[發明專利]圖像傳感器及用于形成圖像傳感器的方法

在審

• 申請號: 201711066911.4
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN107819001A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 王月;陳世杰;黃曉櫓
• 申請（專利權）人: 德淮半導體有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 田菁

技術領域

本公開涉及半導體領域，具體來說，涉及一種圖像傳感器及一種用于形成圖像傳感器的方法。

背景技術

圖像傳感器用于將入射光轉化為電信號。圖像傳感器包括光電二極管的陣列，入射光的光子到達光電二極管之后被吸收并產生載流子，從而產生電信號。圖像傳感器的光電轉換效率會影響圖像傳感器的靈敏度和產生的圖像的質量。

因此，存在對于新的技術的需求以改善圖像傳感器的光電轉換效率。

發明內容

本公開的一個目的是改善圖像傳感器的光電轉換效率。

根據本公開的第一方面，提供了一種圖像傳感器，包括：第一半導體材料層，在所述第一半導體材料層中形成有第一光電二極管；以及位于所述第一半導體材料層之上的第二半導體材料層，在所述第二半導體材料層中形成有第二光電二極管，其中，所述第一光電二極管和所述第二光電二極管在平行于所述第一半導體材料層的主表面的平面圖中重疊。

在一些實施例中，本公開的圖像傳感器還包括：位于所述第二半導體材料層之上的第三半導體材料層，在所述第三半導體材料層中形成有第三光電二極管。

根據本公開的第二方面，提供了一種用于形成圖像傳感器的方法，包括：在襯底上形成第一半導體材料層；在所述第一半導體材料層中形成第一光電二極管；在所述第一半導體材料層上形成第二半導體材料層；以及在所述第二半導體材料層中形成第二光電二極管，其中，所述第一光電二極管和所述第二光電二極管在平行于所述第一半導體材料層的主表面的平面圖中重疊。

在一些實施例中，本公開的用于形成圖像傳感器的方法還包括：在所述第二半導體材料層上形成第三半導體材料層；以及在所述第三半導體材料層中形成第三光電二極管。

通過以下參照附圖對本公開的示例性實施例的詳細描述，本公開的其它特征及其優點將會變得清楚。

附圖說明

構成說明書的一部分的附圖描述了本公開的實施例，并且連同說明書一起用于解釋本公開的原理。

參照附圖，根據下面的詳細描述，可以更加清楚地理解本公開，其中：

圖1是示意性地示出根據現有技術的圖像傳感器的一個示例的結構的示意圖。

圖2是示意性地示出根據現有技術的圖像傳感器的一個示例的結構的示意圖。

圖3是示意性地示出根據本公開的一個實施例的圖像傳感器的結構的示意圖。

圖4是示意性地示出根據本公開的一個實施例的圖像傳感器的結構的示意圖。

圖5是示意性地示出根據本公開的一個實施例的圖像傳感器的結構的示意圖。

圖6是示意性地示出根據本公開的一個實施例的圖像傳感器的結構的示意圖。

圖7是示意性地示出根據本公開的一個實施例的圖像傳感器的結構的示意圖。

圖8是示意性地示出根據本公開的一個實施例的圖像傳感器的結構的示意圖。

圖9A至9L是分別示出了在根據本公開一個示例性實施例來形成圖像傳感器的一個方法示例的各個步驟處的圖像傳感器的截面的示意圖。

注意，在以下說明的實施方式中，有時在不同的附圖之間共同使用同一附圖標記來表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重復說明。在本說明書中，使用相似的標號和字母表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。

為了便于理解，在附圖等中所示的各結構的位置、尺寸及范圍等有時不表示實際的位置、尺寸及范圍等。因此，所公開的發明并不限于附圖等所公開的位置、尺寸及范圍等。

具體實施方式

本申請的發明人經研究發現，不同波長的入射光在光電二極管中被完全吸收的深度是不同的，因此，為了使得各種波長的光均盡可能地被完全吸收，需要增大光電二極管的厚度，使其大于入射光的最大吸收深度。例如，第一波長的光在光電二極管中能夠被完全吸收的深度為H1，第二波長的光在光電二極管中能夠被完全吸收的深度為H2(為了便于描述，本文中假定H1大于H2)。在這種情況下，如圖1所示，當光電二極管PD’的厚度大于或等于H1時，才能使得第一波長和第二波長的光均被光電二極管PD’完全吸收。