[发明专利]图像传感器

说明书

本发明提供一种图像传感器，包括多个像素区。各像素区包括基板、光二极管、第一钉扎层、第二钉扎层以及第三钉扎层。光二极管位于像素区的基板中。第一钉扎层位于基板的第一表面与光二极管之间的基板中。第二钉扎层位于第一钉扎层与光二极管之间的基板中，且电性连接至第一偏压。第三钉扎层位于光二极管与基板的第二表面之间的基板中，且电性连接至第二偏压。第二钉扎层与第三钉扎层分别位于光二极管的相对两侧。通过施加第一偏压和/或第二偏压来调整光二极管于基板中的感测位置，以使光二极管能检测并区别不同波长的光信号。

技术领域

本发明涉及一种图像传感器，尤其涉及一种能检测并区别不同波长的光信号的图像传感器。

背景技术

目前，含有光二极管(photodiode)的图像传感器(image sensor)可将感测的光信号转换成电信号输出，接着通过图像信号处理器转换为可读取的数字数据及数字图像。然而，当应用于生物荧光检测时，需要将具有两种(含两种以上)波长交叠在一起的待测物的波长强度分别检出，现行的做法，可在图像传感器当中设置两个不同波长感知的光二极管，然而，此一做法在面对不同的待测物时，光二极管的制程参数及设计必须做一变更。特别是在需要检测并区别两种或两种以上波长相近的光信号时，要制作出一个能同时对应多组不同的待测物且能区别多种波长相近的光二极管在目前的技术上是困难的。

发明内容

本发明提供一种图像传感器，能通过电压的调变，检测并区别不同波长的光信号，特别是能检测并区别波长相近的光信号。

本发明的图像传感器包括多个像素区。各像素区包括基板、光二极管、第一钉扎层(first pinning layer)、第二钉扎层以及第三钉扎层。基板具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面。光二极管位于像素区的基板中。第一钉扎层位于基板的第一表面与光二极管之间的基板中。第二钉扎层位于第一钉扎层与光二极管之间的基板中，且电性连接至第一偏压。第三钉扎层位于光二极管与基板的第二表面之间的基板中，且电性连接至第二偏压。第二钉扎层与第三钉扎层分别位于光二极管的相对两侧。通过施加第一偏压和/或第二偏压来调整光二极管于基板中的感测位置，以使光二极管能检测并区别不同波长的光信号。

在本发明的一实施例中，上述的基板、第一钉扎层、第二钉扎层以及第三钉扎层具有第一导电型。光二极管具有第二导电型。第一导电型与第二导电型不同。

在本发明的一实施例中，上述的光二极管的顶面与基板的第一表面之间具有第一距离。当第一偏压小于0时，光二极管的顶面会向基板的第一表面移动，以使第一距离减少。当第一偏压大于0时，光二极管的顶面会向基板的第二表面移动，以使第一距离增加。

在本发明的一实施例中，上述的光二极管的底面与基板的第一表面之间具有第二距离，而当第二偏压小于0时，光二极管的底面会向基板的第一表面移动，以使第二距离减少。例中，当第二偏压大于0时，光二极管的底面会向基板的第二表面移动，以使第二距离增加。

在本发明的一实施例中，上述的第一钉扎层、第二钉扎层、第三钉扎层以及光二极管于基板的法线方向上重叠。

在本发明的一实施例中，上述的光二极管于基板中的深度为0.4微米至2微米。

在本发明的一实施例中，上述的图像传感器还包括多个隔离结构。隔离结构贯穿基板，以隔离出各像素区。

在本发明的一实施例中，上述的图像传感器还包括内连线结构，位于基板的第一表面上。内连线结构包括至少一介电层、至少一线路层以及多个接触窗。介电层与线路层依序叠置于基板的第一表面上。接触窗贯穿介电层。

在本发明的一实施例中，上述的图像传感器还包括钝化层以及至少一滤光层。钝化层位于内连线结构上。滤光层位于钝化层上。

在本发明的一实施例中，上述的图像传感器还包括多个彩色滤光层叠层。彩色滤光层叠层位于滤光层与钝化层之间，用以分离出波长相近且重叠的光信号，藉以鉴别两种不同的波长分布。