本实用新型专利技术提供一种改善电荷传输的像素结构、图像传感器，像素结构包括：半导体基底、多个像素单元、位于像素单元间的第一隔离结构以及位于光电转换元件中的电场调节组件。本实用新型专利技术可以基于电场调节组件的设计使光电转换元件中形成分布于电场调节组件周围的电荷转移路径，电荷转移路径朝向电荷传输元件，可以使得光电转换元件产生的电信号有效通过电荷传输元件进行电荷转移，光电转换区中的电势分布在电场调节组件的周围，可以使得电场调节组件周围的电势调节更精确、更灵活，可以形成有利的电荷转移路径，从而可以有效的将电荷传输至电荷传输元件；本实用新型专利技术设计可以简化工艺，节约工艺成本。节约工艺成本。节约工艺成本。
【技术实现步骤摘要】
像素结构及图像传感器
[0001]本技术属于图像传感器
，特别是涉及一种改善电荷传输的像素结构及图像传感器。
技术介绍
[0002]图像传感器是组成数字摄像头的重要组成部分。根据元件的不同，可分为CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合元件)和CMOS(Complementary Metal
‑
Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体元件)两大类。随着CMOS集成电路制造工艺特别是CMOS图像传感器设计及制造工艺的不断发展，CMOS图像传感器已经逐渐取代CCD图像传感器成为主流。CMOS图像传感器相比较具有工业集成度更高、功率更低等优点。
[0003]电子在CMOS图像传感器像素中的传输依赖于像素中的电势分布，对于现有像素，当传输栅开启时，位于传输栅对侧的电势梯度较为平缓，远处电子的传输速度较慢，会导致远离传输栅区域电子传输效率较低或者难以传输至传输栅的问题。另外，特别是对于小尺寸像素，例如1微米的像素，现有工艺难以有效实现其传输电势调制，工艺难以实现或调制效果差。
[0004]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
[0005]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改善电荷传输的像素结构及图像传感器，用于解决现有技术中像素结构存在电荷难以有效传输等问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种改善电荷传输的像素结构，包括：
[0007]半导体基底；
[0008]多个像素单元，位于所述半导体基底中，且所述多个像素单元呈阵列排布；
[0009]第一隔离结构，位于所述半导体基底中，且布置于相邻的所述像素单元之间；
[0010]其中，每个所述像素单元包括：至少一个光电转换元件，用于接收光信号并将其转换为电信号；以及，与所述光电转换元件对应的电荷传输元件，用于转移所述电信号；
[0011]电场调节组件，位于所述光电转换元件中，且一个所述光电转换元件包括至少一个所述电场调节组件，以基于所述电场调节组件使所述光电转换元件中形成分布于所述电场调节组件周围的且朝向所述电荷传输元件的电荷转移路径。
[0012]可选地，所述光电转换元件包括光电转换掺杂区，并基于所述光电转换掺杂区在所述光电转换元件中形成耗尽区，其中，所述第一隔离结构位于所述光电转换元件远离所述电荷传输元件一侧的外围，所述耗尽区延伸至所述第一隔离结构环绕的区域内。
[0013]可选地，所述电场调节组件自远离所述电荷传输元件的一侧延伸至所述耗尽区
中，以至少基于所述电场调节组件改善所述耗尽区中远离所述电荷传输元件一侧的电势分布。
[0014]可选地，所述电场调节组件自远离所述电荷传输元件的一侧延伸至光电转换掺杂区中。
[0015]可选地，所述半导体基底具有相对的第一面和第二面，所述电荷传输元件自所述第一面形成于所述半导体基底中，所述第一隔离结构及所述电场调节组件均自所述第二面延伸至所述半导体基底中。
[0016]可选地，所述电场调节组件与所述第一隔离结构的深宽比一致。
[0017]可选地，所述电场调节组件与所述第一隔离结构相同或不同。
[0018]可选地，所述像素结构还包括自所述半导体基底的第一面延伸至所述半导体基底中的第二隔离结构，所述第一隔离结构和所述第二隔离结构上下对应设置，以形成像素间隔离结构隔离相邻的所述像素单元。
[0019]可选地，每一所述像素单元包括至少两个光电转换元件，相邻光电转换元件之间设置有像素内隔离结构，所述像素内隔离结构包括第三隔离结构，所述第三隔离结构及所述第一隔离结构隔离相邻的光电转换元件。
[0020]可选地，所述像素结构还包括位于所述电场调节组件外围的辅助掺杂调制区，以基于所述辅助掺杂调制区及所述电场调节组件形成位于所述电场调节组件周围的电荷转移路径。
[0021]可选地，所述辅助掺杂调制区连接至调节电位，以基于所述调节电位补偿调节所述电荷转移路径。
[0022]可选地，所述电场调节组件包括中心调制部及自所述中心调制部向外延伸的外围调制部。
[0023]可选地，所述中心调制部的材料与所述外围调制部的材料或所述光电转换元件的材料中的一者相同，且所述外围调制部的材料与所述光电转换元件的材料不同。
[0024]可选地，所述电场调节组件的材料与所述第一隔离结构的材料相同。
[0025]可选地，各所述外围调制部对称布置且尺寸一致。
[0026]可选地，所述外围调制部的外缘与对应的光电转换元件周侧的隔离结构相接触或不接触。
[0027]可选地，所述电场调节组件的俯视形状包括十字型、一字型、H型、葫芦形、#字型中的至少一种。
[0028]可选地，每一所述光电转换元件中的所述电场调节组件为至少一个，其中，所述光电转换区中最高电势处对应的光电转换区外缘处设置有一个所述电荷传输组件，或者，所述光电转换元件中心处设置有一个所述电场调节组件，且其中心与所述光电转换元件的中心重合。
[0029]本技术还提供一种如上述方案中任意一项所述的改善电荷传输的像素结构的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0030]提供半导体基底；
[0031]在所述半导体基底中制备所述多个像素单元，所述多个像素单元呈阵列排布；
[0032]其中，每个所述像素单元包括：至少一个光电转换元件，用于接收光信号并将其转
换为电信号；以及，与所述光电转换元件对应的电荷传输元件，用于转移所述电信号；
[0033]在所述半导体基底中制备所述第一隔离结构及所述电场调制组件；
[0034]其中，所述第一隔离结构位于相邻的所述像素单元之间，所述电场调节组件位于所述光电转换元件中；且一个所述光电转换元件包括至少一个所述电场调节组件，以基于所述电场调节组件使所述光电转换元件中形成分布于所述电场调节组件周围的且朝向所述电荷传输元件的电荷转移路径。
[0035]可选地，所述电场调节组件与所述第一隔离结构基于同一掩膜版制备或者二者基于不同的掩膜版制备。
[0036]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。
[0037]如上所述，本技术的改善电荷传输的像素结构、图像传感器，可以基于电场调节组件的设计使光电转换元件中形成分布于电场调节组件周围的电荷转移路径，电荷转移路径朝向电荷传输元件，从而可以使得光电转换元件产生的电信号，如光电效应产生的电子，有效通过电荷传输元件进行电荷转移，光电转换区中的电势分布在电场调节组件的周围，可以使得电场调节组件周围的电势调节更精确、更灵活，可以形成有利的电荷转移路径，从而可以有效的将电荷传输至本文档来自技高网...
【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：半导体基底；多个像素单元，位于所述半导体基底中，且所述多个像素单元呈阵列排布；第一隔离结构，位于所述半导体基底中，且布置于相邻的所述像素单元之间；其中，每个所述像素单元包括：至少一个光电转换元件，用于接收光信号并将其转换为电信号；以及与所述光电转换元件对应的电荷传输元件，用于转移所述电信号；电场调节组件，位于所述光电转换元件中，且一个所述光电转换元件包括至少一个所述电场调节组件，以基于所述电场调节组件使所述光电转换元件中形成分布于所述电场调节组件周围的且朝向所述电荷传输元件的电荷转移路径。2.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述光电转换元件包括光电转换掺杂区，并基于所述光电转换掺杂区在所述光电转换元件中形成耗尽区，其中，所述第一隔离结构位于所述光电转换元件远离所述电荷传输元件一侧的外围，所述耗尽区延伸至所述第一隔离结构环绕的区域内。3.根据权利要求2所述的像素结构，其特征在于，所述电场调节组件自远离所述电荷传输元件的一侧延伸至所述耗尽区中，以至少基于所述电场调节组件改善所述耗尽区中远离所述电荷传输元件一侧的电势分布；和/或，所述电场调节组件自远离所述电荷传输元件的一侧延伸至所述光电转换掺杂区中。4.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述半导体基底具有相对的第一面和第二面，所述电荷传输元件自所述第一面形成于所述半导体基底中，所述第一隔离结构及所述电场调节组件均自所述第二面延伸至所述半导体基底中。5.根据权利要求4所述的像素结构，其特征在于，所述电场调节组件与所述第一隔离结构相同或不同。6.根据权利要求4所述的像素结构，其特征在于，所述像素结构还包括自所述半导体基底的第一面延伸至所述半导体基底中的第二隔离结构，所述第一隔离结构和所述第二隔离结构上下对应设置，以形成像素间隔离结构隔离相邻的所述像素单元；和/或，所述电场调节组件...
【专利技术属性】
技术研发人员：王文轩，高巍，石文杰，
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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