图像传感器及包括该图像传感器的电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001]示例实施例涉及图像传感器以及包括该图像传感器的电子装置。
【背景技术】
[0002]光电子器件利用光电效应将光转换成电信号，并可以包括光电二极管和/或光电晶体管。光电子器件可以应用于图像传感器和/或太阳能电池。
[0003]包括光电二极管的图像传感器要求相对高的分辨率，并因此要求相对小的像素。目前，广泛地采用硅光电二极管，但是硅光电二极管具有灵敏度降低的问题，并由于相对小的像素而具有相对小的吸收面积。
[0004]另一方面，当光进入图像传感器时，滤色器在每个像素中选择性地吸收给定的(或者可选地，预定的)波长区域中的光。红色滤色器、蓝色滤色器和绿色滤色器分别设置在红色像素、蓝色像素和绿色像素上并选择性地透射红光、蓝光和绿光，并且被选择性透射的光可以传输到每个像素的光电二极管。
[0005]然而，滤色器不仅会自身吸收光并因此对传送到光电二极管的光引起相对大量的损失，而且还通过旋涂、UV曝光和/或湿蚀刻的工艺形成并因此在将图像传感器的像素尺寸减小为小于或等于给定的(或者可选地，预定的)尺寸上受到限制。
【发明内容】
[0006]示例实施例提供一种图像传感器，其能够提高每个像素的波长选择性，因此改善灵敏度和光效率以及将像素尺寸减小为小于或等于给定的(或者可选地，预定的)尺寸。
[0007]示例实施例还提供包括该图像传感器的电子装置。
[0008]根据示例实施例，一种图像传感器包括:半导体基板，集成有多个感光器件；以及纳米图案层，在半导体基板上并具有多个纳米图案，其中该多个纳米图案中的单个纳米图案对应于该多个感光器件中的单个感光器件。
[0009]单个纳米图案可以透射由与其对应的单个感光器件感测的波长区域中的光。
[0010]单个纳米图案可以具有大于或等于约100纳米且小于约1微米的尺寸。
[0011]纳米图案层可以包括彼此具有不同折射系数的至少两种类型的电介质物质。
[0012]至少两种类型的电介质物质可以形成在彼此不同的区域中，并且单个纳米图案可以限定在至少两种类型的电介质物质之间的界面处。
[0013]至少两种类型的电介质物质可以具有大于或等于约0.2的折射系数差。
[0014]纳米图案层可以具有小于约1微米的厚度。
[0015]图像传感器还可以包括在纳米图案层上的有机光电子器件，该有机光电子器件包括彼此面对的第一电极和第二电极以及在第一电极和第二电极之间的有机光电转换层。
[0016]集成在半导体基板中的多个感光器件可以包括感测第一波长区域中的光的第一感光器件以及感测与第一波长区域不同的第二波长区域中的光的第二感光器件。
[0017]有机光电转换层可以吸收第三波长区域中的光，第三波长区域不同于第一波长区域和第二波长区域。
[0018]第一感光器件和第二感光器件可以在水平方向上彼此间隔开，并且对应于第一感光器件的纳米图案的尺寸可以与对应于第二感光器件的纳米图案的尺寸不同。
[0019]对应于第一感光器件的纳米图案可以选择性地透射第一波长区域中的光，并且对应于第二感光器件的纳米图案可以选择性地透射第二波长区域中的光。
[0020]第一波长区域可以为蓝色波长区域，第二波长区域可以为红色波长区域，并且第三波长区域可以为绿色波长区域。
[0021]红色波长区域可以具有大于约580纳米且小于或等于约700纳米的最大吸收波长(λ_)，蓝色波长区域可以具有大于或等于约400纳米且小于约500纳米的最大吸收波长(λ _)，并且绿色波长区域可以具有约500纳米至约580纳米的最大吸收波长(λ_)。
[0022]第一感光器件和第二感光器件可以设置在自半导体基板的表面的不同深度处。
[0023]与第二感光器件相比，第一感光器件可以感应更长的波长区域中的光，并且第一感光器件可以比第二感光器件离半导体基板的表面更远。
[0024]第一感光器件和第二感光器件可以顺序地堆叠在竖直方向上。
[0025]多个纳米图案可以选择性地反射第三波长区域中的光到有机光电转换层。
[0026]图像传感器可以不包括有机滤色器。
[0027]有机光电转换层可以包括ρ型半导体和η型半导体，并且ρ型半导体和η型半导体形成ρη结。
[0028]根据示例实施例，一种电子装置包括所述图像传感器。
[0029]因此，根据示例实施例的图像传感器可以提高每个像素的波长选择性，并因此改善灵敏度和光效率以及将像素尺寸减小为小于或等于给定的(或者可选地，预定的)尺寸。
【附图说明】
[0030]图1是示出根据示例实施例的CMOS图像传感器的截面图，
[0031]图2是放大图1中的区域’A’的截面图，
[0032]图3是示出特定区域中的波长通过应用于根据示例实施例的图像传感器的纳米图案来选择的原理的参考图，
[0033]图4(a)至图4(c)是预示性地示出应用于根据示例实施例的图像传感器的各种纳米图案的俯视平面图，
[0034]图5是示出应用到根据示例实施例的图像传感器的纳米图案层的一个示例的俯视平面图，
[0035]图6是沿着图5中1-Ι线剖取的纳米图案层的截面图，
[0036]图7是示出根据示例实施例的CMOS图像传感器的截面图，
[0037]图8是放大图7中的区域’ B’的截面图，
[0038]图9是示出根据示例实施例的CMOS图像传感器的截面图，
[0039]图10是示出根据示例1的纳米图案层的一部分的截面图，
[0040]图11(a)和11(b)不出了娃(Si)光电二极管中的蓝色电场分布图(a)和红色电场分布图(b)，该硅(Si)光电二极管在其上包括示例1的纳米图案层，
[0041]图12是示出根据示例2的纳米图案层的一部分的截面图，以及
[0042]图13(a)和13(b)不出了娃(Si)光电二极管中的蓝色电场分布图(a)和红色电场分布图(b)，该硅(Si)光电二极管在其上包括示例2的纳米图案层。
【具体实施方式】
[0043]示例实施例将在下文被详细描述，并可以由具有本领域中的通常知识的人员更容易地实现。然而，本公开可以以许多不同的形式实施，而不被解释为限于这里阐述的示例实施例。
[0044]在附图中，为了清楚起见，层、膜、面板、区域等的厚度被夸大。相同的附图标记在整个说明书中表示相同的元件。将理解，当一元件诸如层、膜、区域或基板被称为“在”另一元件“上”时，它可以直接在该另一元件上，或者还可以存在插入的元件。相反，当一元件被称为“直接在”另一元件“上”时，没有插入元件存在。
[0045]将理解，当一元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”、“联接到”或“覆盖”另一元件或层时，它可以直接在该另一元件或层上、直接连接到、联接到或覆盖该另一元件或层，或者可以存在插入的元件或层。相反，当一元件被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，没有插入的元件或层存在。相同的附图标记在整个说明书中表示相同的元件。如这里所用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。
[0046]将理解，尽管这里可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区别开。因此，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而没有脱离示例实施例的教导。
[0047]为了便于描述这里可以使用空间关系术语(例如，“之下”、“下面”、“下”、“之上”和“上”等)来描述如附图所示一个元件或特征与另一个(些)元件或特征的关系。将理解，空间关系术语旨在涵盖附图所示的取向之外器件在使用或操作中的不同取向。例如，如果附图中的器件被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下面”或“下方”的元件将会定向为在该其它元件或特征“之上”。因此，术语“下面”可以涵盖之上和之下两种取向。器件可以另外地取向(被旋转90度或在其它取向)，这里所用