[发明专利]可见光及红外线图像传感器

说明书

本申请案涉及一种可见光及红外线图像传感器。一种像素阵列包含安置在第一半导体层上的Si_xGe_y层。多个像素安置在所述第一半导体层中。所述多个像素包含：(1)第一像素部分，其通过间隔区域与所述Si_xGe_y层分离；及(2)第二像素部分，其包含与所述Si_xGe_y层接触的第一掺杂区域。所述像素阵列还包含安置在所述多个像素中的个别像素之间的钉扎阱。所述钉扎阱的第一部分延伸穿过所述第一半导体层。所述钉扎阱的第二部分延伸穿过所述第一半导体层及所述Si_xGe_y层。

技术领域

本发明一般来说涉及图像传感器，且明确地说但不排他地，涉及可见光及红外线图像传感器。

背景技术

图像传感器为将光(呈光学图像的形式)转换成电子信号的电子装置。基于半导体的图像传感器已在现代电子装置(例如，蜂窝电话、便携式摄像机及桌上型/膝上型计算机)中变得无处不在。现代图像传感器一般为互补金属氧化物半导体(CMOS)或N型金属氧化物半导体(NMOS)技术中的半导体电荷耦合装置(CCD)、有源像素传感器。这些装置通常用于捕获可见光；然而，在某些应用中，需要检测可见光谱外的光。

红外线(IR)光为电磁波谱的一部分。所有物体根据其温度发射一定量的黑体辐射。一般来说，物体的温度越高，作为黑体辐射发射的IR光就越多。因为不需要环境光，所以经制造以检测IR的图像传感器甚至在全黑中也起作用。因此，IR图像传感器在救援操作、夜间摄像及其它黑暗条件中可能是有帮助的。

比仅可检测红外光的图像传感器更加有用的是可检测IR及可见光两者的图像传感器。然而，检测红外光一般需要低带隙材料，低带隙材料难以与传统图像传感器制造工艺集成。因此，已证明合并红外线成像技术与可见光成像技术是具有挑战性的。制造混合可见光-IR图像传感器的此困难已导致遭受低IR灵敏度、可见光污染、半导体缺陷及其类似者的混合传感器。

发明内容

本申请案的一个实施例涉及一种像素阵列，所述像素阵列包括：Si_xGe_y层，其安置在第一半导体层上；多个像素，其安置在所述第一半导体层中，所述多个像素包含：(1)第一像素部分，其中所述第一像素部分通过间隔区域与所述Si_xGe_y层分离；以及(2)第二像素部分，其中所述第二像素部分中的每一者包含与所述Si_xGe_y层接触的第一掺杂区域；以及钉扎阱，其安置在所述多个像素中的个别像素之间，其中所述钉扎阱的第一部分延伸穿过所述第一半导体层，且所述钉扎阱的第二部分延伸穿过所述第一半导体层及所述Si_xGe_y层。

本申请案的另一实施例涉及一种图像传感器，所述图像传感器包括：第二半导体层，其安置在第一半导体层的背侧上；一或多个像素群组，其安置在所述第一半导体层的前侧中，所述一或多个像素群组包含：第一像素部分，其中所述第一像素部分通过间隔区域与所述第二半导体层分离；第二像素部分，其中所述第二像素部分的第一掺杂区域与所述第二半导体层接触，且其中所述第一掺杂区域具有与所述第二半导体层相同的多数电荷载流子类型；钉扎阱，其分离所述像素群组中的个别像素，其中所述钉扎阱延伸穿过所述第一半导体层；以及深钉扎阱，其分离所述一或多个像素群组，其中所述深钉扎阱延伸穿过所述第一半导体层及所述第二半导体层。