[发明专利]固态成像装置及其制造方法以及成像设备

权利要求书

1.一种固态成像装置，包括：

硅衬底；以及

光电转换层，其设置在所述硅衬底上并且与所述硅衬底晶格匹配，所述光电转换层由基于铜-铝-镓-铟-硫-硒的混晶或基于铜-铝-镓-铟-锌-硫-硒的混晶的基于黄铜矿的化合物半导体构成。

2.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述光电转换层由超晶格层形成，所述超晶格层的厚度等于或小于临界厚度。

3.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述光电转换层包括

第一光电转换子层，其构造为分离红色光并具有2.00eV±0.1eV的带隙；

第二光电转换子层，其构造为分离绿色光并具有2.20eV±0.15eV的带隙；以及

第三光电转换子层，其构造为分离蓝色光并具有2.51eV±0.2eV的带隙。

4.根据权利要求3所述的固态成像装置，其中，从所述硅衬底那一侧按照顺序堆叠所述第一光电转换子层、所述第二光电转换子层和所述第三光电转换子层。

5.根据权利要求4所述的固态成像装置，

其中，载流子的屏障形成在所述第一光电转换子层与所述第二光电转换子层之间以及所述第二光电转换子层与所述第三光电转换子层之间的界面的宽带隙那一侧上，或者

其中，载流子的屏障形成在所述硅衬底与所述第一光电转换子层之间的界面的宽带隙那一侧上。

6.根据权利要求1所述的固态成像装置，

其中，所述光电转换层具有逐渐地或步进地变化的带隙并具有能量不连续性，并且

其中，通过施加反向偏压而引起雪崩倍增。

7.根据权利要求5所述的固态成像装置，

其中，按照顺序将V_R、V_G、和V_B的反向偏压顺序地施加到所述光电转换层，以顺序地读取R信号、G信号和B信号，

其中，V_R表示用于读取对应于红色的R信号的反向偏压，

V_G表示用于读取对应于绿色的G信号的反向偏压，并且

V_B表示用于读取对应于蓝色的B信号的反向偏压，并且规定V_B＞V_G＞V_R。

8.根据权利要求7所述的固态成像装置，

其中，所述光电转换层具有电势不连续性，

所述第一光电转换子层、所述第二光电转换子层和所述第三光电转换子层将光沿着深度方向分离为红光、绿光和蓝光成分，

通过所述载流子的屏障来使得光电子聚集，

按照顺序分三步施加V_R、V_G、和V_B的反向偏压，以读取所述R信号、所述G信号和所述B信号，并且

通过所述电势不连续性引起雪崩倍增。

9.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：

支撑衬底；

布线部分，其设置在所述支撑衬底上；

像素部分，所述像素部分设置在所述布线部分上并且包括光电转换部分，所述光电转换部分构造为将入射光光电转换为电信号；以及

硅层，其包括设置在所述像素部分周围的外围电路，

其中，所述光电转换部分设置在所述硅层的入射光侧最上方的表面上，并且包括设置在所述硅衬底中的第一电极层、所述光电转换层和设置在所述光电转换层上的第二电极层。

10.根据权利要求3所述的固态成像装置，还包括：

沿着所述硅衬底的水平方向延伸的PIN结构或PN结构；以及

形成在所述第二光电转换子层与所述第三光电转换子层之间、所述第一光电转换子层与所述第二光电转换子层之间或者所述第一光电转换子层与所述硅衬底之间的界面附近的部分的宽带隙那一侧上的屏障，所述屏障具有超过26meV的能量。