[发明专利]像素单元及其制造方法以及成像装置

说明书

本公开涉及像素单元及其制造方法以及成像装置。像素单元可以包括衬底，其包括用于光电器件的第一部分和用于与所述光电器件耦合的晶体管的第二部分。第一部分在衬底表面处具有第一表面，并且第一部分包括第一掺杂区。第二部分包括：沟道形成区，与第一掺杂区相邻，沟道形成区的导电类型与第一掺杂区的导电类型相反，以及与沟道形成区相邻的第二掺杂区。像素单元还包括：在衬底之上且至少覆盖第一表面的至少一部分的调节绝缘层；以及至少在第一表面的至少一部分之上的调节电极层，调节绝缘层插入在二者之间。

技术领域

本公开涉及像素单元及其制造方法以及成像装置。

背景技术

图像传感器可用于对辐射(例如，光辐射，包括但不限于可见光、红外线、紫外线等)进行感测，从而生成对应的电子信号。它被广泛地应用在数码相机和其他电子光学设备中。

在图像传感器(特别是CMOS图像传感器(CIS)产品中，暗电流是一个主要性能参数。而暗电流主要发生在硅表面，由缺陷、悬挂键、位错或者金属沾污造成。

目前防止表面暗电流发生的主要方式采用P型杂质的掺杂来形成钉扎光电二极管(PPD，pinned photo diode)，以将硅表面与PPD下的主光电二极管(PD)进行隔离。但掺杂的方式有不利的作用，即离子注入会导致产生耗尽层，该耗尽层会降低PD的满阱容量(fullwell capacity)。

因此，需要提出一种新的技术来解决上述现有技术中的一个或多个问题。

发明内容

本公开的一些实施例的一个目的是提供一种新颖的技术，以在抑制暗电流的同时减少对满阱容量的影响，从而提供成像质量。

本公开的实施例的另一个目的是提供一种新颖的像素单元及其制造方法以及包含所述像素单元的成像装置。

根据本公开的一个方面，提供了一种像素单元，其包括：

衬底，包括用于光电器件的第一部分和用于与所述光电器件耦合的晶体管的第二部分，其中

所述第一部分在所述衬底表面处具有第一表面，并且所述第一部分包括第一掺杂区；

所述第二部分包括：

沟道形成区，与所述第一掺杂区相邻，所述沟道形成区的导电类型与所述第一掺杂区的导电类型相反，以及

与沟道形成区相邻的第二掺杂区；

在所述衬底之上且至少覆盖所述第一表面的至少一部分的调节绝缘层；以及

至少在所述第一表面的所述至少一部分之上的调节电极层，所述调节绝缘层插入在二者之间。

根据本公开另一方面，提供了一种成像装置，其包括根据上面所述的以及下面将更详细说明的任意实施例的像素单元。

根据本公开另一方面，提供了一种制造像素单元的方法，其包括：提供衬底，所述衬底包括用于在其中形成晶体管的沟道的沟道形成区以及用于在其中形成光电器件的第一区域；在所述衬底上形成栅极结构和伪栅极结构，所述栅极结构包括在所述沟道形成区之上的第一绝缘层以及在所述第一绝缘层之上的栅极，所述伪栅极结构包括在所述第一区域的上表面的至少一部分之上的第二绝缘层以及在所述第二绝缘层之上的伪栅极；在衬底上形成第三绝缘层，所述第三绝缘层至少使得所述伪栅极的上表面露出；去除所述伪栅极，以形成露出所述第二绝缘层的至少一部分的开口；；以及形成导电材料层，以填充所述开口。

根据本公开另一方面，提供了一种制造像素单元的方法，其包括：

提供衬底，所述衬底包括：

用于光电器件的第一部分，其中所述第一部分在所述衬底表面处具有第一表面，并且所述第一部分包括第一掺杂区；