[发明专利]单光子雪崩二极管图像传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种单光子雪崩二极管SPAD图像传感器，其包括：

衬底，其具有前表面及后表面；

其中所述衬底包含感测区，且所述感测区包含：

共同节点，其重度掺杂有第一导电类型的掺杂物，所述共同节点是在所述衬底内且毗连所述衬底的所述后表面；

感测节点，其重度掺杂有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的掺杂物，所述感测节点是在所述衬底内且毗连所述衬底的所述前表面；

第一层，其掺杂有所述第一导电类型的掺杂物而介于所述共同节点与所述感测节点之间，其中所述第一层不毗连所述衬底的所述前表面；

第二层，其掺杂有所述第二导电类型的掺杂物，所述第二层介于所述衬底的所述前表面与所述第一层之间；及

沟槽隔离，从所述衬底的所述前表面朝向所述衬底的所述后表面延伸，

其中，所述第二层在所述衬底的所述前表面上填满所述感测节点与所述沟槽隔离之间的间隙。

2.根据权利要求1所述的SPAD图像传感器，其中所述衬底进一步包括：

第三层，其掺杂有所述第一导电类型的掺杂物，所述第三层是在所述第一层内且毗连所述第二层。

3.根据权利要求1所述的SPAD图像传感器，其中所述共同节点是覆盖所述感测区的连续层。

4.根据权利要求1所述的SPAD图像传感器，其中所述共同节点的厚度小于0.5μm。

5.根据权利要求1所述的SPAD图像传感器，其进一步包括在所述衬底的所述后表面上的包含金属格栅线的格栅结构。

6.根据权利要求2所述的SPAD图像传感器，其中所述共同节点的掺杂物浓度对所述第三层的掺杂物浓度的比率是在从10到1000的范围中。

7.根据权利要求5所述的SPAD图像传感器，其进一步包括在所述衬底的所述后表面上的介电层，所述介电层覆盖所述共同节点及所述格栅结构，且填充所述格栅结构的金属格栅线之间的间隙。

8.根据权利要求7所述的SPAD图像传感器，其进一步包括在所述衬底的所述后表面处所述介电层上方的透镜。

9.根据权利要求1所述的SPAD图像传感器，其进一步包括包含多个有源装置的芯片，其中所述芯片接合到所述衬底的所述前表面。

10.根据权利要求1所述的SPAD图像传感器，其中所述衬底进一步包括在所述感测区周围的周边区，且所述周边区包含多个有源装置。

11.一种单光子雪崩二极管SPAD图像传感器，其包括：

衬底，其具有前表面及后表面；及

透明导电层，其在所述衬底的所述后表面处；

其中所述衬底包含感测区，且所述感测区包含：

共同节点，其掺杂有第一导电类型的掺杂物，所述共同节点是在所述衬底内且毗连所述衬底的所述后表面；

感测节点，其重度掺杂有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的掺杂物，所述感测节点是在所述衬底内且毗连所述衬底的所述前表面；

第一层，其掺杂有所述第一导电类型的掺杂物而介于所述共同节点与所述感测节点之间，其中所述第一层不毗连所述衬底的所述前表面；及

第二层，其掺杂有所述第二导电类型的掺杂物，所述第二层介于所述衬底的所述前表面与所述第一层之间；及

沟槽隔离，从所述衬底的所述前表面朝向所述衬底的所述后表面延伸，

其中，所述第二层在所述衬底的所述前表面上填满所述感测节点与所述沟槽隔离之间的间隙。

12.根据权利要求11所述的SPAD图像传感器，其中所述沟槽隔离具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面，所述第一表面与所述衬底的所述前表面齐平，且所述第二表面与所述衬底的所述后表面相距大于0的距离。