SPAD图像传感器件及制备方法技术

本公开提供了一种SPAD图像传感器件及制备方法，该SPAD图像传感器件包括：第一光子反射层、衬底、P型硅外延层、N埋层掺杂区、深N阱掺杂区、N型重掺杂区、P型重掺杂区、浅沟槽隔离区、第二光子反射层、深沟槽隔离区、光子吸收层、阴极、阳极、微透镜和衍射微结构。本公开通过P型重掺杂区和深N阱掺杂区形成PN结，SPAD形成于P型硅外延层中，利用深沟槽隔离区进行像素与像素之间的隔离，可有效降低像素之间的电子串扰。同时通过微透镜与倒金字塔型的表面衍射微结构将光子汇聚至感光区域，采用锗或者锗化硅材料作为光子吸收层，提高了SPAD图像传感器件对近红外波段光子的吸收效率，通过第一光子反射层和第二光子反射层，进一步提高光子吸收率。收率。收率。

【技术实现步骤摘要】
SPAD图像传感器件及制备方法


[0001]本公开涉及光电探测
，尤其涉及一种SPAD图像传感器件及制备方法。

技术介绍

[0002]三维成像技术在自动驾驶、安全监控以及游戏娱乐等领域应用广泛，目前应用较多的三维成像技术是直接飞行时间测量技术(D
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TOF)，D
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TOF通过计算光源发出光信号到接收到反射信号之间的时间差来完成测距。单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode，SPAD)具有单光子探测能力，是微弱信号探测系统的核心器件。基于SPAD的D
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TOF传感器具有成本低、高灵敏度、高时间分辨率等优点。随着半导体工艺的飞速发展，SPAD器件及像素阵列逐渐成为近年的研究热点。
[0003]由于激光光源可能会对人眼造成伤害，而若采用位于可见光波段的激光，激光雷达的功率将受到极大限制，因此在SPAD的应用中，多采用近红外波段，近红外波段不仅可提高激光功率，还可降低太阳背景光的干扰。然而现有技术中，常采用纯硅基材料，对近红外波段激光响应较差，导致传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SPAD图像传感器件，其特征在于，包括：第一光子反射层；衬底，设置于所述第一光子反射层上；P型硅外延层，设置于所述衬底上，所述P型硅外延层和所述衬底中形成一N埋层掺杂区，位于所述P型硅外延层内的N埋层掺杂区上的两侧及中间均形成一深N阱掺杂区，位于所述两侧的所述深N阱掺杂区内的顶部均形成有一N型重掺杂区，位于所述中间的所述深N阱掺杂区的顶部形成有一P型重掺杂区，所述两侧和所述中间的形成的所述深N阱掺杂区之间均形成有一浅沟槽隔离区；两对第二光子反射层，每对所述第二光子反射层相对设置形成深沟槽隔离区，两对所述第二光子反射层贯穿设置于所述衬底和所述P型硅外延层两侧中；光子吸收层，设置于所述P型硅外延层上；两个阴极，分别设置于一所述N型重掺杂区上；两个阳极，分别设置于所述光子吸收层两端上；微透镜，设置于所述光子吸收层上。2.根据权利要求1所述的SPAD图像传感器件，其特征在于，所述光子吸收层内与所述微透镜的接触面上设置有衍射微结构，所述衍射微结构为倒金字塔型表面微结构。3.根据权利要求1所述的SPAD图像传感器件，其特征在于，所述浅沟槽隔离区与所述P型重掺杂区之间的距离为0.05
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2μm。4.根据权利要求1所述的SPAD图像传感器件，其特征在于，所述深沟槽隔离区的宽度为0.1～5μm，所述深沟槽隔离区的深度为5
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70μm；所述浅沟槽隔离区的宽度与深度均为0.1
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘力源，王哲，田娜，杨旭，尹韬，于双铭，窦润江，刘剑，吴南健，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：