[发明专利]一种图像传感器及照相机

说明书

本发明公开了一种图像传感器及照相机，其中，图像传感器包括多个光电二极管单元；该光电二极管单元包括：光电二极管和预设层；其中预设层的禁带宽度小于预定阈值；预设层设置于该光电二极管上方；该光电二极管单元两侧设置有背面深沟道隔离层；背面深沟道隔离层上方设置有金属层；通过背面深沟道隔离层连接的多个光电二极管单元的上方设置有介质层；该介质层上方设置有微透镜。通过本发明解决了现有技术中难以进一步提升NIR波段的吸收效率的问题。在本发明中锗硅工艺与现有的硅基工艺兼容，使得锗硅层在制备上不存在难点，并且锗硅层中锗的配比可以调节，进而调节锗硅层的禁带宽度，使得NIR的吸收效率更高，进而显著增强NIR波段的量子效率。

技术领域

本发明涉及图像传感器的技术领域，具体涉及一种图像传感器及照相机。

背景技术

背照式互补式金属氧化物半导体(BSI-CMOS)图像传感器已经变成手机相机的主流，因此应用于虹膜验证，面部识别以及动态捕获的近红外(NIR)图像传感器的需求也是与日俱增。由于背照式的特点，因此更适合NIR的传感器，但是由于近红外的应用波长较长，其波长在700nm至1000nm之间，传统的像素结构在NIR波段量子效率较低，通常NIR波长在850nm时，量子效率约为10％；NIR波长在940nm时，量子效率约为4％，因此图像传感器增强NIR的敏感度变的尤为重要。

增强NIR的敏感度最简单的方法是增加入射光子吸收层的厚度，但是这种方法受到制备工艺的限制很难实现，例如高能注入等工艺的限制使得这种方法很难做到。最近业内提出利用黑硅的方法来降低表面的反射并且提高吸收效率，通过实验可知，NIR波长在850nm时，量子效率约为32％；NIR波长在940nm时，量子效率约为15％。由于黑硅对NIR波段吸收效率的提升十分有限，因此进一步提升NIR波段的量子效率成为了一个新的问题。

针对现有技术中难以进一步提升NIR波段的吸收效率的问题，还未提出有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种图像传感器及照相机，以解决现有技术中难以进一步提升NIR波段的吸收效率的问题。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：

本发明第一方面，提供了一种图像传感器，包括多个光电二极管单元；所述光电二极管单元包括：光电二极管和预设层；其中所述预设层的禁带宽度小于预定阈值；

所述预设层设置于所述光电二极管上方；

所述光电二极管单元两侧设置有背面深沟道隔离层；所述背面深沟道隔离层上方设置有金属层；通过所述背面深沟道隔离层连接的所述多个光电二极管单元的上方设置有介质层；所述介质层上方设置有微透镜。

可选地，所述的图像传感器还包括：所述预设层为曲面结构。

可选地，所述的图像传感器还包括：所述预设层包括锗硅层。

可选地，所述的图像传感器还包括：黑硅层；其中所述黑硅层位于所述光电二极管和所述预设层之间。

可选地，所述的图像传感器还包括：所述黑硅层为与所述预设层匹配的曲面体结构。

可选地，所述的图像传感器还包括：所述背面深沟道隔离层的高度小于等于所述光电二极管的高度。

可选地，所述的图像传感器还包括：所述背面深沟道隔离层由吸收光电子防止光串扰的材料形成。

可选地，所述的图像传感器还包括：在所述微透镜和/或所述预设层之上设有增透膜，用于增加入射光在微透镜和/或预设层中的透射。

可选地，所述的图像传感器还包括：所述介质层的折射率在空气折射率与所述预设层材料折射率之间。

本发明第二方面，提供了一种照相机，包括：具有第一方面中任一所述的图像传感器。