[发明专利]前侧型图像传感器和制造这种传感器的方法

说明书

本发明涉及一种前侧型图像传感器，所述前侧型图像传感器依次包括：半导体支撑衬底(1)；第一电绝缘分隔层(2a)；以及被称为有源层的单晶半导体层(3a)，所述单晶半导体层(3a)包括光电二极管的矩阵阵列，所述传感器的特征在于，它在支撑衬底(1)与第一电绝缘层(2a)之间还包括：第二电绝缘分隔层(2b)和第二导电或半导体层(4)，所述第二导电或半导体层(4)被称为中间层，被布置在第二分隔层(2b)与第一分隔层(2a)之间，第二分隔层(2b)比第一分隔层(2a)厚。

技术领域

本发明涉及前侧成像器，并且涉及制造这种成像器的方法。

背景技术

文献US 2016/0118431描述了一种前侧成像器。

如图1所示，所述成像器包括绝缘体上半导体(SOI)衬底，该SOI衬底从其后侧到其前侧包括具有一定掺杂水平的硅载体衬底1'、称为掩埋氧化物(BOX)的硅氧化物层2'以及称为有源硅层的层3'(其掺杂水平可以与载体层1'的掺杂水平不同)，在该层中限定了光电二极管的矩阵阵列，每个光电二极管限定了一个像素。

根据一个实施方式，掩埋氧化物被选择得相对较薄(即，具有小于100nm的厚度，特别是约20nm的厚度)，以便起到电容器的电介质的作用。衬底的位于掩埋氧化物下面的部分被偏压到与有源层的电压不同的电压，这允许电介质层与该有源层之间的界面被钝化。

要施加到衬底的位于BOX下方的部分的电压取决于BOX的厚度。要施加的电势差与掩埋氧化物的厚度成比例。

相反，如果掩埋氧化物被选择得相对较厚(即，具有约100nm至200nm或更大的厚度)，则它具有反射光学特性，并允许反射入射光子以将它们限制在有源层中，特别是在光子的波长处于近红外范围内的情况下。

这两个功能中的每一个的最佳厚度范围并不重合，并且需要技术人员在掩埋氧化物的反射率与他通过在有源层与衬底之间施加低电势差来使每个像素极化的能力之间做出折衷。

发明内容

本发明的一个目的是设计一种表现优于现有成像器的前侧成像器，特别是一种衬底，可以从该衬底获得所述成像器。

优选地，该衬底必须能够以低成本制造。

为此，本发明的第一主题涉及一种前侧成像器，所述前侧成像器依次包括：

-半导体载体衬底，

-第一电绝缘分隔层，以及

-称为有源层的单晶半导体层，其包括光电二极管的矩阵阵列，

所述成像器的特征在于，所述成像器在所述载体衬底与所述第一电绝缘层之间还包括：

-第二电绝缘分隔层，以及

-称为中间层的第二半导体或导电层，其布置在所述第二分隔层与所述第一分隔层之间，所述第二分隔层比所述第一分隔层厚。

“前侧”在本文中是指成像器的打算暴露于光辐射的那侧，该侧与相关联的电子元件位于结构的同一侧。

第一分隔层有利地具有介于10nm至100nm之间的厚度。

第二分隔层有利地具有介于100nm至300nm之间的厚度。

根据一个实施方式，中间层由掺杂的多晶或非晶材料制成。

根据一个实施方式，中间层由掺杂的硅制成。

另选地，中间层由金属制成。

中间层有利地具有介于20nm至150nm之间的厚度。

根据一个实施方式，有源层包括硅籽晶层(seed layer)。

根据另一实施方式，籽晶层是硅-锗层。