[发明专利]一种宽光谱图像传感器结构及形成方法

权利要求书

1.一种宽光谱图像传感器结构，其特征在于，包括：

半导体衬底；

设于所述半导体衬底正面上的感光单元；

设于所述半导体衬底正面，自下而上依次位于所述感光单元中的宽禁带半导体材料层、第一半导体层、窄禁带半导体材料层和第二半导体层；

其中，入射光由所述半导体衬底背面进入所述感光单元，利用所述宽禁带半导体材料层对所述入射光中的短波段光进行吸收，利用所述窄禁带半导体材料层对所述入射光中的长波段光进行吸收。

2.根据权利要求1所述的宽光谱图像传感器结构，其特征在于，所述半导体衬底正面上设有凹槽，所述感光单元位于所述凹槽中，所述宽禁带半导体材料层、第一半导体层和窄禁带半导体材料层自所述凹槽底部向上依次设于所述凹槽中，所述第二半导体层同时覆盖于所述半导体衬底正面表面和所述凹槽中的所述窄禁带半导体材料层上。

3.根据权利要求1所述的宽光谱图像传感器结构，其特征在于，所述宽禁带半导体材料层、第一半导体层、窄禁带半导体材料层和第二半导体层自所述感光单元中延伸出并依次覆盖于所述半导体衬底正面表面上。

4.根据权利要求1所述的宽光谱图像传感器结构，其特征在于，所述宽禁带半导体材料层为SiC或GaN。

5.根据权利要求1所述的宽光谱图像传感器结构，其特征在于，所述窄禁带半导体材料层为SiGex，0＜x≤1。

6.根据权利要求1所述的宽光谱图像传感器结构，其特征在于，所述感光单元为光电二极管。

7.根据权利要求1所述的宽光谱图像传感器结构，其特征在于，所述半导体衬底、第一半导体层和第二半导体层材料为硅。

8.根据权利要求1所述的宽光谱图像传感器结构，其特征在于，还包括：设于所述半导体衬底正面上的转移栅极、浮动扩散极，以及设于所述半导体衬底正面上的层间介质层，所述层间介质层中设有金属互连层。

9.一种宽光谱图像传感器结构形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一半导体衬底，在所述半导体衬底正面上形成凹槽；

在所述凹槽中向上依次形成相接触的宽禁带半导体材料层、第一半导体层和窄禁带半导体材料层，并由所述窄禁带半导体材料层将所述凹槽填满；

在所述半导体衬底正面表面上形成第二半导体层，并接触覆盖在所述凹槽中的所述窄禁带半导体材料层上；

由所述第二半导体层正面向下通过离子注入方式形成位于所述凹槽中的感光单元，使所述感光单元中含有所述宽禁带半导体材料层、第一半导体层、窄禁带半导体材料层和第二半导体层；

在所述半导体衬底正面上形成转移栅极和浮动扩散极；

在所述第二半导体层正面上形成层间介质层，在所述层间介质层中形成金属互连层；

将所述半导体衬底翻转后粘合到载片上，对所述半导体衬底背面进行减薄；

在减薄后的所述半导体衬底背面上形成抗反射层。

10.一种宽光谱图像传感器结构形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一半导体衬底，在所述半导体衬底正面上依次形成相接触的宽禁带半导体材料层、第一半导体层、窄禁带半导体材料层和第二半导体层；

由所述第二半导体层正面向下通过离子注入方式形成感光单元，使所述感光单元中含有所述宽禁带半导体材料层、第一半导体层、窄禁带半导体材料层和第二半导体层；

在所述半导体衬底正面上形成转移栅极和浮动扩散极；

在所述第二半导体层正面上形成层间介质层，在所述层间介质层中形成金属互连层；

将所述半导体衬底翻转后粘合到载片上，对所述半导体衬底背面进行减薄；

在减薄后的所述半导体衬底背面上形成抗反射层。