[发明专利]降低图像传感器表面暗电流的方法及图像传感器

说明书

本发明提供了一种降低图像传感器表面暗电流的方法及图像传感器。所述方法包括如下步骤：在图像传感器表面生长一界面修复层，所述界面修复层采用氧化物材料；在界面修复层表面生长一电荷俘获层，所述电荷俘获层采用高介电常数材料，用以对传感器表面进行电荷捕获；在电荷俘获层表面生长一金属氧化物层，所述金属氧化物层的材料特性是吉布斯自由能高于传感器表面元素氧化物的吉布斯自由能；退火。上述技术方案能够降低图像传感器的表面暗电流，减小图像传感器的噪点，显著提高成像质量。

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种降低图像传感器表面暗电流的方法及图像传感器。

背景技术

对于III-V族(InGaAs、InP、InSb等)图像传感器而言，图像传感器的成像质量是重要问题。背面工艺减薄后所裸露出来III-V族材料表面会有缺陷、悬挂键和损伤，这些都会产生表面暗电流，对图像传感器的成像质量产生影响。表面暗电流使图像传感器的噪点急剧增大，成像质量大幅下降，甚至难以有效成像。因此，降低表面暗电流，成为III-V族图像传感器应用的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是传统的III-V族材料表面钝化的方法中修复能力受限的问题，提供一种降低图像传感器表面暗电流的方法及图像传感器。

为了解决上述问题，本发明提供了一种降低图像传感器表面暗电流的方法，包括如下步骤：在图像传感器表面生长一界面修复层，所述界面修复层采用氧化物材料；在界面修复层表面生长一电荷俘获层，所述电荷俘获层采用高介电常数材料，用以对传感器表面进行电荷捕获；在电荷俘获层表面生长一金属氧化物层，所述金属氧化物层的材料特性是吉布斯自由能高于传感器表面元素氧化物的吉布斯自由能；退火。

本发明还提供一种图像传感器，所述图像传感器表面具有叠层结构，其叠层结构依次为：一界面修复层、一电荷俘获层、以及一金属氧化物层，所述的金属氧化物层的材料的吉布斯自由能高于图像传感器表面元素氧化物的吉布斯自由能。

上述技术方案能够降低图像传感器的表面暗电流，减小图像传感器的噪点，显著提高成像质量。

附图说明

附图1所示是本发明一具体实施方式所述步骤示意图。

附图2A-2D所示是附图1中步骤S10-S13工艺示意图。

附图3所示是本发明一具体实施方式所述图像传感器表面暗电流来源。

附图4所示是本发明一具体实施方式所述金属氧化物氧原子在器件内部扩散示意图。

附图5所示是本发明一具体实施方式所述图像传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的一种降低图像传感器表面暗电流的方法及图像传感器的具体实施方式做详细说明。

附图1所示是本发明一具体实施方式所述步骤示意图，包括：步骤S10，提供一图像传感器；步骤S11，在图像传感器表面生长一界面修复层，所述界面修复层采用氧化物材料；步骤S12，在界面修复层表面生长一电荷俘获层，所述电荷俘获层采用高介电常数材料，用以对传感器表面进行电荷捕获；步骤S13，在电荷俘获层表面生长一金属氧化物层，所述金属氧化物层的材料特性是吉布斯自由能高于传感器表面元素氧化物的吉布斯自由能；步骤S14，退火：步骤S15，去除金属氧化物层。

附图2A所示，参考步骤S10，提供一图像传感器20。所述图像传感器20表面的结构包括Si衬底200和光电二极管201。在一个具体实施方式中，所述图像传感器20为III-V族图像传感器，所述的光电二极管201采用III-V族光电二极管。