感光器件及其制备方法和传感器像素单元与流程

本公开涉及图像传感器，尤其是一种感光器件及其制备方法和传感器像素单元。

背景技术：

1、图像传感器已经被广泛地应用在数码相机、移动手机、医疗、汽车、无人机和机器识别等领域，特别是制造互补型金属氧化物半导体(complementary metal oxidesemiconductor，cmos)图像传感器技术的快速发展，使人们对图像传感器的输出图像品质有了更高的要求。图像传感器的主要功能器件为感光器件，现有的感光器件中由于生产技术问题，可能存在漏电问题，使得现有技术的图像传感器采集的暗光图像质量较低。

技术实现思路

1、根据本公开实施例的一个方面，提供了一种感光器件，包括：第一杂质离子区、第二杂质离子区、第三杂质离子区和接触孔；

2、所述第一杂质离子区，用于收集光电电荷；

3、所述第二杂质离子区设置在所述第一杂质离子区上方，用于隔离所述第一杂质离子区与绝缘层；

4、所述第三杂质离子区内嵌于所述第一杂质离子区和所述第二杂质离子区一侧的上方；

5、所述接触孔与所述第三杂质离子区上方连通，用于与外部元器件连接。

6、可选地，所述接触孔为金属导体。

7、可选地，所述第一杂质离子区在靠近所述外部元器件的一侧设置有所述第三杂质离子区。

8、可选地，所述第一杂质离子区与所述第二杂质离子区的离子类型不同，且杂质离子浓度不同；所述第一杂质离子区与所述第三杂质离子区的离子类型相同，但杂质离子浓度不同。

9、可选地，所述感光器件还包括：半导体基体；

10、所述第一杂质离子区设置在所述半导体基体中。

11、根据本公开实施例的另一方面，提供了一种传感器像素单元，包括：如上述任一项实施例所述的感光器件、复位晶体管和辅助电路；

12、所述感光器件，用于收集光电电荷，并根据所收集的光电电荷确定所述感光器件的电势变化；

13、所述复位晶体管，用于根据外部复位控制信号对所述感光器件的复位进行控制；

14、所述辅助电路，用于根据所述感光器件的电势变化，输出目标信号。

15、可选地，所述感光器件中所述第一杂质离子区靠近所述复位晶体管的一侧设置所述第三杂质离子区。

16、根据本公开实施例的又一方面，提供了一种感光器件的制备方法，包括：

17、在半导体基体上制作第一杂质离子区；

18、制作第二杂质离子区，使所述第二杂质离子区全面覆盖所述第一杂质离子区；

19、在所述第一杂质离子区和所述第二杂质离子区一侧，制作第三杂质离子区；

20、在所述第三杂质离子区上方制作接触孔。

21、可选地，所述在所述第一杂质离子区和所述第二杂质离子区一侧，制作第三杂质离子区，包括：

22、在所述第二杂质离子区表面淀积氧化物绝缘材料，生成绝缘层；

23、利用光刻胶和所述接触孔对应的接触孔掩膜版，在所述绝缘层一侧确定注入孔；

24、对所述注入孔进行杂质离子注入，在所述第一杂质离子区和所述第二杂质离子区的一侧生成杂质离子浓度不同的第三杂质离子区。

25、可选地，所述对所述注入孔进行杂质离子注入，在所述第一杂质离子区和所述第二杂质离子区的一侧生成杂质离子浓度不同的第三杂质离子区，包括：

26、对所述注入孔进行杂质离子注入；所述杂质离子类型为第三杂质离子区的离子类型；

27、进行热退火处理，激活注入的杂质离子，生成所述第三杂质离子区；其中，所述热退火温度范围为700摄氏度～1200摄氏度，热退火时间长度范围为0.1秒～10分钟。

28、可选地，所述利用光刻胶和所述接触孔对应的接触孔掩膜版，在所述第二杂质离子区一侧确定注入孔，包括：

29、在所述绝缘层表面旋涂光刻胶；

30、使用所述接触孔掩膜版对所述光刻胶进行曝光，并显影，确定所述注入孔，清除所述注入孔内的光刻胶；

31、化学离子刻蚀，将所述注入孔内的所述绝缘层刻蚀去除。

32、可选地，所述化学离子刻蚀，将所述注入孔内的所述绝缘层刻蚀去除之后，还包括：

33、清洗去除未被曝光的光刻胶。

34、可选地，所述在所述第三杂质离子区上方制作接触孔，包括：

35、向所述绝缘层一侧的注入孔淀积金属导体材料，填充所述注入孔；

36、去除不需要的金属导体材料，形成所述接触孔。

37、根据本公开实施例的还一方面，提供了一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，还包括上述任一实施例所述的感光器件或传感器像素单元；

38、所述存储器存储计算机执行指令；

39、所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以控制所述感光器件或所述传感器像素单元。

40、可选地，所述电子设备被纳入以下任意一项：脉冲相机、高速相机、音/视频播放器、导航设备、固定位置终端、娱乐单元、智能手机、通信设备、机动交通工具中的设备、摄像头、运动或可穿戴式相机、检测设备、飞行设备、医疗设备、安防设备。

41、基于本公开上述实施例提供的一种感光器件及其制备方法和传感器像素单元，包括：第一杂质离子区、第二杂质离子区、第三杂质离子区和接触孔；所述第一杂质离子区，用于收集光电电荷；所述第二杂质离子区设置在所述第一杂质离子区上方，用于隔离所述第一杂质离子区与绝缘层；所述第三杂质离子区内嵌于所述第一杂质离子区一侧的上方；所述接触孔与所述第三杂质离子区上方连通，用于与外部元器件连接；本实施例中，通过将接触孔设置在第三杂质离子区，实现第二杂质离子区覆盖第一杂质离子区顶部面积最大化，且未被第二杂质离子区覆盖部分，由于具有第三杂质离子区的遮挡，最大程度地降低第一杂质离子区因接触氧化物绝缘体而产生的漏电流。

42、下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种感光器件，其特征在于，包括：第一杂质离子区、第二杂质离子区、第三杂质离子区和接触孔；

2.根据权利要求1所述的感光器件，其特征在于，所述接触孔为金属导体。

3.根据权利要求1或2所述的感光器件，其特征在于，所述第一杂质离子区在靠近所述外部元器件的一侧设置有所述第三杂质离子区。

4.根据权利要求1-3任一所述的感光器件，其特征在于，所述第一杂质离子区与所述第二杂质离子区的离子类型不同，且杂质离子浓度不同；所述第一杂质离子区与所述第三杂质离子区的离子类型相同，但杂质离子浓度不同。

5.根据权利要求1-4任一所述的感光器件，其特征在于，所述感光器件还包括：半导体基体；

6.一种传感器像素单元，其特征在于，包括：如权利要求1-5任一项所述的感光器件、复位晶体管和辅助电路；

7.根据权利要求6所述的像素单元，其特征在于，所述感光器件中所述第一杂质离子区靠近所述复位晶体管的一侧设置所述第三杂质离子区。

8.一种感光器件的制备方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在所述第一杂质离子区和所述第二杂质离子区一侧，制作第三杂质离子区，包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述对所述注入孔进行杂质离子注入，在所述第一杂质离子区和所述第二杂质离子区的一侧生成杂质离子浓度不同的第三杂质离子区，包括：

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述利用光刻胶和所述接触孔对应的接触孔掩膜版，在所述第二杂质离子区一侧确定注入孔，包括：

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述化学离子刻蚀，将所述注入孔内的所述绝缘层刻蚀去除之后，还包括：

13.根据权利要求9-12任一所述的方法，其特征在于，所述在所述第三杂质离子区上方制作接触孔，包括：

14.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，还包括权利要求1-5任一所述的感光器件或权利要求6或7所述的传感器像素单元；

15.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备被纳入为以下任意一项：脉冲相机、高速相机、音/视频播放器、导航设备、固定位置终端、娱乐单元、智能手机、通信设备、机动交通工具中的设备、摄像头、运动或可穿戴式相机、检测设备、飞行设备、医疗设备、安防设备。

技术总结
本公开实施例公开了一种感光器件及其制备方法和传感器像素单元，其中，感光器件包括：第一杂质离子区、第二杂质离子区、第三杂质离子区和接触孔；所述第一杂质离子区，用于收集光电电荷；所述第二杂质离子区设置在所述第一杂质离子区上方，用于隔离所述第一杂质离子区与绝缘层；所述第三杂质离子区内嵌于所述第一杂质离子区一侧的上方；所述接触孔与所述第三杂质离子区上方连通，用于与外部元器件连接；本实施例中，通过将接触孔设置在第三杂质离子区，实现第二杂质离子区覆盖第一杂质离子区顶部面积最大化，且未被第二杂质离子区覆盖部分，由于具有第三杂质离子区的遮挡，最大程度地降低第一杂质离子区因接触氧化物绝缘体而产生的漏电流。

技术研发人员：郭同辉,周新萍,宋磊
受保护的技术使用者：脉冲视觉（北京）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27