[發明專利]有機圖像傳感器及其形成方法

在審

• 申請號: 201310713319.4
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN104733489A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 三重野文健;肖德元;洪中山
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L27/30
• 分類號: H01L27/30
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種有機圖像傳感器的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底包括第一表面和與第一表面相對的第二表面，所述半導體襯底的第一表面上形成有像素電路，所述半導體襯底的第二表面上形成有矩陣排布的若干像素下電極，像素下電極通過位于半導體襯底中的通孔互連結構與像素電路相連；

在所述半導體襯底的第二表面上形成若干分立的有機光電轉化層，每個有機光電轉化層覆蓋相應的像素下電極，相鄰有機光電轉化層之間以及相鄰像素下電極之間具有隔離層；

在所述有機光電轉化層上形成上電極。

2.如權利要求1所述的有機圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述像素下電極、有機光電轉化層和隔離層的形成過程為：在半導體襯底的第二表面上形成下電極金屬層；在下電極金屬層上形成犧牲層；刻蝕所述犧牲層和下電極金屬層，形成暴露半導體襯底的第二表面的若干開口，相鄰開口之間剩余的下電極金屬層為像素下電極；在所述開口中填充滿隔離材料，形成隔離層；去除所述犧牲層，形成凹槽；在凹槽中填充有機光電轉化材料，形成有機光電轉化層。

3.如權利要求2所述的有機圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述犧牲層的材料與隔離層的材料不相同。

4.如權利要求3所述的有機圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述犧牲層的材料為無定形硅、多晶硅、無定形碳或硅鍺。

5.如權利要求2所述的有機圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述隔離層的材料為不透明的材料。

6.如權利要求5所述的有機圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述不透明材料為Si_xO_y（x＞y）、氮化硅或氮氧化硅。

7.如權利要求2所述的有機圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述下電極的材料為TiN、TaN、W、Al、Cu、Ti、Ta或Co。

8.如權利要求1所述的有機圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述上電極的材料為透明的導電材料。

9.如權利要求8所述的有機圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述透明的導電材料為氧化銦錫或氧化銦鋅。

10.如權利要求1所述的有機圖像傳感器的形成方法，其特征在于，在形成像素電極之前，還包括：在半導體襯底的第一表面上形成介質層，所述介質層覆蓋所述像素電路，所述介質層中形成有與像素電路連接的互連結構。

11.如權利要求10所述的有機圖像傳感器的形成方法，其特征在于，在形成上電極之后，還包括：在介質層上形成金屬凸塊，金屬凸塊與互連結構相連；在金屬凸塊上形成焊料層。

12.如權利要求1所述的有機圖像傳感器的形成方法，其特征在于，還包括：在所述上電極上形成保護層；在保護層上形成濾光膜；在濾光膜上形成微透鏡。

13.一種有機圖像傳感器，其特征在于，包括：

半導體襯底，所述半導體襯底包括第一表面和與第一表面相對的第二表面，所述半導體襯底的第一表面上形成有像素電路，所述半導體襯底的第二表面上形成有矩陣排布的若干像素下電極，像素下電極通過位于半導體襯底中的通孔互連結構與像素電路相連；

位于所述半導體襯底的第二表面上的若干分立的有機光電轉化層，每個有機光電轉化層覆蓋相應的像素下電極，相鄰有機光電轉化層之間以及相鄰像素下電極之間具有隔離層；

位于所述有機光電轉化層上的上電極。

14.如權利要求13所述的有機圖像傳感器，其特征在于，所述隔離層的材料為不透明的材料。

15.如權利要求14所述的有機圖像傳感器，其特征在于，所述不透明材料為Si_xO_y（x＞y）、氮化硅或氮氧化硅。

16.如權利要求13所述的有機圖像傳感器，其特征在于，所述上電極的材料為透明的導電材料。

17.如權利要求16所述的有機圖像傳感器，其特征在于，所述透明的導電材料為氧化銦錫或氧化銦鋅。