[發明專利]一種用于探測非可見光的圖像傳感器及成像裝置

有效

• 申請號: 202010196274.8
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111246137B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 李琛
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司;成都微光集電科技有限公司
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/369;H04N5/325
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;馬盼

本發明公開了一種用于探測非可見光的圖像傳感器，包括芯片A、芯片B和射線熒光層，所述芯片A包括可見光二極管A、阻擋層A和介質層A，且所述可見光二極管A和阻擋層A均位于介質層A中；所述芯片B包括可見光二極管B、阻擋層B和介質層B，且所述可見光二極管B和阻擋層B均位于介質層B中；所述可見光二極管A和可見光二極管B分別位于所述射線熒光層的兩側。本發明提供的一種用于探測非可見光的圖像傳感器及成像裝置，能夠實現有效的非可見光探測，并能大幅度提高非可見光圖像傳感器的感光能力。

技術領域

本發明涉及非可見光成像領域，具體涉及一種用于探測非可見光的圖像傳感器及成像裝置。

背景技術

圖像傳感器是組成數字攝像頭的重要組成部分。根據元件的不同，圖像傳感器可分為CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合元件)和CMOS(Complementary Metal-OxideSemiconductor，金屬氧化物半導體元件)兩大類。CMOS圖像傳感器獲得廣泛應用的一個前提是其所擁有的較高靈敏度、較短曝光時間和日漸縮小的像素尺寸。

傳統的CMOS圖像傳感器采用的前感光式(FSI，Front Side Illumination)技術，即前照技術。前照技術的主要特點是在硅片正面按順序制作感光二極管、金屬互聯以及光管孔(Light Pipe)。其優點是：工藝簡單，與CMOS工藝完全兼容；成本較低；光管孔填充材料折射率可調；有利于提高入射光的透射率，減少串擾等。前照技術是一種與CMOS標準工藝兼容的技術，廣泛應用于各種(尤其是大像素)CMOS圖像傳感器芯片的制作。目前另一種技術是從傳統的前感光式變為背部感光式(BSI，Back Side Illumination)，即背照技術。背照技術的主要特點是首先在硅片正面按順序制作感光二極管、金屬互聯，然后對硅片背面進行減薄(通常需要減薄至20um以下)，并通過背部感光式CMOS傳感器最重要的硅通孔技術將感光二極管進行互聯引出。背照技術能夠顯著提高圖像傳感器的靈敏度。

對于非可見光探測等需求的圖像傳感器來說，由于光的波長短，只能基于BSI技術來實現感光探測。然而，對于極紫外甚至是X射線波段(0.1～10nm波長)的探測需求來說，即使是BSI技術也無法實現有效光電探測。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于探測非可見光的圖像傳感器及成像裝置，能夠實現有效的非可見光探測，并能大幅度提高非可見光圖像傳感器的感光能力。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種用于探測非可見光的圖像傳感器，包括芯片A、芯片B和射線熒光層，所述芯片A包括可見光二極管A、阻擋層A和介質層A，且所述可見光二極管A和阻擋層A均位于介質層A中；所述芯片B包括可見光二極管B、阻擋層B和介質層B，且所述可見光二極管B和阻擋層B均位于介質層B中；所述阻擋層A和阻擋層B用于濾去可見光；所述可見光二極管A和可見光二極管B分別位于所述射線熒光層的兩側。

進一步地，所述射線熒光層在水平方向上的面積等于所述可見光二極管A和可見光二極管B在水平方向上的面積，且所述可見光二極管A、射線熒光層和可見光二極管B在豎直方向上重合。

進一步地，所述阻擋層A和阻擋層B在水平方向上的面積等于射線熒光層在水平方向上的面積，且所述阻擋層A、射線熒光層和阻擋層B在豎直方向上重合。

進一步地，所述阻擋層A在水平方向上的面積等于介質層A在水平方向上的面積，所述阻擋層B在水平方向上的面積等于介質層B在水平方向上的面積。

進一步地，所述芯片A還包括濾光片A，所述芯片B還包括濾光片B，所述濾光片A和濾光片B用于濾去無用的非可見光；所述濾光片A和濾光片B在水平方向上的面積等于射線熒光層在水平方向上的面積，且所述濾光片A、射線熒光層和濾光片B在豎直方向上重合。