[发明专利]锗修饰的背侧照明的光学传感器

说明书

成像传感器阵列(38)包括：被安置在硅层(16F)上的外延锗层(16G)；以及在锗层对面的一侧被安置在硅层上的电偏置光电子收集器(42A、42B)。

技术领域

地面太阳光提供在850纳米(nm)处或约850纳米(nm)的强辐照度，通常最先进的近红外(NIR)传感器在约850纳米(nm)处操作。某些形式的人造房间照明也可以提供显著的在此范围中的辐照度。因此，特别是来自太阳光的环境辐照度可以向各种NIR传感器应用提供不被期望的较大的背景。

背景技术

所公开的示例涉及成像感测阵列，诸如适用于飞行时间(TOF)深度成像的传感器阵列。成像传感器阵列包括被安置(dispose)在硅层上的外延锗层以及在锗层对面的一侧上被布置在硅层上的电偏置光电子收集器。附加的所公开的示例涉及成像传感器阵列的制造方法以及采用该成像传感器阵列的TOF深度成像照相机。

发明内容

所公开的示例涉及成像感测阵列，诸如适用于飞行时间(TOF)深度成像的传感器阵列。成像传感器阵列包括被安置在硅层上的外延锗层和在锗层对面的一侧上被布置在硅层上的电偏置光电子收集器。所公开的附加的示例涉及成像传感器阵列的制造方法以及采用该成像传感器阵列的TOF深度成像照相机。提供本发明内容以简化形式介绍一些概念，这些概念将在下文的详细描述中进一步被描述。本发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解决在本公开的任何部分中指出的任何或所有缺点的实施方式。

附图说明

图1A图示了制造成像传感器阵列的示例方法。

图1B示出了通过各种阶段的制造的示例基于硅的背侧照明的飞行时间传感器阵列的方面。

图2A图示了图1A的方法的经修改的和附加的方面。

图2B示出了通过各种阶段的制造的示例锗修饰的背侧照明的飞行时间传感器阵列的方面。

图3示出了示例梯度的硅锗结的方面。

图4示出了示例锗修饰的背侧照明的飞行时间传感器阵列中的光电子收集的方面。

图5示出了示例基于硅的背侧照明的飞行时间传感器阵列中的光电子收集的方面。

图6示出了示例锗修饰的背侧照明的飞行时间传感器晶片的方面，在晶片中锗EPI层被选择性地沉积在像素阵列下方。

图7示出了示例锗修饰的背侧照明的飞行时间传感器晶片的方面，在晶片中锗EPI层被选择性地沉积在每个像素的中心周围的区域中。

图8示出了采用图4的成像传感器阵列的示例深度成像照相机的方面。

具体实施方式

如上所述，地面太阳光提供在850nm处和约850nm的较强的辐照度，在850nm处和约850nm，包括飞行时间(TOF)传感器的NIR光学传感器经常在该处工作。强辐照度可能与来自光学传感器的输出中的较高背景或噪声水平相对应。因此，实现可接受的信噪比(S/N)的一种方法是提供可操作性地耦合到传感器的相对较高功率的发射器。然而，这种方法具有各种缺点，特别是对于电池供电的或旨在于室外使用的光学系统(在该系统中提供足够高的发射器功率可能是不切实际的)。

一种不同的方法是在IR中较深的地方操作光学传感器，其中太阳能和其他形式的环境照明包含更低的辐照度。理想地，可以使操作点落在地面日照光谱的自然最小值之一内(例如，以1130、1380或1850nm为中心的波段内)。在此，来自太阳光的辐射强度比850nm处的强度至少低十倍。这种方法尽管有优点，但也有缺点。特别地，硅(Si)的吸收系数在高于900nm时急剧下降，并且在1000nm处可忽略不计。因此，光学传感器技术的最著名的半导体架构在较长的波长范围中具有较差的响应。