CN117766556A - 感光器件及其制备方法和传感器像素单元 - Google Patents

Abstract

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。

Description

感光器件及其制备方法和传感器像素单元

技术领域

本公开涉及图像传感器技术领域，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

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。

发明内容

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；

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和所述第二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。

可选地，所述接触孔为金属导体。

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。

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。

可选地，所述感光器件还包括：半导体基体；

所述第一杂质离子区设置在所述半导体基体中。

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；

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；

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；

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。

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。

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：

在半导体基体上制作第一杂质离子区；

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；

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；

在所述第三杂质离子区上方制作接触孔。

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：

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；

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；

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。

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：

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；

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。

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：

在所述绝缘层表面旋涂光刻胶；

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；

化学离子刻蚀，将所述注入孔内的所述绝缘层刻蚀去除。

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：

清洗去除未被曝光的光刻胶。

可选地，所述在所述第三杂质离子区上方制作接触孔，包括：

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；

去除不需要的金属导体材料，形成所述接触孔。

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；

所述存储器存储计算机执行指令；

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。

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。

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。

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。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同描述一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1示出了现有技术三晶体管结构的像素单元的结构示意图；

图2是图1所示的传感器像素单元中的感光器件组的切面结构示意图；

图3是本公开一示例性实施例提供的感光器件的结构示意图；

图4是图3所示的感光器件对应AB竖直切面的结构示意图；

图5是本公开一示例性实施例提供的传感器像素单元的电路结构示意图；

图6是本公开一示例性实施例提供的感光器件的制备方法的流程示意图；

图7-1是本公开一示例性实施例提供的感光器件竖直截面示意图；

图7-2是在图7-1的基础上生成绝缘层的感光器件竖直截面示意图；

图7-3是在图7-2的基础上旋涂光刻胶后的感光器件竖直截面示意图；

图7-4是在图7-3的基础上制作注入孔后的感光器件竖直截面示意图；

图7-5是在图7-4的基础上经过化学离子刻蚀的感光器件竖直截面示意图；

图7-6是在图7-5的基础上经过去除光刻胶的感光器件竖直截面示意图；

图7-7是在图7-6的基础上注入杂质离子后的感光器件的竖直截面示意图；

图7-8是在图7-7的基础上制作了第三杂质离子区的感光器件竖直截面示意图；

图7-9是在图7-8的基础上淀积金属导体材料后的感光器件的竖直截面示意图；

图7-10是在图7-9的基础上制备完成的感光器件竖直截面示意图；

图8是本公开图6所示的实施例中步骤606的一个流程示意图；

图9是本公开图6所示的实施例中步骤608的一个流程示意图；

图10图示了根据本公开实施例的电子设备的框图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细地描述根据本公开的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例，而不是本公开的全部实施例，应理解，本公开不受这里描述的示例实施例的限制。

应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

本领域技术人员可以理解，本公开实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。

还应理解，在本公开实施例中，“多个”可以指两个或两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。

还应理解，对于本公开实施例中提及的任一部件、数据或结构，在没有明确限定或者在前后文给出相反启示的情况下，一般可以理解为一个或多个。

另外，本公开中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本公开中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本公开中所指数据可以包括文本、图像、视频等非结构化数据，也可以是结构化数据。

还应理解，本公开对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

传感器像素单元多采用四晶体管结构和三晶体管结构两种方案采集图像光电信号，脉冲序列式图像传感器像素常采用三晶体管结构方式作为像素采集光信号方案。图1示出了现有技术三晶体管结构的像素单元的结构示意图。如图1所示，像素单元包括感光器件101、复位晶体管102、源跟随晶体管103和像素选择晶体管104。感光器件101的电荷收集端标记为CT，并与源跟随晶体管103的栅极端相连；复位晶体管102的栅极端标记为Vrst，像素选择晶体管104的栅极端标记为V_sel；复位晶体管102的源极端与电源信号Vdd连接，感光器件101另一端接地GND，像素选择晶体管104的漏极端为像素信号输出端Vpix。图1所示虚线框内感光器件101和复位晶体管102器件组可标记为光器件组11。图2是图1所示的传感器像素单元中的感光器件组的切面结构示意图。如图2所示，示出了感光器件101和复位晶体管102，感光器件101包括第一杂质离子区201、第二杂质离子区202和半导体基体203，感光器件101还包括接触孔CT与第一杂质离子区201连接；接触孔CT的宽度标记为a，第二杂质离子区202与复位晶体管102边缘的距离标记为b。现有技术中，光器件组11的器件制作工艺流程顺序为制作第一杂质离子区201—>制作复位晶体管102—>制作第二杂质离子区202—>制作接触孔CT。现有传感器生产技术，制作第二杂质离子区202和制作接触孔CT分别在两次工艺中进行，制作第二杂质离子区202和制作接触孔CT使用的光照掩膜版分别进行对准操作，其对准精度通常为几十纳米左右，因此图2所示中的b需要大于a，会导致第一杂质离子区201有较大面积未被第二杂质离子区202覆盖(第二杂质离子区202的作用是隔离第一杂质离子区201与外部绝缘材料)，进而引起较为明显的漏电问题，使得现有技术的传感器采集的暗光图像质量较低；并且由于工艺生产设备在不同批次的芯片生产中会产生工艺波动，引起b值变化，使得感光器件101的感光响应不太稳定。例如，不同批次的图像传感器芯片的感光灵敏度不相等。感光器件的明显漏电问题和芯片间像素感光响应不太稳定问题，都会引起图像噪声，特别是暗光图像效果不理想。针对上述问题，本公开发明人提出以下感光器件的结构及其制备方法，以解决上述技术问题。

图3是本公开一示例性实施例提供的感光器件的结构示意图。如图3所示，本实施例提供的感光器件包括：第一杂质离子区301、第二杂质离子区302、第三杂质离子区303和接触孔304。

第一杂质离子区301，用于收集光电电荷。

第二杂质离子区302设置在第一杂质离子区301上方，用于隔离第一杂质离子区301与绝缘层。其中，绝缘层基于绝缘材料制成，绝缘层设置在感光器件上方，绝缘材料可以为现有技术中常用的绝缘材料。

本实施例中，为了更好的了解感光器件中各个结构之间的关系，以图3所示的AB作为竖直切面的位置，图4是图3所示的感光器件对应AB竖直切面的结构示意图。如图4所示，可更直观的了解到第二杂质离子区302覆盖在第一杂质离子区301上方；可选地，第二杂质离子区302的面积大于第一杂质离子区301，以实现更全面的对第一杂质离子区301的覆盖，避免漏电问题的产生。

第三杂质离子区303内嵌于第一杂质离子区301和第二杂质离子区302一侧的上方。

本实施例中，结合图4可知第三杂质离子区303与第一杂质离子区301和第二杂质离子区302属于一体式结构，第三杂质离子区303属于第一杂质离子区301和第二杂质离子区302一侧上方通过制备方法改变材质得到的一个区域，该区域大小可根据接触孔304所需宽度确定，并且，由于第三杂质离子区303深入到了第一杂质离子区301的部分，因此，即使第三杂质离子区303的宽度大于接触孔304所需宽度，第二杂质离子区302没有完全覆盖第一杂质离子区301，由于具有第三杂质离子区303，也保证了第一杂质离子区301不与绝缘层接触，因此，杜绝了漏电情况的发生，提高了应用感光器件的像素单元的感光响应稳定度，降低了噪声，提高了应用该感光器件的传感器在暗光环境图像采集的效果。

接触孔304与第三杂质离子区303上方连通，用于与外部元器件连接。

本实施例中的接触孔304设置在第三杂质离子区303上方，实现连通第三杂质离子区303与外部元器件的功能；当感光器件应用于像素单元中时(例如，如图1所示的像素单元结构)，接触孔304可与复位晶体管102的漏极端以及源跟随晶体管103的栅极端连接。

基于本公开上述实施例提供的感光器件，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。

可选地，接触孔304为金属导体。可以采用任意现有技术的金属导体制成该接触孔304。

在一些可选的实施例中，第一杂质离子区301在靠近外部元器件的一侧设置有第三杂质离子区303。

本实施例中，由于接触孔304设置在第三杂质离子区303上方，接触孔304的作用在于与外部元器件连接(例如，复位晶体管等)，因此，将感光器件应用于像素单元等结构中时，第三杂质离子区303所在的位置为第一杂质离子区靠近外部元器件的一侧，以便于接触孔304与外部元器件连接。第三杂质离子区303的表面面积稍大于接触孔304表面面积，如图4所示中的尺寸c稍大于尺寸a，可选地，差异仅为nm量级。

在一些可选的实施例中，第一杂质离子区301与第二杂质离子区302的离子类型不同，且杂质离子浓度不同；第一杂质离子区301与第三杂质离子区303的离子类型相同，但杂质离子浓度不同。

可选地，第一杂质离子区301，离子类型包括但不限于N型离子，杂质离子为砷离子和磷离子，其杂质离子浓度为1e15个/cm^3～5e17个/cm^3，深度大于1.0um；其中，1e15为科学计数法，表示1乘以10的15次方，5e17表示5乘以10的17次方；cm^3表示立方厘米。

所述第二杂质离子区302，离子类型包含但不限于P型离子，杂质离子为硼离子，其杂质离子浓度为1e17个/cm^3～1e20个/cm^3，深度为50nm～150nm；其中，第一杂质离子区301与第二杂质离子区302的离子类型不同。

所述第三杂质离子区303，离子类型包含但不限于N型离子，杂质离子为砷离子和磷离子，其杂质离子浓度为1e18个/cm^3～1e22个/cm^3，深度为100nm～500nm；第三杂质离子区303的离子类型与第一杂质离子区301的离子类型相同，但杂质离子浓度以及深度不同。

可选地，如图4所示，感光器件还包括：半导体基体305。

第一杂质离子区301设置在半导体基体305中。

可选地，半导体基体305可以为硅外延层等。

图5是本公开一示例性实施例提供的传感器像素单元的电路结构示意图。如图5所示，本实施例提供的图像传感器像素单元(以下简称像素单元)包括：如上述任一项实施例提供的感光器件501、复位晶体管502和辅助电路503；

感光器件501，用于收集光电电荷，并根据所收集的光电电荷确定感光器件501的电势变化。

本实施例中的感光器件501一端接地，另一端作为电荷收集端与复位晶体管502的漏极端连接，另外，电荷收集端还与辅助电路503连接。

复位晶体管502，用于根据外部复位控制信号对感光器件501的复位进行控制。

可选地，复位晶体管502的源极端接收电源信号Vdd，复位晶体管502的栅极端接收外部复位控制信号Vrst，根据外部复位控制信号Vrst的控制，在复位晶体管502导通时，使感光器件501的电荷收集端与电源信号Vdd连接，实现对感光器件501的复位。

辅助电路503，用于根据感光器件的电势变化，输出目标信号。

本实施例中，将上述实施例中提供的感光器件501应用到传感器像素单元中，利用感光器件501实现光电转换，由于感光器件501克服了现有技术漏电的问题，提高了传感器像素单元在暗光条件下采集的图像质量。

可选地，感光器件501中第一杂质离子区301靠近复位晶体管502的一侧设置第三杂质离子区303。

在感光器件501应用到传感器像素单元时，复位晶体管502即为最靠近感光器件501的元器件，通过将第三杂质离子区303设置在靠近复位晶体管502的一侧，可使接触孔304更方便与其他元器件连接。

在一些可选的实施例中，辅助电路503可以如图1实施例所示，包括源跟随晶体管103和像素选择晶体管104。

源跟随晶体管103的栅极与感光器件501连接，源极与电源信号Vdd连接，漏极与像素选择晶体管104连接；用于探测并跟随感光器件501的电势变化，确定目标信号；

像素选择晶体管104的源极与源跟随晶体管103的漏极连接，漏极为传感器像素单元的信号输出端，栅极与外部控制信号连接，并根据外部控制信号的控制确定是否输出目标信号。

本实施例中，源跟随晶体管103的栅极端与感光器件501连接，并且跟随感光器件501中第一杂质离子区301的电势变化，得到电势信号，像素选择晶体管104根据外部控制信号V_sel的控制选择是否输出目标信号，外部控制信号V_sel可以为外部时钟信号或外部脉冲信号等；基于外部时钟电路可以定时发送信号控制像素选择晶体管104输出目标信号，目标信号可以是脉冲信号、电势信号和具有限位的数值等中的任意一种或多种信号。

本公开上述实施例提供的结构区别于现有技术的感光器件，其制备方法与现有技术也不同，因此，本公开还提供了一种感光器件的制备方法，基于该制备方法才可以得到上述结构的感光器件。

图6是本公开一示例性实施例提供的感光器件的制备方法的流程示意图。如图6所示，本实施例提供的感光器件的制备方法包括：

步骤602，在半导体基体305上制作第一杂质离子区301。

半导体基体为现有技术中常用的半导体基体，例如，硅外延层等。第一杂质离子区的制作过程与现有技术中感光器件中第一杂质离子区的制作过程相同，在此不再赘述。

步骤604，制作第二杂质离子区302，使第二杂质离子区302全面覆盖第一杂质离子区301。

第二杂质离子区的制作过程与现有技术中感光器件中第二杂质离子区的制作过程相同，在此不再赘述。可选地，第二杂质离子区制作完成后，可得到如图7-1所示的感光器件竖直截面示意图。

步骤606，在第一杂质离子区301和第二杂质离子区302一侧，制作第三杂质离子区303。

步骤608，在第三杂质离子区303上方制作接触孔304。

本实施例中，通过在第一杂质离子区301和第二杂质离子区302一侧的上方制备第三杂质离子区303，并且在第三杂质离子区303上方制作接触孔304；由于制备了第三杂质离子区303，使第一杂质离子区301不能被第二杂质离子区302覆盖的部分被第三杂质离子区303所覆盖，克服了第一杂质离子区301由于未被完全覆盖而接触到绝缘层导致的漏电问题。

如图8所示，在上述图6所示实施例的基础上，步骤606可包括如下步骤：

步骤6062，在第二杂质离子区302表面淀积氧化物绝缘材料，生成绝缘层。

可选地，在第二杂质离子区302表面淀积氧化物绝缘材料，常见的氧化物绝缘材料为二氧化硅、硅磷玻璃等。经过氧化物绝缘材料淀积，可得到如图7-2所示的生成绝缘层的感光器件竖直截面示意图。

步骤6064，利用光刻胶和接触孔304对应的接触孔掩膜版，在绝缘层一侧确定注入孔。其中，接触孔掩膜版形状与接触孔304完全对应。

可选地，步骤6064还可以包括以下步骤：

a1，在绝缘层表面旋涂光刻胶。

旋涂光刻胶后，可得到如图7-3所示的旋涂光刻胶后的感光器件竖直截面示意图。

a2，使用接触孔掩膜版对光刻胶进行曝光，并显影，确定注入孔，清除注入孔内的光刻胶。

本实施例中，为了更准确的制作接触孔，可利用光刻胶可曝光显影的特性，使用接触孔掩膜版对光刻胶进行曝光并显影，实现在光刻胶中确定一个与接触孔面积完全相同的注入孔，通过清除注入孔内的光刻胶可得到如图7-4所示的制作注入孔后的感光器件竖直截面示意图。

a3，化学离子刻蚀，将注入孔内的绝缘层刻蚀去除。

在已经制作了注入孔的基础上，通过化学离子刻蚀可将注入孔深入到绝缘层中，将注入孔内的绝缘层刻蚀去除，在绝缘层中的注入孔部分与光刻胶部分的注入孔部分面积和形状完全相同，得到如图7-5所示的经过化学离子刻蚀的感光器件竖直截面示意图。

另外，在得到7-5所示的感光器件之后，为了便于后续操作，并且光刻胶的功能已经完成，因此，还可以包括：a4，清洗去除未被曝光的光刻胶。此时，可得到如图7-6所示的经过去除光刻胶的感光器件竖直截面示意图。

步骤6066，对注入孔进行杂质离子注入，在第一杂质离子区301和第二杂质离子区302的一侧生成杂质离子浓度不同的第三杂质离子区303。

可选地，步骤6066还可以包括：

b1，对注入孔进行杂质离子注入。

可选地，杂质离子可以为砷离子和磷离子。本实施例希望在杂质离子注入后，杂质离子类型为第三杂质离子区303的离子类型；例如，离子类型包含但不限于N型离子，其杂质离子浓度为1e18个/cm^3～1e22个/cm^3，深度为100nm～500nm。

本实施例中，杂质离子注入的深度深入到第二杂质离子区302和第一杂质离子区301，如图7-7所示，基于注入孔将杂质离子注入到第二杂质离子区302和第一杂质离子区301一侧的上方，得到如图7-7所示的注入杂质离子后的感光器件的竖直截面示意图。

b2，进行热退火处理，激活注入的杂质离子，生成第三杂质离子区。

其中，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。热退火处理为半导体领域常用技术手段，本实施例中，通过热退火对注入的杂质离子进行激活，以及对杂质注入区进行区域扩展，经过热退火处理后，可得到如图7-8所示的制作了第三杂质离子区的感光器件竖直截面示意图。其中，杂质离子区域生成为第三杂质离子区303。

本实施例中，首先提出了现有技术中不存在的第三杂质离子区303，并且，通过区别与现有技术的制作方法在第一杂质离子区301和第二杂质离子区302一侧的上方制作了第三杂质离子区303，由于注入孔是基于接触孔对应的接触孔掩膜版生成的，因此，基于注入孔制作的第三杂质离子区303的面积与接触孔的差距较小，可视第二杂质离子区302尽可能大的覆盖第一杂质离子区301。

如图9所示，在上述图6所示实施例的基础上，步骤608可包括如下步骤：

步骤6082，向绝缘层一侧的注入孔淀积金属导体材料，填充注入孔。

可选地，通过注入孔进行金属导体材料淀积，可得到如图7-9所示的淀积金属导体材料后的感光器件的竖直截面示意图。可选地，金属导体材料可以为任意可实现导体功能的金属材料。

步骤6084，去除不需要的金属导体材料，形成接触孔。

可选地，通过化学机械研磨去除不需要的金属导体材料。淀积金属导体材料后，如图7-9所示，在绝缘层表面会存在多余的金属导体材料，为了生成表面光滑且只有接触孔内为金属导体材料的感光器件，本实施例通过化学机械研磨，将绝缘层表面多余的金属导体材料进行去除，此时，仅在注入孔中淀积了金属导体材料，形成接触孔；感光器件的表面其他部分为绝缘层，得到如图7-10所示的制备完成的感光器件竖直截面示意图。

本公开实施例中，第三杂质离子区303和接触孔304的制备工艺称为自对准工艺，第三杂质离子区303在半导体表面的面积稍大于接触孔304表面面积，使得将第二杂质离子区302覆盖第一杂质离子区301顶部面积最大化，最大程度地降低第一杂质离子区301因接触氧化物绝缘体而产生的漏电流；再者，因为接触孔304的工艺较为稳定，即接触孔大小和位置的工艺制作相对精度高，工艺波动小，所以不同批次芯片的感光器件感光响应一致，噪声低。

本公开实施例提供的感光器件的制备方法，有效降低了感光器件漏电流，提高像素感光器件的光响应，进而有效提升了应用该感光器件的传感器的出图质量，尤其是在暗光环境下采集的图像质量。

本公开实施例还提供一种电子设备，包括：处理器，以及与处理器通信连接的存储器，还包括上述任一实施例提供的感光器件或传感器像素单元；

所述存储器存储计算机执行指令；

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传感器像素单元。

本公开提供的电子设备可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、安防设备等。

本公开提供的电子设备可被应用于以下任意一项：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、安防设备等。

下面，参考图10来描述根据本公开实施例的电子设备。该电子设备可以是第一设备和第二设备中的任一个或两者、或与它们独立的单机设备，该单机设备可以与第一设备和第二设备进行通信，以从它们接收所采集到的输入信号。

图10图示了根据本公开实施例的电子设备的框图。

如图10所示，电子设备包括一个或多个处理器和存储器。

处理器可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其他组件以执行期望的功能。

在一个示例中，电子装置还可以包括：输入装置和输出装置，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。

此外，该输入装置还可以包括例如键盘、鼠标等等。

该输出装置可以向外部输出各种信息，包括确定出的距离信息、方向信息等。该输出装置可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出装置等等。

当然，为了简化，图10中仅示出了该电子设备中与本公开有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备还可以包括任何其他适当的组件。

此外，本公开的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述部分中描述的根据本公开各种实施例的感光器件的制备方法。

所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本公开为必须采用上述具体的细节来实现。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本公开中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

可能以许多方式来实现本公开的方法和装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。

还需要指出的是，在本公开的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本公开。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本公开的范围。因此，本公开不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本公开的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (15)

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；

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和所述第二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。

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；

所述第一杂质离子区设置在所述半导体基体中。

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；

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；

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；

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。

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：

在半导体基体上制作第一杂质离子区；

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；

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；

在所述第三杂质离子区上方制作接触孔。

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：

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；

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；

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。

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：

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；

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。

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：

在所述绝缘层表面旋涂光刻胶；

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；

化学离子刻蚀，将所述注入孔内的所述绝缘层刻蚀去除。

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：

清洗去除未被曝光的光刻胶。

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：

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；

去除不需要的金属导体材料，形成所述接触孔。

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；

所述存储器存储计算机执行指令；

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。

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。