图像传感器的制备方法及图像传感器与流程

1.本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种图像传感器的制备方法及图像传感器。


背景技术：

2.对于图像传感器而言，背面工艺减薄后所裸露出来新的硅表面会有缺陷、悬挂键和损伤，从而产生表面暗电流，使图像传感器的噪点急剧增大，成像质量大幅下降，甚至难以有效成像。因此，降低图像传感器表面暗电流，成为图像传感器应用的关键。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是图像传感器表面暗电流，提供一种图像传感器的制备方法及图像传感器。
4.本发明提供一种图像传感器的制备方法，包括如下步骤：在图像传感器入光面沉积主动式钝化层，所述主动式钝化层包含电荷存储区；在主动式钝化层表面生长一透明导电膜；图形化所述主动式钝化层，并去除对应部分的透明导电膜，以暴露出设置在图像传感器内部的控制电路；形成用于电学连接透明导电膜和控制电路的金属导线。
5.本发明还提供一种图像传感器，包括：一主动式钝化层，所述主动式钝化层包含电荷存储区；一透明导电膜，覆盖所述主动式钝化层；一绝缘层，所述绝缘层覆盖主动式钝化层的侧壁；一金属导线，所述金属导线使透明导电膜和控制电路形成电学连接。
6.上述技术方案可以通过主动式钝化层俘获并保存电子，使光生电子不易到达图像传感器的入光面，从而降低表面暗电流，大幅提高图像传感器的成像质量。并且通过透明导电膜与控制电路的电学连接，实现周期性主动控制钝化层的功能。
附图说明
7.附图1所示是本发明一具体实施方式所述步骤示意图。
8.附图2a-2h所示是附图1中步骤s11-s14工艺示意图。
9.附图3所示是本发明一具体实施方式形成所述主动式钝化层的步骤示意图。
10.附图4所示是本发明一具体实施方式所述形成金属导线的步骤示意图。
具体实施方式
11.下面结合附图对本发明提供的一种图像传感器的制备方法的具体实施方式做详细说明。
12.附图1所示是本发明一具体实施方式所述步骤示意图，包括：步骤s11，在图像传感器入光面沉积主动式钝化层，所述主动式钝化层包含电荷存储区；步骤s12，在主动式钝化层表面生长一透明导电膜；步骤s3，图形化所述主动式钝化层，并去除对应部分的透明导电膜，以暴露出设置在图像传感器内部的控制电路；步骤s14，形成用于电学连接透明导电膜和控制电路的金属导线。
13.附图2a-2c所示，参考步骤s11，在图像传感器202入光面沉积主动式钝化层，所述主动式钝化层包含电荷存储区。在本发明的一个具体实施方式中，上述主动式钝化层的形成可以采用如下方法，并参考附图3所示为下述步骤示意图：
14.附图2a所示，参考步骤s31，在图像传感器202入光面生长第一介质层204。所述图像传感器202包含控制电路201和硅通孔203。在一个具体实施方式中，所述第一介质层204采用二氧化硅或氮氧化硅材料，所述第一介质层204的厚度为1nm-20nm。
15.附图2b所示，参考步骤s32，在所述第一介质层204表面生长第二介质层205。在一个具体实施方式中，所述第二介质层205采用氮化硅材料，所述第二介质层205的厚度为5nm-40nm。
16.附图2c所示，参考步骤s33，在所述第二介质层205表面生长第三介质层206。在一个具体实施方式中，所述第三介质层206采用二氧化硅或氮氧化硅材料，所述第三介质层206的厚度为1nm-40nm。
17.所述电荷存储区包括两异质材料构成的电荷存储界面，所述异质材料各自独立的选自于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化锌、氧化铪、氧化铝、或氧化镧材料中的任意一种。在其他的具体实施方式中，也可以采用多个所述第二介质层205被所述第一介质层204或所述第三介质层206隔开的方式，形成多个电荷存储区。所述电荷存储区使所述主动式钝化层具有俘获并保存电子的特性，使图像传感器202的入光面具有较高能级，光生电子不易到达表面，降低了图像传感器202表面暗电流，同时为实现周期性主动控制主动式钝化层的功能提供了基础。
18.附图2d所示，参考步骤s12，在主动式钝化层表面生长一透明导电膜207，所述透明导电膜的材料为石墨烯或黑磷。
19.附图2e所示，参考步骤s13，图形化所述主动式钝化层，并去除对应部分的透明导电膜207，以暴露出设置在图像传感器内部的控制电路。
20.附图2f-2h所示，参考步骤s14，形成用于电学连接透明导电膜207和控制电路201的金属导线209。在本发明的一个具体实施方式中，形成所述金属导线209可以采用如下方法，并参考附图4所示为下述步骤的实施示意图：
21.附图2f所示，参考步骤s41，在主动式钝化层的侧壁覆盖绝缘层208。所述绝缘层208包覆所述主动式钝化层的侧壁和透明导电膜207表面。
22.附图2g所示，参考步骤s42，在所述绝缘层208上打开连线窗口。
23.附图2h所示，参考步骤s43，在所述绝缘层的连线窗口内制作金属导线209，以使透明导电膜207和控制电路201电学连接。所述金属导线209的材料选取自铜、铝、钨、钛或镍。所述控制电路201为时钟电路。
24.接下来结合附图给出上述步骤实施完毕后所获得的图像传感器的具体实施方式，所述图像传感器的结构即为图2h所示，包括：
25.一主动式钝化层，所述主动式钝化层包含电荷存储区；一透明导电膜207，覆盖所述主动式钝化层；一绝缘层208，所述绝缘层208覆盖主动式钝化层的侧壁；一金属导线209，所述金属导线209使透明导电膜207和控制电路201形成电学连接。通过控制电路201周期性的在透明导电膜207上加压，以实现周期性主动控制钝化层的功能。
26.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人
员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种图像传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在图像传感器入光面沉积主动式钝化层，所述主动式钝化层包含电荷存储区；在主动式钝化层表面生长一透明导电膜；图形化所述主动式钝化层，并去除对应部分的透明导电膜，以暴露出设置在图像传感器内部的控制电路；形成用于电学连接透明导电膜和控制电路的金属导线。2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述电荷存储区包括两异质材料构成的电荷存储界面，所述异质材料各自独立的选自于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化锌、氧化铪、氧化铝、或氧化镧材料中的任意一种。3.根据权利要求2中所述的方法，其特征在于，所述电荷存储区包括第一介质层、第二介质层、以及第三介质层：所述第一介质层采用氧化硅或氮氧化硅材料；所述第二介质层采用氮化硅材料；所述第三介质层采用氧化硅或氮氧化硅材料。4.根据权利要求3中所述的方法，其特征在于，所述第一介质层的厚度为1nm-20nm，所述第二介质层的厚度为5nm-40nm，所述第三介质层的厚度为1nm-40nm。5.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述透明导电膜的材料为石墨烯或黑磷。6.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述金属导线的材料选取自铜、铝、钨、钛或镍。7.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述控制电路为时钟电路。8.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述形成金属导线的步骤进一步是：在所述主动式钝化层的侧壁覆盖绝缘层；在所述绝缘层的连线窗口内制作金属导线，以使透明导电膜和控制电路电学连接。9.一种图像传感器，其特征在于，包括：一主动式钝化层，所述主动式钝化层包含电荷存储区；一透明导电膜，覆盖所述主动式钝化层；一绝缘层，所述绝缘层覆盖主动式钝化层的侧壁；一金属导线，所述金属导线使透明导电膜和控制电路形成电学连接。10.根据权利要求9中所述的图像传感器，其特征在于，所述第一介质层采用二氧化硅或氮氧化硅材料，所述第一介质层的厚度为1nm-20nm。11.根据权利要求9中所述的图像传感器，其特征在于，所述第二介质层采用氮化硅、石墨烯或氧化锌材料，所述存储电荷层的厚度为5nm-40nm。12.根据权利要求9中所述的图像传感器，其特征在于，所述第三介质层采用二氧化硅、氧化铪、氧化铝或氧化镧材料，所述第三介质层的厚度为1nm-40nm。

技术总结
本发明提供一种图像传感器的制备方法及图像传感器，所述图像传感器包括：一主动式钝化层，所述主动式钝化层包含电荷存储区；一透明导电膜，覆盖所述主动式钝化层；一绝缘层，所述绝缘层覆盖主动式钝化层的侧壁；一金属导线，所述金属导线使透明导电膜和控制电路形成电学连接。上述技术方案可以通过主动式钝化层俘获并保存电子，使光生电子不易到达图像传感器的入光面，从而降低表面暗电流，大幅提高图像传感器的成像质量。并且通过透明导电膜与控制电路的电学连接，实现周期性主动控制钝化层的功能。的功能。的功能。


技术研发人员：张舒 黄文军 陈世杰 张斌
受保护的技术使用者：联合微电子中心有限责任公司
技术研发日：2020.11.30
技术公布日：2022/6/4