[发明专利]基于晶圆键合的电磁辐射检测器

摘要

用于具有高频谱和空间分辨率的电磁辐射之检测和成像的单片像素检测器、系统和方法包含具有CMOS处理的像素读出的Si晶圆，Si晶圆以晶圆键键合到吸收体晶圆，晶圆键包含在吸收体晶圆中该读出及高传导区域中的掺杂的、高传导电荷收集器之间的传导键及在高电阻率的区域之间的不良传导键。

主权项

1.一种单片CMOS集成像素检测器(101、101'、201、201'、301、301'、301"、1310、1310'、1410、1550、1650、1750、1850)，其用于检测用于背侧照明的电磁辐射，该单片CMOS集成像素检测器包含由第一掺杂类型的硅制成的硅读出晶圆(102、102'、202、202'、302、302'、302"、570、670、770)，该硅读出晶圆包含在薄硅层(106、106'、206、206'、306、306'、306"、508、618、708)处理的CMOS像素读出电子器件(115、115'、215、215'、315、315'、315"、515、615、715)并且包括作为电荷收集器(110、110'、210、210'、310、310'、310"、312、312'、510、604、610、710、744)之第二掺杂类型的高传导掺杂区域，以与该读出电子器件通讯的像素尺寸间隔开；该读出晶圆藉由晶圆键(108、108'、122、122'、208、208'、209、209'、222、222'、308、308'、308"、309、309'、309"、1304、1304'、1306、1306'、1404、1406、1512、1514、1604、1606、1704、1706、1804、1806)被键合到由至少一种单晶半导体材料制成吸收体晶圆(104、104'、204、204'、304、304'、304"、850、850'、850"、960、1095、1180、1250)，该吸收体晶圆还包含高传导掺杂区域(112、112'、212、212'、312"、326、326'、326"、334、818、818'、818"、940、1060、1109、1218)；该单片CMOS集成像素检测器包含以对准方式键合到该吸收体晶圆之该读出晶圆；其中该晶圆键合包含在该读出晶圆和该吸收体晶圆之间的传导键(108、108'、208、208'、308、308'、1304、1304'、1404、1512、1604、1704、1804)及在该读出晶圆和该吸收体晶圆之间的不良传导键(122、122'、209、209'、309、309'、309"、1306、1306'、1406、1514、1606、1706、1806)，该不良传导键电性隔离相邻像素以迫使在该吸收体晶圆中产生的电荷穿过该传导键并且被该电荷收集器接收以供该像素读出电子器件在该检测器操作时进行处理。