[go: up one dir, main page]

CN108231816A - 图像传感器及形成图像传感器的方法 - Google Patents

图像传感器及形成图像传感器的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108231816A
CN108231816A CN201810151071.XA CN201810151071A CN108231816A CN 108231816 A CN108231816 A CN 108231816A CN 201810151071 A CN201810151071 A CN 201810151071A CN 108231816 A CN108231816 A CN 108231816A
Authority
CN
China
Prior art keywords
photodiode
semiconductor material
light
image sensor
waveband
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810151071.XA
Other languages
English (en)
Inventor
周艮梅
穆钰平
黄晓橹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaian Imaging Device Manufacturer Corp
Original Assignee
Huaian Imaging Device Manufacturer Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaian Imaging Device Manufacturer Corp filed Critical Huaian Imaging Device Manufacturer Corp
Priority to CN201810151071.XA priority Critical patent/CN108231816A/zh
Publication of CN108231816A publication Critical patent/CN108231816A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10Integrated devices
    • H10F39/12Image sensors
    • H10F39/18Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/011Manufacture or treatment of image sensors covered by group H10F39/12
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10Integrated devices
    • H10F39/12Image sensors
    • H10F39/18Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
    • H10F39/182Colour image sensors

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

本公开涉及一种图像传感器,其包括:第一光电二极管,用于转换第一波段的光,所述第一光电二极管的第一部分由第一半导体材料形成,所述第一光电二极管的第二部分由第二半导体材料形成;以及第二光电二极管,用于转换第二波段的光,所述第二光电二极管由第二半导体材料形成,其中,所述第一波段的至少部分波长大于所述第二波段的波长,所述第一半导体材料的能带隙小于所述第二半导体材料的能带隙。本公开还涉及一种形成图像传感器的方法。本公开能够提高量子效率以及减少光的串扰。

Description

图像传感器及形成图像传感器的方法
技术领域
本公开涉及半导体技术领域,具体来说,涉及一种图像传感器及形成图像传感器的方法。
背景技术
入射光在图像传感器的光电二极管中有可能未被完全吸收,存在一部分光会穿透光电二极管。这会造成量子效率降低,并且穿透光电二极管的这部分光有可能会进入其他的光电二极管而造成光的串扰。
因此,存在对新技术的需求。
发明内容
本公开的一个目的是提供一种新型的图像传感器及形成图像传感器的方法。
根据本公开的第一方面,提供了一种图像传感器,包括:第一光电二极管,用于转换第一波段的光,所述第一光电二极管的第一部分由第一半导体材料形成,所述第一光电二极管的第二部分由第二半导体材料形成;以及第二光电二极管,用于转换第二波段的光,所述第二光电二极管由第二半导体材料形成,其中,所述第一波段的至少部分波长大于所述第二波段的波长,所述第一半导体材料的能带隙小于所述第二半导体材料的能带隙。
根据本公开的第二方面,提供了一种形成图像传感器的方法,包括:在半导体衬底中形成第一光电二极管的第二部分和第二光电二极管,其中,所述第一光电二极管用于转换第一波段的光,所述第二光电二极管用于转换第二波段的光,所述半导体衬底由第二半导体材料形成;以及在所述第二部分之上形成覆盖所述第二部分的所述第一光电二极管的第一部分,其中,所述第一部分由第一半导体材料形成,其中,所述第一波段的至少部分波长大于所述第二波段的波长,所述第一半导体材料的能带隙小于所述第二半导体材料的能带隙。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述,本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例,并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图,根据下面的详细描述,可以更加清楚地理解本公开,其中:
图1是示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的结构的示意图。
图2至5分别是示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器中的第一光电二极管的结构的示意图。
图6是示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的结构的示意图。
图7至10是分别示出了在根据本公开一个示例性实施例来形成图像传感器的一个方法示例的各个步骤处的图像传感器的截面的示意图。
图11是示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的结构的示意图。
图12至14是分别示出了在根据本公开一个示例性实施例来形成图像传感器的一个方法示例的各个步骤处的图像传感器的截面的示意图。
注意,在以下说明的实施方式中,有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分,而省略其重复说明。在本说明书中,使用相似的标号和字母表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了便于理解,在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此,所公开的发明并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开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公开的范围。
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,决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
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授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
在本公开中,对“一个实施例”、“一些实施例”的提及意味着结合该实施例描述的特征、结构或特性包含在本公开的至少一个实施例、至少一些实施例中。因此,短语“在一个实施例中”、“在一些实施例中”在本公开的各处的出现未必是指同一个或同一些实施例。此外,在一个或多个实施例中,可以任何合适的组合和/或子组合来组合特征、结构或特性。
如图1所示,本公开的图像传感器包括第一光电二极管10和第二光电二极管20。其中,第一光电二极管10用于转换第一波段的光,第二光电二极管20用于转换第二波段的光。第一光电二极管10的第一部分11由第一半导体材料形成,其第二部分12由第二半导体材料形成。第二光电二极管20由第二半导体材料形成。其中,第一波段的至少部分波长大于第二波段的波长,第一半导体材料的能带隙(energy bandgap)小于第二半导体材料的能带隙。
具有更小的能带隙的半导体材料,其中的电子由价带被激发到导带(conductionband)所必须获得的最低能量更小,即越容易被激发,因此也越容易吸收进入其中的光。同样厚度的半导体材料,具有更小的能带隙的半导体材料通常能够吸收比具有更大的能带隙的半导体材料更多的光。由于波长越长的光越难被吸收,所以完全吸收波长较长的光通常需要比完全吸收波长较短的光更厚的光电二极管。因此在根据这些实施例的图像传感器中,用于吸收波长较长的光的光电二极管中的一部分由能带隙较小的半导体材料形成,从而使得在不增加(或不过于增加)光电二极管的厚度的情况下,波长较长的光也能够被完全吸收。
在根据这些实施例的图像传感器中,在一些例子里,第一光电二极管10用于转换的第一波段的光可以是红光,第二光电二极管20用于转换的第二波段的光可以是绿光和/或蓝光;在另一些例子里,第一光电二极管10用于转换的第一波段的光可以是红外光,第二光电二极管20用于转换的第二波段的光可以是红光、绿光和/或蓝光;在又一些例子里,第一光电二极管10用于转换的第一波段的光可以是红光和红外光,第二光电二极管20用于转换的第二波段的光可以是绿光和/或蓝光;在又一些例子里,第一光电二极管10用于转换的第一波段的光可以是红外光、红光、绿光和/或蓝光,第二光电二极管20用于转换的第二波段的光可以是紫外光。本领域技术人员可以理解,以上例子只是示例性的并不是限制性的也不是穷举性的,只要满足第一波段的全部或部分波长大于第二波段的波长即可。
在一些实施例中,第一半导体材料为锗硅(SiGe),第二半导体材料为硅(Si)。本领域技术人员可以理解,第一半导体材料可以包含SiGe、GaAs、Pbs、PbSe、PbTe、GaSb、InN等、或任两种及以上的组合的半导体材料。本领域技术人员还可以理解,任何III族(硼族)元素(B、Al、Ga、In、Tl)、IV族(碳族)元素(C、Si、Ge、Sn、Pb)、V族(氮族)元素(N、P、As、Sb、Bi)或类似物都可用于形成第一半导体材料。
在一些实施例中,如图1所示,第一光电二极管10的第一部分11比第二部分12更靠近图像传感器的用于接收光的表面。图像传感器的用于接收光的表面可以是图像传感器的正面(例如,前照射式图像传感器),也可以是图像传感器的背面(例如,背照射式图像传感器)。
在一些实施例中,第一光电二极管的结构可以如图2至5所示。其中,第一光电二极管由第一半导体材料S1和第二半导体材料S2形成。其中,第二半导体材料S2(即形成第一光电二极管的第二部分的材料)是第一导电类型的,第一半导体材料S1(即形成第一光电二极管的第一部分的材料)可以是与第二半导体材料S2相同掺杂为第一导电类型的,也可以是未掺杂的半导体材料。
在第一半导体材料S1和/或第二半导体材料S2中形成有第二导电类型的区域30。例如,第二导电类型的区域30可以仅形成在第一半导体材料S1中(如图2所示,这种情况下第一半导体材料S1需要掺杂为第一导电类型的),也可以仅形成在第二半导体材料S2中(如图4所示),还可以同时形成在第一半导体材料S1和第二半导体材料S2中(如图3、5所示)。例如,第二导电类型的区域30可以是从上表面形成的,如图2、3所示,也可以是从下表面形成的,如图4、5所示。虽然未在附图中示出,但本领域技术人员可以理解,第二导电类型的区域30的边界也可以正好在第一半导体材料S1和第二半导体材料S2的交界处。
在一些实施例中,第一导电类型为P型,第二导电类型为N型,即在P型的半导体材料中形成N型区域从而形成光电二极管。本领域技术人员可以理解,第一导电类型也可以为N型,第二导电类型也可以为P型,即在N型的半导体材料中形成P型区域从而形成光电二极管。
在一些实施例中,如图6所示,图像传感器包括第一光电二极管PD1、第二光电二极管PD2、和第三光电二极管PD3。其中,第一光电二极管PD1用于转换第一波段的光,第二光电二极管PD2用于转换第二波段的光,第三光电二极管PD3用于转换第三波段的光。第一光电二极管PD1的第一部分由第一半导体材料SEM形成,第一光电二极管PD1的第二部分由第二半导体材料(在半导体衬底SUB中的部分)形成。第二光电二极管PD2和第三光电二极管PD3均由第二半导体材料(在半导体衬底SUB中)形成。其中,第一波段的至少部分波长大于第二波段的波长,第二波段的至少部分波长大于第三波段的波长,第一半导体材料的能带隙小于第二半导体材料的能带隙。
在一些实施例中,图像传感器的色彩空间为RGB空间,第一光电二极管PD1、第二光电二极管PD2、和第三光电二极管PD3分别用于转换红光、绿光、和蓝光。
在一些实施例中,图像传感器还包括分别位于第一光电二极管PD1、第二光电二极管PD2、和第三光电二极管PD3之上并分别覆盖第一光电二极管PD1、第二光电二极管PD2、和第三光电二极管PD3的第一滤色器CF1、第二滤色器CF2、和第三滤色器CF3。其中,第一滤色器CF1、第二滤色器CF2、和第三滤色器CF3分别用于透过红光、绿光、和蓝光。
下面结合图7至10来描述根据本公开一个实施例的形成图像传感器的方法。
如图7所示,在由第二半导体材料形成的半导体衬底SUB中形成第一光电二极管的第二部分、第二光电二极管、和第三光电二极管。可以通过在第一导电类型的半导体衬底SUB中形成第二导电类型的区域来形成各光电二极管。例如,在第一导电类型的半导体衬底SUB中形成第二导电类型的第一区域REG1来形成第一光电二极管的第二部分,在第一导电类型的半导体衬底SUB中形成第二导电类型的第二区域REG2来形成第二光电二极管,以及在第一导电类型的半导体衬底SUB中形成第二导电类型的第三区域REG3来形成第三光电二极管。
接下来,在第一光电二极管的第二部分之上形成覆盖第一光电二极管的第二部分的第一光电二极管的第一部分,其中,第一光电二极管的第一部分由第一半导体材料形成,并且第一半导体材料的能带隙小于第二半导体材料的能带隙。
具体地,如图7所示,先在半导体衬底SUB之上形成电介质材料层L1。电介质材料层L1可以是由氧化硅形成,也可以是由其他的电介质材料例如氮化硅而形成。电介质材料层L1可以通过化学气相沉积(CVD)处理、原子层沉积(ALD)处理、热氧化处理或其他适合的手段而形成。
如图8所示,去除电介质材料层L1的覆盖第一光电二极管的第二部分的部分,以在电介质材料层L1中形成如图8所示的缺口,并在该缺口中暴露出第一光电二极管的第二部分,即暴露出半导体衬底SUB。可以通过光刻加刻蚀的处理来形成该缺口,也可以通过其他手段例如硬掩膜加刻蚀的处理来形成该缺口。
如图9所示,在形成的如图8所示的缺口中填充第一半导体材料SEM,从而在暴露出的第一光电二极管的第二部分上形成第一光电二极管的第一部分,以最终形成整个第一光电二极管。其中,第一半导体材料的能带隙小于第二半导体材料的能带隙。可以通过化学气相沉积处理、原子层沉积处理、或分子束外延(MBE)处理等形成第一光电二极管的第一部分。优选地,形成第一部分的处理温度低于500℃,更优地为低于450℃,这样可以避免对已经形成的器件、金属互连层等产生影响。
然后可以在各光电二极管的周围,形成全部或部分围绕该光电二极管以用于将该光电二极管与邻近的光电二极管隔离开的隔离结构I1、I2,例如深槽隔离(DTI)结构、或者浅槽隔离(STI)结构等,如图10所示。之后可以在电介质材料层L1之上先形成由电介质材料形成的填充层L2(例如可以是抗反射层、高介电常数层、平坦化层、间隔层等任何合适的功能层),再在填充层L2上形成滤色器,例如分别用于第一光电二极管、第二光电二极管、和第三光电二极管的第一滤色器CF1、第二滤色器CF2、和第三滤色器CF3。其中,第一滤色器CF1、第二滤色器CF2、和第三滤色器CF3。分别位于第一光电二极管、第二光电二极管、和第三光电二极管之上并分别覆盖第一光电二极管、第二光电二极管、和第三光电二极管。各滤色器之间还间隔有光隔离结构I3、I4。之后,在各滤色器之上还分别形成分别覆盖第一滤色器CF1、第二滤色器CF2、和第三滤色器CF3的第一微透镜ML1、第二微透镜ML2、和第三微透镜ML3,从而形成如图6所示的图像传感器。
适当选择各滤色器的材料,以使得第一滤色器CF1、第二滤色器CF2、和第三滤色器CF3分别用于透过第一波段的光、第二波段的光、和第三波段的光。从而使得第一光电二极管用于转换第一波段的光,第二光电二极管用于转换第二波段的光,第三光电二极管用于转换第三波段的光。其中,第一波段的至少部分波长大于第二波段的波长,第二波段的至少部分波长大于第三波段的波长。在一些例子里,图像传感器的色彩空间为RGB空间,第一滤色器CF1、第二滤色器CF2、和第三滤色器CF3分别用于透过红光、绿光、和蓝光,第一光电二极管、第二光电二极管、和第三光电二极管分别用于转换红光、绿光、和蓝光。
本领域技术人员可以理解,也可以在形成电介质材料层L1之前形成用于将光电二极管与邻近的光电二极管隔离开的隔离结构I1、I2,例如,形成如图11所示的图像传感器。
如图12所示,在由第二半导体材料形成的半导体衬底SUB中形成第一光电二极管的第二部分、第二光电二极管、和第三光电二极管。然后在各光电二极管的周围,形成全部或部分围绕该光电二极管以用于将该光电二极管与邻近的光电二极管隔离开的隔离结构I1、I2,例如深槽隔离(DTI)结构、或者浅槽隔离(STI)结构等,如图12所示。接下来,在半导体衬底SUB之上形成电介质材料层L1。然后,去除电介质材料层L1的覆盖第一光电二极管的第二部分的部分,以在电介质材料层L1中形成如图13所示的缺口,并在该缺口中暴露出第一光电二极管的第二部分,即暴露出半导体衬底SUB。如图14所示,在形成的如图13所示的缺口中填充第一半导体材料SEM,从而在暴露出的第一光电二极管的第二部分上形成第一光电二极管的第一部分,以最终形成整个第一光电二极管。其中,第一半导体材料的能带隙小于第二半导体材料的能带隙。之后可以在电介质材料层L1之上先形成由电介质材料形成的填充层L2,再在填充层L2上形成分别用于第一光电二极管、第二光电二极管、和第三光电二极管的第一滤色器CF1、第二滤色器CF2、和第三滤色器CF3,以及第一微透镜ML1、第二微透镜ML2、和第三微透镜ML3,从而形成如图11所示的图像传感器。
适当选择各滤色器的材料,以使得第一滤色器CF1、第二滤色器CF2、和第三滤色器CF3分别用于透过第一波段的光、第二波段的光、和第三波段的光。从而使得第一光电二极管用于转换第一波段的光,第二光电二极管用于转换第二波段的光,第三光电二极管用于转换第三波段的光。其中,第一波段的至少部分波长大于第二波段的波长,第二波段的至少部分波长大于第三波段的波长。在一些例子里,图像传感器的色彩空间为RGB空间,第一滤色器CF1、第二滤色器CF2、和第三滤色器CF3分别用于透过红光、绿光、和蓝光,第一光电二极管、第二光电二极管、和第三光电二极管分别用于转换红光、绿光、和蓝光。
虽然以上仅结合图7至10描述了形成如图6所示的图像传感器的方法,以及结合图12至14描述了形成如图11所示的图像传感器的方法,但本领域技术人员可以得到形成本公开所描述的所有图像传感器的方法。
虽然本公开的附图中仅以截面图的形式示意性地示出了像素区的图像传感器的结构,本领域技术人员基于本公开记载的内容能够得到本公开所涉及的图像传感器整体的结构和形成方法。
在说明书及权利要求中的词语“A或B”包括“A和B”以及“A或B”,而不是排他地仅包括“A”或者仅包括“B”,除非另有特别说明。
在说明书及权利要求中的词语“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”等,如果存在的话,用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解,这样使用的词语在适当的情况下是可互换的,使得在此所描述的本公开的实施例,例如,能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其他取向上操作。
如在此所使用的,词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”,而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且,本公开不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。
如在此所使用的,词语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。词语“基本上”还允许由寄生效应、噪音以及可能存在于实际的实现方式中的其它实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。
上述描述可以指示被“连接”或“耦合”在一起的元件或节点或特征。如在此所使用的,除非另外明确说明,“连接”意指一个元件/节点/特征与另一种元件/节点/特征在电学上、机械上、逻辑上或以其它方式直接地连接(或者直接通信)。类似地,除非另外明确说明,“耦合”意指一个元件/节点/特征可以与另一元件/节点/特征以直接的或间接的方式在机械上、电学上、逻辑上或以其它方式连结以允许相互作用,即使这两个特征可能并没有直接连接也是如此。也就是说,“耦合”意图包含元件或其它特征的直接连结和间接连结,包括利用一个或多个中间元件的连接。
另外,仅仅为了参考的目的,还可以在下面描述中使用某种术语,并且因而并非意图限定。例如,除非上下文明确指出,否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。
还应理解,“包括/包含”一词在本文中使用时,说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件,但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。
在本公开中,术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式,因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。
本领域技术人员应当意识到,在上述操作之间的边界仅仅是说明性的。多个操作可以结合成单个操作,单个操作可以分布于附加的操作中,并且操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且,另选的实施例可以包括特定操作的多个实例,并且在其他各种实施例中可以改变操作顺序。但是,其它的修改、变化和替换同样是可能的。因此,本说明书和附图应当被看作是说明性的,而非限制性的。
另外,本公开的实施方式还可以包括以下示例:
1.一种图像传感器,其特征在于,包括:
第一光电二极管,用于转换第一波段的光,所述第一光电二极管的第一部分由第一半导体材料形成,所述第一光电二极管的第二部分由第二半导体材料形成;以及
第二光电二极管,用于转换第二波段的光,所述第二光电二极管由第二半导体材料形成,
其中,所述第一波段的至少部分波长大于所述第二波段的波长,所述第一半导体材料的能带隙小于所述第二半导体材料的能带隙。
2.根据1所述的图像传感器,其特征在于,所述第一部分比所述第二部分更靠近所述图像传感器的用于接收光的表面。
3.根据1所述的图像传感器,其特征在于,还包括:
第三光电二极管,用于转换第三波段的光,所述第三光电二极管由第二半导体材料形成,
其中,所述第二波段的至少部分波长大于所述第三波段的波长。
4.根据3所述的图像传感器,其特征在于,所述第一、第二、和第三光电二极管分别用于转换红光、绿光、和蓝光。
5.根据3所述的图像传感器,其特征在于,还包括:
分别位于所述第一、第二、和第三光电二极管之上并分别覆盖所述第一、第二、和第三光电二极管的第一、第二、和第三滤色器,
其中,所述第一、第二、和第三滤色器分别用于透过红光、绿光、和蓝光。
6.根据1所述的图像传感器,其特征在于,所述第一部分和所述第二部分均为第一导电类型的,并且所述第一部分和/或所述第二部分中形成有第二导电类型的区域。
7.根据6所述的图像传感器,其特征在于,所述第一导电类型为P型,所述第二导电类型为N型。
8.根据1所述的图像传感器,其特征在于,所述第一半导体材料为锗硅,所述第二半导体材料为硅。
9.一种形成图像传感器的方法,其特征在于,包括:
在半导体衬底中形成第一光电二极管的第二部分和第二光电二极管,其中,所述第一光电二极管用于转换第一波段的光,所述第二光电二极管用于转换第二波段的光,所述半导体衬底由第二半导体材料形成;以及
在所述第二部分之上形成覆盖所述第二部分的所述第一光电二极管的第一部分,其中,所述第一部分由第一半导体材料形成,
其中,所述第一波段的至少部分波长大于所述第二波段的波长,所述第一半导体材料的能带隙小于所述第二半导体材料的能带隙。
10.根据9所述的方法,其特征在于,在所述第二部分之上形成所述第一部分包括:
在所述半导体衬底之上形成电介质材料层;
去除所述电介质材料层的覆盖所述第二部分的部分,以暴露出所述第二部分;以及
在暴露出的所述第二部分上形成所述第一部分。
11.根据9所述的方法,其特征在于,通过化学气相沉积处理、原子层沉积处理、或分子束外延处理形成所述第一部分。
12.根据11所述的方法,其特征在于,形成所述第一部分的处理温度低于500℃。
13.根据11所述的方法,其特征在于,形成所述第一部分的处理温度低于450℃。
14.根据9所述的方法,其特征在于,还包括:
在半导体衬底中形成第三光电二极管,其中,所述第三光电二极管用于转换第三波段的光,所述半导体衬底由第二半导体材料形成,
其中,所述第二波段的至少部分波长大于所述第三波段的波长。
15.根据14所述的方法,其特征在于,所述第一、第二、和第三光电二极管分别用于转换红光、绿光、和蓝光。
16.根据14所述的方法,其特征在于,还包括:
在所述第一、第二、和第三光电二极管之上形成分别覆盖所述第一、第二、和第三光电二极管的第一、第二、和第三滤色器,
其中,所述第一、第二、和第三滤色器分别用于透过红光、绿光、和蓝光。
17.根据9所述的方法,其特征在于,所述第一部分和所述第二部分均为第一导电类型的,并且所述第一部分和/或所述第二部分中形成有第二导电类型的区域。
18.根据17所述的方法,其特征在于,所述第一导电类型为P型,所述第二导电类型为N型。
19.根据9所述的方法,其特征在于,所述第一半导体材料为锗硅,所述第二半导体材料为硅。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本公开的范围。在此公开的各实施例可以任意组合,而不脱离本公开的精神和范围。本领域的技术人员还应理解,可以对实施例进行多种修改而不脱离本公开的范围和精神。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种图像传感器,其特征在于,包括:
第一光电二极管,用于转换第一波段的光,所述第一光电二极管的第一部分由第一半导体材料形成,所述第一光电二极管的第二部分由第二半导体材料形成;以及
第二光电二极管,用于转换第二波段的光,所述第二光电二极管由第二半导体材料形成,
其中,所述第一波段的至少部分波长大于所述第二波段的波长,所述第一半导体材料的能带隙小于所述第二半导体材料的能带隙。
2.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述第一部分比所述第二部分更靠近所述图像传感器的用于接收光的表面。
3.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,还包括:
第三光电二极管,用于转换第三波段的光,所述第三光电二极管由第二半导体材料形成,
其中,所述第二波段的至少部分波长大于所述第三波段的波长。
4.根据权利要求3所述的图像传感器,其特征在于,所述第一、第二、和第三光电二极管分别用于转换红光、绿光、和蓝光。
5.根据权利要求3所述的图像传感器,其特征在于,还包括:
分别位于所述第一、第二、和第三光电二极管之上并分别覆盖所述第一、第二、和第三光电二极管的第一、第二、和第三滤色器,
其中,所述第一、第二、和第三滤色器分别用于透过红光、绿光、和蓝光。
6.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述第一部分和所述第二部分均为第一导电类型的,并且所述第一部分和/或所述第二部分中形成有第二导电类型的区域。
7.根据权利要求6所述的图像传感器,其特征在于,所述第一导电类型为P型,所述第二导电类型为N型。
8.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述第一半导体材料为锗硅,所述第二半导体材料为硅。
9.一种形成图像传感器的方法,其特征在于,包括:
在半导体衬底中形成第一光电二极管的第二部分和第二光电二极管,其中,所述第一光电二极管用于转换第一波段的光,所述第二光电二极管用于转换第二波段的光,所述半导体衬底由第二半导体材料形成;以及
在所述第二部分之上形成覆盖所述第二部分的所述第一光电二极管的第一部分,其中,所述第一部分由第一半导体材料形成,
其中,所述第一波段的至少部分波长大于所述第二波段的波长,所述第一半导体材料的能带隙小于所述第二半导体材料的能带隙。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在所述第二部分之上形成所述第一部分包括:
在所述半导体衬底之上形成电介质材料层;
去除所述电介质材料层的覆盖所述第二部分的部分,以暴露出所述第二部分;以及
在暴露出的所述第二部分上形成所述第一部分。
CN201810151071.XA 2018-02-14 2018-02-14 图像传感器及形成图像传感器的方法 Pending CN108231816A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810151071.XA CN108231816A (zh) 2018-02-14 2018-02-14 图像传感器及形成图像传感器的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810151071.XA CN108231816A (zh) 2018-02-14 2018-02-14 图像传感器及形成图像传感器的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108231816A true CN108231816A (zh) 2018-06-29

Family

ID=62661924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810151071.XA Pending CN108231816A (zh) 2018-02-14 2018-02-14 图像传感器及形成图像传感器的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108231816A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109300927A (zh) * 2018-10-10 2019-02-01 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1794463A (zh) * 2004-12-24 2006-06-28 东部亚南半导体株式会社 Cmos图像传感器及其制造方法
US20110316002A1 (en) * 2010-06-29 2011-12-29 Jung-Chak Ahn Cmos image sensor
CN106229324A (zh) * 2016-09-14 2016-12-14 豪威科技(上海)有限公司 图像传感器及其制备方法
CN106847840A (zh) * 2015-09-25 2017-06-13 三星电子株式会社 图像传感器和包括该图像传感器的图像拾取装置
CN107039472A (zh) * 2015-11-18 2017-08-11 三星电子株式会社 图像传感器以及包括该图像传感器的电子装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1794463A (zh) * 2004-12-24 2006-06-28 东部亚南半导体株式会社 Cmos图像传感器及其制造方法
US20110316002A1 (en) * 2010-06-29 2011-12-29 Jung-Chak Ahn Cmos image sensor
CN106847840A (zh) * 2015-09-25 2017-06-13 三星电子株式会社 图像传感器和包括该图像传感器的图像拾取装置
CN107039472A (zh) * 2015-11-18 2017-08-11 三星电子株式会社 图像传感器以及包括该图像传感器的电子装置
CN106229324A (zh) * 2016-09-14 2016-12-14 豪威科技(上海)有限公司 图像传感器及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
盛篪 等: "《1989光电子器件与集成技术年会论文集》", 31 March 1990, 清华大学出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109300927A (zh) * 2018-10-10 2019-02-01 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4376516B2 (ja) Cmosと一体化されたヘテロ接合ホトダイオードの製造方法
US10714531B2 (en) Infrared detector devices and focal plane arrays having a transparent common ground structure and methods of fabricating the same
US10872921B2 (en) Image sensor and method for fabricating the image sensor
CN108258001A (zh) 图像传感器及其制造方法
TW201338140A (zh) 半導體結構與其製法
JP2016201449A (ja) 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法
CN107819001A (zh) 图像传感器及用于形成图像传感器的方法
CN108258002B (zh) 半导体装置及其制造方法
CN108054179A (zh) 用于形成图像传感器的方法及图像传感器
CN108288626B (zh) 图像传感器及形成图像传感器的方法
CN108281441A (zh) 像素单元及其制造方法以及成像装置
US20150021731A1 (en) Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
CN114464634A (zh) 半导体影像感测器和制造半导体影像感测器的方法
CN108231816A (zh) 图像传感器及形成图像传感器的方法
US20100026869A1 (en) Image sensor and method for manufacturing the same
CN109560098A (zh) 图像传感器及其形成方法
CN108198833A (zh) 图像传感器及形成图像传感器的方法
US10157950B2 (en) Pixel with spacer layer covering photodiode
CN108389872A (zh) 图像传感器及其制造方法
CN111697012A (zh) 影像感测器及其制造方法
CN108281440A (zh) 图像传感器及其制造方法
JP2016149387A5 (zh)
US12302658B2 (en) Semiconductor image-sensing structure
CN108447879A (zh) 图像传感器及形成图像传感器的方法
CN121262905A (zh) 背照式图像传感器制备方法及背照式图像传感器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180629