[发明专利]堆叠式背面照明SPAD阵列

摘要

本发明公开了背照式单光子雪崩二极管SPAD图像传感器，其包括垂直堆叠在电路晶圆上方的传感器晶圆。传感器晶圆包括一个或多个SPAD区域，其中每个SPAD区域(400)包括阳极梯度层(402)、定位成与SPAD区域的前表面相邻的阴极区域(404)、以及定位在阴极区域之上的阳极雪崩层(408)。每个SPAD区域通过晶圆间连接器连接到电路晶圆中的电压源和输出电路。深沟槽隔离元件424用于在SPAD区域之间提供电隔离和光隔离。

主权项

1.一种背照式单光子雪崩二极管SPAD图像传感器，包括：传感器晶圆，所述传感器晶圆包括：SPAD区域，所述SPAD区域包括：阳极梯度层，所述阳极梯度层包含第一掺杂物类型；阴极区域，所述阴极区域定位成与所述SPAD区域的前表面相邻并包含第二掺杂物类型；和阳极雪崩层，所述阳极雪崩层定位在所述阴极区域之上并包含所述第一掺杂物类型；其中：所述阴极区域具有第一面积，并且所述阳极雪崩层具有小于所述第一面积的第二面积；并且所述阳极梯度层中的所述第一掺杂物类型的掺杂物浓度在所述传感器晶圆的后表面较高并在所述阳极梯度层的前表面较低，以在所述阳极梯度层中产生掺杂物浓度梯度，所述掺杂物浓度梯度引导光子生成的电荷载子穿过所述阳极梯度层到达所述阳极雪崩层；和电路晶圆，所述电路晶圆定位在所述传感器晶圆下方并附接到所述传感器晶圆。