成像装置的制作方法

专利2025-11-18  1


本公开涉及一种成像装置。


背景技术:

1、在红外区域具有灵敏度的红外传感器中,例如,使用包含诸如砷化铟镓(ingaas)或磷化铟(inp)的化合物半导体材料的光电转换层。

2、在这种红外线传感器中,不对光电转换层施加杂质浓度梯度,因此不仅需要在光电转换层的像素电路侧上而且在光入射面侧上设置电极。此外,需要抑制由光电转换层中的晶体缺陷等引起的暗电流。因此,提出了在光电转换层的光入射面侧配置透明电极,在相邻的2个像素的边界区域设置杂质扩散区域来抑制暗电流的产生的技术(例如参照专利文献1)。

3、引用列表

4、专利文献

5、专利文献1:wo 2018/212175 a1


技术实现思路

1、本发明要解决的问题

2、然而,当透明电极设置在光电转换层的光入射面侧上时,红外线的光学特性可能在一定程度上劣化。此外,在杂质扩散区域设置在两个相邻像素之间的边界区域中的情况下,除非使施加至杂质扩散区域的电压最优化,否则不能充分获得抑制暗电流的效果。

3、因此,本公开提供了具有优异的光学特性并且能够抑制暗电流的成像装置。

4、问题的解决方案

5、为了解决上述问题,根据本公开,提供了一种成像装置,包括:

6、多个像素;以及

7、像素边界区域,设置在彼此相邻的两个像素之间,其中

8、多个像素中的每一个包括:

9、包含化合物半导体材料的光电转换层;

10、第一电极,设置在光电转换层的光入射面侧并且包含化合物半导体材料;以及

11、第二电极,设置在相对于光电转换层的光入射面侧的相反面侧上并且传输在光电转换层中光电转换的电荷,以及

12、像素边界区域包括:

13、高浓度杂质区域,从光入射面侧延伸到相反面侧;

14、与高浓度杂质区域电绝缘并沿着高浓度杂质区域设置的第三电极;以及

15、与第一电极电导通的第四电极。

16、高浓度杂质区域可以具有比光电转换层高的每单位体积的杂质含量。

17、第三电极可被设置为在高浓度杂质区域中诱导特定电荷的电压。

18、特定电荷可以是具有与在光电转换层中光电转换并传递至第二电极的电荷的极性不同的极性的电荷。

19、第一电极可以是含有与光电转换层的化合物半导体材料不同的化合物半导体材料的半导体层。

20、第四电极可以被设置为从相对于光电转换层的光入射面侧的相反面侧至与第一电极反应的高度。

21、第三电极可以设置在第四电极与高浓度杂质区域之间。

22、第三电极可以从相对于光电转换层的光入射面侧的相反面侧设置至不到达第一电极的高度。

23、高浓度杂质区域可被设置为围绕像素,并且

24、第三电极可以设置为对于多个像素中的每一个围绕高浓度杂质区域。

25、多个像素可以布置在第一方向和第二方向上,

26、包括在第一方向上彼此相邻设置的两个像素中的两个第三电极可在第一方向上彼此相邻设置的两个像素之间的像素边界区域处连接,并且

27、包括在第二方向上彼此相邻设置的两个像素中的两个第三电极可在第二方向上彼此相邻设置的两个像素之间的像素边界区域处连接。

28、第四电极可以设置在沿对角线方向彼此相邻设置的两个像素之间的像素边界区域中。

29、成像装置可还包括配线层,设置在相对于光电转换层的光入射表面侧的相对面侧上,并且

30、对于多个像素中的每一个,配线层可包括:

31、与所述第二电极电导通的第一配线区域;以及

32、与所述第四电极电导通的第二配线区域。

33、对于多个像素中的每一个,配线层可包括与第三电极电导通的第三配线区域。

34、高浓度杂质区域的在光入射面侧的端部可以连接至第一电极,并且

35、高浓度杂质区域的在相对于光入射面侧的相反面侧的端部可以连接到第四电极。

36、高浓度杂质区域可被设置为围绕像素,并且

37、第四电极可以设置为对于多个像素中的每一个围绕高浓度杂质区域。

38、第三电极可以格子图案设置在多个像素之间的多个像素边界区域中。

39、成像装置可还包括配线层,设置在相对于光电转换层的光入射表面侧的相对面侧上,并且

40、对于多个像素中的每一个,配线层可包括与第二电极电导通的第一配线区域。

41、对于多个像素中的每一个,配线层可包括与第四电极电导通的第二配线区域。

42、设置在多个像素之间的多个像素边界区域中的多个第三电极可彼此电导通,并且

43、设置在多个像素边界区域中的多个第四电极可彼此电导通。



技术特征:

1.一种成像装置,包括:

2.根据权利要求1所述的成像装置,其中,所述高浓度杂质区域具有比所述光电转换层高的每单位体积的杂质含量。

3.根据权利要求1所述的成像装置,其中,所述第三电极被设置为在所述高浓度杂质区域中诱导特定电荷的电压。

4.根据权利要求3所述的成像装置,其中,所述特定电荷是具有与在所述光电转换层中光电转换并传递至所述第二电极的电荷的极性不同的极性的电荷。

5.根据权利要求1所述的成像装置,其中

6.根据权利要求1所述的成像装置,

7.根据权利要求6所述的成像装置,其中,所述第三电极设置在所述第四电极与所述高浓度杂质区域之间。

8.根据权利要求6所述的成像装置,其中,所述第三电极从相对于所述光电转换层的所述光入射面侧的相反面侧设置至不到达所述第一电极的高度。

9.根据权利要求6所述的成像装置,其中,所述高浓度杂质区域被设置为围绕所述像素,以及

10.根据权利要求6所述的成像装置,其中

11.根据权利要求6所述的成像装置,其中

12.根据权利要求6所述的成像装置,还包括配线层,设置在相对于所述光电转换层的所述光入射面侧的相反面侧上,其中

13.根据权利要求12所述的成像装置,其中,对于所述多个像素中的每一个,所述配线层包括与所述第三电极电导通的第三配线区域。

14.根据权利要求1所述的成像装置,其中

15.根据权利要求14所述的成像装置,其中

16.根据权利要求14所述的成像装置,其中

17.根据权利要求14所述的成像装置,还包括配线层,设置在相对于所述光电转换层的所述光入射面侧的相反面侧上,其中

18.根据权利要求17所述的成像装置,其中

19.根据权利要求1所述的成像装置,其中


技术总结
[问题]改善光学特性和抑制暗电流。[解决方案]在本发明中,一种成像装置包括:多个像素;以及设置在彼此相邻的两个像素之间的像素边界区域。每个像素包括:包含化合物半导体材料的光电转换层;第一电极,设置在光电转换层的光入射面侧并且包含化合物半导体材料;第二电极,布置在相对于光电转换层的光入射面侧的相反面侧上并且传送在光电转换层中光电转换的电荷。每个像素边界区域包括:高浓度杂质区域,从光入射面侧延伸至相反面侧;与高浓度杂质区域电绝缘并沿着高浓度杂质区域设置的第三电极;以及与所述第一电极电导通的第四电极。

技术研发人员:松本良辅,中村圭吾
受保护的技术使用者:索尼半导体解决方案公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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