光电探测器及其制造方法、图像传感器技术

本发明专利技术提供了一种光电探测器及其制造方法、图像传感器，光电探测器包括：第一基底中形成有多个像素电路及公共电极接入件，第一基底的正面形成有多个第一接线板，第一接线板与对应的像素电路电性连接，第二基底中形成有多个像素单元及将各像素单元相互隔离的隔离墙体，隔离墙体包括导电体及位于导电体与像素单元之间的侧墙，第二基底的正面形成有多个第二接线板，第二接线板与对应的像素单元的第一端极对应连接，第二基底的背面形成有透明电极层，每个像素单元的第二端极与透明电极层连接，第二接线板与对应的第一接线板对应接合且电性连接，透明电极层通过导电体与公共电极接入件电性连接，可以使得像素单元的尺寸能够极大的降低。

Photoelectric detector and its manufacturing method, image sensor

【技术实现步骤摘要】
光电探测器及其制造方法、图像传感器
本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种光电探测器及其制造方法、图像传感器。
技术介绍
基于光电子效应的光电探测及成像器件，是基于所接收外部辐射引起的被照射半导体光电材料产生光电子信号，通过信号放大和处理获得探测信号或图像。这种光电探测及成像器件，在工业、汽车以及国民经济的各个领域有广泛用途。在近红外波段，这种光电探测及成像器件主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等；在红外波段(850纳米到12微米波长)主要用于红外成像、红外遥感、红外导引等方面。请参考图1，其为现有技术的红外光电探测及成像器件的剖面示意图。如图1所示，现有技术的光电探测及成像器件100主要包括具有通常由硅基CMOS构成像素电路111的第一基底110和具有基于化合物半导体的光电感应像素单元121的第二基底120，所述第一基底110和所述第二基底120之间通过微焊点130(包括与所述像素电路连接的第一微焊点131和与所述像素单元121连接的第二微焊点132)焊接以实现所述像素电路111和所述像素单元121之间的电性连接，构成异质半导体微系统集成的光电探测及成像器件系统。由此所形成的光电探测及成像器件100受制于微焊点130焊接工艺技术瓶颈，像素单元121的尺寸非常大。此外，由于各像素单元121上微焊点130间的差异会体现在像素单元121的接触和导通电阻上，也容易引发像素单元121间获取信号的差异和以此造成的固定模式噪声(Fixedpatternnoise)。同时，每当像素单元的尺寸缩小，基于化合物半导体的光电感应像素单元121所产生的感应光电子漂移而形成像素单元之间的源信号干扰也越来越严重。根据目前主流的光电探测及成像器件的SPWaP3标准，S即size，是非常重要的指标，如何减小光电探测及成像器件的尺寸，一直以来困扰着本领域技术人员。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光电探测器及其制造方法、图像传感器，以解决现有技术中的光电探测及成像器件受制于微焊点焊接工艺技术瓶颈而像素单元的尺寸难以减小的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种光电探测器，包括：第一基底，所述第一基底中形成有多个像素电路及公共电极接入件，所述第一基底的正面形成有多个第一接线板，所述第一接线板与对应的所述像素电路电性连接；及第二基底，所述第二基底中形成有多个像素单元及将各所述像素单元相互隔离的隔离墙体，所述隔离墙体包括导电体及位于所述导电体与所述像素单元之间的侧墙，所述第二基底的正面形成有多个第二接线板，所述第二接线板与对应的所述像素单元的第一端极电性连接，所述第二基底的背面形成有透明电极层，每个所述像素单元的第二端极与所述透明电极层电性连接；其中，所述第二接线板与对应的所述第一接线板接合且电性连接，所述透明电极层通过所述导电体与所述公共电极接入件电性连接。可选的，在所述的光电探测器中，所述第一接线板包括第一导电层，或者，所述第一接线板包括第一介质层及位于所述第一介质层中的第一导电焊垫。可选的，在所述的光电探测器中，所述第一导电层包括导电胶、导电胶带和金属层中的至少其中之一。可选的，在所述的光电探测器中，所述第二接线板包括第二导电层，或者，所述第二接线板包括第二介质层及位于所述第二介质层中的第二导电焊垫。可选的，在所述的光电探测器中，所述第二导电层包括导电胶、导电胶带和金属层中的至少其中之一。可选的，在所述的光电探测器中，所述第一接线板和所述第二接线板至少其中之一的材质选自金、银、铂金、铜、铝、镍、钴或其任何一种的合金，或者所述第一接线板和所述第二接线板至少其中之一的材质选自导电胶质。可选的，在所述的光电探测器中，所述第二接线板与对应的所述第一接线板贴合连接。可选的，在所述的光电探测器中，所述第二接线板与对应的所述像素单元的第一端极直接连接。可选的，在所述的光电探测器中，所述导电体靠近所述第二基底的背面的端面低于所述第二基底的背面。可选的，在所述的光电探测器中，所述隔离墙体的横截面线宽介于0.1μm～5μm。可选的，在所述的光电探测器中，所述侧墙为单层侧墙，或者多层侧墙。可选的，在所述的光电探测器中，所述多层侧墙包括：第一侧墙及第二侧墙，所述第一侧墙覆盖所述像素单元的侧壁并延伸覆盖所述第二接线板的侧壁，所述第二侧墙覆盖所述第一侧墙并延伸覆盖所述第一接线板的侧壁。可选的，在所述的光电探测器中，所述侧墙的材质选自于半导体氧化物和半导体氮化物中的至少一种，所述导电体的材质选自于铝、铜、钨、钛、钴、镍、银、金、铂金，及其任何一种的合金中的至少一种。可选的，在所述的光电探测器中，所述第二基底的材质选自于硅半导体、锗半导体、碲镉汞、碲锌镉、碲化铟、砷化镓、磷化铟、铝镓砷和镓砷中的至少一种或半导体合金。可选的，在所述的光电探测器中，所述像素单元包括像素基底及形成于所述像素基底中的PN结探测件。可选的，在所述的光电探测器中，所述光电探测器还包括覆盖所述透明电极层的增透抗反层。本专利技术还提供一种光电探测器的制造方法，包括：提供形成有多个像素电路及公共电极接入件的第一基底，所述第一基底的正面形成有第一接线板材料层，各所述像素电路与所述第一接线板材料层电性连接；提供形成有像素层的第二基底，所述第二基底的正面形成有第二接线板材料层，所述像素层与所述第二接线板材料层电性连接；将所述第二接线板材料层与所述第一接线板材料层接合连接；刻蚀所述第二基底、所述第二接线板材料层和所述第一接线板材料层以形成通孔并在所述通孔内形成隔离墙体，所述通孔分割所述像素层、所述第二接线板材料层和所述第一接线板材料层以形成多个像素单元、多个第二接线板及多个第一接线板，所述隔离墙体包括导电体及位于所述导电体与所述像素单元之间的侧墙；及在所述第二基底的背面形成透明电极层，所述透明电极层覆盖所述像素单元及所述隔离墙体。可选的，在所述的光电探测器的制造方法中，刻蚀所述第二基底、所述第二接线板材料层和所述第一接线板材料层以形成所述通孔并在所述通孔内形成所述隔离墙体的步骤包括：刻蚀所述第二基底、所述第二接线板材料层和所述第一接线板材料层至所述第一基底的正面以形成通孔；在所述通孔内形成侧墙，所述侧墙覆盖所述像素单元、所述第二接线板及所述第一接线板的侧壁；及在所述通孔内填充导电体。可选的，在所述的光电探测器的制造方法中，刻蚀所述第二基底、所述第二接线板材料层和所述第一接线板材料层以形成所述通孔并在所述通孔内形成所述隔离墙体的步骤包括：刻蚀所述第二基底和所述第二接线板材料层至所述第一接线板材料层的表面以形成通孔，所述通孔分割所述像素层和所述第二接线板材料层以形成多个像素单元和多个第二接线板；在所述通孔内形成第一侧墙，所述第一侧墙覆盖所述像素单元和所述第二接线板的侧壁；刻蚀所述通孔内暴露出的所述第一接线板材料层至所述第一基底的正面以加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电探测器，其特征在于，包括：/n第一基底，所述第一基底中形成有多个像素电路及公共电极接入件，所述第一基底的正面形成有多个第一接线板，所述第一接线板与对应的所述像素电路电性连接；及/n第二基底，所述第二基底中形成有多个像素单元及将各所述像素单元相互隔离的隔离墙体，所述隔离墙体包括导电体及位于所述导电体与所述像素单元之间的侧墙，所述第二基底的正面形成有多个第二接线板，所述第二接线板与对应的所述像素单元的第一端极电性连接，所述第二基底的背面形成有透明电极层，每个所述像素单元的第二端极与所述透明电极层电性连接；/n其中，所述第二接线板与对应的所述第一接线板接合且电性连接，所述透明电极层通过所述导电体与所述公共电极接入件电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种光电探测器，其特征在于，包括：
第一基底，所述第一基底中形成有多个像素电路及公共电极接入件，所述第一基底的正面形成有多个第一接线板，所述第一接线板与对应的所述像素电路电性连接；及
第二基底，所述第二基底中形成有多个像素单元及将各所述像素单元相互隔离的隔离墙体，所述隔离墙体包括导电体及位于所述导电体与所述像素单元之间的侧墙，所述第二基底的正面形成有多个第二接线板，所述第二接线板与对应的所述像素单元的第一端极电性连接，所述第二基底的背面形成有透明电极层，每个所述像素单元的第二端极与所述透明电极层电性连接；
其中，所述第二接线板与对应的所述第一接线板接合且电性连接，所述透明电极层通过所述导电体与所述公共电极接入件电性连接。


2.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述第一接线板包括第一导电层，或者，所述第一接线板包括第一介质层及位于所述第一介质层中的第一导电焊垫。


3.如权利要求2所述的光电探测器，其特征在于，所述第一导电层包括导电胶、导电胶带和金属层中的至少其中之一。


4.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述第二接线板包括第二导电层，或者，所述第二接线板包括第二介质层及位于所述第二介质层中的第二导电焊垫。


5.如权利要求4所述的光电探测器，其特征在于，所述第二导电层包括导电胶、导电胶带和金属层中的至少其中之一。


6.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述第一接线板和所述第二接线板至少其中之一的材质选自金、银、铂金、铜、铝、镍、钴或其任何一种的合金，或者所述第一接线板和所述第二接线板至少其中之一的材质选自导电胶质。


7.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述第二接线板与对应的所述第一接线板贴合连接。


8.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述第二接线板与对应的所述像素单元的第一端极直接连接。


9.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述导电体靠近所述第二基底的背面的端面低于所述第二基底的背面。


10.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述隔离墙体的横截面线宽介于0.1μm～5μm。


11.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述侧墙为单层侧墙，或者多层侧墙。


12.如权利要求11所述的光电探测器，其特征在于，所述多层侧墙包括：第一侧墙及第二侧墙，所述第一侧墙覆盖所述像素单元的侧壁并延伸覆盖所述第二接线板的侧壁，所述第二侧墙覆盖所述第一侧墙并延伸覆盖所述第一接线板的侧壁。


13.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述侧墙的材质选自于半导体氧化物和半导体氮化物中的至少一种，所述导电体的材质选自于铝、铜、钨、钛、钴、镍、银、金、铂金，及其任何一种的合金中的至少一种。


14.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述第二基底的材质选自于硅半导体、锗半导体、碲镉汞、碲锌镉、碲化铟、砷化镓、磷化铟、铝镓砷和镓砷中的至少一种或半导体合金。


15.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述像素单元包括像素基底及形成于所述像素基底中的PN结探测件。


16.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述光电探测器还包括覆盖所述透明电极层的增透抗反层。


17.一种光电探测器的制造方法，其特征在于，包括：
提供形成有多个像素电路及公共电极接入件的第一基底，所述第一基底的正面形成有第一接线板材料层，各所述像素电路与所述第一接线板材料层电性连接；
提供形成有像素层的第二基底，所述第二基底的正面形成有第二接线板材料层，所述像素层与所述第二接线板材料层电性连接；
将所述第二接线板材料层与所述第一接线板材料层接合连接；
刻蚀所述第二基底、所述第二接线板材料层和所述第一接线板材料层以形成通...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗海龙，
申请(专利权)人：中芯集成电路宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33