[发明专利]图像感测器及其制造方法

说明书

本发明公开一种图像感测器及其制造方法。图像感测器包括一基板、一图案化电极层、一像素隔离结构以及一图案化光电转换层。图案化电极层位于基板上，且包括多个彼此分离的电极层区块。像素隔离结构设置于基板上，且像素隔离结构包括金属卤化物。图案化光电转换层设置于此些电极层区块上形成多个对应的光电转换层区块，此些光电转换层区块包括钙钛矿材料，且此些光电转换层区块彼此经由像素隔离结构分隔开来。

技术领域

本发明涉及一种图像感测器及其制造方法。

背景技术

多年来为了使图像感测芯片(CMOS Image Sensor)在暗光源环境下仍可具有明亮的表现，相关业者均着重于发展高感光度感测元件。

然而，一般使用硅材料为主的感光元件，为了在相同芯片面积下增加分辨率，大幅提升像素数目造成像素面积(pixel size)不断缩小，也相对降低了每个像素的进光量以及收光面积。钙钛矿(perovskite)材料具有成本低廉、制作工艺简易、高响应、高侦测率和高反应速率等优点，是非常适合作为图像感测芯片的感光层的前瞻新材料。然而，应用在图像处理时则必须将钙钛矿材料形成像素结构，钙钛矿材料的载流子迁移率较高且载流子扩散长度较长，会导致像素与像素间电信号的交互影响(串音(cross talk))，而会对图像品质产生不良的影响。

基于上述的原因，即使半导体制作工艺不断进步，感测元件像素面积无法再缩小，像素数目也无法再提升，导致图像感测芯片的分辨率也难以再提高。因此，如何增加感光元件的效能为目前探讨之处，也是目前图像感测元件的发展重点。

发明内容

本发明是关于一种图像感测器及其制造方法。实施例中，图像感测器的图案化光电转换层包括具有高光电转换能力的钙钛矿材料，而图像感测器的像素隔离结构包括具有高阻值特性的金属卤化物，因此即使图案化光电转换层的钙钛矿材料可提供极高的载流子迁移率，像素隔离结构的金属卤化物仍能够有效阻隔光电转换层区块之间的电流扩散，而可以有效降低像素间的串音现象，进而可以提高感测图像的品质。

根据本发明的一实施例，提出一种图像感测器。图像感测器包括一基板、一图案化电极层、一像素隔离结构以及一图案化光电转换层。图案化电极层位于基板上，且包括多个彼此分离的电极层区块。像素隔离结构设置于基板上，且像素隔离结构包括金属卤化物。图案化光电转换层设置于此些电极层区块上形成多个对应的光电转换层区块，此些光电转换层区块包括钙钛矿材料，且此些光电转换层区块彼此经由像素隔离结构分隔开来。

根据本发明的另一实施例，提出一种图像感测器的制造方法。图像感测器的制造方法包括以下步骤：提供一基板；形成一图案化电极层于基板上，图案化电极层包括多个彼此分离的电极层区块；形成一金属卤化物层于此些电极层区块及基板上，包括形成在此些电极层区块上的第一金属卤化物层以及形成在基板上的第二金属卤化物层；以及提供一有机卤化物层接触此第一金属卤化物层，并在此第一金属卤化物层上进行一固态反应，将此第一金属卤化物层转成一图案化光电转换层于图案化电极层上，其中图案化光电转换层包括钙钛矿材料。

根据本发明的又一实施例，提出一种图像感测器的制造方法。图像感测器的制造方法包括以下步骤：提供一基板；形成一图案化电极层于基板上，此图案化电极层包括多个彼此分离的电极层区块镶在此基板上；形成一金属卤化物层于图案化电极层上和基板上，包括形成在此些电极层区块上的第一金属卤化物层以及形成在基板上的第二金属卤化物层；以及提供一图案化有机卤化物层接触金属卤化物层，并在此第一金属卤化物层上进行一固态反应，此第一金属卤化物层转成一图案化光电转换层于图案化电极层上，其中图案化光电转换层包括钙钛矿材料。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附的附图详细说明如下：

附图说明

图1为本发明的一实施例的图像感测器的示意图；

图2为本发明的另一实施例的图像感测器的示意图；