[发明专利]图像传感器及用于形成图像传感器的方法

说明书

技术领域

本公开涉及半导体领域，具体来说，涉及一种图像传感器及一种用于形成图像传感器的方法。

背景技术

图像传感器用于将入射光转化为电信号。图像传感器包括光电二极管的阵列，入射光的光子到达光电二极管之后被吸收并产生载流子，从而产生电信号。图像传感器的光电转换效率会影响图像传感器的灵敏度和产生的图像的质量。

因此，存在对于新的技术的需求以改善图像传感器的光电转换效率。

发明内容

本公开的一个目的是改善图像传感器的光电转换效率。

根据本公开的第一方面，提供了一种图像传感器，包括：第一半导体材料层，在所述第一半导体材料层中形成有第一光电二极管；以及位于所述第一半导体材料层之上的第二半导体材料层，在所述第二半导体材料层中形成有第二光电二极管，其中，所述第一光电二极管和所述第二光电二极管在平行于所述第一半导体材料层的主表面的平面图中重叠。

在一些实施例中，本公开的图像传感器还包括：位于所述第二半导体材料层之上的第三半导体材料层，在所述第三半导体材料层中形成有第三光电二极管。

根据本公开的第二方面，提供了一种用于形成图像传感器的方法，包括：在衬底上形成第一半导体材料层；在所述第一半导体材料层中形成第一光电二极管；在所述第一半导体材料层上形成第二半导体材料层；以及在所述第二半导体材料层中形成第二光电二极管，其中，所述第一光电二极管和所述第二光电二极管在平行于所述第一半导体材料层的主表面的平面图中重叠。

在一些实施例中，本公开的用于形成图像传感器的方法还包括：在所述第二半导体材料层上形成第三半导体材料层；以及在所述第三半导体材料层中形成第三光电二极管。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是示意性地示出根据现有技术的图像传感器的一个示例的结构的示意图。

图2是示意性地示出根据现有技术的图像传感器的一个示例的结构的示意图。

图3是示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的结构的示意图。

图4是示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的结构的示意图。

图5是示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的结构的示意图。

图6是示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的结构的示意图。

图7是示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的结构的示意图。

图8是示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的结构的示意图。

图9A至9L是分别示出了在根据本公开一个示例性实施例来形成图像传感器的一个方法示例的各个步骤处的图像传感器的截面的示意图。

注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的发明并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。

具体实施方式

本申请的发明人经研究发现，不同波长的入射光在光电二极管中被完全吸收的深度是不同的，因此，为了使得各种波长的光均尽可能地被完全吸收，需要增大光电二极管的厚度，使其大于入射光的最大吸收深度。例如，第一波长的光在光电二极管中能够被完全吸收的深度为H1，第二波长的光在光电二极管中能够被完全吸收的深度为H2(为了便于描述，本文中假定H1大于H2)。在这种情况下，如图1所示，当光电二极管PD’的厚度大于或等于H1时，才能使得第一波长和第二波长的光均被光电二极管PD’完全吸收。