[发明专利]电子图像检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子图像检测装置。

背景技术

为了进行图像检测，已知的是利用CMOS技术和在半导体衬底中形成包括与晶体管例如预充电晶体管和读取晶体管关联的光电二极管的像素。入射光子产生电子/空穴对，这些电子空穴对中的电子由光电二极管收集。接着这些电子在该像素内转换成电压，之后通过位于像素阵列周边的电子读取电路读取。

在图像传感器用于夜视或提供低亮度而非对光学图像进行检测的情况下，已知的是在相关的电子图像上进行所述夜视或提供低亮度。为了实现此，将光学图像通过光子-电子转化器来转换为电子图像，该光子-电子转化器也称为光阴极并发出电子束阵列。为了提高该传感器的总体灵敏度，可以在光阴极输出处提供电子放大器，该电子放大器将放大的电子图像传输给图像检测装置。

图1是电子图像检测装置的简化透视图。

绝缘层12在支撑件10上延伸。例如，支撑件10由包括CMOS集成电路的有源装置(晶体管和二极管)的半导体衬底构成，在该半导体衬底上形成有将这些有源装置互连的互连层层叠体。绝缘层12可以是该互连层叠体的最后一层的一部分。在所示出的示例中以阵列的形式排列的金属电极14在绝缘层12上延伸。每一电极14通过互连层层叠体中提供的导线和过孔(未示出)连接到在半导体衬底中形成的集成电路的元件。到达图1的装置的表面的电子由金属电极14捕捉且接着被传输到集成电路中以处理和读取。因此，除了像素中传统地提供的元件外，电子图像检测装置的每一像素包括金属电极14和连接到集成电路的金属导线和过孔。

当电子到达未受金属电极14保护的绝缘层12的部分时，它们在绝缘体上产生陷阱电荷(trapped electric charge)，该捕获电荷可以影响图像的质量且可能导致电击穿。存储在绝缘材料中的电荷形成电场，该电场可以使入射光子偏离，因此在图像中导致伪影。为了避免电子到达绝缘材料12，已提供了对金属电极14周围的绝缘材料进行蚀刻并因此使被蚀刻的位置的底部裸露出金属层。该金属层形成防止电子穿进绝缘材料12的屏障且电连到CMOS电路，这能够使收集的电荷排出。还可提供这样的结构：在该结构中，金属电极14位于上方的金属保护层下面。

比如以上讨论的阶梯结构具有两个问题。第一个问题是获得的结构的上表面不平坦的事实。这禁止了随后的任何制造步骤或者使随后的任何制造步骤很困难，该步骤例如为形成提供该衬底上的触点的连接焊盘的制造步骤。而且，电子可以在较低的金属部分上反射并从该结构的台阶式侧面到达绝缘材料层12。因此，电子可以在该绝缘层上产生陷阱电荷并仍导致电击穿和图像中的伪影。

因此，需要一种这样的电子图像检测装置，其具有平坦的上表面且避免电子陷阱和避免存在于金属电极下和/或金属电极之间的介电材料老化。

发明内容

本发明的实施方式的目的是提供一种这样的电子图像检测装置，在该电子图像检测装置中，作为像素的金属电极之间的绝缘材料免受入射光子。

本发明的实施方式的另一目的是提供一种这样的电子图像检测装置：该电子图像检测装置能够具有比现有技术的图像检测装置的上表面平坦的上表面。

因此，本发明的实施方式提供了这样的电子图像检测装置，该电子图像检测装置包括：在绝缘层的第一表面上的多个金属电极；以及非晶硅区域，所述非晶硅区域在所述绝缘层上延伸于所述金属电极之间。

根据本发明的实施方式，所述非晶硅是被氢化的。

根据本发明的实施方式，所述非晶硅是近本征非晶硅。

根据本发明的实施方式，在所述绝缘层中形成位于所述金属电极之闸的槽。

根据本发明的实施方式，在所述绝缘层的第二表面上提供面对至少一个非晶硅区域的至少一个栅电极，所述至少一个栅电极能够连接到偏压源。

根据本发明的实施方式，所述栅电极部分地面对所述金属电极延伸。

根据本发明的实施方式，所述非晶硅的厚度范围在2nm至500nm之间、优选地在10nm至100nm之间。

根据本发明的实施方式，其中所述金属电极以近似为1μm的距离分开。

根据本发明的实施方式，所述金属电极由铝制成。

根据本发明的实施方式，所述绝缘层在其第二表面侧上与支撑件接触，所述支撑件由在半导体衬底上延伸的互连层的层叠体形成。

根据本发明的实施方式，所述金属电极通过形成在所述互连层的层叠体中的导电过孔连接到在所述半导体衬底中形成的电子元件。