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1. WO2020063121 - STRUCTURE EMPILÉE DE PIXEL DE CAPTEUR D'IMAGE ET PROCÉDÉ DE PRÉPARATION

Numéro de publication WO/2020/063121
Date de publication 02.04.2020
N° de la demande internationale PCT/CN2019/099582
Date du dépôt international 07.08.2019
CIB
H01L 27/146 2006.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
LDISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
27Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun
14comprenant des composants semi-conducteurs sensibles aux rayons infrarouges, à la lumière, au rayonnement électromagnétique d'ondes plus courtes ou au rayonnement corpusculaire, et spécialement adaptés, soit comme convertisseurs de l'énergie dudit rayonnement en énergie électrique, soit comme dispositifs de commande de l'énergie électrique par ledit rayonnement
144Dispositifs commandés par rayonnement
146Structures de capteurs d'images
CPC
H01L 27/146
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
27Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
14including semiconductor components sensitive to infra-red radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
144Devices controlled by radiation
146Imager structures
H01L 27/14636
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
27Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
14including semiconductor components sensitive to infra-red radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
144Devices controlled by radiation
146Imager structures
14601Structural or functional details thereof
14636Interconnect structures
H01L 27/14643
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
27Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
14including semiconductor components sensitive to infra-red radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
144Devices controlled by radiation
146Imager structures
14643Photodiode arrays; MOS imagers
H01L 27/14683
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
27Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
14including semiconductor components sensitive to infra-red radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
144Devices controlled by radiation
146Imager structures
14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
Déposants
  • 上海集成电路研发中心有限公司 SHANGHAI IC R & D CENTER CO., LTD. [CN]/[CN]
  • 成都微光集电科技有限公司 CHENGDU IMAGE DESIGN TECHNOLOGY CO., LTD [CN]/[CN]
Inventeurs
  • 李琛 LI, Chen
  • 段杰斌 DUAN, Jiebin
Mandataires
  • 上海天辰知识产权代理事务所(特殊普通合伙) SHANGHAI TIANCHEN INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY
Données relatives à la priorité
201811123344.626.09.2018CN
Langue de publication chinois (ZH)
Langue de dépôt chinois (ZH)
États désignés
Titre
(EN) STACKED IMAGE SENSOR PIXEL STRUCTURE AND PREPARATION METHOD
(FR) STRUCTURE EMPILÉE DE PIXEL DE CAPTEUR D'IMAGE ET PROCÉDÉ DE PRÉPARATION
(ZH) 一种堆叠式图像传感器像素结构与制备方法
Abrégé
(EN)
Disclosed in the present invention are a stacked image sensor pixel structure and a preparation method. A first silicon wafer, a second silicon wafer, and a third silicon wafer are stacked up and down in a bonding manner. A first photosensitive diode array is provided on the first silicon wafer at the middle layer, and a second photosensitive diode array is provided on the second silicon wafer at the upper layer; and the surfaces of the second photosensitive diodes in the second photosensitive diode array are aligned and bonded with the surfaces of the corresponding first photosensitive diodes in the first photosensitive diode array, so that the formed stacked image sensor chip has a very deep junction depth and is particularly suitable for near-infrared light sensing, being able to effectively improve the quantum efficiency in near-infrared wavelength bands. Furthermore, a back-lighting process can be used to enable incident light irradiated onto the photosensitive diodes not to be affected by metal interconnection, so that the sensitivity is high, the filling factor is high, and the photosensitive property is very good, especially for small-size image elements, thereby taking into account both the near-infrared quantum efficiency and the small pixel size.
(FR)
La présente invention concerne une structure empilée de pixel de capteur d'image et un procédé de préparation. Une première tranche de silicium, une deuxième tranche de silicium et une troisième tranche de silicium sont empilées vers le haut et vers le bas par liaison. Un premier réseau de diodes photosensibles est disposé sur la première tranche de silicium au niveau de la couche centrale et un second réseau de diodes photosensibles est disposé sur la deuxième tranche de silicium au niveau de la couche supérieure ; et les surfaces des secondes diodes photosensibles du second réseau de diodes photosensibles sont alignées et liées aux surfaces des premières diodes photosensibles correspondantes du premier réseau de diodes photosensibles, afin que la puce de capteur d'images empilées formée ait une profondeur de jonction très profonde et soit particulièrement appropriée pour une détection de lumière d'infrarouge proche, en étant apte à améliorer efficacement l'efficacité quantique dans des bandes de longueurs d'onde d'infrarouge proche. En outre, un processus de rétroéclairage peut servir à amener une lumière incidente irradiée sur les diodes photosensibles à ne pas être affectée par une interconnexion métallique, afin que la sensibilité soit élevée, que le facteur de remplissage soit élevé et que la propriété photosensible soit très bonne, en particulier pour des éléments d'image de petite taille, en prenant ainsi en compte à la fois l'efficacité quantique d'infrarouge proche et la petite taille de pixel.
(ZH)
本发明公开了一种堆叠式图像传感器像素结构与制备方法,采用键合方式将第一硅片~第三硅片上下堆叠在一起;其中,在位于中层的第一硅片上设有第一感光二极管阵列,在位于上层的第二硅片上设有第二感光二极管阵列,第二感光二极管阵列中各第二感光二极管的表面与对应的第一感光二极管阵列中各第一感光二极管的表面对准键合,使形成的堆叠式图像传感器芯片具有非常深的结深,特别适用于近红外感光,能在近红外波段有效提升量子效率;且可利用背照工艺,使得照射到感光二极管的入射光不受金属互连影响,灵敏度较高,填充因子较高,特别是对于小尺寸像元来说具有非常好的感光性能,从而既兼顾了近红外量子效率,也兼顾了小像素尺寸。
Également publié en tant que
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