本技术涉及光电探测，尤其涉及一种像素阵列、光电二极管的制备方法、成像传感器。
背景技术：
1、近年来，单光子雪崩二极管因其具有单光子探测灵敏度，小于百ps的时间分辨能力等优异的探测性能，在车载激光雷达，机器视觉等应用领域的发展十分迅速。与cis等成像传感器一样，单光子雪崩二极管也被期望应用于rgb成像中，此外，由于单光子雪崩二极管还可以用于距离探测，因此基于单光子雪崩二极管的rgbd成像是一个重要的技术方向。
2、现有技术中均是基于多个像素在二维平面上进行组合实现rgbd探测。例如，通过pix_r(红光感测像素)、pix_g(绿光感测像素)、pix_b(蓝光感测像素)、pix_d（tof像素，即距离探测像素），以及pix_i（用于tof探测的主动光源像素）以特定的排列方式组合起来，从而实现rgbd成像。这种方案的缺点在于需要多个像素组合实现入射光的色彩识别，因此其图像分辨率受限于组合后的宏像素单元尺寸，且每个像素表面均需要制作对应感测波长的滤光片，工艺较为复杂。
技术实现思路
1、本技术实施例提供了一种像素阵列、光电二极管的制备方法、成像传感器，该像素阵列通过单个光电二极管可实现色彩识别，且不需要rgb滤光片，使得制造工艺更加简单。
2、第一方面，本技术提供了一种像素阵列，该像素阵列包括阵列排布的多个像素单元，所述像素单元包括第一光电二极管、第二光电二极管和激光发射器件；所述第一光电二极管被配置为感测入射光的波长；所述第二光电二极管和所述激光发射器件被配置为感测与目标物体的距离；所述第一光电二极管包括衬底及设置于所述衬底内的三个pn结，所述三个pn结沿所述衬底的厚度方向依次间隔设置。
3、基于上述方案，本技术一些实施例提供一种像素阵列，该像素阵列将rgb三个像素点集成到一个像素点上，即通过一个第一光电二极管可以实现三个像素的感测，这样一来，也就不需要在每个色彩识别像素点上设置滤光片，使得制造工艺简单，可以进一步降低成本。同时，该像素阵列中加入第二光电二极管和激光发射器件可以进一步完成深度感应，与第一光电二极管配合使用，能够提供更加丰富和精确的视觉信息。
4、在一些实施例中，所述衬底包括在所述厚度方向上相背设置的第一表面和第二表面；任意相邻两个所述pn结中，相对靠近所述第二表面的pn结在所述第一表面上的正投影，位于相对靠近所述第一表面的pn结在所述第一表面上的正投影的范围之内；所述pn结包括沿所述衬底的厚度方向设置的p型层和n型层，同一所述pn结的p型层和n型层中，相对靠近所述第二表面的层在所述第一表面上的正投影，位于相对靠近所述第一表面的层在所述第一表面上的正投影的范围之内。
5、在一些实施例中，所述三个pn结中最靠近所述第一表面的pn结为第一pn结，位于中间位置的pn结为第二pn结；所述衬底为p型衬底，所述第一pn结的p型层相比n型层靠近所述第一表面，第二pn结的p型层相比n型层靠近所述第一表面。
6、在一些实施例中，所述p型衬底包括p型本体层和形成于所述本体层上的p型外延层；所述第一pn结的p型层为所述本体层靠近所述第一表面的部分，所述第一pn结的n型层为形成于所述本体层靠近所述第二表面的部分内的n型埋层；所述第二pn结的p型层为形成于所述外延层内的p型阱，所述第二pn结为形成于所述外延层内的n型阱；所述第一光电二极管还包括位于所述第一pn结和所述第二pn结之间的第一夹层，所述第一夹层为所述外延层的一部分。
7、在一些实施例中，所述第一光电二极管还包括与所述第一pn结对应的第一连接结构，和与所述第二pn结对应的第二连接结构；所述第一连接结构和所述第二连接结构均包括p型子连接结构和n型子连接结构；所述p型子连接结构与对应的pn结的p型层接触；所述n型子连接结构与对应的pn结的n型层接触。
8、在一些实施例中，沿从所述第一光电二极管的边缘向所述第一光电二极管的中心的方向，所述第一连接结构的p型子连接结构、所述第一连接结构的n型子连接结构、所述第二连接结构的p型子连接结构、所述第二连接结构的n型子连接结构依次排列。
9、在一些实施例中，所述p型子连接结构包括p型掺杂区和p型接触部，所述p型掺杂区嵌设在所述p型衬底内，所述p型接触部嵌设在所述p型掺杂区内，且所述p型接触部暴露于所述第二表面；所述p型掺杂区的掺杂浓度小于所述p型接触部的掺杂浓度。
10、所述n型子连接结构包括n型掺杂区和n型接触部，所述n型掺杂区嵌设在所述p型衬底内，所述n型接触部嵌设在所述n型掺杂区内，且所述n型接触部暴露于所述第二表面；所述n型掺杂区的掺杂浓度小于所述n型接触部的掺杂浓度。
11、在一些实施例中，所述三个pn结中最靠近所述第二表面的pn结为第三pn结；所述衬底为p型衬底，所述p型衬底包括p型本体层和形成于所述本体层上的p型外延层；所述第三pn结的n型层为形成于所述外延层内n型阱，所述第三pn结的p型层为形成于所述n型阱内的p型阱，且所述p型阱暴露于所述第二表面；所述第一光电二极管还包括位于所述第二pn结和所述第三pn结之间的第二夹层，所述第二夹层为所述外延层的一部分。
12、在一些实施例中，所述第一光电二极管还包括与所述第三pn结对应的第三连接结构，所述第三连接结构嵌设在所述第三pn结的n型层内，且与所述第三pn结的n型层接触；所述第三连接结构为n型掺杂，且所述第三连接结构的掺杂浓度大于所述第三pn结的n型层的掺杂浓度。
13、在一些实施例中，所述像素单元包括两个所述第一光电二极管、一个所述第二光电二极管和一个所述激光发射器件；两个所述第一光电二极管、一个所述第二光电二极管和一个所述激光发射器件呈2×2阵列排布，两个所述第一光电二极管分设于对角位置，所述第二光电二极管和所述激光发射器件分设于另外的对角位置。
14、在一些实施例中，所述第一光电二极管和所述第二光电二极管为单光子雪崩二极管。
15、第二方面，本技术提供了一种光电二极管的制备方法，在初始衬底上形成n型埋层，在所述n型埋层上形成第一夹层；在所述第一夹层上形成第二pn结的p型层；在所述第一p型阱上形成所述第二pn结的n型层；在所述第二pn结的n型层上设置第二夹层；在所述第二夹层上形成第三pn结的n型层，在所述第三pn结的n型层上形成所述第三pn结的p型层；其中，所述初始衬底为p型衬底。
16、本技术的一些实施例提供的光电二极管的制备方法所能实现的有益效果，与上述技术方案提供的一种像素阵列所能达到的有益效果相同，在此不再赘述。
17、在一些实施例中，在所述p型衬底上形成p型子连接结构；在所述p型子连接结构上形成p型掺杂区和p型接触部；在所述n型埋层形成后，在所述n型埋层上形成n型子连接结构，在所述n型子连接结构上形成n型掺杂区和n型接触部；其中，所述p型掺杂区的掺杂浓度小于所述p型接触部的掺杂浓度；所述n型掺杂区的掺杂浓度小于所述n型接触部的掺杂浓度。
18、在一些实施例中，在所述第二pn结的p型层形成后，在所述第二pn结的p型层上形成p型子连接结构；在所述p型子连接结构上形成p型掺杂区和p型接触部；在所述第二pn结的n型层形成后，在所述第二pn结的n型层上形成n型子连接结构，在所述n型子连接结构上形成n型掺杂区和n型接触部；其中，所述p型掺杂区的掺杂浓度小于所述p型接触部的掺杂浓度；所述n型掺杂区的掺杂浓度小于所述n型接触部的掺杂浓度。
19、在一些实施例中，在所述第三pn结的n型层形成后，在所述第三pn结的n型层上形成第三连接结构。
20、第三方面，本技术提供了一种成像传感器，所述成像传感器包括：上述的像素阵列，和与所述像素阵列相连的外围电路。
21、所述外围电路被配置为，打开所述第一光电二极管，并接收所述第一光电二极管响应于入射光而产生的第一感测信号，根据所述第一感测信号确定入射光的波长；以及，打开所述第二光电二极管和所述激光发射器件，并接收所述第二光电二极管响应于被目标物体反射的光线而产生的第二感测信号，根据所述第二感测信号确定与目标物体的距离。
22、本技术的一些实施例提供的成像传感器所能实现的有益效果，与上述技术方案提供的一种像素阵列所能达到的有益效果相同，在此不再赘述。
23、第四方面，本技术提供了一种成像传感器的控制方法，应用于上述的成像传感器。
24、在感测入射光波长时，接收第一光电二极管响应于入射光而产生的第一感测信号，根据所述第一感测信号确定入射光的波长；在感测与目标物体的距离时，接收第二光电二极管响应于被目标物体反射的光线而产生的第二感测信号，根据所述第一感测信号确定与目标物体的距离。
25、本技术的一些实施例提供的一种成像传感器的控制方法所能实现的有益效果，与上述技术方案提供的一种像素阵列所能达到的有益效果相同，在此不再赘述。
26、在一些实施例中，所述接收第一光电二极管响应于入射光而产生的第一感测信号，根据所述第一感测信号确定入射光的波长，包括：确定第一光电二极管的三个pn结各自对三基色光中每种颜色光的光子探测效率；根据所述第一感测信号，确定三个pn结探测到的光子数量；根据所述光子探测效率和所述光子数量，确定入射光中包含的每种颜色的光子的数量，进而确定入射光的波长。
27、第五方面，本技术提供了一种电子设备，该电子设备包括上述的成像传感器。
28、本技术的一些实施例提供的一种电子设备所能实现的有益效果，与上述技术方案提供的一种像素阵列所能达到的有益效果相同，在此不再赘述。