具有正面涂层的光敏像素结构制造技术

本发明专利技术涉及一种包括衬底层(15)和界面层(50)的光敏像素结构(10)，其中，界面层(50)至少部分地被设置在衬底层(15)的第一表面上，并且其中，界面层(50)至少部分地包括第一材料层(51)，并且界面层(50)至少部分地包括覆盖第一材料层(51)的第二材料层(52)，使得第一材料层(51)至少部分地被夹在第二材料层(52)和衬底(15)之间。本发明专利技术还涉及包括这种像素结构的阵列和植入物以及提供像素结构的方法，其中，第二材料层还具有从200nm‑600nm，优选从300nm‑500nm，最优选从320nm‑450nm选择的厚度。

Photosensitive pixel structure with positive coating

The present invention relates to a photosensitive pixel structure (10) including a substrate layer (15) and an interface layer (50), in which the interface layer (50) is at least partially set on the first surface of the substrate layer (15), and in which the interface layer (50) at least partially includes the first material layer (51), and the interface layer (50) is at least partially covered with the covering of the first material layer. (51) the second material layer (52) causes the first material layer (51) to be sandwiched between the second material layer (52) and the substrate (15) at least. The invention also relates to an array and an implant including this pixel structure and a method for providing a pixel structure, in which the second material layer also has a thickness selected from the 200nm 600nm, preferably from the 300nm 500nm, preferably from the 320nm 450nm.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有正面涂层的光敏像素结构本专利技术涉及一种光敏像素结构以及具有这种像素结构的阵列和植入物。此外，本专利技术涉及一种提供光敏像素结构的方法。植入系统是已知的，其有助于为例如因诸如色素性视网膜炎的退行性疾病而导致失明的患者恢复至少一部分视力。可以利用植入物至少在一定程度上恢复视力，这利用了这样的事实：尽管视网膜的一部分已经退化，但视网膜的大部分仍是完整的并且仍然可以被光相关的电刺激直接刺激。这样的电刺激能够通过植入系统来提供。这种系统通常包括放置在患者眼睛前方的特殊护目镜以及包括与活组织或细胞接触的多个电极的植入物，特别是视网膜下植入物。在护目镜中通常提供摄像头。摄像头适于捕获患者前方的场景。可以将该捕获的场景从视觉信息转变成预定的IR光脉冲信号。在这种情况下，植入物适于接收这些IR光脉冲，并且作为响应，基于由摄像头接收到的场景内容来刺激植入物上的光敏区域。然后，植入物将所接收的光转化为可以刺激视网膜中的残留细胞的电流。为了这个目的，植入物包括一个或更多个像素阵列，其中，每个单独的像素结构通常包括一个或更多个二极管区域、刺激电极和可能的对电极。如果光脉冲被引导到像素或更确切地说像素的光敏区域，该光脉冲的部分光子将在衬底中被吸收，并且由于光电效应，在衬底内产生电子-空穴对。这些电子-空穴对迁移到像素结构的相应电极，并且响应于此，相对应的光电二极管电路可以在电极上产生电荷。因此，在衬底中吸收的光子越多，像素结构所产生的电荷就越多。光子的吸收或吸收率可能取决于入射光的波长、材料性质、入射区域(即光敏区域)和吸收衬底的厚度。为了增加入射光的吸收并从而最终增加像素结构中的电荷产生，可以例如增加衬底的厚度。然而，鉴于目标应用，衬底的厚度的增加并不总是所期望的或可能的。Cogan等人(“Plasma-enhancedchemicalvapordepositedsiliconcarbideasanimplantabledielectriccoating”，JBiomedMaterRes.2003年12月1日；67(3)：856-67)建议在衬底上设置厚的非晶碳化硅层。Wang等人(“Photovoltaicretinalprosthesisforrestoringsighttotheblind:implantdesignandfabrication”，Proc.SPIE8248，MicromachiningandMicrofabricationProcessTechnologyXVII，824805(2012年2月7日))建议使用在衬底上热生长的60nm二氧化硅层，连同70nm的附加氮化硅层，意在降低水-氮化硅界面处的反射率。对于神经刺激，包含光敏像素结构或阵列的植入物是已知的。在这样的植入物中，为了可靠地刺激残留细胞，电流密度(即像素结构在预定时间内每电磁脉冲(例如每光脉冲，特别是IR脉冲)每相传输的电荷)应该尽可能高，以便充分地刺激残留细胞。同时，为了最小的侵入性，植入物应被保持尽可能小，特别是尽可能薄。同样地，理想地，植入物的厚度小于100μm，理想地小于50μm，并且优选30μm或更小。薄的植入物还使得制作便利，特别是对于应该延伸穿过植入物的整个厚度的结构而言。同样地，为了增加光敏阵列的分辨率，应该期望减小各个像素的尺寸(即每个像素为探测足够的光以产生电荷所需的表面积)。这可以适用于植入物以及其他光敏结构，例如照相机中、检测装置等中的光敏芯片。这要求植入物的光敏区域顶部上的任何层对入射光具有高透射率和低吸收率。因此，本专利技术的目的是解决现有技术的问题中的至少一个。特别地，本专利技术的目的是提供一种改进的像素结构。期望的是，应该提高光通过像素结构的入射表面的透射。此外，目的可以是提供具有减小的尺寸的光敏像素结构。此外，本专利技术的目的可以是提供具有提高的分辨率的像素阵列或植入物。根据本专利技术，利用具有根据独立权利要求1的像素结构、根据权利要求9的像素阵列、根据权利要求10的植入物和根据权利要求12的方法解决了该问题。有利的扩展见于从属权利要求。根据本专利技术的一个方面，提供了一种光敏像素结构，其包括衬底层和界面层。界面层至少被设置在衬底层的前表面的一部分上。衬底的前表面也可以被描述为衬底的入射表面或第一表面。界面层至少部分地包括第一材料层，并且此外，界面层至少部分地包括覆盖第一材料层的第二材料层。第一材料层被第二材料层覆盖，使得第一材料层至少部分地被夹在第二材料层和衬底之间。因此，第二材料层是像素结构上的顶层。尤其，在包括刺激电极和/或返回电极(returnelectrode)的像素结构中，包括第一和/或第二材料层的界面层通常被设置在衬底上的、不被沉积在像素结构上的电极中的任何一个所占据的那些区域中。此外，第二材料层的厚度在200nm和600nm之间。优选地，第二材料层的厚度在300nm到500nm之间。最优选地，第二材料层的厚度在320nm到450nm之间。第二材料层的这种厚度范围虽然允许增加涂层整体(即第一材料层和第二材料层的层叠)的透射率，但同时允许密封被第二材料层覆盖的那些区域。制造200nm到600nm范围内的第二材料层是更有利的，因为不可避免的制造公差仍然是可接受的。因此，本专利技术的发现允许自由地选择第一材料层的厚度并且允许调整第二材料层的厚度，以便优化衬底上材料层层叠的透射系数。关于本专利技术，应该注意的是，术语“前”、“上”或“顶”指的是衬底的方向或位置，其指向像素结构上光入射的方向。通过提供包括至少两个材料层(即第一材料层和第二材料层)的界面层，可以通过材料层中的一个(例如，第二材料层)为像素结构提供密封盖。同时，可以提供具有更高的透光特性的像素结构的涂层。以这种方式，在像素结构上在入射表面处入射的光更少地从像素结构反射，并且因此透射到光吸收衬底中。该层(即界面层)因此也可以被称为抗反涂层。根据本专利技术，提供了作为界面层的部分的附加的材料层(即第一材料层)，其可以通过减少表面复合来增强衬底内的电荷产生。因此，根据本专利技术，像素结构(即光电二极管)的效率可以通过增加光透射并且减少产生的电荷的表面复合而显著提高。此外，像素结构或可以形成像素结构的外表面层的第二材料层，可以被提供为生物兼容层和/或抗腐蚀的并为像素结构提供密封的层。本领域技术人员应该注意到，第一材料层也可以部分地被设置在衬底的入射表面上，特别是在可能发生电荷复合的那些位置处，即在像素结构上设置二极管的那些位置处。因此，第二材料层可以被设置在期望生物兼容涂层或密封或两者的像素结构的那些位置处。因此，第一材料层和第二材料层可以被一起设置或者至少部分地彼此分离地设置。因此，第一材料层(即至少部分地覆盖衬底表面的材料层)可以是氧化物层，即可以包括氧化物，例如隐埋氧化物。该氧化物层可以优选包括SiO2或由SiO2组成，优选热生长的。有利地，这种氧化物层(例如SiO2层)还可以容易地在衬底上生长。可替选地，除了SiO2之外，还可以应用其他氧化物或材料层，使得衬底材料的氧化物允许避免电荷的表面复合。材料的选择可以取决于所使用的衬底材料。在本专利技术的一些扩展中，第二材料层包括陶瓷或类陶瓷材料层。另外地或可替选地，第二材料层可以包括聚合物层。这样的陶瓷或类陶瓷材料层和/或聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括衬底层(15)和界面层(50)的光敏像素结构(10)，其中，所述界面层(50)至少设置在所述衬底层(15)的前表面的一部分上，并且其中，所述界面层(50)至少部分地包括第一材料层(51)，并且所述界面层(50)至少部分地包括覆盖所述第一材料层(51)的第二材料层(52)，使得所述第一材料层(51)至少部分地被夹在所述第二材料层(52)和所述衬底(15)之间，其中，所述第二材料层(52)的厚度为200nm‑600nm，优选为300nm‑500nm，最优选为320nm‑450nm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.15 EP 15002677.11.一种包括衬底层(15)和界面层(50)的光敏像素结构(10)，其中，所述界面层(50)至少设置在所述衬底层(15)的前表面的一部分上，并且其中，所述界面层(50)至少部分地包括第一材料层(51)，并且所述界面层(50)至少部分地包括覆盖所述第一材料层(51)的第二材料层(52)，使得所述第一材料层(51)至少部分地被夹在所述第二材料层(52)和所述衬底(15)之间，其中，所述第二材料层(52)的厚度为200nm-600nm，优选为300nm-500nm，最优选为320nm-450nm。2.根据权利要求1所述的光敏像素结构(10)，其中，所述第一材料层(51)是氧化物层，优选是包含SiO2的层。3.根据权利要求1或2中的一项所述的光敏像素结构(10)，其中，所述第二材料层(52)包括陶瓷或类陶瓷材料层，和/或所述第二材料层(52)包括聚合物层。4.根据权利要求3所述的光敏像素结构(10)，其中，所述陶瓷或类陶瓷材料层包括SiC、类金刚石、金刚石、氧化铝和/或氧化钛中的至少一种。5.根据权利要求3或4中的一项所述的光敏像素结构(10)，其中，所述聚合物层包括硅树脂、聚对二甲苯、聚酰亚胺和/或聚氨酯中的至少一种。6.根据权利要求1所述的光敏像素结构(10)，其特征在于，所述第一材料层(51)的厚度小于100nm，优选小于60nm，最优选在10nm与60nm之间。7.根据权利要求1所述的光敏像素结构(10)，其特征在于，所述第一材...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·德特尔，
申请(专利权)人：PIXIUM视野股份公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR