可見光和紅外圖像傳感器制造技術

技術編號：41589539 閱讀：18 留言：0更新日期：2024-06-07 00:02

本描述涉及一種可見光和紅外圖像傳感器，包括：用于檢測可見光輻射的第一有源層(101)，其中限定了多個可見光檢測像素(VP)；和疊加在第一有源層(101)上的用于檢測紅外輻射的第二有源層(111)，其中限定了多個紅外檢測像素(IRP)，傳感器在第二有源層(111)的與第一有源層(101)相對的面的一側上還包括，疊加在第一(101)有源層和第二(111)有源層上的控制集成電路(160)，其中，傳感器包括隔離溝槽(120)，隔離溝槽豎直延伸穿過第二有源層(111)的厚度的至少一部分，并且在第二有源層(111)中橫向界定形成紅外檢測像素(IRP)的島部或臺面。

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【技術實現步驟摘要】

本申請涉及圖像采集器件領域，并且更特別地，涉及適于同時或連續采集場景的可見光圖像和紅外圖像的圖像采集器件，例如，用于需要同時或連續采集場景的可見光二維(2d)圖像和同一場景的深度圖的應用。

技術介紹

1、申請人先前提交的專利申請us2019191067和us2021305206描述了包括相互疊加的可見光圖像傳感器和紅外圖像傳感器的器件的示例。2021年5月18日提交的并且題為“method?for?manufacturing?an?optoelectronic?device”的法國專利申請fr2105161，結合其圖10a至圖10d，描述了用于制造包括相互疊加的可見光檢測器和紅外檢測器的器件的方法的示例。2021年12月14日提交的并且題為“sensor?for?sensing?visible?andinfrared?images?and?method?for?producing?such?a?sensor”的法國專利申請fr2113457，描述了包括疊加的可見光檢測器和紅外檢測器的器件的另一示例以及用于制造這種器件的方法。

2、將期望至少部分地改進已知可見光和紅外圖像傳感器的某些方面，以及用于制造這種傳感器的已知方法。

技術實現思路

1、一個實施例提供了可見光和紅外圖像傳感器，包括：

2、-用于檢測可見光輻射的第一有源層，其中限定了多個可見光檢測像素；和

3、-疊加在第一有源層上的用于檢測紅外輻射的第二有源層，其中限定了多個紅外檢測像素，>

4、傳感器在第二有源層的與第一有源層相對的面的一側上還包括，疊加在第一有源層和第二有源層上的控制集成電路，

5、其中，傳感器包括隔離溝槽，隔離溝槽豎直延伸穿過第二有源層的厚度的至少一部分，并且在第二有源層中橫向界定形成紅外檢測像素的島部或臺面。

6、根據一個實施例，絕緣溝槽完全穿過第二有源層。

7、根據一個實施例，絕緣溝槽僅在第二有源層的部分厚度上延伸。

8、根據一個實施例，第二有源層在每個紅外檢測像素中限定用于所述紅外輻射的豎直諧振光學腔。

9、根據一個實施例，第一有源層和第二有源層由非金屬界面層分隔，界面層經由第一面與第一有源層接觸，并且經由第二面與第二活性層接觸。

10、根據一個實施例，界面層由氧化硅制成。

11、根據一個實施例，界面層包括由摻雜多晶硅制成的電氣布線元件。

12、根據一個實施例，第一有源層由硅制成。

13、根據一個實施例，第二有源層由無機半導體材料制成。

14、根據一個實施例，第二有源層包含鍺或硅，例如硅-鍺合金或硅-鍺-碳合金。

15、根據一個實施例，第二有源層包含ingaas或來自iii-v半導體族的任何其他感測半導體材料。

16、根據一個實施例，在第二有源層的與第一有源層相對的表面的一側上，傳感器包括反射層，例如由金屬或摻雜半導體材料制成。

17、根據一個實施例，傳感器還包括摻雜半導體層，該摻雜半導體層布置在第一有源層和第二有源層之間，并且經由它們面向第一有源層的面電氣連接傳感器的紅外檢測像素。

18、根據一個實施例，傳感器包括導電通孔，豎直延伸穿過隔離溝槽，并且將可見光感測像素的有源元件電氣連接到控制集成電路。

19、進一步實施例提供了一種用于制造可見光和紅外圖像傳感器的方法，包括以下連續步驟：

20、a)提供用于檢測可見光輻射的第一有源層，其中限定了多個可見光檢測像素；

21、b)通過直接接合將用于檢測紅外輻射的第二有源層附接到第一有源層；

22、c)形成隔離溝槽，隔離溝槽橫向延伸穿過第二有源層，并且在第二有源層中橫向界定在第二有源層中限定多個紅外檢測像素的島部或臺面；并且

23、d)在第二有源層的與第一有源層相對的面的一側上，布置疊加在第一有源層和第二有源層上的控制集成電路。

本文檔來自技高網...

【技術保護點】

1.一種可見光和紅外圖像傳感器，包括：

2.根據權利要求1所述的傳感器，其中，所述隔離溝槽(120)完全穿過所述第二有源層(111)。

3.根據權利要求1所述的傳感器，其中，所述隔離溝槽(120)僅在所述第二有源層(111)的部分厚度上延伸。

4.根據權利要求1所述的傳感器，其中，所述第二有源層(111)在每個紅外檢測像素(IRP)中限定用于所述紅外輻射的豎直諧振光學腔。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的傳感器，其中，所述第一有源層(101)和所述第二有源層(111)由非金屬界面層(107，115；301)分隔，所述界面層通過第一面與所述第一有源層(101)接觸，并且通過第二面與所述第二有源層(111)接觸。

6.根據權利要求5所述的傳感器，其中，所述界面層(107，115；301)由氧化硅制成。

7.根據權利要求5所述的傳感器，其中，所述界面層(107，115，301)包括由摻雜多晶硅制成的電氣布線元件。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的傳感器，其中，所述第一有源層(101)由硅制成。</p>

9.根據權利要求1至8中任一項所述的傳感器，其中，所述第二有源層(111)由無機半導體材料制成。

10.根據權利要求1至9中任一項所述的傳感器，其中，所述第二有源層(111)包含鍺或硅，例如硅-鍺合金(SiGe)、硅-鍺-碳合金(SiGeC)。

11.根據權利要求1至9中任一項所述的傳感器，其中，所述第二有源層(111)包含InGaAs或來自III-V半導體族的任何其他感測半導體材料。

12.根據權利要求1至11中任一項所述的傳感器，在所述第二有源層(111)的與所述第一有源層(101)相對的面的一側上，包括例如由金屬或摻雜半導體材料制成的反射層(126)。

13.根據權利要求1至12中任一項所述的傳感器，還包括摻雜半導體層(201)，所述摻雜半導體層布置在所述第一有源層(101)和所述第二有源層(111)之間，并且經由它們面向所述第一有源層(101)的面電氣連接所述傳感器的紅外檢測像素(IRP)。

14.根據權利要求1至13中任一項所述的傳感器，包括導電通孔(145a，145c)，其豎直延伸穿過所述隔離溝槽(120)，并且將所述可見光檢測像素(VP)的有源元件電氣連接到所述控制集成電路(110)。

15.一種用于制造可見光和紅外圖像傳感器的方法，包括以下連續步驟：

...

【技術特征摘要】

1.一種可見光和紅外圖像傳感器，包括：

2.根據權利要求1所述的傳感器，其中，所述隔離溝槽(120)完全穿過所述第二有源層(111)。

3.根據權利要求1所述的傳感器，其中，所述隔離溝槽(120)僅在所述第二有源層(111)的部分厚度上延伸。

4.根據權利要求1所述的傳感器，其中，所述第二有源層(111)在每個紅外檢測像素(irp)中限定用于所述紅外輻射的豎直諧振光學腔。

6.根據權利要求5所述的傳感器，其中，所述界面層(107，115；301)由氧化硅制成。

7.根據權利要求5所述的傳感器，其中，所述界面層(107，115，301)包括由摻雜多晶硅制成的電氣布線元件。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的傳感器，其中，所述第一有源層(101)由硅制成。

9.根據權利要求1至8中任一項所述的傳感器，其中，所述第二有源層(111)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：塞巴斯蒂安·貝克爾，
申請(專利權)人：原子能與替代能源委員會，
類型：發明
國別省市：

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