[发明专利]采用量子点薄膜进行光电转换的图像传感器及制备方法

说明书

本发明提供了一种采用量子点薄膜进行光电转换的图像传感器及制备方法，包括：衬底，在衬底表面设置有底部隔离层；位于底部隔离层上的N层隔离层；每层隔离层中设置有相应层的金属通孔，相邻的上层金属通孔和下层金属通孔一一对应且相连接；其中，N为整数且N≥2；金属电极，位于最顶层金属通孔顶部；量子点薄膜，位于金属电极和暴露的最顶层隔离层表面。本发明的图像传感器具有有更强的光线敏感度，更大的动态范围和更优化的成像稳定性，还能够确保在小尺寸的像素的设计中，也可以获得高质量的输出图像。

技术领域

本发明涉及图像传感器技术领域，具体涉及一种采用量子点薄膜进行光电转换的图像传感器及制备方法。

背景技术

图像传感器是指将光信号转换为电信号的装置。目前广泛应用的主要有CCD图像传感器和CMOS图像传感器。

量子点(quantum dot)是准零维的纳米晶体，由少量的原子构成，形态上一般为球形或类球形，是由半导体材料(通常由II B～ⅥB或IIIB～VB元素组成)制成的、稳定直径在2～20nm的纳米粒子。它能在特定的波长下发光，采用量子点技术的屏幕在生产时更容易校准，拥有更准确的色彩表现，并且在色彩饱和度方面拥有明显的优势。因此，将量子点应用于传感器中所制备的量子薄膜传感器有着更轻薄的体积，更强的光线敏感度，更大的动态范围、和优化的成像稳定。

由于传统的传感器通过令像素变得更小来提高分辨率，这意味着每个像素对光线的敏感度更低，从而降低了图像质量，而相比之下，量子点薄膜是涂在凸镜下面的，更接近镜头的特性使其能更充分地捕捉光线，从而能够有效改善镜头性能。这种新技术打造的传感器能够收集传统传感器芯片两倍的光线，并以两倍的效率将其转变为电信号，同时其生产成本很低。使用量子点薄膜后，一方面可以降低摄像头的厚度和体积，另一方面可以大大提高图像传感器低光拍摄性能和图像的动态范围等。

发明内容

为了克服以上问题，本发明旨在提供一种采用量子点薄膜进行光电转换的图像传感器及制备方法，从而提高图像传感器的性能。

为了达到上述目的，一种采用量子点薄膜进行光电转换的图像传感器，其包括：

衬底，在衬底表面设置有底部隔离层；

位于底部隔离层上的N层隔离层；每层隔离层中设置有相应层的金属通孔，相邻的上层金属通孔和下层金属通孔一一对应且相连接；其中，N为整数且N≥2；

金属电极，位于最顶层金属通孔顶部；

量子点薄膜，位于金属电极和暴露的最顶层隔离层表面。

优选地，相邻的上层隔离层与下层隔离层之间还设置有氮化硅隔离层。

优选地，第N层隔离层表面上还设置有顶部隔离结构，顶部隔离结构位于第N层隔离层上的相邻像素的交界处。

优选地，所述顶部隔离结构底部与所述第N层隔离层表面之间、以及所述顶部隔离结构的顶部还设置有氮化硅保护层。

优选地，所述图像传感器还包括位于衬底边缘的最顶层金属通孔上的焊盘结构；所述焊盘结构包括底部隔离开口结构和填充在底部隔离开口结构中的金属铝；所述金属铝的顶部高于所述底部隔离开口结构的顶部；所述焊盘结构底部与所述第N层隔离层表面之间、所述底部隔离开口结构的顶部和金属铝的顶部还设置有氮化硅保护层，并且，在金属铝的顶部的氮化硅保护层设置有开口，用于暴露出部分金属铝的顶部。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种图像传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤01：提供一衬底；并且，在衬底表面形成底部隔离层；

步骤02：在底部隔离层表面形成一层隔离层；

步骤03：在该层隔离层中刻蚀出一层通孔，并且在该层通孔中填充金属，从而得到该层的金属通孔；