技术特征：
1.一种图像传感器结构，所述图像传感器结构包括：设置在设备堆栈上方的图像堆栈，所述图像堆栈包括多个光检测器；设置在所述图像堆栈上方的第一滤光器堆栈，所述第一滤光器堆栈包括：光导层，设置在所述光导层中的光导管腔体，每个光导管腔体与所述多个光检测器中的光检测器相关联并且每个光导管腔体具有大于约2.5:约1的纵横比，以及设置在所述第一滤光器堆栈上方的纳米孔层；以及设置在所述纳米孔层中的多个纳米孔，每个纳米孔与所述多个光检测器中的光检测器相关联。2.根据权利要求1所述的图像传感器结构，其中所述光导管腔体具有在约11度至约1.2度范围内的侧壁角度。3.根据权利要求1所述的图像传感器结构，所述图像传感器结构包括设置在所述光导管腔体中的滤光器材料，所述滤光器材料在所述光导管腔体的侧壁处与所述光导层直接接触。4.根据权利要求1所述的图像传感器结构，所述图像传感器结构包括：设置在所述第一滤光器堆栈上方的第二滤光器堆栈；其中所述第一滤光器堆栈和所述第二滤光器堆栈具有大于所述第一滤光器堆栈和所述第二滤光器堆栈中的任一者的总纵横比。5.根据权利要求1所述的图像传感器结构，其中所述光导层由聚合物材料、半导体材料和电介质材料中的一者构成。6.根据权利要求1所述的图像传感器结构，其中所述第一滤光器堆栈包括：设置在所述图像堆栈上方的中间层；以及设置在所述中间层上方的所述光导层；其中所述光导层是设置在所述光导管腔体的所述侧壁上并且不设置在所述光导管腔体的底表面上的金属层；并且其中所述光导层具有约100纳米或更小的厚度。7.根据权利要求6所述的图像传感器结构，其中所述图像堆栈包括：设置在所述多个光检测器上方的基底层，所述基底层用于透过发射光和激发光；设置在所述基底层中的多个隔离沟槽，每个隔离沟槽设置成与所述多个光检测器中的光检测器相邻；以及设置在每个隔离沟槽中的电介质材料，所述电介质材料用于电隔离所述多个光检测器中的每个光检测器。8.根据权利要求7所述的图像传感器结构，其中设置在所述第一滤光器堆栈中的所述中间层和所述图像堆栈的所述基底层由相同材料构成。9.根据权利要求8所述的图像传感器结构，其中所述中间层和所述基底层由硅构成。10.根据权利要求1所述的图像传感器结构，所述图像传感器结构包括：由光学吸收材料构成的所述光导层；以及设置在所述光导管腔体中的光学透明材料，所述光学透明材料所具有的折射率大于所述光学吸收材料的折射率。
11.根据权利要求1所述的图像传感器结构，所述图像传感器结构包括：串扰层，所述串扰层设置在所述滤光器堆栈的顶表面上方并位于所述光导管腔体中的一个或多个光导管腔体之间；串扰帘幕，所述串扰帘幕在所述光导管腔体的一个或多个光导管腔体之间从所述滤光器堆栈的所述顶表面向下延伸；漫射层，所述漫射层设置在所述滤光器堆栈与所述图像堆栈之间；以及光导管延伸部，所述光导管延伸部设置在所述光导管腔体中的一个或多个光导管腔体的底部处，所述光导管延伸部延伸穿过所述漫射层。12.根据权利要求3至11中任一项所述的图像传感器结构，其中所述光导管腔体具有在约11度至约1.2度范围内的侧壁角度。13.根据权利要求4至11中任一项所述的图像传感器结构，所述图像传感器结构包括设置在所述光导管腔体中的滤光器材料，所述滤光器材料在所述光导管腔体的侧壁处与所述光导层直接接触。14.根据权利要求5至11中任一项所述的图像传感器结构，所述图像传感器结构包括：设置在所述第一滤光器堆栈上方的第二滤光器堆栈；其中所述第一滤光器堆栈和所述第二滤光器堆栈具有大于所述第一滤光器堆栈和所述第二滤光器堆栈中的任一者的总纵横比。15.根据权利要求6至11中任一项所述的图像传感器结构，其中所述光导层由聚合物材料、半导体材料和电介质材料中的一者构成。16.根据权利要求7所述的图像传感器结构，其中所述中间层和所述基底层由硅构成。17.根据权利要求11所述的图像传感器结构，所述图像传感器结构包括：由光学吸收材料构成的所述光导层；以及设置在所述光导管腔体中的光学透明材料，所述光学透明材料所具有的折射率大于所述光学吸收材料的折射率。18.根据权利要求6至9中任一项所述的图像传感器结构，所述图像传感器结构包括：串扰层，所述串扰层设置在所述滤光器堆栈的顶表面上方并位于所述光导管腔体中的一个或多个光导管腔体之间；串扰帘幕，所述串扰帘幕在所述光导管腔体的一个或多个光导管腔体之间从所述滤光器堆栈的所述顶表面向下延伸；漫射层，所述漫射层设置在所述滤光器堆栈与所述图像堆栈之间；以及光导管延伸部，所述光导管延伸部设置在所述光导管腔体中的一个或多个光导管腔体的底部处，所述光导管延伸部延伸穿过所述漫射层。19.一种图像传感器结构，所述图像传感器结构包括：设置在设备堆栈上方的图像堆栈，所述图像堆栈包括多个光检测器；设置在所述图像堆栈上方的第一滤光器堆栈，所述第一滤光器堆栈包括：光导层，设置在所述光导层中的光导管腔体，每个光导管腔体与所述多个光检测器中的光检测器相关联，以及设置在所述光导管腔体中的滤光器材料，所述滤光器材料在所述光导管腔体的所述侧
壁处与所述光导层直接接触；设置在所述第一滤光器堆栈上方的纳米孔层；以及设置在所述纳米孔层中的多个纳米孔，每个纳米孔与所述多个光检测器中的光检测器相关联。20.根据权利要求19所述的图像传感器结构，其中所述光导管腔体具有大于约2.5:约1的纵横比。21.根据权利要求20所述的图像传感器结构，其中所述光导管腔体具有在约11度至约1.2度范围内的侧壁角度。22.根据权利要求19所述的图像传感器结构，其中所述光导层包含聚合物材料、半导体材料和电介质材料中的一者。23.根据权利要求19所述的图像传感器结构，其中所述第一滤光器堆栈包括：设置在所述图像堆栈上方的中间层；以及设置在所述中间层上方的所述光导层；其中所述光导层是设置在所述光导管腔体的所述侧壁上并且不设置在所述光导管腔体的底表面上的金属层；并且其中所述光导层具有约100纳米或更小的厚度。24.根据权利要求23所述的图像传感器结构，其中所述图像堆栈包括：设置在所述多个光检测器上方的基底层，所述基底层用于透过发射光和激发光；设置在所述基底层中的多个隔离沟槽，每个隔离沟槽设置成与所述多个光检测器中的光检测器相邻；以及设置在每个隔离沟槽中的电介质材料，所述电介质材料用于电隔离所述多个光检测器中的每个光检测器。25.根据权利要求24所述的图像传感器结构，其中设置在所述第一滤光器堆栈中的所述中间层和设置在所述图像堆栈中的所述基底层由相同材料构成。26.根据权利要求19所述的图像传感器结构，所述图像传感器结构包括：设置在所述第一滤光器堆栈上方的第二滤光器堆栈；其中所述第一滤光器堆栈和所述第二滤光器堆栈具有大于所述第一滤光器堆栈和所述第二滤光器堆栈中的任一者的总纵横比。27.根据权利要求19所述的图像传感器结构，所述图像传感器结构包括：串扰层，所述串扰层设置在所述滤光器堆栈的顶表面上方并位于所述光导管腔体中的一个或多个光导管腔体之间；串扰帘幕，所述串扰帘幕在所述光导管腔体的一个或多个光导管腔体之间从所述滤光器堆栈的所述顶表面向下延伸；漫射层，所述漫射层设置在所述滤光器堆栈与所述图像堆栈之间；以及光导管延伸部，所述光导管延伸部设置在所述光导管腔体中的一个或多个光导管腔体的底部处，所述光导管延伸部延伸穿过所述漫射层。28.根据权利要求21至27中任一项所述的图像传感器结构，其中所述光导管腔体具有大于约2.5:约1的纵横比。29.根据权利要求22至27中任一项所述的图像传感器结构，其中所述光导管腔体具有
在约11度至约1.2度范围内的侧壁角度。30.根据权利要求26或27中任一项所述的图像传感器结构，其中所述光导层包含聚合物材料、半导体材料和电介质材料中的一者。31.根据权利要求26或27中任一项所述的图像传感器结构，其中所述第一滤光器堆栈包括：设置在所述图像堆栈上方的中间层；以及设置在所述中间层上方的所述光导层；其中所述光导层是设置在所述光导管腔体的所述侧壁上并且不设置在所述光导管腔体的底表面上的金属层；并且其中所述光导层具有约100纳米或更小的厚度。32.根据权利要求22至23、26或27中任一项所述的图像传感器结构，其中所述图像堆栈包括：设置在所述多个光检测器上方的基底层，所述基底层用于透过发射光和激发光；设置在所述基底层中的多个隔离沟槽，每个隔离沟槽设置成与所述多个光检测器中的光检测器相邻；以及设置在每个隔离沟槽中的电介质材料，所述电介质材料用于电隔离所述多个光检测器中的每个光检测器。33.根据权利要求25或27中任一项所述的图像传感器结构，所述图像传感器结构包括：设置在所述第一滤光器堆栈上方的第二滤光器堆栈；其中所述第一滤光器堆栈和所述第二滤光器堆栈具有大于所述第一滤光器堆栈和所述第二滤光器堆栈中的任一者的总纵横比。34.根据权利要求25所述的图像传感器结构，所述图像传感器结构包括：串扰层，所述串扰层设置在所述滤光器堆栈的顶表面上方并位于所述光导管腔体中的一个或多个光导管腔体之间；串扰帘幕，所述串扰帘幕在所述光导管腔体的一个或多个光导管腔体之间从所述滤光器堆栈的所述顶表面向下延伸；漫射层，所述漫射层设置在所述滤光器堆栈与所述图像堆栈之间；以及光导管延伸部，所述光导管延伸部设置在所述光导管腔体中的一个或多个光导管腔体的底部处，所述光导管延伸部延伸穿过所述漫射层。35.一种图像传感器结构，所述图像传感器结构包括：设置在设备堆栈上方的图像堆栈，所述图像堆栈包括多个光检测器；设置在所述图像堆栈上方的第一滤光器堆栈，所述第一滤光器堆栈包括：由光学吸收材料构成的光导层，设置在所述光导层中的光导管腔体，每个光导管腔体与所述多个光检测器中的光检测器相关联，以及设置在所述光导管腔体中的光学透明材料，所述光学透明材料所具有的折射率大于所述光学吸收材料的折射率；设置在所述第一滤光器堆栈上方的纳米孔层；以及设置在所述纳米孔层中的多个纳米孔，每个纳米孔与所述多个光检测器中的光检测器
相关联。36.根据权利要求35所述的图像传感器结构，其中所述光导管腔体具有在约11度至约1.2度范围内的侧壁角度以及大于约2.5:约1的纵横比。37.根据权利要求35所述的图像传感器结构，其中所述光学吸收材料在所述光导管腔体的侧壁处与所述光学透明材料直接接触。38.根据权利要求35所述的图像传感器结构，所述图像传感器结构包括：串扰层，所述串扰层设置在所述滤光器堆栈的顶表面上方并位于所述光导管腔体中的一个或多个光导管腔体之间；串扰帘幕，所述串扰帘幕在所述光导管腔体的一个或多个光导管腔体之间从所述滤光器堆栈的所述顶表面向下延伸；漫射层，所述漫射层设置在所述滤光器堆栈与所述图像堆栈之间；以及光导管延伸部，所述光导管延伸部设置在所述光导管腔体中的一个或多个光导管腔体的所述底部处，所述光导管延伸部延伸穿过所述漫射层。39.根据权利要求37或38中任一项所述的图像传感器结构，其中所述光导管腔体具有在约11度至约1.2度范围内的侧壁角度以及大于约2.5:约1的纵横比。40.根据权利要求36或38中任一项所述的图像传感器结构，其中所述光学吸收材料在所述光导管腔体的侧壁处与所述光学透明材料直接接触。41.根据权利要求36或37中任一项所述的图像传感器结构，所述图像传感器结构包括：串扰层，所述串扰层设置在所述滤光器堆栈的顶表面上方并位于所述光导管腔体中的一个或多个光导管腔体之间；串扰帘幕，所述串扰帘幕在所述光导管腔体的一个或多个光导管腔体之间从所述滤光器堆栈的所述顶表面向下延伸；漫射层，所述漫射层设置在所述滤光器堆栈与所述图像堆栈之间；以及光导管延伸部，所述光导管延伸部设置在所述光导管腔体中的一个或多个光导管腔体的所述底部处，所述光导管延伸部延伸穿过所述漫射层。42.一种形成图像传感器结构的方法，所述方法包括：将图像堆栈设置在设备堆栈上方，所述图像堆栈包括多个光检测器；将光导层设置在所述图像堆栈上方；将多个光导管腔体蚀刻在所述光导层中，每个光导管腔体与所述多个光检测器中的光检测器相关联，所述光导管腔体具有大于约2.5:约1的纵横比以及在约11度至约1.2度范围内的侧壁角度；将纳米孔层设置在所述光导层上方；以及将多个纳米孔设置在所述纳米孔层中，每个纳米孔与所述多个光检测器中的光检测器相关联；其中所述光导层和所述多个光导管腔体包括设置在所述图像堆栈上方的第一滤光器堆栈。43.根据权利要求42所述的方法，所述方法包括：将中间层设置在所述图像堆栈上方；以及将所述光导层设置在所述中间层上方；
其中所述光导层是设置在所述光导管腔体的所述侧壁上并且不设置在所述光导管腔体的底表面上的金属层；并且其中所述光导层具有约100纳米或更小的厚度。44.根据权利要求42所述的方法，所述方法包括：将滤光器材料设置在所述光导管腔体中，所述滤光器材料在所述光导管腔体的侧壁处与所述光导层直接接触。45.根据权利要求42所述的方法，所述方法包括：将第二滤光器堆栈设置在所述第一滤光器堆栈上方；其中所述第一滤光器堆栈和所述第二滤光器堆栈具有大于所述第一滤光器堆栈和所述第二滤光器堆栈中的任一者的总纵横比。46.根据权利要求42所述的方法，所述方法包括：其中所述光导层由光学吸收材料构成；以及将光学透明材料设置在所述光导管腔体中，所述光学透明材料所具有的折射率大于所述光学吸收材料的折射率。47.根据权利要求44至46中任一项所述的方法，所述方法包括：将中间层设置在所述图像堆栈上方；以及将所述光导层设置在所述中间层上方；其中所述光导层是设置在所述光导管腔体的所述侧壁上并且不设置在所述光导管腔体的底表面上的金属层；并且其中所述光导层具有约100纳米或更小的厚度。48.根据权利要求43、45或46中任一项所述的方法，所述方法包括：将滤光器材料设置在所述光导管腔体中，所述滤光器材料在所述光导管腔体的侧壁处与所述光导层直接接触。49.根据权利要求43、44或46中任一项所述的方法，所述方法包括：将第二滤光器堆栈设置在所述第一滤光器堆栈上方；其中所述第一滤光器堆栈和所述第二滤光器堆栈具有大于所述第一滤光器堆栈和所述第二滤光器堆栈中的任一者的总纵横比。50.根据权利要求43至45中任一项所述的方法，所述方法包括：其中所述光导层由光学吸收材料构成；以及将光学透明材料设置在所述光导管腔体中，所述光学透明材料所具有的折射率大于所述光学吸收材料的折射率。
技术总结
本发明公开了一种图像传感器结构，该图像传感器结构包括设置在设备堆栈上方的图像堆栈。该图像堆栈包括多个光检测器。第一滤光器堆栈设置在图像堆栈上方。第一滤光器堆栈包括光导层。光导管腔体设置在该光导层中。每个光导管腔体与光检测器相关联。每个光导管腔体具有大于约2.5:约1的纵横比。纳米孔层设置在第一滤光器堆栈上方。纳米孔设置在纳米孔层中。每个纳米孔与光检测器相关联。每个纳米孔与光检测器相关联。每个纳米孔与光检测器相关联。
技术研发人员：A
受保护的技术使用者：伊鲁米纳公司
技术研发日：2020.09.29
技术公布日：2021/9/9