图像传感单元及其形成方法技术

一种图像传感单元及其形成方法，所述图像传感单元的形成方法包括：提供像素电极材料层；对所述像素电极材料层进行处理形成像素电极，所述像素电极的表面凹凸不平，具有凸起结构；在所述像素电极表面形成有机光电转换层。上述方法可以提高图像传感单元的性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种，所述图像传感单元的形成方法包括：提供像素电极材料层；对所述像素电极材料层进行处理形成像素电极，所述像素电极的表面凹凸不平，具有凸起结构；在所述像素电极表面形成有机光电转换层。上述方法可以提高图像传感单元的性能。【专利说明】
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种。
技术介绍
图像传感器，或称感光元件，是一种将光学图像转换成电子信号的设备，它被广泛地应用在数码相机和其他电子光学设备中。早期的图像传感器采用模拟信号，如摄像管(video camera tube)。如今,传统的图像传感器主要分为感光稱合元件(charge-coupleddevice, CO))和互补式金属氧化物半导体有源像素传感器(CMOS Active pixel sensor)两种。上述图像传感器主要通过硅光电二极管接受光信号并将光信号转换成电信号。传统图像传感器的体积较大，并且灵敏度和受光范围都有待进一步的提闻。 有机图像传感器是一种新型的图像传感器，现有的有机图像传感器采用有机光电转换层取代传统的硅光电二极管作为光电转换单元。有机光电转换层接收光信号后产生电子，通过位于有机光电转换层下方的像素电极与图像传感器下层的电路进行电学连接，将电信号转换成图像输出。 有机图像传感器不但具有更小的体积，而且提高了光线的入射角，有利于提高图像传感器的感光性能。并且与传统的图像传感器相比，有机图像传感器的工艺流程更加简单，可以降低生产成本。 现有的有机图像传感器的性能还有待进一步的提闻。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种，提高有机图像传感器的性能。 为解决上述问题，本专利技术提供一种，包括:提供像素电极材料层；对所述像素电极材料层进行处理形成像素电极，所述像素电极的表面凹凸不平，具有凸起结构；在所述像素电极表面形成有机光电转换层。 可选的，形成所述像素电极的方法包括:在所述像素电极材料层表面形成岛状分布的图形化掩膜层；以所述图形化掩膜层为掩膜，刻蚀部分厚度的像素电极材料层，使所述像素电极材料层表面形成凹槽；然后去除所述图形化掩膜层。 可选的，所述凹槽的深度为30nm?50nm。 可选的，形成所述图形化掩膜层的方法包括:在所述像素电极材料层表面形成第一掩膜层；在所述第一掩膜层表面形成岛状分布的第二掩膜层；以所述第二掩膜层为掩膜刻蚀所述第一掩膜层，形成图形化掩膜层；去除第二掩膜层。 可选的，采用化学气相沉积工艺形成所述第二掩膜层。 可选的，所述第二掩膜层的材料为硅，所述第二掩膜层为硅岛。 可选的，所述娃岛的宽度为1nm?20nm,相邻娃岛之间的距离为1nm?30nm。 可选的，所述化学气相沉积工艺采用的反应气体包括硅源气体和刻蚀气体，所述硅源气体至少包括Si3H8、SiH4, Si2H6, Si5H10中的一种，所述刻蚀气体至少包括HCl、HF、Cl2中的一种，硅源气体与刻蚀气体的浓度比为1:0.2?1:0.8，反应温度为250°C?400°C，压强为0.05托?10托，反应时间为1s?30s。 可选的，形成所述像素电极的方法包括:在所述像素电极材料层表面形成氧化层；在所述自然氧化层表面形成岛状分布的金属颗粒。 可选的，将所述像素电极材料层置于空气中，使像素电极材料层表面自然氧化，形成氧化层。 可选的，所述氧化层的厚度为0.5nm?40nm。 可选的，所述金属颗粒的材料至少包括TiN、T1、Ta或TaN中的一种。 可选的，所述岛状分布的金属颗粒的直径为1nm?20nm，相邻金属颗粒之间的距离为1nm?30nm。 可选的，所述金属颗粒的材料与像素电极材料层的材料相同。 可选的，形成所述金属颗粒的方法为化学气相沉积工艺。 可选的，所述化学气相沉积工艺采用的反应气体包括沉积气体和刻蚀气体，所述化学气相沉积工艺采用的沉积气体包括TiCl4和NH3,所述刻蚀气体包括HC1，其中TiCl4、NH3和HCl的浓度比为1:1:0.2?1:1:0.8，反应温度为250°C?400°C，反应时间为1s?30so 可选的，所述像素电极材料层的材料至少包括TiN、T1、Ta或TaN中的一种。 为解决上述问题，本专利技术的技术方案还提供一种采用上述方法形成的图像传感器，包括:像素电极，所述像素电极表面凹凸不平，具有凸起结构位于所述像素电极表面的有机光电转换层。 可选的，所述像素电极表面相邻凸起结构之间的间距为1nm?30nm，所述凸起结构的高度为30nm?50nm。 可选的，所述像素电极的材料至少包括TiN、T1、Ta或TaN中的一种。 与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点: 本专利技术的技术方案，对所述像素电极材料层进行处理形成像素电极，所述像素电极的表面凹凸不平，具有凸起结构像素电极表面，与表面平坦的像素电极相比，可以提高像素电极与有机光电转换层之间的接触面积，提高了光电转换层中电子向像素电极中传输的效率，从而可以提高所述传感单元的性能。 进一步的，本专利技术的技术方案在像素电极材料层表面形成第一掩膜层，在第一掩膜层表面形成岛状分布的第二掩膜层，以所述第二掩膜层为掩膜刻蚀所述第一掩膜层，形成图形化掩膜层；然后以所述图形化掩膜层为掩膜，刻蚀像素电极材料层，形成凹槽和凸起结构。所述第二掩膜层采用化学气相沉积工艺形成，在沉积过程中加入刻蚀气体，从而形成岛状的第二掩膜层，可以通过沉积工艺的参数调整形成尺寸较小的第二掩膜层，从而尽可能大的提高后续形成的像素电极的表面积。 进一步的，本专利技术的技术方案，还可以在像素电极材料层表面形成氧化层之后，在所述氧化层表面形成岛状分布的金属颗粒，作为像素电极表面的突出结构。所述氧化层的厚度较低，不会影响像素电极材料层表面的导电性。所述金属颗粒、氧化层与像素电极材料层共同作为像素电极。所述像素电极表面具有凸起结构，即金属颗粒，可以提高像素电极与后续在所述像素电极表面形成的有机光电转换层之间的接触面积，提高传感单元的性能。 【专利附图】【附图说明】 图1至图7是本专利技术的第一实施例的图像传感单元的形成过程的结构示意图； 图8至图10是本专利技术的第二实施例的图像传感器单元的形成过程的结构示意图。 【具体实施方式】 如
技术介绍
中所述，现有技术中形成的有机图像传感器的性能还有待进一步提闻。 研究发现，影响有机图像传感器的性能的一个主要因素是有机光电转换层与像素电极之间的接触面积，提高所述有机光电转换层与像素电极之间的接触面积可以提高像素电极对于有机光电转换层中的电荷的收集能力。在不增大像素电极体积的情况下，提高像素电极与有机光电转换层的接触面积，是提高有机图像传感器的有效方法。 本专利技术的实施例，提供一种图像传感单元，所述图像传感单元包括表面凹凸不平的像素电极，与表面平坦的像素电极相比，可以提高像素电极与有机光电转换层之间的接触面积，从而提高图像传感器的性能。 为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。 第一实施例 请参考图1，提供像素电极材料层100。 所述像素电极材料层100的材料为金属材料，至少包括TiN、T1、Ta或TaN中的一种。所述像素电极材料层100形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感单元的形成方法，其特征在于，包括：提供像素电极材料层；对所述像素电极材料层进行处理形成像素电极，所述像素电极的表面凹凸不平，具有若干凸起结构；在所述像素电极表面形成有机光电转换层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：三重野文健，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31