[发明专利]提高背照式红外图像传感器性能的方法

说明书

本发明提供一种提高背照式红外图像传感器性能的方法，包括：光线照射至背照式红外图像传感器；背照式红外图像传感器具有深度大于等于10微米的半导体层适于吸收光线中的近红外光线。

技术领域

本发明涉及图像传感器领域，尤其涉及一种背照式红外图像传感器。

背景技术

图像传感器是将光信号转化为电信号的半导体器件，图像传感器具有光电转换元件，通常光电转换元件形成在衬底表面之下，逻辑电路形成在光电转换元件之上，光在穿过逻辑电路之后才到达光电转换元件，期间光经过了多层结构，导致光损失或光线通过串扰（crosstalk）至相邻的图像传感器单元芯片，影响每一图像传感器单元芯片的光电转换元件的光响应特性。

为了克服上述限制，业已提出背照式（back side illumination，BSI）图像传感器。背照式图像传感器中，光不经过逻辑电路，而是从衬底背面直接照射到光电转换元件，因此，背照式图像传感器中，光电转换元件的光响应特性提高。

此外，图像传感器捕捉光线的一面设置有对应于图像传感器像素阵列的彩色滤光片，及位于彩色滤光片上的微镜头。现有技术中，彩色滤光片通常有RGB（红色绿色蓝色）阵列组成，每一像素单元对应于一种颜色的彩色滤光平单元适于仅接收该种颜色的色彩光线。红色、绿色、蓝色光线的波长红色：622纳米至760纳米，绿色：492纳米至577纳米，蓝色,435纳米至450纳米，红色大于绿色大于蓝色，由于在暗场中红色光线的捕捉对成像起到重要作用，而在现有的背照式图像传感器由于接收光线的半导体层为2微米，对于接收红色光线及近红外光线的性能较差，导致暗场效果的光线捕捉能力及成像能力较差。

为此，如何提供一种性能较佳的背照式红外图像传感器为业内寻求的课题。

发明内容

本发明提供一种提高背照式红外图像传感器性能的方法，所述方法包括：光线照射至背照式红外图像传感器；背照式红外图像传感器具有深度大于等于10微米的半导体层适于吸收光线中的近红外光线。

优选的，所述背照式红外图像传感器包括：深度大于等于10微米的背面深沟槽隔离结构；所述背面深沟槽隔离结构包括填充其内的导电材质及导电材质外部的介质层；提供负压于导电材质，使靠近背面深沟槽隔离结构的半导体区域侧向耗尽,降低暗电流 。

优选的，所述侧向耗尽为: 于靠近背面深沟槽隔离结构的半导体区域形成空穴积累层。

优选的，还包括：提供负压于导电材质，使得具有固定电势负电荷的薄膜在半导体背面形成空穴积累层，降低暗电流。

优选的，所述背面深沟槽隔离结构对入射角度小于等于a的光线形成全反射,可较大程度的避免入射光线进入周围像素单元，降低光线串扰。

优选的，所述a=arcsin(n1/n2),其中，n1为半导体材质的折射率，n2为介质层的折射率。

优选的，所述背面深沟槽隔离结构使形成的光电荷积聚于光电二极管区域，形成物理隔离,可降低光电荷转移至周围像素单元可能性，提高远景成像的清晰度。

本发明提供一种背照式红外图像传感器，该图像传感器吸收光线的半导体层的厚度大于等于10微米，由于吸收层的厚度做深能够更好的吸收红外光线，并且对应于半导体层在像素单元之间具有深沟槽隔离结构，深沟槽隔离能够隔离生成的光电荷转移至相邻的像素单元；此外深沟槽隔离结构的内部表面形成的介质层能优化深沟槽隔离表面的全反射条件利于光线的更好捕捉，在深沟槽隔离结构中填充导电层并加负压能使得靠近其的半导体区域表面耗尽防止暗电流的产生。综上所述，此方法能提高背照式红外图像传感器的诸多性能。

附图说明

通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。