[发明专利]光电检测器、图像传感器和图像传感器制造方法

权利要求书

1.一种图像传感器，所述图像传感器包括：

多个光电二极管，其安置在半导体层中；

第一隔离层及电介质填充物，其中所述电介质填充物安置在所述第一隔离层中的沟槽中，且其中所述第一隔离层安置在所述半导体层与所述电介质填充物之间；

至少一个额外隔离层，其中所述第一隔离层安置在所述至少一个额外隔离层与所述半导体层之间；以及

所述至少一个额外隔离层中的多个光通道，其中所述多个光通道穿过所述至少一个额外隔离层延伸到所述电介质填充物，且其中所述多个光通道经安置以将光引导到所述多个光电二极管中。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述电介质填充物是光学透明的，且其中所述电介质填充物经安置以允许光通过所述电介质填充物进入到所述多个光电二极管中。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述电介质填充物包含高k电介质材料，且其中所述电介质填充物具有比所述至少一个额外隔离层慢的蚀刻速率。

4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述多个光电二极管、所述电介质填充物及所述多个光通道经光学对准以将光引导到所述多个光电二极管中。

5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述至少一个额外隔离层包含多个隔离层。

6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述多个光通道的横截面面积沿所述电介质填充物的方向降低。

7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述至少一个额外隔离层包含电介质材料，且其中所述至少一个额外隔离层的介电常数(k)低于所述电介质填充物的介电常数。

8.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括控制电路及读出电路，其中所述控制电路控制所述多个光电二极管的操作且所述读出电路从所述多个光电二极管读出图像电荷。

9.一种光电二极管，所述光电二极管包括：

一或多个光电二极管，其安置在半导体层中；

第一电介质层及周期性的第二电介质层，其中所述第一电介质层安置在所述第二电介质层与所述一或多个光电二极管之间，且其中所述第二电介质层与所述一或多个光电二极管光学地对准；及

第三电介质层，其中所述第一电介质层及所述周期性的第二电介质层安置在所述第三电介质层与所述半导体层之间，且其中所述第三电介质层嵌有从所述第二电介质层延伸穿过所述第三电介质层的光通道。

10.根据权利要求9所述的光电二极管，其中所述周期性的第二电介质层安置在所述第一电介质层中的沟槽中。

11.根据权利要求9所述的光电二极管，其中第三电介质层包含多个个别电介质层及金属互连件。

12.根据权利要求9所述的光电二极管，其中所述第二电介质层具有高于所述第一电介质层的介电常数(k)，且其中所述第二电介质层是光学透明的。

13.根据权利要求9所述的光电二极管，其中所述第三电介质层中的所述多个光通道与所述第二电介质层及所述一个或多个光电二极管光学地对准，使得光可进入所述光通道且通过所述第二电介质层并进入所述一个或多个光电二极管。

14.一种图像传感器制造方法，所述方法包括：

在半导体层上形成第一隔离层，其中所述半导体层含有多个光电二极管；

在所述第一隔离层中形成电介质填充物，其中所述第一隔离层安置在所述电介质填充物与所述半导体层之间；

形成至少一个额外隔离层，其中所述第一隔离层安置在所述至少一个额外隔离层与所述半导体层之间；以及

在所述至少一个额外隔离层中蚀刻多个光通道，其中所述光通道穿过所述至少一个额外隔离层延伸到所述电介质填充物。

15.根据权利要求14所述的方法，其中在所述第一隔离层中形成所述电介质填充物包含：

在所述第一隔离层中蚀刻多个沟槽，其中所述多个沟槽安置成靠近所述多个光电二极管；及

将所述电介质填充物沉积在所述多个沟槽中。

16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括从所述第一隔离层的所述表面去除残余的电介质填充物。

17.根据权利要求14所述的方法，其中形成所述至少一个额外隔离层包含形成多个循序添加的额外隔离层。