[發明專利]一種基于鈣鈦礦的圖像傳感器芯片及其制備方法

有效

• 申請號: 202010021067.9
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN113097237B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 張志峰
• 申請（專利權）人: 張志峰
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

1.一種基于鈣鈦礦的圖像傳感器芯片，其特征在于，包括驅動電極、感應電極、鈣鈦礦材料層以及放大電路；

所述感應電極包括陣列排布的多個子感應電極，所述放大電路包括陣列排布的多個子放大電路，所述子感應電極與所述子放大電路一一對應且電連接；

所述驅動電極用于外接電壓信號，所述驅動電極和所述子感應電極均與所述鈣鈦礦材料層接觸，所述子感應電極用于根據所述驅動電極上的電壓信號及所述子感應電極的懸空狀態產生第一感應信號，并將所述第一感應信號傳導至所述子放大電路；

所述鈣鈦礦材料層用于接收光信號，所述子感應電極，還用于在所述光信號作用所述鈣鈦礦材料層后，根據所述驅動電極上的電壓信號及所述子感應電極的懸空狀態產生積累電荷；所述子感應電極還用于根據所述第一感應信號和所述積累電荷生成第二感應信號，并將所述第二感應信號傳導至所述子放大電路。

2.根據權利要求1所述的圖像傳感器芯片，其特征在于，至少所述感應電極以及所述放大電路是基于CMOS標準工藝制成的驅動芯片，且所述鈣鈦礦材料層設置在所述基于CMOS標準工藝制成的驅動芯片的上層。

3.根據權利要求2所述的圖像傳感器芯片，其特征在于，所述驅動電極上設置有陣列排布的多個微孔，所述鈣鈦礦材料層填充于所述微孔內。

4.根據權利要求3所述的圖像傳感器芯片，其特征在于，所述驅動電極、所述感應電極和所述放大電路均基于CMOS標準工藝制備得到；

所述圖像傳感器芯片包括CMOS驅動芯片和所述鈣鈦礦材料層；

所述CMOS驅動芯片依次包括襯底、次頂層金屬層和頂層金屬層；所述頂層金屬層上設置有陣列排布的多個微孔，所述鈣鈦礦材料層填充于所述微孔內；

所述頂層金屬層為所述驅動電極，所述次頂層金屬層為所述感應電極；

所述襯底包括多個源區、溝道區和漏區，所述溝道區位于所述源區和所述漏區之間；

所述CMOS驅動芯片還包括：

位于所述源區一側的源極疊層電極，所述源極疊層電極包括至少一層源極電極；

位于所述溝道區一側的柵極絕緣層以及所述柵極絕緣層遠離所述襯底一側的柵極疊層電極，所述柵極疊層電極包括至少一層柵極電極；

位于所述漏區一側的漏極疊層電極，所述漏極疊層電極包括至少一層漏極電極；

所述子放大電路包括晶體管，靠近所述襯底一側的所述源極電極為所述晶體管的源極，靠近所述襯底一側的所述柵極電極為所述晶體管的柵極，靠近所述襯底一側的所述漏極電極為所述晶體管的漏極；

所述柵極與所述子感應電極電連接。

5.根據權利要求2所述的圖像傳感器芯片，其特征在于，所述驅動電極為透明驅動電極，所述鈣鈦礦材料層設置于所述透明驅動電極與所述感應電極之間。

6.根據權利要求5所述的圖像傳感器芯片，其特征在于，所述感應電極和所述放大電路基于CMOS標準工藝制備得到；

所述圖像傳感器芯片包括CMOS驅動芯片、所述鈣鈦礦材料層和所述透明驅動電極；

所述CMOS驅動芯片依次包括襯底和頂層金屬層；所述鈣鈦礦材料層設置于所述頂層金屬層與所述透明驅動電極之間；

所述頂層金屬層為所述感應電極；

所述襯底包括多個源區、溝道區和漏區，所述溝道區位于所述源區和所述漏區之間；

所述CMOS驅動芯片還包括：

位于所述源區一側的源極疊層電極，所述源極疊層電極包括至少一層源極電極；

位于所述溝道區一側的柵極絕緣層以及所述柵極絕緣層遠離所述襯底一側的柵極疊層電極，所述柵極疊層電極包括至少一層柵極電極；

位于所述漏區一側的漏極疊層電極，所述漏極疊層電極包括至少一層漏極電極；

所述子放大電路包括晶體管，靠近所述襯底一側的所述源極電極為所述晶體管的源極，靠近所述襯底一側的所述柵極電極為所述晶體管的柵極，靠近所述襯底一側的所述漏極電極為所述晶體管的漏極；

所述柵極與所述子感應電極電連接。

7.根據權利要求1所述的圖像傳感器芯片，其特征在于，所述驅動電極上設置有陣列排布的多個微孔，所述鈣鈦礦材料層填充于所述微孔內。