[发明专利]基于硅基柱状体阵列的CIS传感器、制备方法及应用

权利要求书

1.一种基于硅基柱状体阵列的CIS传感器，其特征在于，所述CIS传感器包括位于底部的硅晶圆层、位于顶部的导电薄膜层和位于所述硅晶圆层和所述导电薄膜层之间的二维硅基微/纳柱阵列；

所述二维硅基微/纳柱阵列包括若干竖向设置外周具有一定光滑度的硅基柱状体，所述硅基柱状体的底端与所述硅晶圆层上表面连接，顶端与所述导电薄膜层的下表面连接；不同硅基柱状体之间的间隙由空气、氮气或惰性气体填充；

每个所述硅基柱状体均具有竖向的p-i-n结构。

2.根据权利要求1所述的基于硅基柱状体阵列的CIS传感器，其特征在于，所述硅基柱状体的直径为500nm～5μm。

3.根据权利要求1所述的基于硅基柱状体阵列的CIS传感器，其特征在于，所述硅基柱状体外周的光滑度为原子级光滑度。

4.根据权利要求1所述的基于硅基柱状体阵列的CIS传感器，其特征在于，所述二维硅基微/纳柱阵列的占空比为50％以上。

5.根据权利要求1所述的基于硅基柱状体阵列的CIS传感器，其特征在于，所述硅基柱状体的高度和直径的比例为2～20。

6.一种基于硅基柱状体阵列的CIS传感器的制备方法，其特征在于，所述方法用于制备权利要求1-5任一所述的基于硅基柱状体阵列的CIS传感器；所述制备方法的步骤包括：

S1、在硅晶圆表面依次生长出p+导电层、p型硅层、本征硅层和n型硅层四个薄膜层；

S2、在所述n型硅层表面制备光刻掩膜层；

S3、通过光刻工艺，在所述光刻掩膜层上刻蚀出若干呈阵列的槽结构；

S4、在刻蚀出的槽结构中沉积催化金属；

S5、洗去残余的光刻掩膜层，仅留下催化金属阵列；

S6、采用刻蚀液对步骤S1生长的四个薄膜层进行刻蚀，得到二维硅基微/纳柱阵列；

S7、在二维硅基微/纳柱阵列上方覆盖n+型的导电薄膜层。

7.根据权利要求6所述的基于硅基柱状体阵列的CIS传感器的制备方法，其特征在于，步骤S1中采用PECVD工艺生长薄膜层。

8.根据权利要求6所述的基于硅基柱状体阵列的CIS传感器的制备方法，其特征在于，步骤S4中的催化金属为金。

9.根据权利要求6所述的基于硅基柱状体阵列的CIS传感器的制备方法，其特征在于，步骤S6中刻蚀液为H₂O₂，且采用MacEtch工艺进行刻蚀。

10.一种权利要求1-5任一所述基于硅基柱状体阵列的CIS传感器的应用，其特征在于，将所述CIS传感器与驱动电路以及读出电路进行集成，得到三维集成光电传感芯片。