[发明专利]影像传感器芯片、影像传感器芯片的制备方法、影像传感器以及生物活体影像监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及材料科学与工程领域，具体而言，涉及一种影像传感器芯片、影像传感器芯片的制备方法、影像传感器以及生物活体影像监控系统。

背景技术

CCD及CMOS影像传感器大约在1970年由美国的技术团队发明，但是后来有很长的一段时间是由CCD影像传感器主宰市场，主要是因为当时的半导体制程无法制造出够高效能的CMOS影像传感器，因此其产出的影像质量(例如分辨率)远逊于CCD影像传感器所提供者。到了1990年代，VLSI技术突飞猛进，此状况逐渐改观，CMOS影像传感器重新获得工业界重视而投注大量心力于其技术改良与产品开发上。如今这两种技术及产品属于并存、竞争的状态，自2000年起，CMOS影像传感器的市场占有率快速扩大中，已经凌驾CCD影像传感器。就发展的技术面来看，现在的CMOS的工艺已经很成熟，相对有利，如果再来发展CCD关键性技术，意义不大，但若能以CMOS技术为基础，进而发展CMOS专用之制程将远比发展CCD技术更有机会。时至今日部份相机大厂如Canon、Sony、Olympus，在近几年开始采用CMOS影像传感器在数字单眼相机方面，让CMOS逐步吞食CCD的高阶相机市场。

目前，无论是CCD还是CMOS影像传感器，都无法在近红外光的环境中获取清晰理想的影像，以及无法同时把可见光与近红外光的像敏单元做在同一影像传感器芯片中。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种影像传感器芯片，该影像传感器芯片能够提供现有CMOS传感器在近红外光下无法获取清晰理想影像的技术方案。

为了解决上述技术问题中的至少一个，本发明提供了以下技术方案：

一种影像传感器芯片，包括芯片层和像敏单元阵列，所述像敏单元阵列形成于所述芯片层上且与所述芯片层电性连接，每个所述像敏单元包括：

钼电极，形成于芯片层顶面的绝缘材料层上；

p型铜铟镓硒层，形成于所述钼电极上；

缓冲层，形成于所述铜铟镓硒层上；

本征氧化锌i-ZnO层，形成于所述缓冲层上；

导电透明层，形成于所述i-ZnO层上；以及

微透镜，形成于所述导电透明层上；

其中，所述钼电极通过钨通孔与所述芯片层电性连接。

进一步地，还包括：形成于所述导电透明层上的近红外滤光层。

进一步地，所述导电透明层包括第一n型导电透明层和第二n型导电透明层，所述第一n型导电透明层形成于所述i-ZnO层上，所述第二n型导电透明层形成于第一n型导电透明层上。

进一步地，所述第一n型导电透明层的厚度为100nm～1000nm，所述第二n型导电透明层的厚度为100nm～2000nm。

进一步地，在本发明的可选实施例中，相邻的像敏单元之间设置有绝缘层；优选地，所述绝缘层依次贯穿所述钼电极、铜铟镓硒层、缓冲层、i-ZnO层以及第一n型导电透明层，以使相邻两个所述像敏单元所对应的所述钼电极、铜铟镓硒层、缓冲层、i-ZnO层以及第一n型导电透明层彼此绝缘，所述绝缘层的上下表面分别与所述第一n型透明导电层以及所述芯片层顶面的绝缘材料层连接；优选地，所述绝缘层的位置基本对应于相邻两个所述微透镜的间隙设置。

进一步地，所述缓冲层为硫化镉薄膜CdS或者硫化锌薄膜ZnS。

进一步地，所述铜铟镓硒为CuIn_1-XGa_XSe₂，x＝0～1。

进一步地，x＝0.1～0.9。

本发明还提供一种影像传感器芯片的制备方法，包括以下步骤：

通过物理气相沉积法PVD在芯片层顶面的绝缘材料层上镀钼层；

然后在所述钼层蚀刻出所述钼电极；

在20～450℃的温度条件下采用PVD在所述钼电极上溅镀所述铜铟镓硒层；

在所述铜铟镓硒层上形成缓冲层；

采用PVD在所述缓冲层上镀i-ZnO层；

采用PVD在所述i-ZnO层镀第一n型透明导电层；

蚀刻贯穿所述钼电极、铜铟镓硒层、缓冲层、i-ZnO层以及第一n型透明导电层的第一凹槽，在所述第一凹槽内沉积绝缘层；

接着采用PVD在所述i-ZnO层镀第二n型透明导电层，所述第二n型透明导电层覆盖所述第一n型透明导电层以及所述绝缘层；

在所述第二n型透明导电层上安装微透镜。

进一步地，所述铜铟镓硒层的厚度为0.3～5μm。