[發明專利]具有成形結區的單光子雪崩二極管裝置

在審

• 申請號: 202310035511.6
• 申請日: 2023-01-10
• 公開（公告）號: CN115881749A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 呂京穎;康楊森;李爽
• 申請（專利權）人: 深圳市靈明光子科技有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 吳欣蔚

1.一種單光子雪崩二極管(SPAD)圖像傳感器，其包括：

第一側壁和第二側壁；

硅材料，其配置在所述第一側壁和所述第二側壁之間，所述硅材料包括頂部區和底部區；

孔隙區，其定位在所述頂部區處；

多個填充物，其配置在所述底部區處，所述多個填充物根據第一圖案而布置；

第一摻雜區，其配置在所述硅材料內，所述第一摻雜區包括第一邊界，所述第一邊界的特征是對應于所述第一圖案的第一波形狀；

第二摻雜區，其配置在所述硅材料內，所述第二摻雜區包括第二邊界，所述第二邊界的特征是對應于所述第一圖案的第二波形狀；以及

結區，其配置在所述第一摻雜區和所述第二摻雜區之間，所述結區的特征是對應于所述第一圖案的第三波形狀。

2.根據權利要求1所述的SPAD圖像傳感器，其中所述第一側壁包括深溝槽隔離結構。

3.根據權利要求1所述的SPAD圖像傳感器，其進一步包括覆蓋所述孔隙區的透鏡。

4.根據權利要求1所述的SPAD圖像傳感器，其中所述多個填充物包括淺溝槽隔離結構。

5.根據權利要求1所述的SPAD圖像傳感器，其中所述多個填充物包括氧化物材料。

6.根據權利要求1所述的SPAD圖像傳感器，其中所述多個填充物的特征是與所述硅材料相比更低的摻雜劑穿透。

7.根據權利要求1所述的SPAD圖像傳感器，其進一步包括覆蓋所述孔隙區的透鏡，所述透鏡被配置成朝向所述結區引導光子。

8.根據權利要求1所述的SPAD圖像傳感器，其中所述第一側壁包括鎢材料。

9.根據權利要求1所述的SPAD圖像傳感器，其中所述多個填充物包括第一填充物和第二填充物，所述第一填充物的特征是約150-700nm的寬度，所述第一填充物和所述第二填充物共享約400-900nm的間距。

10.根據權利要求9所述的SPAD圖像傳感器，其中所述寬度和所述間距被優化以實現所述結區處的電場優化和用于將光子反射到所述結區的反射優化。

11.根據權利要求1所述的SPAD圖像傳感器，其進一步包括覆蓋所述多個填充物的釘扎層。

12.根據權利要求11所述的SPAD圖像傳感器，其中所述釘扎層包括p+型材料。

13.根據權利要求1所述的SPAD圖像傳感器，其進一步包括覆蓋所述多個填充物的鈍化層。