥元件中的每一者仅覆盖在一个光敏区域上。

13.根据权利要求12所述的设备，其中所述离散电子排斥元件中的每一者具有与所述对应光敏区域的范围大致相当的范围。

14.根据权利要求13所述的设备，其中所述离散电子排斥元件中的每一者具有为对应光敏区域的占用面积的至少一半的占用面积，且其中分开所述离散电子排斥元件的距离为分开邻近光敏区域的距离的至少1/3。

15.根据权利要求1所述的设备，其中所述离散电子排斥元件中的每一者在所述对应光敏区域上方光学地对准，且其中所述离散电子排斥元件中的至少一者基于入射光的角度不正交于所述表面而偏移，从而无法在所述对应光敏区域上方直接对准。

16.根据权利要求1所述的设备，其中所述光敏区域安置在所述衬底的前侧部分内，且其中用以接收所述光的所述表面包含背侧表面，其中所述表面包含各自经光学对准以朝向对应光敏区域聚焦所述光的多个微透镜的表面，且进一步包含：

多个滤色器，其耦合在所述多个光学微透镜与所述材料之间。

17.一种背侧照明式图像传感器，其包含：

光敏区域阵列，其安置在衬底的前侧部分内；

背侧表面，其用以接收光；

材料，其耦合在所述背侧表面与所述光敏区域阵列之间，所述材料用以接收所述光，所述光中的至少一些光用以使所述材料中的电子自由；及

材料的阵列，所述材料的所述阵列耦合在所述背侧表面与所述材料之间，所述阵列中的每一材料对应于所述光敏区域中的一者，所述阵列中的每一材料包含选自比所述材料掺杂程度重的掺杂半导体材料及能够在所述材料中产生空穴积累区域的金属。

18.一种方法，其包含：

在光电检测器阵列的表面处接收光；

朝向多个光敏区域传输所述光；

借助所述光使材料中的电子自由；

在所述材料中产生多个中断的电场，所述中断的电场中的每一者对应于所述光敏区域中的一者；

借助所述电场朝向所述光敏区域驱动所述材料中的所述电子；及

在所述光敏区域处接收所述电子。