[发明专利]用于红外辐射的具有提高的量子效率的图像传感器

权利要求书

1.一种具有背面照度的集成图像传感器，所述集成图像传感器包括至少一个像素(PIX)，所述至少一个像素包括有源半导体区域(1)和聚光透镜(L)，所述有源半导体区域具有第一面或后面(10)以及第二面(11)并且包含在所述有源半导体区域的中央区内的光电二极管(3)，所述聚光透镜位于所述有源半导体区域(1)的所述第一面(10)的前方并且被配置成用于将到达所述聚光透镜(L)上的光线(r1)引导朝向所述有源半导体区域(1)的所述中央区(12)，其特征在于，所述有源半导体区域(1)包括至少一个衍射元件(5)，所述至少一个衍射元件(5)在所述第一面和所述第二面中的一者处位于所述有源半导体区域内，所述至少一个衍射元件由沟槽形成，所述沟槽从所述第一面和所述第二面中的所述一者延伸到所述有源半导体区域中，所述沟槽被填充有材料，所述材料具有与所述有源半导体区域(1)的折射率不同的折射率，所述沟槽被定位成与所述中央区对齐。

2.根据权利要求1所述的传感器，还包括至少一个金属化层(M)，所述至少一个金属化层位于所述有源半导体区域的所述第二面的前方、被包封在绝缘区域(41)中并且光学地耦合至所述衍射元件(5)。

3.根据权利要求1或2所述的传感器，其中，所述第一面是平面，并且

其中填充所述沟槽的所述材料是绝缘材料，并且其中被填充的所述沟槽的表面与所述有源半导体区域(1)的平面的所述第一面共面。

4.根据权利要求1或2所述的传感器，其中所述第二面是平面，并且

其中填充所述沟槽的所述材料是绝缘材料，并且其中被填充的所述沟槽的表面与所述有源半导体区域(1)的平面的所述第二面共面。

5.根据权利要求1或2所述的传感器，其中所述第一面和所述第二面是平面，并且

其中所述至少一个衍射元件(5)沿平行于平面的所述第一面(10)和平面的所述第二面(11)的单个方向延伸并且至少部分地位于所述有源半导体区域(1)的所述中央区(12)外部。

6.根据权利要求1或2所述的传感器，包括多个衍射元件(60，61，62)，所述多个衍射元件中的至少一者(61)至少部分地位于所述有源半导体区域(1)的所述中央区(12)外部。

7.根据权利要求6所述的传感器，其中，所述多个衍射元件中的至少一些衍射元件结合在一起，从而形成沿多个方向延伸的单个衍射图案。

8.一种传感器系统，所述传感器系统包括至少一个根据权利要求1至7之一所述的集成图像传感器(CAP)。

9.根据权利要求8所述的系统，所述系统属于形成智能电话(TPI)或数字相机(APN)的类型。

10.一种图像传感像素，包括：

半导体衬底；

所述半导体衬底的有源半导体区域，具有第一面和第二面；

在所述有源半导体区域内的光电二极管；

聚光透镜，位于所述第一面的前方并且被配置成用于将接收的光朝向所述第一面引导；以及

其中所述半导体衬底在所述有源半导体区域中包括在所述第一面处的沟槽，所述沟槽由绝缘材料填充以形成衍射元件，所述衍射元件被配置为衍射从所述聚光透镜接收的光；

其中所述衍射元件具有与所述有源半导体区域的折射率不同的折射率，并且所述衍射元件被定位成与所述有源半导体区域的中央区对齐。

11.根据权利要求10所述的图像传感像素，还包括至少一个金属化层，所述至少一个金属化层位于所述有源半导体区域的所述第二面的前方，所述金属化层包括金属元件，所述金属元件被配置为将从所述衍射元件接收的光朝向所述光电二极管发射。