影像感测元件及其制作方法与流程

    专利查询2023-12-24  82



    1.本发明涉及一种影像感测元件以及其制作方法,尤其是涉及一种包含由钙钛矿(perovskite)材质所制作的纳米线感光二极管的影像感测元件。


    背景技术:

    2.随着数字相机、电子扫描产品不断地开发与成长,市场上对影像感测元件的需求随之持续增加,目前常用的影像感测元件包含有电荷耦合感测元件(charge coupled device,ccd sensor)以及互补式金属氧化物半导体影像感测元件(complementary metal oxide semiconductor,cmos image sensor,cis)两大类。而cmos影像感测元件因具有低操作电压、低功率消耗与高操作效率、并可根据需要进行随机存取(random access)等优点,以及可整合于目前的半导体技术来大量制造的优势,因此受到极广泛的应用。
    3.cmos影像传感器的感光原理,是将入射的光线区分为各种不同波长光线的组合,例如入射光被区分为红、蓝、绿三色光线的组合,再分别由半导体基底上或基底中的多个光学感测元件(optically sensitive element)如感光二极管(photodiode)予以接收,并将之转换为不同强弱的数字信号。
    4.现有技术的cmos影像传感器(cis)中,将感光二极管制作在像素区(pixel)内的基底内部,占据了大量像素区的面积。且感光二极管包含p-n结,因此p-n结也位于基底内部,容易造成光电子扩散到基底中,而增加串扰与寄生光电响应(parasitic light sensitivity),影响cmos影像传感器的效能。


    技术实现要素:

    5.本发明提供一种影像感测元件,包含一基底,一第一电路层,位于该基底上,以及至少一纳米线感光二极管位于该第一电路层上并且与该第一电路层电连接,其中该纳米线感光二极管包含有一下方材料层以及一上方材料层,该下方材料层与该上方材料层之间具有一p-n结或一萧特基结(schottky junction),其中该下方材料层包含有钙钛矿(perovskite)材质。
    6.本发明另提供一种影像感测元件的形成方法,包含提供一基底,形成一第一电路层于该基底上,以及形成至少一纳米线感光二极管于该第一电路层上,并且与该第一电路层电连接,其中该纳米线感光二极管包含有一下方材料层以及一上方材料层,该下方材料层与该上方材料层之间具有一p-n结或一萧特基结(schottky junction),其中该下方材料层包含有钙钛矿(perovskite)材质。
    7.本发明提供一种影像感测元件及其制作方法,其中包含有由钙钛矿(perovskite)材质以及金属氧化物层组成的纳米线感光二极管。纳米线感光二极管位于电路层上方,可减少元件占用面积,并且降低串扰。此外本发明所提供的方法是利用低温沉积的方法形成纳米线感光二极管,可以与现有制作工艺整合而不会破坏元件品质。
    附图说明
    8.图1~图7为本发明一实施例制作影像感测元件的剖面结构示意图。
    9.主要元件符号说明
    10.1:影像感测元件
    11.100:第一元件
    12.100a:基底区
    13.100b:电路区
    14.100c:影像感测元件区
    15.110:基底
    16.112:绝缘结构
    17.120:晶体管
    18.122:导电插塞
    19.124:导电线路
    20.126:介电层
    21.130:介电层
    22.132:接触结构
    23.134:纳米线孔洞
    24.135:前驱物层
    25.136:下方材料层
    26.138:上方材料层
    27.139:纳米线感光二极管
    28.140:p-n结
    29.142:透明电极
    30.143:平坦层
    31.144:彩色滤光片
    32.146:微透镜
    33.200:第二元件
    34.200a:基底区
    35.200b:电路区
    36.200c:结合区
    37.202:结合层
    38.204:导线
    39.210:基底
    40.300:接触结构
    具体实施方式
    41.为使熟悉本发明所属技术领域的一般技术者能更进一步了解本发明,下文特列举本发明的优选实施例,并配合所附的附图,详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。
    42.为了方便说明,本发明的各附图仅为示意以更容易了解本发明,其详细的比例可
    依照设计的需求进行调整。在文中所描述对于图形中相对元件的上下关系,在本领域的人都应能理解其是指物件的相对位置而言,因此都可以翻转而呈现相同的构件,此都应同属本说明书所揭露的范围,在此容先叙明。
    43.请参考图1~图7,图1~图7绘示根据本发明一实施例制作影像感测元件的剖面结构示意图。如图1所示,首先,提供一第一元件100,从剖面结构来看,第一元件100包含有一基底区100a、位于基底区100a上的一电路区100b、以及位于电路区100b上的一影像感测元件区100c。
    44.基底区100a内包含有基底110、基底110中的绝缘结构112。其中,基底110可以是各种半导体基底,例如是硅基底(silicon substrate)、外延硅基底(epitaxial silicon substrate)、硅锗半导体基底(silicon germanium substrate)、碳化硅基底(silicon carbide substrate)或硅覆绝缘(silicon-on-insulator,soi)基底等。绝缘结构112例如为浅沟隔离(shallow trench isolation,sti),材质可能包含氧化硅、氮化硅或其他绝缘材料。上述关于基底110以及绝缘结构112的其他材料或结构特征,属于本领域的现有技术,在此不多加赘述。
    45.电路区100b内可包含有例如晶体管等开关元件、以及连接开关元件的导电线路、插塞等,上述元件共同位于介电层中。以本实施例为例,电路区100b内包含有晶体管120、至少一连接晶体管120的导电插塞122以及至少一连接导电插塞122的导电线路124,上述元件位于介电层126内。其中晶体管120例如包含有栅极(g)、源极(s)与漏极(d)、半导体层等基本结构。导电插塞122以及导电线路124可以由导电性良好的材质组成,例如由钨、钴、铜、铝等金属制成。而介电层126则可以由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等材质构成,本实施例以氧化硅为例,但不限于此。上述关于晶体管120、导电插塞122、导电线路124以及介电层126的其他材料或结构特征,属于本领域的现有技术,在此不多加赘述。
    46.影像感测元件区100c用来定义像素区(pixel)的位置,其包含有影像感测元件(例如发光二极管)、彩色滤光片、微透镜等结构。上述元件将会在后续步骤中被形成。如图1所示,影像感测元件区100c包含有介电层130以及接触结构132,其中介电层130例如为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等材质构成,本实施例以氧化硅为例,但不限于此。接触结构132则可以由导电性良好的材质组成,例如由钨、钴、铜、铝等金属制成。本实施例中接触结构132用来电连接下方电路区100b中的导电插塞122或导电线路124,进而电连接到部分晶体管120。
    47.接着如图2所示,在介电层130中进行蚀刻步骤,以形成多个纳米线孔洞134,各纳米线孔洞134的位置对应到下方的导电插塞122或导电线路124。另外,后续步骤中,将会在纳米线孔洞134中形成感光二极管,以及在感光二极管上再形成彩色滤光片以及微透镜等元件。因此,本实施例中纳米线孔洞134的位置也定义了影像感测元件的像素区的位置。在本实施例中,纳米线孔洞134可以排列成阵列状(图未示),因此像素区中包含的彩色滤光片(可能包含有红、绿、蓝等彩色滤光片)以及微透镜也呈现阵列状排列。本实施例中为了简化附图,仅绘出部分的纳米线孔洞134。
    48.请参考图3,在纳米线孔洞134内形成下方材料层136,其中下方材料层136可以由化学气相沉积(cvd)等方式形成,但不限于此,也可能以物理气相沉积(pvd)或是原子层沉积(ald)等其他方式形成。值得注意的是,本实施例中,是在电路区100b已经形成之后,才形成下方材料层136。因此,为了避免形成下方材料层136时的制作工艺温度影响到下方的电
    路区100b内的元件(晶体管120等),将会使用低温沉积的制作工艺形成下方材料层136。而本实施例中低温沉积制作工艺温度低于摄氏400度,以避免温度影响下方的电路区100b内的元件品质。
    49.此外值得注意的是,本实施例中所使用的下方材料层136包含钙钛矿(perovskite)材质,所谓的钙钛矿材质的分子式通式为abx3,其中a包含甲基胺离子、甲脒离子、金属铯离子(cs
    +
    ),b包含金属阳离子(pb
    2+
    ,sn
    2+
    ,bi
    2+
    ),x包含卤素阴离子(cl-,br-,i-)。以本实施例为例,下方材料层136包含mapbi3(甲基氨基碘化铅)、fasncl3、fasnbr3、fasni3、fasncl
    x
    br
    yi3-x-y
    、masncl3、masnbr3、masni3、masncl
    x
    br
    yi3-x-y
    、cssncl3、cssnbr3、cssni3、cssncl
    x
    br
    yi3-x-y
    、fapbcl3、fapbbr3、fapbi3、fapbcl
    x
    br
    yi3-x-y
    、mapbcl3、mapbbr3、mapbi3、apbcl
    x
    br
    yi3-x-y
    、cspbcl3、cspbbr3、cspbi3、cspbcl
    x
    br
    yi3-x-y
    、fabicl3、fabibr3、fabi
    i3
    、fabicl
    x
    br
    yi3-x-y
    、mabicl3、mabibr3、mabii3、mabicl
    x
    br
    yi3-x-y
    、csbicl3、csbibr3、csbii3、csbicl
    x
    br
    yi3-x-y
    等材质,其中所述参数x与y介于0到3的范围。钙钛矿材质具有强吸光性、可低温沉积、直接能带隙(direct band gap)、且可通过调整材质组成来改变能带隙等特性。因此是一种适合作为cmos影像传感器的感光二极管的材质。本实施例中,以cvd的方式沉积钙钛矿材质,也可以让制作工艺温度控制在摄氏400度以内,而降低影响下方其他元件的机率。
    50.另外,在一些实施例中,在纳米线孔洞134内形成下方材料层136之前,可以先在纳米线孔洞134内先形成一前驱物层135,位于下方材料层136与纳米线孔洞134的底面(曝露的导电线路124)间。前驱物层135包含有与下方材料层136组成成分之一相同的金属元素,可以帮助下方材料层136与导电线路124结合更稳固。其中前驱物层135材质可以配合下方材料层136的材质而调整,例如若下方材料层136为甲基氨基碘化铅时,前驱物层135可以为铅,但不限于此。
    51.如图4所示,当下方材料层136形成于纳米线孔洞134内之后,若下方材料层136已填满纳米线孔洞134,可以通过回蚀刻或是平坦化等步骤移除部分纳米线孔洞134内的下方材料层136,接下来再继续形成一上方材料层138于纳米线孔洞134内,且上方材料层138位于下方材料层136上。可理解的是,若下方材料层136形成时,并未填满纳米线孔洞134,也可以省略上述回蚀刻等步骤,而直接形成上方材料层138于纳米线孔洞134内。
    52.本实施例中,上方材料层138例如为具有强力p型掺杂能力的过度金属氧化物、较强电子接收能力的小分子、p型材质,例如为mno3(三氧化钼)、v2o5、wo3、si、ge、gaas、gan、wse2、nio、cu2o、cuo、tcnq(tetracyanoquinodimethane,四氰基对苯二醌二甲烷)、f4-tcnq等材质,但不限于此。当下方材料层136与上方材料层138都完成后,纳米线孔洞134内的下方材料层136(钙钛矿材质)包含有n型导电型态,而上方材料层138包含有p型导电型态。因此两者共同构成一纳米线感光二极管139(由下方材料层136与上方材料层138构成),且纳米线感光二极管139包含有一p-n结140,位于下方材料层136与上方材料层138的交界。本实施例中的纳米线感光二极管139以及p-n结140位于电路区100b上方的纳米线孔洞134内,因此具有以下优点:首先是纳米线感光二极管139不会占据过多基底110的面积,有利于整体影像感测元件的微小化,且由于p-n结140并不位于基底110内部,因此当纳米线感光二极管139吸收光而产生载流子时,载流子也不易扩散到基底110内部,避免基底110内的浮动扩散(floating diffusion,fd)受到载流子的影响。
    53.接着如图5所示,在纳米线感光二极管139上形成透明电极142,透明电极142的材质例如为氧化铟锡(ito)、掺氟氧化锡(fluorine-doped tin oxide,fto)、银纳米线网、石墨烯等。透明电极142具有导电性,可电连接下方的纳米线感光二极管139,且具有良好透光性,使光线能穿通过透明电极142达到纳米线感光二极管139。
    54.在本发明的其他实施例中,调整下方材料层136与上方材料层138,可以在下方材料层上形成不同的结(junction)。例如,在上面实施例已经提及若下方材料层136与上方材料层138包含特定材料(如上段落所述,此处不重复赘述),可以在下方材料层136与上方材料层138形成p-n结140。然而在本发明的其他实施例中,若在形成下方材料层136后,省略上方材料层138,而直接形成透明电极142于下方材料层136顶部,则可以在下方材料层136与透明电极142交界处形成萧特基结(schottky junction),此实施例也属于本发明的涵盖范围。
    55.此外,另外补充本发明所述的p-n结140,又包含有同质结(homojunction)与异质结(heterojunction)两种,其中差异在于上方材料层138的材质。举例来说,若上方材料层138选择具有强力p型掺杂能力的过度金属氧化物(例如v2o5、wo3)以及较强电子接收能力的小分子(例如tcnq、f4-tcnq),所形成的p-n结就为同质结。另一方面,若上方材料层138的材质直接选择p型材质,例如si,ge,gaas,gan,wse2,nio,cu2o,cuo等,所形成的p-n结就为异质结。
    56.如图6所示,将目前所形成的第一元件100,包含基底区100a、电路区100b以及影像感测元件区100c与另外一第二元件200结合。第二元件200主要可能包含有基底区200a(包含基底210)、电路区200b以及结合区200c。其中基底区200a与电路区200b可能与上述所提及的基底区100a与电路区100b相似,在此不多加赘述。
    57.第二元件200与第一元件100可以分别形成在不同的基板上。接着在图6步骤中将第一元件100与第二元件200彼此结合。进一步而言,第二元件200的电路区200b上方形成有结合区200c,结合区200c可能包含有结合层202以及结合层202内部的导线204,其中结合层202例如为黏胶层或是其他可帮助结合第一元件100与第二元件200的结构层,而导线204可以位于结合层202内,并与下方的电路区200b电连接。
    58.在图6中,将第一元件100与第二元件200彼此结合,并且可以通过形成一接触结构300电连接第一元件100以及第二元件200,接触结构300例如为硅穿孔(tsv)。在本实施例中,第二元件200可以作为影像感测元件的逻辑电路区。也就是说,本实施例中可将影像感测元件的结晶区(也就是包含像素区的第一元件100)以及逻辑电路区(第二元件200)分开制作,接着再彼此结合一起。
    59.如图7所示,形成一平坦层143覆盖透明电极142后,再形成多个彩色滤光片144于平坦层143上并对应各个透明电极142。平坦层143例如为光致抗蚀剂材料,但不限于此。形成该等彩色滤光片的步骤可归纳如下:首先进行一第一旋转涂布(spin coating)制作工艺,以于透明电极142表面形成一具有第一色系(例如为蓝色)的第一彩色滤光层(图未示),再利用一具有第一彩色滤光片图案的光掩模(图未示)对第一彩色滤光层进行一第一图案转移步骤,以透明电极142上形成至少一第一彩色滤光片。接下来以同样方法分别制作具有第二色系(例如为绿色)的第二彩色滤光片与具有第三色系(例如为红色)的第三彩色滤光片或者是更多其他色系的彩色滤光片,完成彩色滤光阵列。此后,再利用沉积与蚀刻等制作
    工艺,在彩色滤光片144上形成一平坦层(图未示),并于平坦层表面形成多个微透镜146、以及一选择性的保护层(图未示),即完成本发明的影像感测元件1。
    60.结合参考上述图1~图7,本发明提供一种影像感测元件1,包含一基底110,一电路层100b,位于基底110上,至少一纳米线感光二极管139位于第一电路层100b上并且与电路层100b电连接,其中纳米线感光二极管139包含有一下方材料层136以及一上方材料层138,下方材料层136与上方材料层138之间具有一p-n结140或者一萧特基结(schottky junction),其中下方材料层136包含有钙钛矿(perovskite)材质。
    61.在本发明的其中一些实施例中,其中钙钛矿(perovskite)材质的分子式通式为abx3,其中a包含甲基胺离子、甲脒离子、金属铯离子(cs
    +
    ),b包含金属阳离子(pb
    2+
    ,sn
    2+
    ,bi
    2+
    ),x包含卤素阴离子(cl-,br-,i-)。
    62.在本发明的其中一些实施例中,其中钙钛矿(perovskite)材质包含mapbi3(甲基氨基碘化铅)、fasncl3、fasnbr3、fasni3、fasncl
    x
    br
    yi3-x-y
    、masncl3、masnb
    r3
    、masni3、masncl
    x
    br
    yi3-x-y
    、cssncl3、cssnbr3、cssni3、cssncl
    x
    br
    yi3-x-y
    、fapbcl3、fapbbr3、fapbi3、fapbcl
    x
    br
    yi3-x-y
    、mapbcl3、mapbbr3、mapbi3、mapbcl
    x
    br
    yi3-x-y
    、cspbcl3、cspbbr3、cspbi3、cspbcl
    x
    br
    yi3-x-y
    、fabicl3、fabibr3、fabii3、fabicl
    x
    br
    yi3-x-y
    、mabicl3、mabibr3、mabii3、mabicl
    x
    br
    yi3-x-y
    、csbicl3、csbibr3、csbii3、csbicl
    x
    br
    yi3-x-y
    ,其中所述参数x与y介于0到3的范围。
    63.在本发明的其中一些实施例中,其中钙钛矿材质包含n型导电型态,上方材料层138具有p型导电型态。
    64.在本发明的其中一些实施例中,其中上方材料层138包含一金属氧化物层。
    65.在本发明的其中一些实施例中,其中上方材料层138包含mno3(三氧化钼)、v2o5、wo3、si、ge、gaas、gan、wse2、nio、cu2o、cuo、tcnq(tetracyanoquinodimethane,四氰基对苯二醌二甲烷)、f4-tcnq。
    66.在本发明的其中一些实施例中,其中包含至少一光学元件(包含彩色滤光片144与微透镜146),位于纳米线感光二极管139上。
    67.在本发明的其中一些实施例中,还包含有一第二元件200,第二元件200至少包含有一第二基底210以及一第二电路层200b,以及还包含有一接触结构300,穿过基底110并电连接第一电路层100b与第二电路层200b。
    68.在本发明的其中一些实施例中,其中还包含有一前驱物层135,位于下方材料层136下,其中前驱物层135包含有与下方材料层136组成成分之一相同的金属元素。
    69.本发明提供一种影像感测元件1的形成方法,包含:提供一基底110,形成一第一电路层100b于基底110上,形成至少一纳米线感光二极管139于第一电路层100b上,并且与第一电路层100b电连接,其中纳米线感光二极管包含有一下方材料层136以及一上方材料层138,下方材料层136与上方材料层138之间具有一p-n结140,其中下方材料层136包含有钙钛矿(perovskite)材质。
    70.在本发明的其中一些实施例中,其中钙钛矿(perovskite)材质的分子式通式为abx3,其中a包含甲基胺离子、甲脒离子、金属铯离子(cs
    +
    ),b包含金属阳离子(pb
    2+
    ,sn
    2+
    ,bi
    2+
    ),x包含卤素阴离子(cl-,br-,i-)。
    71.在本发明的其中一些实施例中,其中钙钛矿(perovskite)材质包含mapbi3(甲基
    氨基碘化铅)、fasncl3、fasnbr3、fasni3、fasncl
    x
    br
    yi3-x-y
    、masncl3、masnbr3、masni3、masncl
    x
    br
    yi3-x-y
    、cssncl3、cssnbr3、cssni3、cssncl
    x
    br
    yi3-x-y
    、fapbcl3、fapbbr3、fapbi3、fapbcl
    x
    br
    yi3-x-y
    、mapbcl3、mapbbr3、mapbi3、mapbcl
    x
    br
    yi3-x-y
    、cspbcl3、cspbbr3、cspbi3、cspbcl
    x
    br
    yi3-x-y
    、fabicl3、fabibr3、fabii3、fabicl
    x
    br
    yi3-x-y
    、mabicl3、mabibr3、mabii3、mabicl
    x
    br
    yi3-x-y
    、csbicl3、csbibr3、csbii3、csbicl
    x
    br
    yi3-x-y
    ,其中所述参数x与y介于0到3的范围。
    72.在本发明的其中一些实施例中,其中钙钛矿材质包含n型导电型态。
    73.在本发明的其中一些实施例中,其中上方材料层138包含一金属氧化物层,上方材料层138具有p型导电型态。
    74.在本发明的其中一些实施例中,其中上方材料层138包含mno3(三氧化钼)、v2o5、wo3、si、ge、gaas、gan、wse2、nio、cu2o、cuo、tcnq(tetracyanoquinodimethane,四氰基对苯二醌二甲烷)、f4-tcnq。
    75.在本发明的其中一些实施例中,其中包含形成至少一光学元件(包含彩色滤光片144与微透镜146)于纳米线感光二极管139上。
    76.在本发明的其中一些实施例中,其中还包含形成有一第二元件200,第二元件200至少包含有一第二基底210以及一第二电路层200b,以及还包含形成有一接触结构300,穿过基底110并电连接第一电路层100b与第二电路层200b。
    77.在本发明的其中一些实施例中,其中下方材料层是由一化学气相沉积(cvd)或是一电化学方式形成,且制作工艺温度低于摄氏400度。
    78.在本发明的其中一些实施例中,其中形成纳米线感光二极管139的方法包含:形成一介电层130于电路层100b上,并且于介电层130上蚀刻出多个阵列的纳米线孔洞134。
    79.在本发明的其中一些实施例中,其中形成至少纳米线感光二极管139的方法还包含:形成下方材料层136于纳米线孔洞134内,并且以一化学机械研磨或一回蚀刻方法,使下方材料层136填充于部分纳米线孔洞134。
    80.在本发明的其中一些实施例中,其中形成至少纳米线感光二极管的方法还包含:形成上方材料层138于下方材料层136上,并且填满纳米线孔洞134,其中下方材料层136与上方材料层138之间具有一p-n结140。
    81.综上所述,本发明提供一种影像感测元件及其制作方法,其中包含有由钙钛矿(perovskite)材质以及金属氧化物层组成的纳米线感光二极管。纳米线感光二极管位于电路层上方,可减少元件占用面积,并且降低串扰。此外本发明所提供的方法是利用低温沉积的方法形成纳米线感光二极管,可以与现有制作工艺整合而不会破坏元件品质。
    82.以上所述仅为本发明的优选实施例,凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰,都应属本发明的涵盖范围。

    技术特征:
    1.一种影像感测元件,其特征在于,包含:基底;第一电路层,位于该基底上;以及至少一纳米线感光二极管,位于该第一电路层上并且与该第一电路层电连接,其中该纳米线感光二极管包含有下方材料层以及上方材料层,该下方材料层与该上方材料层之间具有p-n结或者萧特基结(schottky junction),其中该下方材料层包含有钙钛矿(perovskite)材质。2.如权利要求1所述的影像感测元件,其中该钙钛矿(perovskite)材质的分子式通式为abx3,其中a包含甲基胺离子、甲脒离子、金属铯离子(cs
    +
    ),b包含金属阳离子(pb
    2+
    ,sn
    2+
    ,bi
    2+
    ),x包含卤素阴离子(cl-,br-,i-)。3.如权利要求2所述的影像感测元件,其中该钙钛矿(perovskite)材质包含mapbi3(甲基氨基碘化铅)、fasncl3、fasnbr3、fasni3、fasncl
    x
    br
    y
    i
    3-x-y
    、masncl3、masnbr3、masni3、masncl
    x
    br
    y
    i
    3-x-y
    、cssncl3、cssnbr3、cssni3、cssncl
    x
    br
    y
    i
    3-x-y
    、fapbcl3、fapbbr3、fapbi3、fapbcl
    x
    br
    y
    i
    3-x-y
    、mapbcl3、mapbbr3、mapbi3、mapbcl
    x
    br
    y
    i
    3-x-y
    、cspbcl3、cspbbr3、cspbi3、cspbcl
    x
    br
    y
    i
    3-x-y
    、fabicl3、fabibr3、fabii3、fabicl
    x
    br
    y
    i
    3-x-y
    、mabicl3、mabibr3、mabii3、mabicl
    x
    br
    y
    i
    3-x-y
    、csbicl3、csbibr3、csbii3、csbicl
    x
    br
    y
    i
    3-x-y
    ,其中所述参数x与y介于0到3的范围。4.如权利要求1所述的影像感测元件,其中该钙钛矿材质包含n型导电型态,该上方材料层具有p型导电型态。5.如权利要求1所述的影像感测元件,其中该上方材料层包含金属氧化物层。6.如权利要求5所述的影像感测元件,其中该上方材料层包含mno3(三氧化钼)、v2o5、wo3、si、ge、gaas、gan、wse2、nio、cu2o、cuo、tcnq(tetracyanoquinodimethane,四氰基对苯二醌二甲烷)、f4-tcnq。7.如权利要求1所述的影像感测元件,其中包含至少一光学元件,位于该纳米线感光二极管上。8.如权利要求1所述的影像感测元件,其中还包含有第二元件,该第二元件至少包含有第二基底以及第二电路层,以及还包含有接触结构,穿过该基底并电连接该第一电路层与该第二电路层。9.如权利要求1所述的影像感测元件,其中还包含有前驱物层,位于该下方材料层下,其中该前驱物层包含有与该下方材料层组成成分之一相同的金属元素。10.一种影像感测元件的形成方法,包含:提供基底;形成第一电路层于该基底上;以及形成至少一纳米线感光二极管于该第一电路层上,并且与该第一电路层电连接,其中该纳米线感光二极管包含有下方材料层以及上方材料层,该下方材料层与该上方材料层之间具有p-n结,其中该下方材料层包含有钙钛矿(perovskite)材质。11.如权利要求10所述的形成方法,其中该钙钛矿(perovskite)材质的分子式通式为abx3,其中a包含甲基胺离子、甲脒离子、金属铯离子(cs
    +
    ),b包含金属阳离子(pb
    2+
    ,sn
    2+
    ,bi
    2+
    ),x包含卤素阴离子(cl-,br-,i-)。
    12.如权利要求11所述的形成方法,其中该钙钛矿(perovskite)材质包含mapbi3(甲基氨基碘化铅)、fasncl3、fasnbr3、fasni3、fasncl
    x
    br
    y
    i
    3-x-y
    、masncl3、masnbr3、masni3、masncl
    x
    br
    y
    i
    3-x-y
    、cssncl3、cssnbr3、cssni3、cssncl
    x
    br
    y
    i
    3-x-y
    、fapbcl3、fapbbr3、fapb
    i3
    、fapbcl
    x
    br
    y
    i
    3-x-y
    、mapbcl3、mapbbr3、mapbi3、mapbcl
    x
    br
    y
    i
    3-x-y
    、cspbcl3、cspbbr3、cspbi3、cspbcl
    x
    br
    y
    i
    3-x-y
    、fabicl3、fabibr3、fabii3、fabicl
    x
    br
    y
    i
    3-x-y
    、mabicl3、mabibr3、mabii3、mabicl
    x
    br
    y
    i
    3-x-y
    、csbicl3、csbibr3、csbii3、csbicl
    x
    br
    y
    i
    3-x-y
    ,其中所述参数x与y介于0到3的范围。13.如权利要求10所述的形成方法,其中该钙钛矿材质包含n型导电型态。14.如权利要求10所述的形成方法,其中该上方材料层包含金属氧化物层,该上方材料层具有p型导电型态。15.如权利要求14所述的形成方法,其中该上方材料层包含mno3(三氧化钼)、v2o5、wo3、si、ge、gaas、gan、wse2、nio、cu2o、cuo、tcnq(tetracyanoquinodimethane,四氰基对苯二醌二甲烷)、f4-tcnq。16.如权利要求10所述的形成方法,其中包含形成至少一光学元件于该纳米线感光二极管上。17.如权利要求10所述的形成方法,其中还包含形成有第二元件,该第二元件至少包含有第二基底以及第二电路层,以及还包含形成有接触结构,穿过该基底并电连接该第一电路层与该第二电路层。18.如权利要求10所述的形成方法,其中该下方材料层是由化学气相沉积或是电化学方式形成,且该制作工艺温度低于摄氏400度。19.如权利要求10所述的形成方法,其中形成至少该纳米线感光二极管的方法包含:形成介电层于该第一电路层上,并且于该介电层上蚀刻出多个阵列的纳米线孔洞。20.如权利要求19所述的形成方法,其中形成至少该纳米线感光二极管的方法还包含:形成下方材料层于该纳米线孔洞内,并且以化学机械研磨或回蚀刻方法,使该下方材料层填充于部分该纳米线孔洞。21.如权利要求20所述的形成方法,其中形成至少该纳米线感光二极管的方法还包含:形成上方材料层于该下方材料层上,并且填满该纳米线孔洞,其中该下方材料层与该上方材料层之间具有p-n结或萧特基结(schottky junction)。

    技术总结
    本发明提供一种影像感测元件及其制作方法,其中该影像感测元件包含一基底,一第一电路层,位于该基底上,以及至少一纳米线感光二极管位于该第一电路层上并且与该第一电路层电连接,其中该纳米线感光二极管包含有一下方材料层以及一上方材料层,该下方材料层与该上方材料层之间具有一P-N结,其中该下方材料层包含有钙钛矿(perovskite)材质。包含有钙钛矿(perovskite)材质。包含有钙钛矿(perovskite)材质。


    技术研发人员:詹兆尧 丁乾威 蒋晓宏 戴锦华
    受保护的技术使用者:联华电子股份有限公司
    技术研发日:2020.11.23
    技术公布日:2022/5/25
    转载请注明原文地址:https://tc.8miu.com/read-20383.html

    最新回复(0)