本实用新型专利技术提供一种像素结构、图像传感器、电子设备，像素结构包括半导体衬底、设置半导体衬底中的光电转换区及浮动扩散区、传输门电极及电场调制结构。本实用新型专利技术的像素结构设计中，在传输控制门电极与浮动扩散区之间形成电场调制结构，可以基于设置的电场调制结构对传输控制门电极与浮动扩散区之间形成的电场进行调制；另外，当电荷传输晶体管的栅极与漂浮扩散有源区之间构成高电势差时，可以减小或降低的是栅极与漂浮扩散有源区交叠区的电场强度，从而减小栅极诱导漏电(GIDL)，改善CIS图像白点坏像素的问题，提高CIS的图像质量。提高CIS的图像质量。提高CIS的图像质量。
【技术实现步骤摘要】
像素结构、图像传感器、电子设备
[0001]本技术属于半导体
，特别是涉及一种像素结构、图像传感器、电子设备。
技术介绍
[0002]今天，CMOS图像传感器(CIS)已经在我们的日常生活中无处不在，从智能手机到汽车、安全摄像头、机器人和AR/VR娱乐设备。随着我们逐渐过渡到物联网时代，对智能、互联和自主消费产品的强劲需求推动了这一趋势。作为回应，领先的图像传感器设计师、供应商和世界铸造厂继续推进技术创新，以促进像素间距缩小到更小尺寸，并通过像素级互连实现更大的CIS/ISP集成。近期，在移动手机市场的强大需求驱动力作用下，要求更小像素尺寸的 CMOS图像传感器产品，例如0.7um像素。CIS像素尺寸不断缩小，使得生产商家采用更小线宽和更高精度的工艺平台来制作产品。基于高迁移率，大多数CIS使用n型金属氧化物半导体(nMOS)晶体管，包括电荷传输晶体管和源极跟随器放大器。
[0003]随着生产工艺制程的小型化趋势，nMOS电荷传输晶体管的栅氧化层以及侧墙工艺越来越薄短，导致电荷传输晶体管与其漏极端(即漂浮扩散有源区)之间的电场难以得到有效的调控，另外，上述趋势也促使栅极诱导漏电(GIDL)的问题越技术显。CIS像素在曝光期间，电荷传输晶体管的栅极偏压为负压，以完全阻止任何电子在无光条件下流入光电二极管；电荷传输晶体管的栅极与其漏极端(即漂浮扩散有源区)构成高电势差，很容易发生GIDL 现象。GIDL现象，会引发CIS图像白点坏像素的问题，从而降低了CIS的图像质量。
[0004]因此，如何提供一种像素结构、图像传感器、电子设备及制备方法，以解决现有技术中的上述技术问题实属必要。
[0005]应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种像素结构、图像传感器、电子设备，用于解决现有技术中电荷传输晶体管与漂浮扩散有源区之间的电场难以得到有效的调控以及栅极诱导漏电难以有效解决等问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种像素结构，所述像素结构包括：
[0008]半导体衬底，具有相对的第一面及第二面；
[0009]光电转换区，自所述第一面延伸至所述半导体衬底中，用于接收光信号以产生电信号；
[0010]浮动扩散区，自所述第一面延伸至所述半导体衬底中，且与所述光电转换区具有间距；
[0011]传输控制门电极，设置在所述第一面上，且对应位于所述光电转换区与所述浮动扩散区之间并至少与所述浮动扩散区具有交叠区域，以基于所述传输控制门电极将所述光电转换区的电信号转移至所述浮动扩散区；
[0012]电场调制结构，设置在所述传输控制门电极与所述浮动扩散区之间，所述电场调制结构在所述第一面的投影与所述交叠区域在所述第一面的投影具有交叠。
[0013]可选地，所述像素结构包括传输控制门，所述传输控制门包括自下而上叠置的栅介质层及所述传输控制门电极，其中，所述栅介质层设置在所述半导体衬底的第一面表面，所述电场调制结构设置在所述传输控制门电极中。
[0014]可选地，所述电场调制结构自所述传输控制门电极的下表面延伸至所述传输控制门电极中，且所述电场调制结构与所述栅介质层相接触。
[0015]可选地，所述电场调制结构的宽度大于等于40nm。
[0016]可选地，所述电场调制结构的厚度大于2nm，且所述电场调制结构的上表面不超出所述传输控制门电极的上表面。
[0017]可选地，所述电场调制结构靠近所述浮动扩散区一侧的外缘与对应一侧的所述传输控制门电极的外缘对齐。
[0018]可选地，所述电场调制结构的材料包括氧化物，所述氧化物包括二氧化硅、氧化铪、氧化铝、氧化钽及氮氧化硅中的至少一者。
[0019]可选地，所述电场调制结构自所述半导体衬底的第一面延伸至所述浮动扩散区中，且所述电场调制结构不超出所述浮动扩散区的下表面。
[0020]可选地，所述电场调制结构还延伸至所述传输门电极下方的器件沟道中，以形成包括沟道调制部及主体调制部的所述电场调制结构，其中所述沟道调制部位于所述器件沟道中，所述主体调制部位于所述浮动扩散区中。
[0021]可选地，所述沟道调制部的宽度大于等于20nm，所述主体调制部的宽度大于等于20nm。
[0022]可选地，所述电场调制结构的厚度大于2nm。
[0023]可选地，所述电场调制结构远离所述传输控制门电极一侧的外缘超出对应一侧的所述传输控制门电极的外缘。
[0024]可选地，所述电场调制结构的材料包括氧化物，所述氧化物包括二氧化硅、氧化铪、氧化铝、氧化钽及氮氧化硅中的至少一者。
[0025]可选地，所述像素结构还包括栅介质层，所述栅介质层形成在所述传输控制门电极下并与所述电场调制结构相接触。
[0026]可选地，所述浮动扩散区包括自所述半导体衬底第一面依次向下延伸的掺杂漏区及主体掺杂区，所述电场调制结构的下表面超出对应位置的所述掺杂漏区的外缘。
[0027]可选地，所述电场调制结构在所述第一面的投影至少覆盖所述交叠区域在所述第一面的投影。
[0028]本技术还提供一种图像传感器，包括如上述方案中任意一项所述的像素结构。
[0029]本技术还提供一种电子设备，包括如上述方案中任意一项所述的图像传感器。
[0030]本技术还提供一种像素结构的制备方法，其中，所述制备方法可以是上述方案中任意一项所述的像素结构的制备方法，当然，上述方案中任意一项所述的像素结构也可以采用其他方法制备。其中，所述像素结构的制备方法包括如下步骤：
[0031]提供具有相对的所述第一面和所述第二面的所述半导体衬底；
[0032]在所述半导体衬底的第一面制备所述电场调制结构；
[0033]在所述半导体衬底的第一面上制备所述传输控制门电极；
[0034]自所述第一面在所述半导体衬底中制备所述光电转换区及所述浮动扩散区。
[0035]可选地，当所述电场调制结构位于所述传输控制门电极中时，制备所述电场调制结构的步骤包括：
[0036]在所述半导体衬底的第一面的表面形成电场调制结构材料层；
[0037]在所述电场调制结构材料层上形成第一图形化掩膜板，所述第一图形化掩膜板定义出所述电场调制结构的图形；
[0038]通过湿法刻蚀工艺基于所述第一图形化掩膜板刻蚀所述电场调制结构材料层，以在所述半导体衬底的第一面的表面得到所述电场调制结构。
[0039]可选地，当所述像素结构包括所述传输控制门时，形成所述传输控制门的步骤包括：
[0040]形成所述电场调制结构后在所述半导体衬底的第一面形成栅介质材料层；<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种像素结构，其特征在于，所述像素结构包括：半导体衬底，具有相对的第一面及第二面；光电转换区，自所述第一面延伸至所述半导体衬底中，用于接收光信号以产生电信号；浮动扩散区，自所述第一面延伸至所述半导体衬底中，且与所述光电转换区具有间距；传输控制门电极，设置在所述第一面上，且对应位于所述光电转换区与所述浮动扩散区之间并至少与所述浮动扩散区具有交叠区域，以基于所述传输控制门电极将所述光电转换区的电信号转移至所述浮动扩散区；电场调制结构，设置在所述传输控制门电极与所述浮动扩散区之间，所述电场调制结构在所述第一面的投影与所述交叠区域在所述第一面的投影具有交叠。2.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述像素结构包括传输控制门，所述传输控制门包括自下而上叠置的栅介质层及所述传输控制门电极，其中，所述栅介质层设置在所述半导体衬底的第一面表面，所述电场调制结构设置在所述传输控制门电极中。3.根据权利要求2所述的像素结构，其特征在于，所述电场调制结构自所述传输控制门电极的下表面延伸至所述传输控制门电极中，且所述电场调制结构与所述栅介质层相接触。4.根据权利要求2所述的像素结构，其特征在于，所述电场调制结构的宽度大于等于40nm；和/或，所述电场调制结构的厚度大于2nm，且所述电场调制结构的上表面不超出所述传输控制门电极的上表面；和/或，所述电场调制结构靠近所述浮动扩散区一侧的外缘与对应一侧的所述传输控制门电极的外缘对齐；和/或，所述电场调制结构的材料包括氧化物，所述氧化物包括二氧化硅、氧化铪、氧化铝、氧化钽或氮氧化硅。5.根据权利要求1所述的像...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭同辉，石文杰，邵泽旭，
申请(专利权)人：思特威上海电子科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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