[發(fā)明專利]采用量子點薄膜的圖像傳感器及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611224308.X
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN107068698B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊冰;周偉;胡少堅;耿陽;肖慧敏
• 申請（專利權(quán)）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司;成都微光集電科技有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 上海天辰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陳慧弘

本發(fā)明提供了一種采用量子點薄膜的圖像傳感器及制備方法，該圖像傳感器包括：在襯底表面設(shè)置有底部隔離層；位于底部隔離層上的N層隔離層，相鄰上層隔離層的金屬互連線底部與下層隔離層的金屬接觸孔頂部相接觸；位于第N層隔離層上的第N+1層隔離層，第N+1層隔離層中貫穿設(shè)置有第N+1層金屬互連線；第N+1層金屬互連線底部與第N層金屬接觸孔頂部一一對應(yīng)且相接觸；在第N+1層金屬互連線頂部設(shè)置有金屬電極；在金屬電極表面和暴露的第N+1層隔離層表面覆蓋有量子點薄膜。本發(fā)明的圖像傳感器具有有更強的光線敏感度，更大的動態(tài)范圍和更優(yōu)化的成像穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用量子點薄膜的圖像傳感器及制備方法。

背景技術(shù)

圖像傳感器是指將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。目前廣泛應(yīng)用的主要有CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器。

量子點(quantum dot)是準零維的納米晶體，由少量的原子構(gòu)成，形態(tài)上一般為球形或類球形，是由半導(dǎo)體材料(通常由II B～ⅥB或IIIB～VB元素組成)制成的、穩(wěn)定直徑在2～20nm的納米粒子。它能在特定的波長下發(fā)光，采用量子點技術(shù)的屏幕在生產(chǎn)時更容易校準，擁有更準確的色彩表現(xiàn)，并且在色彩飽和度方面擁有明顯的優(yōu)勢。因此，將量子點應(yīng)用于傳感器中所制備的量子薄膜傳感器有著更輕薄的體積，更強的光線敏感度，更大的動態(tài)范圍、和優(yōu)化的成像穩(wěn)定。

由于傳統(tǒng)的傳感器通過令像素變得更小來提高分辨率，這意味著每個像素對光線的敏感度更低，從而降低了圖像質(zhì)量，而相比之下，量子點薄膜是涂在凸鏡下面的，更接近鏡頭的特性使其能更充分地捕捉光線，從而能夠有效改善鏡頭性能。這種新技術(shù)打造的傳感器能夠收集傳統(tǒng)傳感器芯片兩倍的光線，并以兩倍的效率將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺瑫r其生產(chǎn)成本很低。使用量子點薄膜后，一方面可以降低攝像頭的厚度和體積，另一方面可以大大提高圖像傳感器低光拍攝性能和圖像的動態(tài)范圍等。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服以上問題，本發(fā)明旨在提供一種采用量子點薄膜進行光電轉(zhuǎn)換的圖像傳感器及制備方法，從而提高圖像傳感器的性能。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種圖像傳感器，其特征在于，包括：

襯底，在襯底表面設(shè)置有底部隔離層；

位于底部隔離層上的N層隔離層，其中，每層隔離層中設(shè)置有金屬互連線和位于金屬互連線上的金屬接觸孔；每層隔離層中，金屬互連線與其下方的隔離層相接觸，每個金屬接觸孔的底部與相應(yīng)層的金屬互連線的頂部一一對應(yīng)且相接觸；金屬接觸孔的頂部與相應(yīng)層的隔離層的頂部齊平；相鄰上層隔離層的金屬互連線底部與下層隔離層的金屬接觸孔頂部相接觸；N為整數(shù)且N≥1；

位于第N層隔離層上的第N+1層隔離層，第N+1層隔離層中貫穿設(shè)置有第N+1層金屬互連線；第N+1層金屬互連線底部與第N層金屬接觸孔頂部一一對應(yīng)且相接觸；

在第N+1層金屬互連線頂部設(shè)置有金屬電極；

在金屬電極表面和暴露的第N+1層隔離層表面覆蓋有量子點薄膜。

優(yōu)選地，所述第N+1層隔離層的相鄰像素分界處還設(shè)置有像素間隔離結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述金屬互連線的高度為0.4～0.5微米，所述金屬接觸孔的高度為0.4～0.5微米，N層隔離層中，其中一層隔離層的厚度為0.5～1微米。

優(yōu)選地，所述N+1層隔離層中，每個隔離層之間還設(shè)置有氮化硅層。

優(yōu)選地，所述第N+1層隔離層的高度為0.5～0.6微米。

優(yōu)選地，在量子點薄膜周圍的第N+1層金屬互連線上還設(shè)置有焊盤結(jié)構(gòu)；所述焊盤結(jié)構(gòu)和所述第N+1層隔離層是一體的。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種圖像傳感器的制備方法，其包括：