一种有源像素传感器以及加工方法技术

本公开实施例公开了一种有源像素传感器以及加工方法。该有源像素传感器包括：像素器件层，所述像素器件层具有多个像素区；准直框架，所述准直框架具有支撑柱和准直部，所述支撑柱离散地分布有多个，所述准直框架通过所述支撑柱设置于所述像素器件层上；所述准直部具有边界墙和内墙，所述边界墙围合形成多个准直通道，每个所述准直通道与每个所述像素区的位置一一对应，所述内墙设置在所述边界墙所围成的所述准直通道内，所述准直通道的径向尺寸与所述像素区的尺寸相匹配；所述准直部被配置为引导电子落在对应的像素区。引导电子落在对应的像素区。引导电子落在对应的像素区。

【技术实现步骤摘要】
一种有源像素传感器以及加工方法


[0001]本专利技术涉及光学装置领域，更具体地，涉及一种有源像素传感器以及加工方法。

技术介绍

[0002]电子轰击型有源像素传感器是一种高性能的微光成像器件，其采用光
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光电子
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电子倍增的模式。将有源像素传感器基片进行减薄，光阴极射出光电子在加速电场的作用下轰击基片背面时，入射光电子能量散逸产生电子
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空穴对，获得电子轰击半导体增益。
[0003]在光阴极的发射电子具有横向初速度，并不是竖直瞄准预定像素区域发射，因此有可能轰击其他非预定像素位置，造成串扰；此外，发射电子经过电场加速成为高能电子，用于撞击例如图像传感器的阳极，产生背散电子或二次电子，这部分电子有可能跳入临近的非预定像素位置，造成对于其他非预定像素位置阳极二次轰击，进而形成串扰问题。
[0004]因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的是提供一种有源像素传感器的新技术方案。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种有源像素传感器。该有源像素传感器包括：像素器件层，所述像素器件层具有多个像素区；准直框架，所述准直框架具有支撑柱和准直部，所述支撑柱离散地分布有多个，所述准直框架通过所述支撑柱设置于所述像素器件层上；所述准直部具有边界墙和内墙，所述边界墙围合形成多个准直通道，每个所述准直通道与每个所述像素区的位置一一对应，所述内墙设置在所述边界墙所围成的所述准直通道内，所述准直通道的径向尺寸与所述像素区的尺寸相匹配；所述准直部被配置为引导电子落在对应的像素区。
[0007]可选地，所述像素器件层包括基底框架，所述基底框架设置于所述像素区上，所述基底框架具有基底墙，所述基底墙围合形成多个基底通道，每个所述基底通道与每个所述像素区的位置一一对应。
[0008]可选地，所述支撑柱的一端与所述基底框架固定连接，所述支撑柱的另一端与所述准直部固定连接，且所述支撑柱另一端的端面与所述准直部远离所述基底框架的端面平齐。
[0009]可选地，所述内墙包括第一内墙和第二内墙，所述第一内墙与所述第二内墙间隔设置，所述第一内墙相对于所述第二内墙更靠近所述边界墙。
[0010]可选地，所述第一内墙与所述边界墙之间的间距小于所述第一内墙与所述第二内墙之间的间距。
[0011]可选地，所述第一内墙和所述第二内墙绕所述准直通道的中心呈环型分布，所述第一内墙环绕在所述第二内墙的周围；
[0012]所述第二内墙的径向尺寸大于所述第一内墙与所述第二内墙的间距；
[0013]所述第一内墙与所述第二内墙的间隔距离大于所述第一内墙与所述边界墙之间
的间距。
[0014]可选地，所述准直部还具有连接墙，所述连接墙被配置为将所述内墙连接固定在所述边界墙上。
[0015]可选地，在所述准直通道中，所述连接墙与所述内墙和/或所述边界墙共同围成多个子通道。
[0016]可选地，所述连接墙与所述边界墙和所述第一内墙围合形成多个第一子通道；
[0017]所述连接墙与所述第一内墙和所述第二内墙围合形成多个第二子通道；
[0018]所述第二子通道的径向尺寸大于所述第一子通道的径向尺寸。
[0019]可选地，所述第二内墙自身呈环形分布，围绕形成第三子通道，所述第三子通道的径向尺寸大于所述第二子通道的径向尺寸。
[0020]可选地，所述准直框架的高度与所述像素区的径向尺寸的比例范围为1.5至3.5。
[0021]可选地，所述准直框架的高度与所述像素区的径向尺寸的比例为2。
[0022]可选地，所述基底框架的高度与所述像素区的径向尺寸的比例范围为0.2至1.0。
[0023]可选地，所述基底框架的高度与所述像素区的径向尺寸的比例为0.5。
[0024]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种有源像素传感器的加工方法。该方法包括：提供具有多个像素区的像素器件层；在像素器件层上沉积衬底层，对衬底层进行刻蚀，在像素器件层上形成基底框架；在基底框架周围沉积牺牲层，从牺牲层顶面进行第一次刻蚀，第一次刻蚀形成的孔的深度为牺牲层顶面至像素器件层的深度，在孔中沉积准直层材料，形成支撑柱；从牺牲层顶面进行第二次刻蚀，第二次刻蚀形成的孔的深度小于牺牲层顶面至像素器件层的深度，在孔中沉积准直层材料，形成准直部；释放牺牲层。
[0025]可选地，在对衬底层进行刻蚀时，在对应所述像素区的边缘处设置条形掩膜，对衬底层刻蚀形成所述基底框架；
[0026]在对牺牲层进行第一次刻蚀时，在对应所述支撑柱的位置设置条形掩膜，条形掩膜的宽度与所述支撑柱的厚度一致；
[0027]在对牺牲层进行第二次刻蚀时，在对应所述像素区内的位置，在所述牺牲层上设置交叉分布的条形掩膜，刻蚀形成交叉分布的准直部。
[0028]在本公开实施例中，准直框架通过支撑柱设置于像素器件层上，双重墙体在对光电阴极发出的电子进行有效准直的前提下，避免了过多的墙体与像素器件层接触，降低了信号的损失，最终实现提高图像质量的目的。
[0029]通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0030]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。
[0031]图1是根据本公开实施例有源像素传感器的剖视图。
[0032]图2是根据本公开实施例准直框架的俯视图。
[0033]图3是根据本公开实施例光电阴极发射电子一次轰击的示意图。
[0034]图4是根据本公开实施例电子反射二次轰击的示意图。
[0035]图5
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图11是根据本公开实施例有源像素传感器的加工方法示意图。
[0036]附图标记说明：
[0037]1、像素器件层；11、像素区；21、支撑柱；22、准直部；221、边界墙；2211、准直通道；222、内墙；2221、第一内墙；2222、第二内墙；223、连接墙；2231、第一子通道；2232、第二子通道；2233、第三子通道；3、光电阴极；301、第一发射电子；302、第二发射电子；303、第一散射电子；304、第二散射电子；4、基底框架；41、基底墙；411、基底通道；5、牺牲层；6、衬底层。
具体实施方式
[0038]现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。
[0039]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。
[0040]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有源像素传感器，其特征在于,包括：像素器件层，所述像素器件层具有多个像素区；准直框架，所述准直框架具有支撑柱和准直部，所述支撑柱离散地分布有多个，所述准直框架通过所述支撑柱设置于所述像素器件层上；所述准直部具有边界墙和内墙，所述边界墙围合形成多个准直通道，每个所述准直通道与每个所述像素区的位置一一对应，所述内墙设置在所述边界墙所围成的所述准直通道内，所述准直通道的径向尺寸与所述像素区的尺寸相匹配；所述准直部被配置为引导电子落在对应的像素区。2.根据权利要求1所述的有源像素传感器，其特征在于，所述像素器件层包括基底框架，所述基底框架设置于所述像素区上，所述基底框架具有基底墙，所述基底墙围合形成多个基底通道，每个所述基底通道与每个所述像素区的位置一一对应。3.根据权利要求2所述的有源像素传感器，其特征在于，所述支撑柱的一端与所述基底框架固定连接，所述支撑柱的另一端与所述准直部固定连接，且所述支撑柱另一端的端面与所述准直部远离所述基底框架的端面平齐。4.根据权利要求1所述的有源像素传感器，其特征在于，所述内墙包括第一内墙和第二内墙，所述第一内墙与所述第二内墙间隔设置，所述第一内墙相对于所述第二内墙更靠近所述边界墙。5.根据权利要求4所述的有源像素传感器，其特征在于，所述第一内墙与所述边界墙之间的间距小于所述第一内墙与所述第二内墙之间的间距。6.根据权利要求4所述的有源像素传感器，其特征在于，所述第一内墙和所述第二内墙绕所述准直通道的中心呈环型分布，所述第一内墙环绕在所述第二内墙的周围；所述第二内墙的径向尺寸大于所述第一内墙与所述第二内墙的间距；所述第一内墙与所述第二内墙的间隔距离大于所述第一内墙与所述边界墙之间的间距。7.根据权利要求4所述的有源像素传感器，其特征在于，所述准直部还具有连接墙，所述连接墙被配置为将所述内墙连接固定在所述边界墙上。8.根据权利要求7所述的有源像素传感器，其特征在于，在所述准直通道中，所述连接墙与所述内墙和/或所述边界墙共同围成多个子通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晓东，闻棕择，
申请(专利权)人：中科微机电技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：