[发明专利]使用能量转换层增加图像传感器中的光吸收的方法和装置

说明书

对先前申请案的参考

本申请案主张2006年7月5日申请的第60/818,946号美国临时申请案的权利。

技术领域

本发明大体上涉及图像传感器，且明确地说(并非独占地)涉及具有增加的光吸收效率的图像传感器。

背景技术

在现有技术中，图像传感器在吸收具有较高能量波长的光的方面缺乏效率。举例来说，相比于具有蓝色波长的光，可更有效地吸收具有红色波长的光。

发明内容

无

附图说明

参看附图描述非限制性和非详尽的本发明实施例，其中在各个图式中相同参考标号始终指代相同部分，除非另有规定。

图1是具有RGB色彩过滤器的现有技术CMOS图像传感器的一部分的横截面图。

图2是根据本发明实施例的在RGB色彩过滤器层的蓝色区段下方形成有能量转换层的CMOS图像传感器的一部分的横截面图。

图3是根据本发明实施例的在隔片层与平面化层之间形成有能量转换层的CMOS图像传感器的一部分的横截面图。

图4是根据本发明实施例的在钝化层上形成有能量转换层的CMOS图像传感器的一部分的横截面图。

具体实施方式

本文描述使用能量转换层增加图像传感器中的光吸收的方法和装置的实施例。在以下描述中，陈述许多特定细节以提供对实施例的彻底理解。然而所属领域的技术人员将认识到，可在没有所述特定细节中的一个或一个以上细节的情况下或用其它方法、组件、材料等来实践本文描述的技术。在其它情况下，没有详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作，以避免混淆某些方面。

本说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的参考意味着结合实施例所描述的特定特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施例中。因此，本说明书中的任何地方出现短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”不一定都指代同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可以任何合适的方式组合在一个或一个以上实施例中。

一般来说，本文揭示一种系统和方法，其用于在图像传感器制造过程中施加一材料层(能量转换层)，以便增加图像传感器对特定范围的光谱的吸收。能量转换层将光射线从较高能量范围(较短波长)转换成较低能量范围(较长波长)，使得可增加图像传感器的光吸收。能量转换层的一些实例为YAG:Ce晶体或晶状碘化铯闪烁体或稀土闪烁体(例如，掺有铽的二氧化钆硫化物)。

在本发明的一些实施例中，能量转换层可包含将X射线辐射转换成可见光的材料。在本发明的其它实施例中，能量转换层可包含将蓝色光转换为红色光和/或将蓝色光转换为黄色光和/或将蓝色光转换为绿色光的材料。

在本发明的一个实施例中，能量转换层与色彩过滤器一起使用，以增加特定范围的光谱的吸收。能量转换层可经掩盖和沉积以使得仅经过滤的短波长的光通过能量转换层，且经过滤的长波长的光不通过能量转换层。

在本发明的另一实施例中，图像传感器可装备有能量转换层且不具有色彩过滤器。此实施例可用于检测来自单色光源的图像。

图1是具有RGB色彩过滤器层150的现有技术CMOS图像传感器100的一部分的横截面图。展示三个相邻的像素以说明光电二极管层110中形成的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)像素。CMOS图像传感器100包括光电二极管层100、具有嵌入的金属互连130的钝化层120、平面化层140、RGB色彩过滤器层150、隔片层160和微透镜170。

图2是根据本发明实施例的在RGB色彩过滤器层260的蓝色区段下方形成有能量转换层250的CMOS图像传感器200的一部分的横截面图。在其它实施例中，能量转换层250无需直接处于色彩过滤器260的蓝色区段(B)下方，而是可形成在堆叠中的更下方，且例如在一个实例中，可形成于钝化层220中或恰在光电二极管层210上方。类似于图1的现有技术，CMOS图像传感器200包括光电二极管层210、具有嵌入的金属互连结构230的钝化层220、平面化层240、RGB色彩过滤器层260、隔片层270和微透镜280。本发明的此实施例进一步添加了能量转换层250。