CN108666332A - 减小图像传感器暗电流的结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种减小图像传感器暗电流的结构及其制备方法，包括：CIS芯片；透光材料层，所述透光材料层覆盖于所述CIS芯片的正面；保护材料层，所述保护材料层覆盖于所述CIS芯片的背面；红外线隔绝材料层，所述红外线隔绝材料层覆盖于所述透光材料层的远离所述CIS芯片的正面。本发明的通过在所述透光材料层远离所述CIS芯片的正面增设所述红外线隔绝材料层，可以隔绝入射光中的红外线，避免红外线入射到所述CIS芯片内产生热量；同时，所述保护材料层的材料选为导热材料，可以优化所述CIS芯片与外界的热传导，使得所述CIS芯片产生的热量可以及时散热出去，从而可以有效减小暗电流的产生，提高了图像传感器性能。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，特别是涉及一种减小图像传感器暗电流的结构及其制备方法。
背景技术
现有的CIS(CMOS Image Sensor)图像传感器的结构如图1所示，主要包括CIS芯片10、位于所述CIS芯片10正面的透光材料层11及位于所述CIS芯片10背面的传统保护材料层12。由于所述透光材料层11允许红外线及可见光均可透过，在CIS图像传感器工作过程中，由于光中的红外线与所述CIS芯片10正常运转共同产生的热量导致所述CIS芯片10本身温度升高，而所述传统保护材料层12的散热效果比较差，不能将所述CIS芯片10产生的热量及时散发出去。过高的温度会使所述CIS芯片10产生更多的暗电流，影响所述CIS图像传感器的成像质量。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种减小图像传感器暗电流的结构及其制备方法，用于解决现有技术中在CIS图像传感器工作过程中，由于光中的红外线与CIS芯片正常运转共同产生的热量导致CIS芯片本身温度升高，而产生的热量无法及时散发出去，过高的温度会使CIS芯片产生更多的暗电流，影响CIS图像传感器的成像质量的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种减小图像传感器暗电流的结构，所述减小图像传感器暗电流的结构包括：
CIS芯片；
透光材料层，所述透光材料层覆盖于所述CIS芯片的正面；
保护材料层，所述保护材料层覆盖于所述CIS芯片的背面；
红外线隔绝材料层，所述红外线隔绝材料层覆盖于所述透光材料层的远离所述CIS芯片的正面。
优选地，所述保护材料层为导热材料层。
优选地，所述保护材料层的导热系数大于等于1W/m.K。
优选地，所述红外线隔绝材料层阻挡红外光透过的同时允许可见光通过。
优选地，所述红外线隔绝材料层的材料包括SiO2气凝胶。
本发明还提供一种减小图像传感器暗电流的结构的制备方法，所述减小图像传感器暗电流的结构的制备方法包括如下步骤：
1)提供一CIS芯片；
2)于所述CIS芯片的正面形成透光材料层；
3)于所述CIS芯片的背面形成保护材料层；
4)于所述透光材料层远离所述CIS芯片的表面形成红外线隔绝材料层。
优选地，步骤3)中于所述CIS芯片的背面形成导热材料作为所述保护材料层。
优选地，所述导热材料的导热系数大于等于1W/m.K。
优选地，步骤4)中形成的所述红外线隔绝材料层阻挡红外光透过的同时允许可见光通过。
优选地，步骤4)中于所述透光材料层远离所述CIS芯片的表面形成SiO2气凝胶作为所述红外线隔绝材料层。
如上所述，本发明的一种减小图像传感器暗电流的结构及其制备方法，具有以下有益效果：本发明的通过在透光材料层远离CIS芯片的正面增设红外线隔绝材料层，可以隔绝入射光中的红外线，避免红外线入射到CIS芯片内产生热量；同时，保护材料层的材料选为导热材料，可以优化CIS芯片与外界的热传导，使得CIS芯片产生的热量可以及时散热出去，从而可以有效减小暗电流的产生，提高了图像传感器性能。
附图说明
图1显示为本发明现有技术中的CIS图像传感器的截面结构示意图。
图2显示为本发明提供的减小图像传感器暗电流的结构的制备方法的流程图。
图3至图6显示为本发明提供的减小图像传感器暗电流的结构的制备方法各步骤得到的结构的截面结构示意图。
元件标号说明
10 CIS芯片
11 透光材料层
12 传统保护材料层
20 CIS芯片
21 透光材料层
22 保护材料层
23 红外线隔绝材料层
S1～S4 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图2至图6。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
本发明提供一种减小图像传感器暗电流的结构的制备方法，所述减小图像传感器暗电流的结构的制备方法包括如下步骤：
1)提供一CIS芯片；
2)于所述CIS芯片的正面形成透光材料层；
3)于所述CIS芯片的背面形成保护材料层；
4)于所述透光材料层远离所述CIS芯片的表面形成红外线隔绝材料层。
在步骤1)中，请参阅图2中的S1步骤及图3，提供一CIS芯片20。
作为示例，所述CIS芯片20可以为现有的任意一种CIS芯片，所述CIS芯片内形成有对应的功能器件，所述CIS芯片20的具体结构为本领域技术人员所知晓，此处不再累述。
在步骤2)中，请参阅图2中的S2步骤及图4，于所述CIS芯片20的正面形成透光材料层21。
作为示例，所述透光材料层21的材料可以为现有任意一种至少允许所有可见光高透过率透过的材料，譬如，无机玻璃、有机玻璃、透明陶瓷、石英、PC(聚碳酸酯)或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等等，此处对所述透光材料层21的材料不做具体限定。
作为示例，可以采用旋涂、贴附、物理气相沉积或化学气相沉积等任一一种工艺于所述CIS芯片20的正面形成所述透光材料层21。
需要说明的是，所谓“所述CIS芯片20的正面”是指所述CIS芯片20形成有器件结构的一面，即所述CIS芯片20的工艺加工面；所谓“CIS芯片20的背面”是指与所述CIS芯片20的正面相对的一面。
在步骤3)中，请参阅图2中的S3步骤及图5，于所述CIS芯片20的背面形成保护材料层22。
作为示例，所述保护材料层22可以为现有任意一种可以对CIS芯片20起到保护作用的材料层，譬如，水汽隔离层等等。
作为示例，可以于所述CIS芯片20的背面形成导热材料作为所述保护材料层22。优选地，本实施例中，所述保护材料层22的导热系数大于等于1W/m.K。具体的，所述保护材料层22可以为但不仅限于SiO2层、SiC层、蓝宝石层、金属层或有机导热材料层等等。
作为示例，可以采用旋涂、贴附、物理气相沉积或化学气相沉积等任一一种工艺于所述CIS芯片20的背面形成导热材料作为所述保护材料层22。
在步骤4)中，请参阅图1中的S4步骤及图6，于所述透光材料层21远离所述CIS芯片20的表面形成红外线隔绝材料层23。
作为示例，所述红外线隔绝材料层23可以用于阻挡红外光的透过，且在阻挡红外光透过的同时允许可见光通过，以确保用于在所述CIS芯片20内激发产电子的可见光可以透过射入所述CIS芯片20内，从而确保所述图像传感器的性能。
作为示例，可以于所述透光材料层21远离所述CIS芯片20的表面形成SiO2气凝胶作为所述红外线隔绝材料层23。当然，在其他示例中，任何可以实现在阻挡红外光透过的同时允许可见光通过的材料均可用于形成所述红外线隔绝材料层23。
作为示例，可以采用旋涂、贴附、物理气相沉积或化学气相沉积等任一一种工艺于所述透光材料层21远离所述CIS芯片20的表面形成所述红外线隔绝材料层23。
本发明还提供一种减小图像传感器暗电流的结构，所述减小图像传感器暗电流的结构可以采用但不仅限于上述制备方法制备而得到，所述减小图像传感器暗电流的结构包括：CIS芯片20；透光材料层21，所述透光材料层21覆盖于所述CIS芯片20的正面；保护材料层22，所述保护材料层22覆盖于所述CIS芯片20的背面；红外线隔绝材料层23，所述红外线隔绝材料层23覆盖于所述透光材料层21的远离所述CIS芯片20的正面。
作为示例，所述CIS芯片20可以为现有的任意一种CIS芯片，所述CIS芯片内形成有对应的功能器件，所述CIS芯片20的具体结构为本领域技术人员所知晓，此处不再累述。
作为示例，所述透光材料层21的材料可以为现有任意一种至少允许所有可见光高透过率透过的材料，譬如，无机玻璃、有机玻璃、透明陶瓷、石英、PC(聚碳酸酯)或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等等，此处对所述透光材料层21的材料不做具体限定。
需要说明的是，所谓“所述CIS芯片20的正面”是指所述CIS芯片20形成有器件结构的一面，即所述CIS芯片20的工艺加工面；所谓“CIS芯片20的背面”是指与所述CIS芯片20的正面相对的一面。
作为示例，所述保护材料层22可以为现有任意一种可以对CIS芯片20起到保护作用的材料层，譬如，水汽隔离层等等。
作为示例，可所述保护材料层22可以为导热材料层。优选地，本实施例中，所述保护材料层22的导热系数大于等于1W/m.K。具体的，所述保护材料层22可以为但不仅限于SiO2层、SiC层、蓝宝石层、金属层或有机导热材料层等等。
作为示例，所述红外线隔绝材料层23可以用于阻挡红外光的透过，且在阻挡红外光透过的同时允许可见光通过，以确保用于在所述CIS芯片20内激发产电子的可见光可以透过射入所述CIS芯片20内，从而确保所述图像传感器的性能。
作为示例，所述红外线隔绝材料层23的材料可以包括但不仅限于SiO2气凝胶。当然，在其他示例中，任何可以实现在阻挡红外光透过的同时允许可见光通过的材料均可作为所述红外线隔绝材料层23的材料。
综上所述，本发明提供一种减小图像传感器暗电流的结构及方法，所述减小图像传感器暗电流的结构包括：CIS芯片；透光材料层，所述透光材料层覆盖于所述CIS芯片的正面；保护材料层，所述保护材料层覆盖于所述CIS芯片的背面；红外线隔绝材料层，所述红外线隔绝材料层覆盖于所述透光材料层的远离所述CIS芯片的正面。本发明的通过在所述透光材料层远离所述CIS芯片的正面增设所述红外线隔绝材料层，可以隔绝入射光中的红外线，避免红外线入射到所述CIS芯片内产生热量；同时，所述保护材料层的材料选为导热材料，可以优化所述CIS芯片与外界的热传导，使得所述CIS芯片产生的热量可以及时散热出去，从而可以有效减小暗电流的产生，提高了图像传感器性能。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种减小图像传感器暗电流的结构，其特征在于，所述减小图像传感器暗电流的结构包括：
CIS芯片；
透光材料层，所述透光材料层覆盖于所述CIS芯片的正面；
保护材料层，所述保护材料层覆盖于所述CIS芯片的背面；
红外线隔绝材料层，所述红外线隔绝材料层覆盖于所述透光材料层的远离所述CIS芯片的正面。
2.根据权利要求1所述的减小图像传感器暗电流的结构，其特征在于，所述保护材料层为导热材料层。
3.根据权利要求2所述的减小图像传感器暗电流的结构，其特征在于，所述保护材料层的导热系数大于等于1W/m.K。
4.根据权利要求1所述的减小图像传感器暗电流的结构，其特征在于，所述红外线隔绝材料层阻挡红外光透过的同时允许可见光通过。
5.根据权利要求4所述的减小图像传感器暗电流的结构，其特征在于，所述红外线隔绝材料层的材料包括SiO2气凝胶。
6.一种减小图像传感器暗电流的结构的制备方法，其特征在于，所述减小图像传感器暗电流的结构的制备方法包括如下步骤：
1)提供一CIS芯片；
2)于所述CIS芯片的正面形成透光材料层；
3)于所述CIS芯片的背面形成保护材料层；
4)于所述透光材料层远离所述CIS芯片的表面形成红外线隔绝材料层。
7.根据权利要求6所述的减小图像传感器暗电流的结构的制备方法，其特征在于，步骤3)中于所述CIS芯片的背面形成导热材料作为所述保护材料层。
8.根据权利要求7所述的减小图像传感器暗电流的结构的制备方法，其特征在于，所述导热材料的导热系数大于等于1W/m.K。
9.根据权利要求6所述的减小图像传感器暗电流的结构的制备方法，其特征在于，步骤4)中形成的所述红外线隔绝材料层阻挡红外光透过的同时允许可见光通过。
10.根据权利要求9所述的减小图像传感器暗电流的结构的制备方法，其特征在于，步骤4)中于所述透光材料层远离所述CIS芯片的表面形成SiO2气凝胶作为所述红外线隔绝材料层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20181016 |