光电二极管及其形成方法、图像传感器、指纹成像模组技术

一种光电二极管及其形成方法、图像传感器、指纹成像模组，光电二极管的形成方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成多个支撑件，所述多个支撑件分布于所述衬底表面；在所述衬底和所述多个支撑件上形成感光层。通过所述多个支撑件的形成，以形成具有凹凸表面的感光层，从而降低所述感光层表面反射的损耗，增大所述感光层吸收光线的面积，在不增大开口尺寸的前提下，达到提高所形成光电二极管的光采集能力，改善图像质量的目的。

Photodiode and its forming method, image sensor and fingerprint imaging module

【技术实现步骤摘要】
光电二极管及其形成方法、图像传感器、指纹成像模组
本专利技术涉及指纹成像领域，特别涉及一种光电二极管及其形成方法、图像传感器、指纹成像模组。
技术介绍
指纹识别是在采集人体指纹图像之后，将指纹图像与指纹识别系统里已有指纹信息进行比对，以实现身份识别。由于使用的方便性，以及人体指纹的唯一性，指纹识别技术已经大量应用于各个领域，比如：公安局、海关等安检领域，楼宇的门禁系统，以及个人电脑和手机等消费品领域等等。指纹识别所采用的指纹成像技术中，一种是通过光学方法采集人体指纹图像：通过光源产生入射光；入射光投射至手指表层，经手指反射形成带有指纹信息的反射光；由图像传感器接收所述反射光，获得指纹图像。但是现有指纹成像模组所采用图像传感器的采光面积较小，影响了所获得指纹图像的质量。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种光电二极管及其形成方法、图像传感器、指纹成像模组，以增大采光面积、改善图像质量。为解决上述问题，本专利技术提供一种光电二极管的形成方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成多个支撑件，所述多个支撑件分布于所述衬底表面；在所述衬底和所述多个支撑件上形成感光层。可选的，所述支撑件的宽度大于或等于1μm。可选的，所述支撑件的间距大于或等于1μm。可选的，所述支撑件具有朝向所述感光层凸起的支撑面，所述支撑面为曲面。可选的，所述支撑件具有朝向所述衬底的第一面、与所述第一面相对的第二面以及连接所述第一面和第二面的第三面。可选的，平行所述衬底表面的平面内，所述支撑件呈长条状；垂直所述支撑件延伸方向的平面，所述支撑件的截面形状为方形、梯形或三角形。可选的，所述支撑件的高度小于或等于所述感光层厚度的2倍。可选的，所述感光层的厚度小于或等于1.1μm；所述支撑件的高度小于2.2μm。可选的，形成保形覆盖于所述衬底和所述多个支撑件上的所述感光层。。可选的，形成所述多个支撑件的步骤包括：在所述衬底上形成凸起材料层；通过掩膜刻蚀的方式去除部分所述凸起材料层以形成所述支撑件。可选的，形成所述多个支撑件之后，形成所述感光层之前，还包括：形成底电极，所述底电极位于所述衬底和所述多个支撑件上；在所述底电极上形成所述感光层。可选的，所述底电极的厚度小于或等于所述支撑件高度的1/2。可选的，通过原子层沉积的方式形成所述底电极。可选的，形成所述感光层之后，还包括：在所述感光层上形成顶电极和位于所述顶电极上的偏压导电层；在所述偏压导电层上形成保护层。可选的，所述感光层的材料为掺杂的非晶硅。可选的，所述光电二极管为非晶硅PIN光电二极管。相应的，还提供一种光电二极管，包括：衬底；多个支撑件，所述多个支撑件分布于所述衬底表面；感光层，所述感光层位于所述衬底和所述多个支撑件上。可选的，所述支撑件的宽度大于或等于1μm。可选的，所述支撑件的间距大于或等于1μm。可选的，所述支撑件具有朝向所述感光层凸起的支撑面，所述支撑面为曲面。可选的，所述支撑件具有朝向所述衬底的第一面、与所述第一面相对的第二面以及连接所述第一面和第二面的第三面。可选的，平行所述衬底表面的平面内，所述支撑件呈长条状；垂直所述支撑件延伸方向的平面，所述支撑件的截面形状为方形、梯形或三角形。可选的，所述支撑件的高度小于或等于所述感光层厚度的2倍。可选的，所述感光层的厚度小于或等于1.1μm；所述支撑件的高度小于2.2μm。可选的，所述感光层保形覆盖于所述衬底和所述多个支撑件上。。可选的，还包括：底电极，所述底电极位于所述支撑件与所述感光层之间。可选的，所述底电极的厚度小于或等于所述支撑件高度的1/2。可选的，还包括：顶电极，所述顶电极位于所述感光层上；偏压导电层，所述偏压导电层位于所述顶电极上；保护层，所述保护层覆盖所述偏压导电层。可选的，所述感光层的材料为掺杂的非晶硅。可选的，所述光电二极管为非晶硅PIN光电二极管。一种图像传感器，其特征在于，包括：一个或多个像素单元，所述像素单元包括本专利技术的光电二极管。以及，一种指纹成像模组，包括：光源；感测面，所述光源所产生的光线在所述感测面上形成携带有指纹信息的感测光；图像传感器，采集所述感测光以获得指纹图像，所述图像传感器为本专利技术的图像传感器。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：形成所述感光层之前，在所述衬底上形成多个支撑件；所述感光层位于所述支撑件和所述衬底上。由于所述支撑件的数量为多个，分布于所述衬底上，所述支撑件和所述衬底的表面为后续膜层的形成提供工艺表面；所述支撑件凸起于所述衬底表面，因此后续膜层的形成表面为具有凹凸的表面，即所述感光层形成于凹凸的表面上；在凹凸的表面上形成所述感光层，能够形成具有凹凸表面的感光层，从而能够有效降低所述感光层表面反射的损耗；还能够增大所述感光层的表面积，能够增大所述感光层吸收光线的面积；反射损耗的减少、感光层吸收光线面积的增大，都能够在不增大开口尺寸的前提下，达到提高所形成光电二极管的光采集能力，改善图像质量的目的。本专利技术可选方案中，所述感光层保形覆盖于所述衬底和所述多个支撑件上，能够形成表面凹凸可控的感光层；而且能够有效降低形成凹凸表面的感光层的难度，从而有利于增大所述感光层的表面积并降低表面反射损耗，有利于在不增大开口尺寸的前提下，达到提高所形成光电二极管的光采集能力，改善图像质量的目的。本专利技术可选方案中，所述支撑件朝向所述感光层的表面为支撑面，所述支撑面为朝向所述感光层凸起的曲面。将所述支撑面设置为曲面的做法，能够避免在所述支撑件内形成棱边，能够降低对所述支撑件高度的限制，从而有利于增大所述感光层凹凸表面的落差，有利于降低所述感光层表面反射的损耗、增大所述感光层吸收光线的面积，从而在不增大开口尺寸的前提下，达到提高所形成光电二极管的光采集能力，改善图像质量的目的；还能够避免在所述支撑件中形成尖角结构，从而能够有效减小尖端放电现象出现的几率，有利于提高所形成光电二极管的性能，有利于改善所获得图像的质量。本专利技术可选方案中，所述支撑件具有朝向所述衬底的第一面、与所述第一面相对的第二面以及连接所述第一面和第二面的第三面，也就是说，所述支撑件为具有棱边的结构；所述支撑件的高度小于或等于所述感光层厚度的2倍。控制所形成支撑件的高度，能够有效降低后续膜层的形成工艺难度，能够有效减少所述感光层内缺陷的产生，有利于提高所形成感光层的质量，有利于高质量图像的获得。本专利技术可选方案中，通过原子层沉积的方式在所述支撑件上形成底电极；之后，在所述底电极上形成感光层。原子层沉积工艺所形成膜层具有更好的阶梯覆盖性，因此通过原子层沉积的方式形成所述底电极，能够使所形成底电极保形覆盖于所述衬底和所述支撑件上，使所形成底电极的表面具有较大的凹凸落差，能够有效的增大后续所形成感光层凹凸表面的落差，从而增大所形成感光层凹凸表面的落差，减少所述感光层的表面反射损耗和吸光面积，在不增大开口尺寸的前提下，达到提高所形成光电二极管的光采集能力，改善图像质量的目的。附图说明图1是一种指纹成像模组所采用图像传感器内光电二极管的剖面结构示意图；图2至图5是本专利技术光电二极管形成方法一实施例各个步骤所对应的剖面结构示意图；图6至图8是本专利技术光电二极管形成方法另一实施例中各个步骤所对应的剖面结构示意图；图9是本专利技术图像传感器一实施例的俯视结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电二极管的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底上形成多个支撑件，所述多个支撑件分布于所述衬底表面；在所述衬底和所述多个支撑件上形成感光层。

【技术特征摘要】
1.一种光电二极管的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底上形成多个支撑件，所述多个支撑件分布于所述衬底表面；在所述衬底和所述多个支撑件上形成感光层。2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述支撑件的宽度大于或等于1μm。3.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述支撑件的间距大于或等于1μm。4.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述支撑件具有朝向所述感光层凸起的支撑面，所述支撑面为曲面。5.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述支撑件具有朝向所述衬底的第一面、与所述第一面相对的第二面以及连接所述第一面和第二面的第三面。6.如权利要求5所述的形成方法，其特征在于，平行所述衬底表面的平面内，所述支撑件呈长条状；垂直所述支撑件延伸方向的平面，所述支撑件的截面形状为方形、梯形或三角形。7.如权利要求5所述的形成方法，其特征在于，所述支撑件的高度小于或等于所述感光层厚度的2倍。8.如权利要求1或7所述的形成方法，其特征在于，所述感光层的厚度小于或等于1.1μm；所述支撑件的高度小于2.2μm。9.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成保形覆盖于所述衬底和所述多个支撑件上的所述感光层。10.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述多个支撑件的步骤包括：在所述衬底上形成凸起材料层；通过掩膜刻蚀的方式去除部分所述凸起材料层以形成所述支撑件。11.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述多个支撑件之后，形成所述感光层之前，还包括：形成底电极，所述底电极位于所述衬底和所述多个支撑件上；在所述底电极上形成所述感光层。12.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述底电极的厚度小于或等于所述支撑件高度的1/2。13.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，通过原子层沉积的方式形成所述底电极。14.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述感光层之后，还包括：在所述感光层上形成顶电极和位于所述顶电极上的偏压导电层；在所述偏压导电层上形成保护层。15.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述感光层的材料为掺杂的非晶硅。16.如权利要求1或15所述的形成方法，其特征在于，所述光电二极管为非晶硅PIN光电二极管。17.一种光电二极管，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲志刚，朱虹，
申请(专利权)人：上海箩箕技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31