一种堆叠式彩色图像传感器及其单片集成方法技术

本发明专利技术涉及一种堆叠式彩色图像传感器及其单片集成方法，所述堆叠式彩色图像传感器包括：衬底和位于衬底上的像素阵列，像素阵列由多层像素结构堆叠而成，相邻像素结构之间设置有透光绝缘层；像素结构包括读出电路阵列、感光层和电极层，感光层位于读出电路阵列和电极层之间；透光绝缘层、读出电路阵列和电极层均采用二维层状材料制成。本发明专利技术能够缩小感光层之间的距离，从而降低堆叠式彩色图像传感器的像素尺寸、提高其分辨率，而且，还可以提升感光层间堆叠界面的质量、降低界面态，从而减少暗电流的产生。

【技术实现步骤摘要】
一种堆叠式彩色图像传感器及其单片集成方法
本专利技术涉及图像传感器领域，尤其涉及一种堆叠式彩色图像传感器及其单片集成方法。
技术介绍
图像传感器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，其中，半导体彩色图像传感器一直朝着高集成度和低成本的方向发展，具有巨大的市场需求。目前应用最广泛的半导体彩色图像传感器包括彩色滤片阵列(CFA-ColorFilterArray)图像传感器、薄膜技术(TFA-ThinfilmonASIC)图像传感器和FoveonX3技术下的无滤片彩色CMOS图像传感器(FCS-FilterlessColorSensor)。彩色滤片阵列图像传感器和薄膜技术图像传感器是将拜尔滤色镜（Bayerfilters）加装在感光单元上。与传统的基于拜尔滤色镜的彩色图像传感器相比，堆叠式彩色图像传感器无需用于分色的棱镜或者滤色镜，且可以在相同像素数量下提供更高的分辨率。高质量的堆叠式彩色图像传感器具有多层传感器，要求每层传感器对RGB光不同波段有较高的吸收选择性，以保证良好的光谱特性。多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种堆叠式彩色图像传感器，其特征在于，包括：/n衬底和位于所述衬底上的像素阵列，所述像素阵列由多层像素结构堆叠而成，相邻所述像素结构之间设置有透光绝缘层；/n所述像素结构包括读出电路阵列、感光层和电极层，所述感光层位于所述读出电路阵列和所述电极层之间；/n所述透光绝缘层、读出电路阵列和电极层均采用二维层状材料制成。/n

【技术特征摘要】
20201211 CN 20201146052551.一种堆叠式彩色图像传感器，其特征在于，包括：
衬底和位于所述衬底上的像素阵列，所述像素阵列由多层像素结构堆叠而成，相邻所述像素结构之间设置有透光绝缘层；
所述像素结构包括读出电路阵列、感光层和电极层，所述感光层位于所述读出电路阵列和所述电极层之间；
所述透光绝缘层、读出电路阵列和电极层均采用二维层状材料制成。


2.根据权利要求1所述的堆叠式彩色图像传感器，其特征在于，多层所述像素结构中不同层的感光层对不同波段的光具有吸收选择性。


3.根据权利要求2所述的堆叠式彩色图像传感器，其特征在于，所述像素阵列由第一、第二、第三像素结构堆叠而成；第一像素结构的感光层为吸收蓝光波段的蓝色感光层，第二像素结构的感光层为吸收绿光波段的绿色感光层，第三像素结构的感光层为吸收红光波段的红色感光层。


4.根据权利要求1-3任一项所述的堆叠式彩色图像传感器，其特征在于，所述感光层为有机光电导薄膜。


5.根据权利要求1所述的堆叠式彩色图像传感器，其特征在于，所述读出电路阵列包括读出晶体管、介电层、钝化层、像素电极、栅电极和信号读出线；所述像素电极连接所述感光层，所述读出晶体管连接所述像素电极，所述信号读出线连接所述读出晶体管；所述栅电极和所述读出晶体管之间通过所述介电层连接；所述钝化层位于所述读出晶体管和所述感光层之间。


6.根据权利要求5所述的堆叠式彩色图像传感器，其特征在于，所述读出晶体管为半导体材料层，所述半导体材料层所使用的二维层状材料包括二硫化钼、硒化铟、黑磷、二硒化钨中的其中一种或者多种。


7.根据权利要求5所述的堆叠式彩色图像传感器，其特征在于，所述电极层、像素电极、栅电极和信号读出线所使用的二维层状材料为石墨烯。


8.根据权利要求5所述的堆叠式彩色图像传感器，其特征在于，所述透光绝缘层、介电层和钝化层所使用的二维层状材料为六方氮化硼。

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【专利技术属性】
技术研发人员：袁恺，陈世杰，
申请(专利权)人：联合微电子中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50