[發(fā)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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010021067.9
• 申請(qǐng)日: 2020-01-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113097237B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張志峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張志峰
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): 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

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種基于鈣鈦礦的圖像傳感器芯片及其制備方法，該圖像傳感器芯片包括驅(qū)動(dòng)電極、感應(yīng)電極、鈣鈦礦材料層以及放大電路；感應(yīng)電極包括陣列排布的多個(gè)子感應(yīng)電極，放大電路包括陣列排布的多個(gè)子放大電路，子感應(yīng)電極與子放大電路一一對(duì)應(yīng)且電連接；驅(qū)動(dòng)電極用于外接電壓信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電極和子感應(yīng)電極均與鈣鈦礦材料層接觸，子感應(yīng)電極用于根據(jù)驅(qū)動(dòng)電極上的電壓信號(hào)產(chǎn)生第一感應(yīng)信號(hào)并傳導(dǎo)至子放大電路；鈣鈦礦材料層用于接收光信號(hào)，子感應(yīng)電極還用于根據(jù)第一感應(yīng)信號(hào)和光信號(hào)生成第二感應(yīng)信號(hào)并傳導(dǎo)至子放大電路。該圖像傳感器芯片具有靈敏度高、信噪比高且成本低等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及圖像傳感技術(shù)，尤其涉及一種基于鈣鈦礦的圖像傳感器芯片及其制備方法。

背景技術(shù)

圖像傳感器芯片在手機(jī)、低端照相機(jī)和攝像機(jī)等領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)模巨大，具有重要的研究意義。

目前常用的CMOS(Complementary?Metal?Oxide?Semiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器芯片，硅二極管必須放置在硅片襯底，由于光需要通過(guò)多層金屬結(jié)構(gòu)才能到達(dá)硅二極管，從而導(dǎo)致光通量很低，另外，硅材料的感光效能很低，造成信號(hào)處理電路復(fù)雜，芯片成本增大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于鈣鈦礦的圖像傳感器芯片及其制備方法，以實(shí)現(xiàn)光通量的最大化并降低成本。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于鈣鈦礦的圖像傳感器芯片，包括驅(qū)動(dòng)電極、感應(yīng)電極、鈣鈦礦材料層以及放大電路；

感應(yīng)電極包括陣列排布的多個(gè)子感應(yīng)電極，放大電路包括陣列排布的多個(gè)子放大電路，子感應(yīng)電極與子放大電路一一對(duì)應(yīng)且電連接；

驅(qū)動(dòng)電極用于外接電壓信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電極和子感應(yīng)電極均與鈣鈦礦材料層接觸，子感應(yīng)電極用于根據(jù)驅(qū)動(dòng)電極上的電壓信號(hào)產(chǎn)生第一感應(yīng)信號(hào)，并將第一感應(yīng)信號(hào)傳導(dǎo)至子放大電路；

鈣鈦礦材料層用于接收光信號(hào)，子感應(yīng)電極還用于根據(jù)第一感應(yīng)信號(hào)和光信號(hào)生成第二感應(yīng)信號(hào)，并將第二感應(yīng)信號(hào)傳導(dǎo)至子放大電路。

進(jìn)一步地，至少感應(yīng)電極以及放大電路是基于CMOS標(biāo)準(zhǔn)工藝制成的驅(qū)動(dòng)芯片，且鈣鈦礦材料層設(shè)置在基于CMOS標(biāo)準(zhǔn)工藝制成的驅(qū)動(dòng)芯片的上層。

進(jìn)一步地，驅(qū)動(dòng)電極上設(shè)置有陣列排布的多個(gè)微孔，鈣鈦礦材料層填充于微孔內(nèi)。

進(jìn)一步地，驅(qū)動(dòng)電極、感應(yīng)電極和放大電路均基于CMOS標(biāo)準(zhǔn)工藝制備得到；

圖像傳感器芯片包括CMOS驅(qū)動(dòng)芯片和鈣鈦礦材料層；

CMOS驅(qū)動(dòng)芯片依次包括襯底、次頂層金屬層和頂層金屬層；頂層金屬層上設(shè)置有陣列排布的多個(gè)微孔，鈣鈦礦材料層填充于微孔內(nèi)；

頂層金屬層為驅(qū)動(dòng)電極，次頂層金屬層為感應(yīng)電極；

襯底包括多個(gè)源區(qū)、溝道區(qū)和漏區(qū)，溝道區(qū)位于源區(qū)和漏區(qū)之間；

CMOS驅(qū)動(dòng)芯片還包括：

位于源區(qū)一側(cè)的源極疊層電極，源極疊層電極包括至少一層源極電極；

位于溝道區(qū)一側(cè)的柵極絕緣層以及柵極絕緣層遠(yuǎn)離襯底一側(cè)的柵極疊層電極，柵極疊層電極包括至少一層?xùn)艠O電極；

位于漏區(qū)一側(cè)的漏極疊層電極，漏極疊層電極包括至少一層漏極電極；

子放大電路包括晶體管，靠近襯底一側(cè)的源極電極為晶體管的源極，靠近襯底一側(cè)的柵極電極為晶體管的柵極，靠近襯底一側(cè)的漏極電極為晶體管的漏極；

柵極與子感應(yīng)電極電連接。

進(jìn)一步地，驅(qū)動(dòng)電極為透明驅(qū)動(dòng)電極，鈣鈦礦材料層設(shè)置于透明驅(qū)動(dòng)電極與感應(yīng)電極之間。