公开/公告号CN101000917A
专利类型发明专利
公开/公告日2007-07-18
原文格式PDF
申请/专利权人 安捷伦科技有限公司;
申请/专利号CN200710000843.1
发明设计人 拉塞尔·W·格鲁克;查尔斯·E·波特;
申请日2007-01-12
分类号H01L27/146(20060101);H01L31/0236(20060101);
代理机构11258 北京东方亿思知识产权代理有限责任公司;
代理人王怡
地址 美国加利福尼亚州
入库时间 2023-12-17 18:50:31
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2015-03-11
未缴年费专利权终止 IPC(主分类):H01L27/146 授权公告日:20091223 终止日期:20140112 申请日:20070112
专利权的终止
2013-06-19
专利权的转移 IPC(主分类):H01L27/146 变更前: 变更后: 登记生效日:20130523 申请日:20070112
专利申请权、专利权的转移
2009-12-23
授权
授权
2009-03-11
实质审查的生效
实质审查的生效
2008-05-07
专利申请权、专利权的转移(专利申请权的转移) 变更前: 变更后: 登记生效日:20080321 申请日:20070112
专利申请权、专利权的转移(专利申请权的转移)
2007-07-18
公开
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技术领域
本发明涉及利用表面等离子体来增加能量吸收效率。
背景技术
存在多种多用途半导体传感器。具体而言，硅传感器广泛用于成像技术中，例如，摄像机、数码相机和光导航设备中。
在光学导航设备中使用的硅COMS图像传感器中的硅层一般制造的尽可能薄，以使所使用的硅的量尽可能小，并且获得尽可能致密的器件。红外光趋向在不被吸收的情况下通过这种硅CMOS图像传感器的硅层。因此，硅COMS图像传感器中的硅太薄，以至于不能以期望的能量吸收效率来吸收红外光。
发明内容
本发明涉及利用表面等离子体来增加半导体传感器的能量吸收效率。
附图说明
下面结合附图描述根据本发明的实施例。
图1是根据本发明的能量对波数的图，该图示出了光锥内的光辐射状态或平面波状态与表面等离子体扩散曲线上的表面等离子体状态之间的关系，并且还示出了表面等离子体态到光子态的耦合；
图2是根据本发明具有矩形轮廓的波纹表面的图；
图3是根据本发明在图2中示出的波纹表面的矩形轮廓的傅立叶频谱；
图4是根据本发明的能量对波数的图，该图示出了光锥内的光辐射状态或平面波状态与表面等离子体扩散曲线上的表面等离子体状态之间的关系，并且还示出了一个表面等离子体到三种不同的光子的三种不同的耦合；
图5是根据本发明示出了在波纹金属/硅界面处光子被转换成表面等离子体的硅COMS图像传感器的图；
图6是根据本发明示出了在波纹金属/电介质界面处光子被转换成表面等离子体的硅COMS图像传感器的图；
图7是根据本发明的的硅COMS图像传感器的图，该图像传感器的波纹金属/半导体界面具有波纹轮廓；以及
图8是根据本发明的的硅COMS图像传感器的图，该图像传感器的波纹金属/电介质体界面具有波纹轮廓。
具体实施方式
现在将详细描述根据本发明的实施例，这些实施例的示例是结合附图示出的，在所有的附图中相似的标号指示类似的元件。根据本发明的实施例描述如下。
如果有方法将入射到硅CMOS图像传感器的光线在该光线穿透硅后弯曲90°，则该光线会通过像素宽度，而不是穿过该硅的厚度，像素宽度可能为5到6μm宽，而硅的厚度可能仅1μm或者更薄，从而增大了光通过硅的距离，相对应地增大了光被吸收的概率，产生了更多电子-空穴对。这可以利用表面等离子体来实现。
可以认为表面等离子体是一种衰减非常高的导波，这种波被约束到沿金属/电介质界面，并且是金属的表面电荷和电磁场的组合振荡。表面等离子体不是光辐射状态或平面波，因为它的电场分布随远离金属/电介质界面而成指数衰落。表面等离子体的电场称作瞬失波。
图1示出了在垂直能量轴20上绘制的能量对在水平波数轴22上绘制的波数kz的图。波数kz是平行于某界面的波数k沿Z轴的分量。
波数k由下式定义：
