一种感光器件、图像传感器制造技术

技术编号:36901345 阅读:65 留言:0更新日期:2023-03-18 09:21
本申请属于半导体技术领域,提供了一种感光器件、图像传感器,该感光器件包括:衬底,衬底包括感光区和电路区;至少一个NIR光吸收增强环,设于感光区上,其中,NIR光吸收增强环以感光区的中心为圆心。通过以感光区中心为圆心设置NIR光吸收增强环,可以改善NIR光在硅基感光器件中的吸收率,实现提升NIR光吸收效率的目的。目的。目的。

【技术实现步骤摘要】
一种感光器件、图像传感器


[0001]本申请属于半导体
,尤其涉及一种感光器件、图像传感器。

技术介绍

[0002]当今,图像传感器已经被广泛地使用于现代电子器件中,例如,数字照相机摄影、移动手机拍照、安全监控、无人机、汽车等领域产品。随着图像传感器技术的发展和对应用领域更多的需求,不可见光,例如近红外(NIR)光图像传感器产品的开发有了快速发展。
[0003]互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器,根据感光器件接受光的位置分类有两种:正面照射(FSI)图像传感器和背面照射(BSI)图像传感器,BSI图像传感器的感光器件拥有更高的光电转换效率,被应用于中高端产品中。CMOS图像传感器通常由半导体硅加工而成,感光器件可以接收可见光信号并转换电荷信号,最终由电路器件模块转换为数字影像。
[0004]然而,因为半导体硅是一种间接带隙半导体材料,其带隙势垒约为1.1eV,因此,NIR光的在硅基中的吸收效率较低。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题,本申请实施例提供一种感光器件以及图像传感器,旨在提升NIR光的在硅基中的吸收效率。
[0006]本申请实施例第一方面提供了一种感光器件,所述感光器件包括:
[0007]衬底,所述衬底包括感光区和电路区;
[0008]至少一个NIR光吸收增强环,设于感光区上,其中,所述NIR光吸收增强环以所述感光区的中心为圆心。
[0009]所述NIR光吸收增强环的截面结构为沟槽矩形结构、楔形结构或者弧形结构;和/或,
[0010]所述NIR光吸收增强环的宽度为0.15um

0.25um;和/或,
[0011]所述NIR光吸收增强环的深度为0.3um

0.5um。
[0012]在一个实施例中,所述NIR光吸收增强环的折射率小于所述衬底的折射率。
[0013]在一个实施例中,所述衬底为硅基衬底;
[0014]所述NIR光吸收增强环为折射率小于所述硅基衬底的介质材料。
[0015]在一个实施例中,所述介质材料为金属材料或者半导体材料的氧化物、氮化物以及氮氧化物中的至少一项化合物。
[0016]在一个实施例中,所述感光器件还包括:
[0017]衬垫材料,设于所述感光区与所述NIR光吸收增强环之间。
[0018]在一个实施例中,所述衬垫材料为带有负电荷的高k电介质材料、掺杂半导体材料中的至少一项。
[0019]在一个实施例中,所述NIR光吸收增强环的个数为多个,且相邻所述NIR光吸收增强环之间的间距自所述感光区的中心向四周方向递增。
[0020]本申请实施例还提供了一种图像传感器,包括:电路连接层、光学结构层以及如上述任一项所述的感光器件;
[0021]其中,所述电路连接层位于所述感光器件一侧,所述光学结构层位于所述电路连接层远离所述感光器件的一侧;
[0022]所述感光器件靠近所述电路连接层的一侧设置有M个第一NIR光吸收增强环,所述感光器件远离所述光学结构层的一侧均设置有N个第二NIR光吸收增强环,且M<N。
[0023]本申请实施例还提供了一种图像传感器,包括:电路连接层、光学结构层以及如上述任一项所述的感光器件;
[0024]其中,所述电路连接层位于所述感光器件一侧,所述光学结构层位于所述感光器件远离所述电路连接层的另一侧,且所述NIR光吸收增强环位于所述感光器件远离所述光学结构层的一侧。
[0025]本申请实施例提供了一种感光器件、图像传感器,该感光器件包括:衬底、感光区以及至少一个NIR光吸收增强环,感光区设于衬底上,NIR光吸收增强环设于感光区上,NIR光吸收增强环以感光区的中心为圆心设置,通过以感光区中心为圆心设置NIR光吸收增强环,可以改善NIR光在硅基感光器件中的吸收率,实现提升NIR光吸收效率的目的。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本申请一个实施例提供的感光器件的结构示意图一;
[0028]图2是本申请一个实施例提供的感光器件的结构示意图二;
[0029]图3是本申请一个实施例提供的感光器件的结构示意图三;
[0030]图4是本申请一个实施例提供的感光器件的结构示意图四;
[0031]图5是本申请一个实施例提供的感光器件的结构示意图五;
[0032]图6是本申请一个实施例提供的感光器件的仿真示意图;
[0033]图7是本申请一个实施例提供的图像传感器的结构示意图一;
[0034]图8是本申请一个实施例提供的图像传感器的结构示意图二;
[0035]图9是本申请一个实施例提供的像素电路的结构示意图。
具体实施方式
[0036]为了使本
的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
[0037]本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包
括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外,术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象,而非用于描述特定顺序。
[0038]互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器,根据感光器件接受光的位置分类有两种:正面照射(FSI)图像传感器和背面照射(BSI)图像传感器,BSI图像传感器的感光器件拥有更高的光电转换效率,被应用于中高端产品中。CMOS图像传感器通常由半导体硅加工而成,感光器件可以接收可见光信号并转换电荷信号,最终由电路器件模块转换为数字影像。
[0039]然而,用于检测近红外(NIR)入射光的硅基技术一直不完善,因为半导体硅是一种间接带隙半导体材料,其带隙势垒约为1.1eV。因此,NIR光的在硅基中的吸收效率较低。
[0040]现有技术中,为了改善NIR光在硅基感光器件中的吸收率,常用的方案是将硅基厚度增加,例如硅基厚度6um,以增加入射光在硅基中的飞行路程,相对3um厚度的硅基的产品,NIR光吸收率有了一定程度的提升,但仍然不理想。例如1.1um波长的光,吸收效率低于10%。
[0041]为了解决上述技术问题,本申请实施例提供了一种感光器件,图1为感光器件的平面结构示意图,图2为图1中的本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种感光器件,其特征在于,所述感光器件包括:衬底,所述衬底包括感光区和电路区;至少一个NIR光吸收增强环,设于所述感光区上,其中,所述NIR光吸收增强环为圆形沟槽环,所述NIR光吸收增强环以所述感光区的中心为圆心。2.如权利要求1所述的感光器件,其特征在于,所述NIR光吸收增强环的截面结构为沟槽矩形结构、楔形结构或者弧形结构;和/或,所述NIR光吸收增强环的宽度为0.15um

0.25um;和/或,所述NIR光吸收增强环的深度为0.3um

0.5um。3.如权利要求1所述的感光器件,其特征在于,所述NIR光吸收增强环的折射率小于所述衬底的折射率。4.如权利要求3所述的感光器件,其特征在于,所述衬底为硅基衬底;所述NIR光吸收增强环为折射率小于所述硅基衬底的介质材料。5.如权利要求4所述的感光器件,其特征在于,所述介质材料为金属材料或者半导体材料的氧化物、氮化物以及氮氧化物中的其中一项。6.如权利要求1所述的感光器件,其特征在于,所述感光器件还包括:衬垫材料,设于所述感光区与所述NIR光吸收增强...

【专利技术属性】
技术研发人员:张淏洋郭同辉
申请(专利权)人:思特威深圳电子科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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