CN114093743A - 一种光敏传感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光敏传感器，包括顶电极、底电极、空腔阵列、隔离层、若干倍增结构和若干导电结构。所述空腔阵列设置于所述顶电极和所述底电极之间，所述空腔阵列的顶面开口朝向所述顶电极，底面开口朝向所述底电极，形成若干空腔结构供所述光电子以及二次电子通过，并使所述二次光电子到达所述底电极；若干倍增结构对应设置于每个所述空腔结构，并与所述若干导电结构相对应电接触，对进入所述空腔结构的光电子进行加速和倍增形成所述二次光电子，提高集成度并有利于提升弱光探测的灵敏度。本发明还提供了所述光敏传感器的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路设计技术领域，尤其涉及一种光敏传感器及其制备方法。
背景技术
常规弱光照条件下会使用雪崩二极管及相关技术来探测，其工作电压较高，可集成性差，且由于雪崩二极管击穿电压对工艺的灵敏性，导致其功耗较高，均匀性一致性较差。同时，由于高压工作模式，其器件面积较大；再加上，该器件在衬底内制作，无法与读取电路共享衬底面积，因此感光区域的填充因子无法大幅度提高。
部分应用弱光条件下使用CMOS-IMAGE-SENSOR来探测，但其噪声较大，且需要很长的积分时间来提升光输入信号强度，其相应时间很慢，性能无法满足要求。
因此，有必要开发新型的光敏传感器以解决现有技术存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的光敏传感器及其制备方法，提高集成度并有利于提升弱光探测的灵敏度。
为实现上述目的，本发明的光敏传感器包括：
顶电极，用于响应预定波长的光出射光电子；
底电极，与所述顶电极相对设置且电性相反；
隔离层；
若干导电结构，设置于所述隔离层；
空腔阵列，设置于所述顶电极和所述底电极之间，所述空腔阵列的顶面开口朝向所述顶电极，底面开口朝向所述底电极；
所述空腔阵列包括若干空腔结构供所述光电子以及所述光电子经倍增后形成的二次电子通过，并使所述二次光电子到达所述底电极；
若干倍增结构，对应设置于若干所述空腔结构，所述倍增结构与所述导电结构电接触，对进入所述空腔结构的光电子进行加速和倍增形成所述二次光电子。
本发明的所述光敏传感器的有益效果在于：所述空腔阵列设置于所述顶电极和所述底电极之间，所述空腔阵列的顶面开口朝向所述顶电极，底面开口朝向所述底电极，形成若干所述空腔结构供所述光电子以及二次电子通过，并使所述二次光电子到达所述底电极；若干倍增结构对应设置于每个所述空腔结构，并与所述若干导电结构相对应电接触，对进入所述空腔结构的光电子进行加速和倍增形成所述二次光电子，提高集成度并有利于提升弱光探测的灵敏度。
优选的，所述若干空腔结构相对所述顶电极倾斜设置。其有益效果在于：有利于对进入所述空腔结构的光电子进行加速和倍增。
进一步优选的，每个所述空腔结构沿所述顶电极设置方向的截面呈等边六边形。
进一步优选的，至少一个所述空腔结构的底部设置有加速薄膜，以加强对所述空腔结构出射的二次光电子的加速作用。
进一步优选的，所述加速薄膜由还原石墨烯和氧化石墨烯的至少一种组成。
进一步优选的，所述加速薄膜具有至少一个通道孔作为所述空腔结构的底面开口。
进一步优选的，所述加速薄膜中的加速电极与相邻的空腔结构内的倍增电极相互隔离以不发生电连接。
优选的，所述空腔阵列包含若干子空腔阵列层，所述若干子空腔阵列层倾斜于所述顶电极，不同子空腔阵列层的相邻空腔结构相对应设置且内部相通。
进一步优选的，还包括设置于相邻所述子空腔阵列层之间的层间隔离层，所述层间隔离层包括若干层间导电结构和若干层间通孔结构，所述若干层间导电结构与相邻所述子空腔阵列层中的至少一层的若干倍增结构电接触，所述若干层间通孔结构与相邻所述子空腔阵列层的任意一层中的若干空腔结构相对应设置并允许光电子通过。
进一步优选的，所述倍增结构包括相对设置于每个空腔结构内壁的倍增电极对。
进一步优选的，所述不同子空腔阵列层的相邻空腔结构形成的运动通道呈V型。
进一步优选的，同一子空腔阵列层的倍增电极对朝向同一方向设置。
所述光敏传感器的制备方法包括以下步骤：
S1：提供衬底，在所述衬底上形成底电极和隔离层，并使所述隔离层上形成若干导电结构和若干通孔，所述底电极的部分顶面通过所述若干通孔露出，所述导电结构和所述通孔间隔分布；
S2：使用隔离材料形成覆盖所述隔离层顶面和所述底电极顶面并填充所述若干通孔的介质层；
S3：将所述衬底倾斜，刻蚀形成包括若干空腔结构的空腔阵列，然后将所述衬底复位后使用倍增电极材料沉积形成填充每个所述空腔结构的初始倍增电极层，再将所述衬底倾斜后去除部分所述初始倍增电极层，得到设置于所述空腔结构侧壁，并与所述导电结构电接触的倍增结构；
S4：使用牺牲材料沉积形成覆盖经所述空腔阵列顶面的牺牲层，图形化所述牺牲层形成沟槽结构；
S5：使用光电效应材料形成填充所述沟槽结构并覆盖所述牺牲层顶面的初始顶电极，并图形化所述初始顶电极以形成释放通孔，通过所述释放通孔去除所述牺牲材料，使用密封介质密封所述释放通孔并去除所述初始顶电极顶面的密封介质，形成顶电极。
优选的，所述空腔阵列包括若干子空腔阵列层，通过所述步骤S3形成的包括若干空腔结构的空腔阵列为一层所述子空腔阵列层，所述步骤S3执行完毕后，执行以下步骤：
S31：使用牺牲材料填充所述子空腔阵列层内部，使所述子空腔阵列层的顶面露出；
S32：使用层间材料形成覆盖所述子空腔阵列层的层间隔离层，所述层间隔离层包括若干层间导电结构和若干层间通孔结构，所述若干层间通孔结构与所述步骤S3形成的子空腔阵列层中的若干空腔结构相对应设置并允许光电子通过，所述层间导电结构的至少部分表面露出；
S33：重复执行所述步骤S3至所述步骤S32直至形成若干层子空腔阵列层，使相邻所述子空腔阵列层之间形成所述层间隔离层，以及使每层所述层间隔离层的若干层间导电结构与相邻所述子空腔阵列层中的至少一层的若干倍增结构电接触。
进一步优选的，所述层间材料为还包括含有氧化石墨烯和有机溶剂的分散液，所述步骤S32执行完毕后，将所述分散液旋涂于所述空腔阵列的顶部开口，以实现通过若干氧化石墨烯层覆盖至少一个所述空腔结构的顶部开口，并与所述层间导电结构相接触。
进一步优选的，所述步骤S5中，通过所述释放通孔去除所述牺牲材料的步骤执行完毕后，去除部分所述氧化石墨烯层，再执行使用密封介质密封所述释放通孔并去除所述初始顶电极顶面的密封介质的步骤。
进一步优选的，所述步骤S5中，去除部分所述氧化石墨烯层的步骤包括，通过光刻刻蚀在每个所述氧化石墨烯层形成通道孔。
进一步优选的通过光刻刻蚀在每个所述氧化石墨烯层形成通道孔的步骤执行完毕后，对剩余的氧化石墨烯层进行还原得到层间的加速电极。
附图说明
图1为本发明实施例的光敏传感器的结构示意图；
图2为本发明一些实施例的若干空腔结构的俯视图；
图3为图1所示的A部分的放大结构示意图；
图4为本发明实施例的衬底表面形成阳极和金属互连结构后得到的结构示意图；
图5是在图4所示结构基础上形成隔离层后得到的结构示意图；
图6为在图5所示的结构基础上形成第一层空腔阵列后的结构示意图；
图7为在图6所示的结构基础上形成若干倍增电极后得到的结构示意图；
图8为在图7所示的结构基础上形成层间隔离层后的结构示意图；
图9为在图8所示的结构基础上形成第二层空腔阵列后得到结构的示意图；
图10为在图9所示的结构基础上形成牺牲层并图形化牺牲层后得到结构的示意图；
图11为在图10所示的结构基础上形成支撑结构和初始顶电极后得到结构的示意图；
图12为在图11所示的结构基础上形成释放通孔后得到结构的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
现有技术中，常规弱光照条件下会使用雪崩二极管及相关技术来探测，其工作电压较高，可集成性差，且由于雪崩二极管击穿电压对工艺的灵敏性，导致其功耗较高，均匀性一致性较差。同时，由于高压工作模式，其器件面积较大；再加上，该器件在衬底内制作，无法与读取电路共享衬底面积，因此感光区域的填充因子无法大幅度提高。
部分应用弱光条件下使用CMOS-IMAGE-SENSOR来探测，但其噪声较大，且需要很长的积分时间来提升光输入信号强度，其相应时间很慢，性能无法满足要求。
为解决现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种光敏传感器。
图1为本发明实施例的光敏传感器的结构示意图。
参照图1，图1所示的光敏传感器包括：
顶电极11，用于响应预定波长的光出射光电子；
底电极12，与所述顶电极11相对设置且电性相反；
由上层空腔阵列13和下层空腔阵列14组成的空腔阵列，设置于所述顶电极11和所述底电极12之间，所述空腔阵列的顶面开口朝向所述顶电极11，底面开口朝向所述底电极12，形成若干运动通道17供所述光电子以及二次电子通过，并使所述二次光电子到达所述底电极12。
一些具体的实施例中，由所述下层空腔阵列14组成了空腔阵列。
一些具体的实施例中，所述顶电极11使用具有光电效应的材料制备，以响应于预定波长的光出射光电子。
一些具体的实施例中，所述具有光电效应的材料为AgOCs和SbCs3的任意一种。
图2为本发明一些实施例的若干空腔结构的俯视图。
一些具体的实施例中，参照图1和图2，每个空腔结构，以所述第一空腔结构131为例，沿所述顶电极11设置方向的截面呈等边六边形。
本发明实施例中，参照图1，所述光敏传感器还包括若干倍增电极15，两两相对设置于每个所述运动通道17内，对进入所述运动通道17的光电子进行加速和倍增形成所述二次光电子，提高集成度并有利于提升弱光探测的灵敏度。
一些实施例中，所述空腔阵列包含设置于所述顶电极11和所述底电极12之间的若干空腔结构。参照图1，包括第一空腔结构131和第二空腔结构141在内的若干空腔结构沿倾斜于所述顶电极11的方向排布形成若干所述运动通道17。
进一步的，每个空腔结构内设置有倍增单元，以对入射的光电子进行加速和倍增形成所述二次光电子。
进一步的，所述倍增单元包括相对设置于每个空腔结构内壁的倍增电极对，使得同一空腔结构内的相邻倍增电极之间形成加速电场，利用加速电场将电子吸引到倍增电极上，经过撞击和倍增放大形成更多的加速光电子，从而实现了光电信号的放大作用。
一些具体的实施例中，相邻倍增电极之间的距离小于光电子传输的自由程，最大程度避免了光电子在传输过程中的能量损耗。
一些具体的实施例中，所述倍增电极使用的材料为GaP(Cs)。
一些实施例中，所述若干空腔结构沿倾斜于所述顶电极的方向排布形成不同子空腔阵列层，不同子空腔阵列层的相邻空腔结构一一对应设置形成所述运动通道，同一子空腔阵列层的空腔结构顶面开口朝向所述顶电极，底面开口朝向所述底电极。参照图1，图1所示的8个空腔结构中，4个空腔结构排布形成上层空腔阵列层13作为一个子空腔阵列层，另外4个空腔结构排布形成下层空腔阵列层14作为另一个子空腔阵列层。所述上层空腔阵列层13和所述下层空腔阵列层14设置于所述顶电极11和所述底电极12之间。所述上层空腔阵列层13的每个空腔结构和所述下层空腔阵列层14的每个空腔结构一一对应设置。
一些实施例中，所述上层空腔阵列层13和所述下层空腔阵列层14的任意一种所分别包含的空腔结构的个数可以根据需求进行灵活调整。
进一步的，不同子空腔阵列层的相邻空腔结构中，靠近所述顶电极的空腔结构底面开口与靠近所述底电极的空腔结构的顶面开口一一对应，以允许所述二次光电子通过。参照图1，相邻的所述第一空腔结构131的底面开口和所述第二空腔结构141的顶面开口相接使得所述第一空腔结构131和所述第二空腔结构141内部相通。
图3为本发明一些实施例的光敏传感器中的层间隔离层与设置于层间隔离层的各结构的装配示意图。
一些实施例中，所述光敏传感器还包括层间隔离层。参照图1和图3，所述上层空腔阵列层13和所述下层空腔阵列层14之间具有层间隔离层16，所述层间隔离层16包括若干层间导电结构161，以及若干位于沿水平方向相对的所述层间导电结构161之间的层间通孔结构(图中未标示)，以供光电子通过。
一些实施例中，所述层间导电结构161电接触相邻所述子空腔阵列层中的至少一层的若干倍增结构。参照图3，所述层间导电结构161电接触属于同一子空腔阵列层的第一倍增电极151和第二倍增电极152。
一些实施例中，每个空腔结构的底部设置有加速薄膜，所述加速薄膜具有通道孔作为所述空腔结构的底面开口，并加强对所述空腔结构出射的二次光电子的加速作用。
一些实施例中，所述加速薄膜由还原石墨烯和氧化石墨烯层的至少一层组成。
一些具体的实施例中，所述加速薄膜设置于所述隔离层。参照图3，所述层间隔离层16中除若干所述层间导电结构161外的其他部分，以及加速电极162构成了所述加速薄膜。所述加速电极162为多孔结构，以允许光电子通过，并起到加速作用。
一些更具体的实施例中，所述层间隔离层16中除若干所述层间导电结构161外的其他部分由氧化石墨烯组成，所述加速电极162由还原石墨烯组成。
一些具体的实施例中，所述加速薄膜为所述层间隔离层16中除若干所述层间导电结构161外的其他部分。
一些实施例中，所述加速薄膜与相邻的空腔结构内的倍增电极相互隔离以不发生电连接。参照图3，加速薄膜由所述层间隔离层16中除若干所述层间导电结构161外的其他部分以及加速电极162构成。相邻的空腔结构内的倍增电极为所述第一倍增电极151、所述第二倍增电极152、以及分别位于所述第一倍增电极151和所述第二倍增电极152下方的两个倍增电极。
一些具体的实施例中，不同子空腔阵列层的相邻空腔结构形成的运动通道呈V型。请参见图1，不同子空腔阵列层的相邻空腔结构以所述第一空腔结构131和所述第二空腔结构141为例，所述第一空腔结构131和所述第二空腔结构141形成的结构呈V型。
一些具体的实施例中，同一子空腔阵列层的倍增电极对朝向同一方向设置。
一些具体的实施例中，所述底电极包括若干相互隔离的阳极，所述若干阳极与最接近所述底电极的空腔结构一一对应设置。
本发明实施例还提供了所述光敏传感器的制备方法，包括步骤S1至步骤S7。
所述步骤S1包括：提供衬底，在所述衬底上形成底电极和隔离层，并使隔离层上形成若干导电结构和若干通孔，所述底电极的部分顶面通过所述若干通孔露出，所述导电结构和所述通孔交替排布；
图4为本发明实施例的衬底表面形成阳极和金属互连结构后得到的结构示意图。图5是在图4所示结构基础上形成隔离层后得到的结构示意图。
一些实施例中，所述底电极包括若干阳极。参照图4和图5，衬底21形成有顶面暴露的若干阳极22，所述阳极22的顶面和所述衬底21的顶面沉积覆盖有隔离层24，所述隔离层24形成有若干填充导电材料的导电结构25。
一些实施例中，相邻阳极22之间形成有金属互连结构23以便于外接处理电路，所述金属互连结构23与所述导电结构25电性连接。互连导电结构32和下层互连结构33组成了所述金属互连结构23。具体的，在初始衬底上形成第一导电金属层并图形化形成下层互连结构33，在所述下层互连结构33顶部沉积介质材料形成底部介质层，然后通过光刻刻蚀形成互连通孔，使用互连金属材料沉积并进行CMP磨平后形成填充所述互连通孔的所述互连导电结构32。
进一步的，使用介质材料沉积形成覆盖所述互连导电结构32顶面和所述底部介质层顶面的顶部介质层后，在所述顶部介质层上形成阳极22以及上层互连结构31，使所述上层互连结构31通过所述互连导电结构32与所述下层互连结构33电接触。所述初始衬底、所述顶部介质层和所述底部介质层构成了所述衬底21。
具体的，所述阳极22的顶面露出，在所述阳极22顶面和所述衬底21顶面沉积一层初始隔离层(图中未标示)后，图形化所述初始隔离层(图中未标示)以形成若干初始通孔。
进一步的，使用导电材料填充所述若干初始通孔形成若干导电结构，再图形化形成有若干初始通孔的初始隔离层并通过光刻刻蚀使在所述初始隔离层中形成若干通孔，并使若干所述通孔与若干所述导电结构间隔分布。具体的，参见图5，所述隔离层24中，导电结构25和通孔26间隔分布，所述通孔26与所述阳极22相对，使至少部分所述阳极22的顶面露出；所述导电结构25与所述金属互连结构23电接触。
所述步骤S2包括：使用隔离材料形成覆盖所述隔离层顶面和所述底电极顶面并填充所述若干通孔的介质层；
所述步骤S3包括：将所述衬底倾斜，刻蚀形成包括若干空腔结构的空腔阵列，然后将所述衬底复位后使用倍增电极材料沉积形成填充所述空腔阵列的初始倍增电极层，再将所述衬底倾斜后去除部分所述初始倍增电极层，得到设置于所述空腔结构侧壁，并与所述导电结构电接触的倍增结构。
图6为在图5所示的结构基础上形成第一层空腔阵列后的结构示意图。参照图5和图6，通过刻蚀去除了覆盖所述隔离层24顶面以及填充所述若干通孔26的隔离材料，还去除了覆盖所述导电结构25的一部分隔离材料后形成了如图6所示的相互平行且均倾斜于所述衬底21的若干倾斜结构61，所述倾斜结构61与所述导电结构25相接，相邻的所述倾斜结构61组成1个顶部开口的空腔，每个空腔的顶部开口与所述阳极22相对。更具体的，所述隔离材料为绝缘材料。
一些实施例中，参照图5和图6，使用倍增电极材料沉积形成的初始倍增电极层(图中未标示)覆盖所述隔离层24和若干所述导电结构25的露出表面，填充所述若干通孔26并包埋每个所述倾斜结构61。
图7为在图6所示的结构基础上形成若干倍增电极后得到的结构示意图。具体的，采用各向异性刻蚀去除部分所述初始倍增电极层后得到图7所示的若干倍增电极71，相邻的所述倾斜结构61的相对侧壁形成有所述倍增电极71，每个倍增电极71与所述导电结构25电连接。
一些实施例中，通过所述步骤S3形成的包括若干空腔结构的空腔阵列为一层所述子空腔阵列层，所述步骤S3执行完毕后，执行以下步骤：
S31：使用牺牲材料填充所述子空腔阵列层内部，使所述子空腔阵列层的顶面露出；
S32：使用层间材料形成覆盖所述子空腔阵列层的层间隔离层，所述层间隔离层包括若干层间导电结构和若干层间通孔结构，所述若干层间通孔结构与所述步骤S3形成的子空腔阵列层中的若干空腔结构相对应设置并允许光电子通过，所述层间导电结构的至少部分表面露出；
S33：重复执行所述步骤S3至所述步骤S32直至形成若干层子空腔阵列层，在相邻所述子空腔阵列层之间形成所述层间隔离层，以及使每层所述层间隔离层的若干层间导电结构与相邻所述子空腔阵列层中的至少一层的若干倍增结构电接触。
图8为在图7所示的结构基础上形成层间隔离层后的结构示意图。
一些具体的实施例中，所述层间隔离层16的形成过程请参见前述的在所述第一层隔离层24基础上形成所述导电结构25和通孔26的过程，区别在于，参照图3和图8，通过图形化和刻蚀、沉积工艺在每个所述层间隔离层16形成所述层间导电结构161，然后将分散液旋涂于每个所述层间隔离层16的顶面以及相邻所述层间隔离层16顶面之间，以实现对相邻的空腔阵列之间通道的密封。
一些更具体的实施例中，所述分散液为包含氧化石墨烯和有机溶剂的分散液。所述步骤S32执行完毕后，将所述分散液旋涂于所述空腔阵列的顶部开口，以实现通过若干氧化石墨烯层覆盖至少一个所述空腔结构的顶部开口，并与所述层间导电结构相接触。
图9为在图8所示的结构基础上形成第二层空腔阵列后得到结构的示意图。参照图9，由若干相互平行的所述倾斜结构61构成的第一层空腔阵列91的顶部沉积形成有第二层空腔阵列92。构成所述第二层空腔阵列92的每个倾斜结构相互平行，且与沿垂直方向相接的倾斜结构形成的夹角相同。所述第二层空腔阵列92设置的若干倍增电极的形成方式请参见前述，在此不做赘述。
所述步骤S4包括：使用牺牲材料沉积形成所述空腔阵列顶面的牺牲层，图形化所述牺牲层形成沟槽结构。
所述步骤S5包括：使用光电效应材料形成填充所述沟槽结构并覆盖所述牺牲层顶面的初始顶电极，并图形化所述初始顶电极以形成释放通孔，通过所述释放通孔去除所述牺牲材料，使用密封介质密封所述释放通孔并去除所述初始顶电极顶面的密封介质，形成顶电极。
图10为在图9所示的结构基础上形成牺牲层并图形化牺牲层后得到结构的示意图。图11为在图10所示的结构基础上形成支撑结构和初始顶电极后得到结构的示意图。图12为在图11所示的结构基础上形成释放通孔后得到结构的示意图。
参照图9至图12，使用牺牲材料填充图9所示的结构后形成牺牲层101，在所述牺牲层101上形成相对的沟槽结构，即第一沟槽结构102和第二沟槽结构103后，使用支撑材料填充两个沟槽结构形成所述第一支撑结构111和所述第二支撑结构112。使用顶电极材料在所述支撑结构顶面，即所述第一支撑结构111和所述第二支撑结构112的顶面，以及所述牺牲层101顶面沉积形成初始顶电极113，图形化所述初始顶电极113以形成释放通孔114。
一些实施例中，通过所述释放通孔114去除所述牺牲材料后，使用密封介质密封所述释放通孔并去除所述初始顶电极113顶面的密封介质，形成顶电极。
一些实施例中，通过所述释放通孔114去除所述牺牲材料后保留所述释放通孔114以与所述空腔结构内相通。
一些实施例的所述步骤S5中，通过所述释放通孔去除所述牺牲材料的步骤执行完毕后，去除部分所述氧化石墨烯层，使沿纵向方向相对的空腔结构相通，再执行使用密封介质密封所述释放通孔并去除所述初始顶电极顶面的密封介质的步骤。
一些实施例中，所述步骤S5中，去除部分所述氧化石墨烯层的步骤包括，通过光刻刻蚀在每个所述氧化石墨烯层形成通道孔，使沿纵向方向相对的空腔结构相通。
一些实施例中，通过光刻刻蚀在每个所述氧化石墨烯层形成通道孔的步骤执行完毕后，对剩余的氧化石墨烯层进行还原得到层间的加速电极。
虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。
Claims (16)
1.一种光敏传感器，其特征在于，包括：
顶电极，用于响应预定波长的光出射光电子；
隔离层，与所述顶电极相对设置；
底电极，与所述顶电极相对设置且电性相反；
若干导电结构，设置于所述隔离层；
空腔阵列，设置于所述顶电极和所述底电极之间，所述空腔阵列的顶面开口朝向所述顶电极，底面开口朝向所述底电极；
所述空腔阵列包括若干空腔结构供所述光电子以及所述光电子经倍增后形成的二次电子通过，并使所述二次光电子到达所述底电极；
若干倍增结构，对应设置于若干所述空腔结构，所述倍增结构与所述导电结构电接触，对进入所述空腔结构的光电子进行加速和倍增形成所述二次光电子。
2.根据权利要求1所述的光敏传感器，其特征在于，所述若干空腔结构相对所述顶电极倾斜设置。
3.根据权利要求1所述的光敏传感器，其特征在于，每个所述空腔结构沿所述顶电极设置方向的截面呈等边六边形。
4.根据权利要求1所述的光敏传感器，其特征在于，至少一个所述空腔结构的底部设置有加速薄膜，以加强对所述空腔结构出射的二次光电子的加速作用。
5.根据权利要求4所述的光敏传感器，其特征在于，所述加速薄膜由还原石墨烯和氧化石墨烯的至少一种组成。
6.根据权利要求4所述的光敏传感器，其特征在于，所述加速薄膜具有至少一个通道孔作为所述空腔结构的底面开口。
7.根据权利要求1所述的光敏传感器，其特征在于，所述空腔阵列包含若干子空腔阵列层，所述若干子空腔阵列层倾斜于所述顶电极，不同子空腔阵列层的相邻空腔结构相对应设置且内部相通。
8.根据权利要求7所述的光敏传感器，其特征在于，还包括设置于相邻所述子空腔阵列层之间的层间隔离层，所述层间隔离层包括若干层间导电结构和若干层间通孔结构，所述若干层间导电结构与相邻所述子空腔阵列层中的至少一层的若干倍增结构电接触，所述若干层间通孔结构与相邻所述子空腔阵列层的任意一层中的若干空腔结构相对应设置并允许光电子通过。
9.根据权利要求7所述的光敏传感器，其特征在于，所述倍增结构包括相对设置于每个空腔结构内壁的倍增电极对。
10.根据权利要求7所述的光敏传感器，其特征在于，所述不同子空腔阵列层的相邻空腔结构形成的运动通道呈V型。
11.一种光敏传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：提供衬底，在所述衬底上形成底电极和隔离层，并使所述隔离层上形成若干导电结构和若干通孔，所述底电极的部分顶面通过所述若干通孔露出，所述导电结构和所述通孔间隔分布；
S2：使用隔离材料形成覆盖所述隔离层顶面和所述底电极顶面并填充所述若干通孔的介质层；
S3：将所述衬底倾斜，刻蚀形成包括若干空腔结构的空腔阵列，然后将所述衬底复位后使用倍增电极材料沉积形成填充所述空腔阵列的初始倍增电极层，再将所述衬底倾斜后去除部分所述初始倍增电极层，得到设置于所述空腔结构侧壁，并与所述导电结构电接触的倍增结构；
S4：使用牺牲材料沉积形成覆盖所述空腔阵列顶面的牺牲层，图形化所述牺牲层形成沟槽结构；
S5：使用光电效应材料形成填充所述沟槽结构并覆盖所述牺牲层顶面的初始顶电极，并图形化所述初始顶电极以形成释放通孔，通过所述释放通孔去除所述牺牲材料，使用密封介质密封所述释放通孔并去除所述初始顶电极顶面的密封介质，形成顶电极。
12.根据权利要求11所述的光敏传感器的制备方法，其特征在于，所述空腔阵列包括若干子空腔阵列层，通过所述步骤S3形成的包括若干空腔结构的空腔阵列为一层所述子空腔阵列层，所述步骤S3执行完毕后，执行以下步骤：
S31：使用牺牲材料填充所述子空腔阵列层内部，使所述子空腔阵列层的顶面露出；
S32：使用层间材料形成覆盖所述子空腔阵列层的层间隔离层，所述层间隔离层包括若干层间导电结构和若干层间通孔结构，所述若干层间通孔结构与所述步骤S3形成的子空腔阵列层中的若干空腔结构相对应设置并允许光电子通过，所述层间导电结构的至少部分表面露出；
S33：重复执行所述步骤S3至所述步骤S32直至形成若干层子空腔阵列层，使相邻所述子空腔阵列层之间形成所述层间隔离层，以及使每层所述层间隔离层的若干层间导电结构与相邻所述子空腔阵列层中的至少一层的若干倍增结构电接触。
13.根据权利要求12所述的光敏传感器的制备方法，其特征在于，所述层间材料还包括含有氧化石墨烯和有机溶剂的分散液，所述步骤S32执行完毕后，将所述分散液旋涂于所述空腔阵列的顶部开口，以实现通过若干氧化石墨烯层覆盖至少一个所述空腔结构的顶部开口，并与所述层间导电结构相接触。
14.根据权利要求13所述的光敏传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中，通过所述释放通孔去除所述牺牲材料的步骤执行完毕后，去除部分所述氧化石墨烯层，再执行使用密封介质密封所述释放通孔并去除所述初始顶电极顶面的密封介质的步骤。
15.根据权利求14所述的光敏传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中，去除部分所述氧化石墨烯层的步骤包括，通过光刻刻蚀在每个所述氧化石墨烯层形成通道孔。
16.根据权利求15所述的光敏传感器的制备方法，其特征在于，通过光刻刻蚀在每个所述氧化石墨烯层形成通道孔的步骤执行完毕后，对剩余的氧化石墨烯层进行还原得到层间的加速电极。
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