>與第--接觸孔下方的N型源漏區(qū)21相接觸，第一二接觸孔穿過柵氧層01與第一二接觸孔下方的接地端23相接觸；透明導(dǎo)電薄膜60通過其下方的頂層通孔43、多層相連接的金屬互連和第一一接觸孔與N型源漏區(qū)21相連接，量子點(diǎn)薄膜下方的第二頂層金屬332通過第二頂層金屬332下方的多層相連接的金屬互連和第一二接觸孔層與接地端23相連接，從而使量子點(diǎn)薄膜產(chǎn)生的電信號(hào)通過第二傳輸管柵極24傳輸?shù)降诙腋÷O22，實(shí)現(xiàn)電荷信號(hào)向電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
[0041]本實(shí)施例中，硅基像素單元中的不相互連接的金屬互連線中的金屬層與量子點(diǎn)像素單元中的多層相連接的金屬互連中的金屬層一一對(duì)應(yīng)且位于相同的層中，例如，均為三層金屬層。
[0042]需要說明的是，本發(fā)明中的不相互連接的金屬互連線的層數(shù)以及多層相連接的金屬互連中的金屬層的層數(shù)不局限于本實(shí)施例中所列舉的層數(shù)；透明導(dǎo)電薄膜不局限于本實(shí)施例中所列舉的ΙΤ0薄膜；量子點(diǎn)的吸收波長(zhǎng)不限于本實(shí)施例中所列舉的探測(cè)900-1700nm的短波紅外光。
[0043]請(qǐng)參閱圖2，本實(shí)施例中，以制備上述的硅基與量子點(diǎn)全集成的圖像傳感器的制備方法為例進(jìn)行說明，該制備方法包括:
[0044]步驟01:請(qǐng)參閱圖3，采用CMOS前道制造工藝依次在硅襯底00中制備光電二極管011、在硅襯底00上形成柵氧層01、在柵氧層01上制備第一傳輸管柵極012和第二傳輸管柵極24、以及通過離子注入工藝在第一傳輸管柵極012下方與光電二極管011相對(duì)的一側(cè)形成第一懸浮漏極013、在第二傳輸管柵極24下方兩側(cè)分別形成N型源漏區(qū)21和第二懸浮漏極22、以及在第二懸浮漏極22靠近硅襯底00邊緣一側(cè)的接地端23 ;
[0045]具體的，這里采用常規(guī)CMOS前道工藝，所形成的第一懸浮漏極013、第二懸浮漏極22為N型。
[0046]步驟02:請(qǐng)參閱圖4，采用CMOS后道金屬互連工藝，通過光刻、刻蝕、沉積和化學(xué)機(jī)械拋光工藝，形成在硅襯底00上的層間介質(zhì)層02、在層間介質(zhì)層02中且在柵氧層01上的底部接觸孔層30、金屬層和通孔層相間設(shè)置的多層相連接的金屬互連；
[0047]具體的，硅基像素單元中多層相連接的金屬互連中的金屬層具有三層，其包括位于底部接觸孔30上的第一層金屬31、位于第一層金屬31上的第一層通孔層41、位于第一層通孔層41上的第二層金屬32、位于第二層金屬32上的第二層通孔42、位于第二層通孔42上的頂層金屬331和332 ;頂層金屬331的長(zhǎng)度小于填充有量子點(diǎn)薄膜的頂層凹槽60的長(zhǎng)度；層間介質(zhì)層01起到金屬之間的隔離作用；層間介質(zhì)層01由多個(gè)介質(zhì)層構(gòu)成，每個(gè)介質(zhì)層的形成與通孔層和金屬層的形成是同時(shí)的，層間介質(zhì)層、金屬互連的形成是常規(guī)工藝，這里不再贅述；這里，如前所述的金屬互連結(jié)構(gòu)中，接觸孔包括第一一接觸孔和第一二接觸孔；第--接觸孔與N型源漏區(qū)21相接觸，第一二接觸孔與接地端23相接觸；
[0048]步驟03:請(qǐng)參閱圖5，經(jīng)光刻和刻蝕工藝，在對(duì)應(yīng)于接地端23上方且在多層相連接的金屬互連的第二頂層金屬332上的層間介質(zhì)層01中形成用于填充量子點(diǎn)薄膜的頂層凹槽60 ；
[0049]具體的，通過光刻和干法刻蝕工藝在對(duì)應(yīng)于P型接地端23上方的第二頂層金屬332上的層間介質(zhì)層02中刻蝕出頂層凹槽60 ；
[0050]步驟04:請(qǐng)參閱圖6，在層間介質(zhì)層01表面和頂層凹槽60中形成對(duì)紅外敏感的量子點(diǎn)薄膜L50 ;其中，在頂層凹槽60中的量子點(diǎn)薄膜L50頂部低于在層間介質(zhì)層01表面的量子點(diǎn)薄膜L50的頂部；
[0051]具體的，制備量子點(diǎn)的方法可以采用現(xiàn)有工藝，制備好的量子點(diǎn)懸浮于溶劑中形成量子點(diǎn)懸浮液，將此量子點(diǎn)懸浮液通過旋涂、滴注、提拉等方式在完成步驟04的硅襯底00上形成量子點(diǎn)薄膜L50，由于整個(gè)硅襯底00上的量子點(diǎn)薄膜L50的厚度是相同的，因此，在頂層凹槽60中的量子點(diǎn)薄膜L50的頂部會(huì)低于在層間介質(zhì)層02表面的量子點(diǎn)薄膜L50的頂部，從而后續(xù)可以采用化學(xué)機(jī)械拋光方法來去除層間介質(zhì)層02表面的量子點(diǎn)薄膜L50。
[0052]步驟05:請(qǐng)參閱圖7，采用化學(xué)機(jī)械拋光法研磨量子點(diǎn)薄膜L50，將層間介質(zhì)層02表面的量子點(diǎn)薄膜L50去除，保留頂層凹槽60中的量子點(diǎn)薄膜L50與頂層凹槽60頂部齊平；
[0053]具體的，頂層凹槽60中的量子點(diǎn)薄膜L50的厚度高于或等于頂層凹槽60頂部，從而可以研磨去除頂層凹槽60以外的量子點(diǎn)薄膜L50以及高于頂層凹槽60頂部的量子點(diǎn)薄膜L50，從而形成頂層凹槽60中的量子點(diǎn)薄膜50。
[0054]步驟06:請(qǐng)參閱圖8，經(jīng)光刻和刻蝕工藝，在對(duì)應(yīng)于N型源漏區(qū)21上方的多層相連接的金屬互連的第一頂層金屬331上形成頂層通孔圖案43’ ；
[0055]具體的，采用光刻和刻蝕工藝在第一頂層金屬331上的層間介質(zhì)層02中刻蝕出頂層通孔圖案43’ ；
[0056]步驟07:請(qǐng)參閱圖9，在頂層通孔圖案43’中填充金屬，然后平坦化填充的金屬頂部至與層間介質(zhì)層02頂部齊平；
[0057]具體的，金屬的填充可以采用電鍍工藝，采用化學(xué)機(jī)械研磨法來平坦化填充的金屬頂部，從而形成頂層通孔43，這樣，所形成的填充金屬的頂部、量子點(diǎn)薄膜頂部和層間介質(zhì)層02頂部齊平，有利于后續(xù)形成的透明導(dǎo)電薄膜60與層間介質(zhì)層02、量子點(diǎn)薄膜和填充金屬的緊密結(jié)合，避免產(chǎn)生空氣隙，導(dǎo)致接觸電阻增大。
[0058]步驟08:請(qǐng)參閱圖10，在頂層通孔圖案43中填充的金屬頂部、頂層凹槽60中的量子點(diǎn)薄膜頂部以及暴露的層間介質(zhì)層02表面形成透明導(dǎo)電薄膜，然后刻蝕透明導(dǎo)電薄膜，以去除位于硅基像素單元上方的透明導(dǎo)電薄膜，保留位于量子點(diǎn)像素單元上方的透明導(dǎo)電薄膜。
[0059]具體的，采用磁控電鍍法來形成ΙΤ0透明導(dǎo)電薄膜60，采用光刻和刻蝕工藝對(duì)ΙΤ0透明導(dǎo)電薄膜60進(jìn)行選擇性刻蝕，從而形成連接于量子點(diǎn)薄膜和填充金屬頂部的ΙΤ0透明導(dǎo)電薄膜60，即透明薄膜電極。
[0060]綜上所述，本發(fā)明的硅基與量子點(diǎn)全集成的圖像傳感器及制備方法，通過將硅基像素單元和量子點(diǎn)像素單元集成在同一硅襯底上，硅基圖像傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)可見光的成像和檢測(cè)，硅基圖像傳感器通過離子注入在硅襯底中形成光電二極管，光電二極管將收集到的入射光轉(zhuǎn)換成電荷，并把轉(zhuǎn)換以后的電荷積累在光電二極管中，在光電轉(zhuǎn)換過程結(jié)束以后，通過脈沖信號(hào)將傳輸管的柵極打開，將光電二極管中積累的電荷全部輸送到懸浮漏極中，懸浮漏極將積累的電荷數(shù)轉(zhuǎn)換為電壓的變化量；通過選擇合適的量子點(diǎn)材料和尺寸，可以形成紅外高靈敏度的量子點(diǎn)薄膜，實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外信號(hào)的成像和檢測(cè)，同時(shí)在硅基上形成器件的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)量子點(diǎn)薄膜產(chǎn)生的光電信號(hào)進(jìn)行控制和讀出，量子點(diǎn)薄膜將收集到的入射光轉(zhuǎn)換成電荷，在光電轉(zhuǎn)換過程結(jié)束以后，通過脈沖信號(hào)將第二傳輸管柵極打開，將光電轉(zhuǎn)換的電荷全部輸送到第二懸浮漏極中，第二懸浮漏極將積累的電荷數(shù)轉(zhuǎn)換為電壓的變化量。量子點(diǎn)薄膜像素單元的讀出和控制原理與硅基像素單元的類似，因此兩者可以實(shí)現(xiàn)讀出電路的復(fù)用，節(jié)約了芯片面積，降低了電路設(shè)計(jì)的難度，并且本發(fā)明的制備方法與CMOS圖像傳感器工藝相兼容，有利于將可見光與紅外圖像傳感器進(jìn)行單芯片制造，實(shí)現(xiàn)了可見光與紅外探測(cè)技術(shù)結(jié)合在一起的寬光譜檢測(cè)與成像技術(shù)，簡(jiǎn)化了相關(guān)產(chǎn)品的復(fù)雜程度，大幅降低產(chǎn)品成本。