[发明专利]锗修饰的背侧照明的光学传感器

权利要求书

1.一种成像传感器阵列，包括：

外延锗层，被安置在硅层上；以及

电偏置光电子收集器，在所述锗层对面的一侧上被布置在所述硅层上。

2.根据权利要求1所述的成像传感器阵列，其中所述成像传感器阵列被布置在其上制造有传感器寻址电路的半导体晶片上，并且其中所述锗层在厚度方向上与所述传感器寻址电路间隔开。

3.根据权利要求1所述的成像传感器阵列，其中所述锗层被选择性地形成在所述成像传感器阵列的多个像素部分处，并且其中绝缘体或半导体在所述像素部分之间分离所述锗。

4.根据权利要求1所述的成像传感器阵列，其中所述锗层经由材料渐变被粘合到所述硅层。

5.根据权利要求1所述的成像传感器阵列，其中所述锗层以使得对齐硅和锗的导带的浓度被p掺杂，以实现从所述锗层内被输运到所述硅层与所述锗层之间的界面的电子的基本上完全的注入。

6.根据权利要求1所述的成像传感器阵列，其中所述锗层以使得将所述锗层中的少数载流子电子浓度被减少到所述成像传感器阵列中的暗电流被最小化的水平的浓度被p掺杂。

7.根据权利要求1所述的成像传感器阵列，其中所述锗层以使得将在所述硅层与所述锗层之间的界面处的耗尽区宽度减少并且从而抑制跨所述界面的电子的热生成的浓度被p掺杂。

8.根据权利要求1所述的成像传感器阵列，其中所述锗层以使得给予足够低的电场以避免陷阱辅助隧穿(TAT)同时向所述锗层内所生成的光电子提供驱动力以使其漂移到所述硅层与所述锗层之间的界面的梯度被p掺杂。

9.根据权利要求1所述的成像传感器阵列，其中所述成像传感器阵列是飞行时间传感器阵列，其中所述光电子收集器包括第一电极和第二电极，并且其中被施加到所述第一电极的电偏置相对于被施加到所述第二电极的电偏置在相位上被偏移。

10.根据权利要求9所述的成像传感器阵列，其中所述第一电极和所述第二电极是多指电极。

11.根据权利要求1所述的成像传感器阵列，还包括微透镜阵列和抗反射层中的一者或两者。

12.根据权利要求1所述的成像传感器阵列，还包括基于元素硅作为折射介质的微透镜阵列。

13.根据权利要求1所述的成像传感器阵列，还包括被配置为经由入射到所述锗层的光的内反射来促进所述锗层中的腔衰荡吸收的结构。

14.一种制造成像传感器阵列的方法，所述方法包括：

对硅晶片进行图案化，以包括在所述硅晶片的背侧上形成光电子收集器，在前端(FEOL)工艺步骤和后端(BEOL)工艺步骤的完成之后，所述硅晶片在被粘合到处理晶片之后已经被翻转，其中所述晶片在FEOL面处和在BEOL面处被图案化；

从所述FEOL面减薄经图案化的所述硅晶片；以及

在所述FEOL面上的经减薄的经图案化的所述硅晶片上形成外延锗层。

15.根据权利要求14所述的方法，其中形成所述外延锗层包括在410℃或更低的温度形成所述外延锗层。