与浸没透镜集成的电磁辐射检测器制造技术

本发明专利技术提供了一种电磁辐射检测器像素，该电磁辐射检测器像素包括一组外延层和透镜

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】与浸没透镜集成的电磁辐射检测器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利合作条约专利申请要求于
2021
年3月
31
日提交的美国临时专利申请
63/169,101
号和于
2021
年9月1日提交的美国非临时专利申请
17/464,550
号的优先权，该专利申请的内容全文以引用方式并入本文中
。


[0003]所描述的实施方案涉及电磁辐射的检测，并且更具体地涉及与浸没透镜集成的电磁辐射检测器
。

技术介绍

[0004]传感器包括在当今许多电子设备中，包括电子设备诸如智能电话
、
计算机
(
例如，平板电脑或膝上型计算机
)、
可穿戴电子设备
(
例如，电子手表
、
智能手表或健康监测器
)、
游戏控制器
、
导航系统
(
例如，车辆导航系统或机器人导航系统
)
等等
。
传感器可不同方式感测对象的存在
、
到对象的距离
、
对象的接近
、
对象的移动
(
例如，对象是否在移动，或对象移动的速度
、
加速度或方向
)、
对象的组成等等
。
一种可用类型的传感器是电磁辐射检测器
。

技术实现思路

[0005]本公开中描述的系统
、
设备
、
方法和装置的实施方案涉及具有一个或多个电磁辐射检测器像素
(“检测器像素”)
的电磁辐射检测器，并且更具体地，涉及与浸没透镜集成的电磁辐射检测器
。
电磁辐射检测器的单个检测器像素可与浸没透镜以一对一关系集成，或者另选地，以多对一或一对多关系集成
。
所述实施方案中的一些实施方案涉及与浸没透镜集成的前照式
(FSI)
电磁辐射检测器，并且所述实施方案中的一些实施方案涉及与浸没透镜集成的背照式
(BSI)
电磁辐射检测器
。
[0006]所公开的实施方案的共同方面是，透镜
(
浸没透镜
)
可直接结合到形成电磁辐射检测器的一部分的材料层
。
如本文所用，“直接结合”不是依赖于或以其他方式使用粘合剂的结合，而是分子或化学结合
(
即，非粘合剂结合
)。
[0007]本文所述的一些电磁辐射检测器被配置用于短波红外
(SWIR)
电磁辐射检测并且使用砷化铟镓
(InGaAs)
电磁辐射吸收器
。
然而，本文所述的关于
SWIR
电磁辐射检测和
/
或
InGaAs
电磁辐射吸收器的技术适用于：被配置用于其他波长检测范围和
/
或被配置用于使用其他类型的电磁辐射吸收器的其他电磁辐射检测器的电磁辐射检测器
。
[0008]在第一方面，本公开描述了一种电磁辐射检测器像素
。
该电磁辐射检测器像素可包括一组外延层和透镜
。
该组外延层可限定电磁辐射吸收器
。
透镜可直接结合到该组外延层
。
[0009]在第二方面，本公开描述了一种前照式
(FSI)
电磁辐射检测器像素
。
该
FSI
电磁辐射检测器像素可包括砷化铟镓
(InGaAs)
电磁辐射吸收器和
InGaAs
电磁辐射吸收器上的阶梯式电触点
。
阶梯式电触点可具有从第二表面偏移的第一表面，其中第一表面和第二表面
面向相同方向
。
硅
(Si)
透镜可直接结合到第一表面
。
一组一个或多个结合促进层可设置在第一表面与透镜之间
。
该结合促进层可包括二氧化硅
(SiO2)
层
。
导体可设置在
InGaAs
电磁辐射吸收器与透镜之间，并且可与阶梯式电触点电接触
。
[0010]在第三方面，本公开描述了一种背照式
(BSI)
电磁辐射检测器像素
。
该
BSI
电磁辐射检测器像素可包括分层结构
。
该分层结构可具有第一侧和第二侧，其中第二侧与第一侧相对
。
电磁辐射吸收器可生长在分层结构的第一侧上
。
透镜可直接结合到分层结构的第二侧
。
通过透镜接收的电磁辐射可通过分层结构传播到电磁辐射吸收器
。
[0011]除了所述示例性方面和实施方案之外，参考附图并通过研究以下描述，更多方面和实施方案将为显而易见的
。
附图说明
[0012]通过以下结合附图的详细描述，将容易理解本公开，其中类似的附图标号指代类似的结构元件，并且其中：
[0013]图1示出了具有一组层的电磁辐射检测器像素的示例性横截面正视图；
[0014]图2示出了
FSI
电磁辐射检测器像素的第一示例性横截面正视图；
[0015]图3示出了
FSI
电磁辐射检测器像素的第二示例性横截面正视图；
[0016]图4示出了
FSI
电磁辐射检测器像素的第三示例性横截面正视图；
[0017]图5示出了
FSI
电磁辐射检测器像素的第四示例性横截面正视图；
[0018]图6示出了
FSI
电磁辐射检测器像素的示例性平面图，该检测器像素通常可如参考图1至图5中的任一者所描述的那样构造；
[0019]图7示出了
FSI
电磁辐射检测器像素的第五示例性横截面正视图；
[0020]图8示出了
BSI
电磁辐射检测器像素的示例性横截面正视图；
[0021]图
9A
和图
9B
示出了包括一组传感器的设备的示例；
[0022]图
10A
和图
10B
示出了包括一组传感器的设备的另一示例；
[0023]图
11
示出了包括一组传感器的耳塞的示例；
[0024]图
12
示出了制造
FSI
电磁辐射检测器像素的示例性方法；
[0025]图
13
示出了制造
BSI
电磁辐射检测器像素的示例性方法；并且
[0026]图
14
示出了电子设备的示例性电气框图
。
[0027]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种电磁辐射检测器像素，包括：一组外延层，所述一组外延层限定电磁辐射吸收器；和透镜，所述透镜直接结合到所述一组外延层
。2.
根据权利要求1所述的电磁辐射检测器像素，还包括设置在所述一组外延层与所述透镜之间的一组一个或多个结合促进层
。3.
根据权利要求2所述的电磁辐射检测器像素，其中所述一组一个或多个结合促进层包括二氧化硅
(SiO2)
层
。4.
根据权利要求2所述的电磁辐射检测器像素，其中所述一组一个或多个结合促进层包括氮化硅
(SiN)
层
。5.
根据权利要求2所述的电磁辐射检测器像素，其中所述一组一个或多个结合促进层包括：氮化硅
(SiN)
层；和二氧化硅
(SiO2)
层
。6.
根据权利要求1所述的电磁辐射检测器像素，其中：所述电磁辐射吸收器包括砷化铟镓
(InGaAs)
；并且所述透镜包括硅
(Si)。7.
根据权利要求1所述的电磁辐射检测器像素，其中：所述一组外延层限定所述电磁辐射吸收器上的阶梯式电触点，所述阶梯式电触点具有与所述透镜相距第一距离的第一表面和与所述透镜相距第二距离的第二表面，所述第二距离大于所述第一距离；所述透镜直接结合到所述第一表面；并且导体电连接到所述第二表面并且与所述透镜间隔开
。8.
根据权利要求7所述的电磁辐射检测器像素，还包括所述导体与所述透镜之间的气隙
。9.
根据权利要求7所述的电磁辐射检测器像素，还包括二氧化硅
(SiO2)
填充材料，所述二氧化硅填充材料围绕所述阶梯式电触点的一部分设置，并且设置在所述导体与所述透镜之间
。10.
根据权利要求7所述的电磁辐射检测器像素，还包括设置在所述导体的一部分与所述一组外延层的一部分之间的电介质
。11.
根据权利要求
10
所述的电磁辐射检测器像素，其中所述电介质包括第一电介质，所述电磁辐射检测器像素还包括：第二电介质，所述第二电介质设置在所述导体上，其中所述导体的至少一部分位于所述第一电介质与所述第二电介质之间；和二氧化硅
(SiO2)
填充材料，所述二氧化硅填充材料围绕所述阶梯式电触点的一部分设置，并且设置在所述第二电介质与所述透镜之间
。12.
根据权利要求7所述的电磁辐射检测器像素，其中所述一组外延层包括至少一个缓冲层，所述至少一个缓冲层设置在所述电磁辐射吸收器的与所述阶梯式电触点相对的一侧上
。13.
一种前照式
(FSI)
电磁辐射检测器像素，包括：
砷化铟镓
(InGaAs)
电磁辐射吸收器；阶梯式电触点，所述阶梯式电触点位于所述
InGaAs
电磁辐射吸收器上并且具有从第二表面偏移的第一表面，所述第一表面和所述第二表面面向相同方向；硅
(Si)
透镜，所述硅透镜直接结合到所述第一表面；一组一个或多个结合促进层，所述一组一个或多个结合促进层设置在所述第一表面与所述
Si
...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：