像素单元及其制备方法、图像传感器、摄像头和电子设备技术

本公开提供了一种像素单元及其制备方法、图像传感器、摄像头和电子设备，涉及图像传感器的技术领域，用于解决像素单元的制备工艺复杂的技术问题。像素单元的制备方法包括在衬底的一侧形成第一掺杂层。在第一掺杂层远离衬底的一侧形成第二掺杂层，第二掺杂层的掺杂类型与第一掺杂层的掺杂类型不同。在第二掺杂层内形成光敏部。将第一掺杂层作为停止层，以去除衬底。本公开提供的像素单元的制备方法用于制备像素单元。备像素单元。备像素单元。

【技术实现步骤摘要】
像素单元及其制备方法、图像传感器、摄像头和电子设备


[0001]本公开涉及图像传感器的
，尤其涉及一种像素单元的制备方法、像素单元、图像传感器、摄像头组件和电子设备。

技术介绍

[0002]图像传感器通常包括像素单元，像素单元用于获取光信号，并将光信号转换为电信号，使得图像传感器能够实现图像采集功能。
[0003]相关技术中，像素单元的制备工艺复杂，增大了像素单元的成本，从而增大了图像传感器的成本。

技术实现思路

[0004]为了解决相关技术中像素单元的制备工艺复杂的技术问题，本公开的实施例提供了一种像素单元的制备方法、像素单元、图像传感器、摄像头组件和电子设备。
[0005]为达到上述目的，本公开的实施例采用如下技术方案：
[0006]第一方面，提供了一种像素单元的制备方法。素单元的制备方法包括在衬底的一侧形成第一掺杂层。在第一掺杂层远离衬底的一侧形成第二掺杂层，第二掺杂层的掺杂类型与第一掺杂层的掺杂类型不同。在第二掺杂层内形成光敏部。将第一掺杂层作为停止层，以去除衬底。
[0007]本公开的实施例中，第一掺杂层为去除衬底提供了停止层，从而在去除衬底的过程中，无需反复多次测量剩余层结构(例如剩余的部分衬底、第一掺杂层和第二掺杂层)的厚度，来确定衬底是否被完全去除，而是通过判断通过在去除衬底的过程中，裸露出来的第一表面是否为第一掺杂层远离第二掺杂层一侧的表面(也是判断第一掺杂层远离第二掺杂层一侧的表面是否被裸露出来)，来确定衬底是否被完全去除，简化了像素单元的制备工艺，提高了像素单元的生产效率，降低了像素单元的成本。
[0008]并且，将第一掺杂层作为去除衬底时的停止层，使得第一掺杂层能够对第二掺杂层起到保护的作用，也即是能够对位于第二掺杂层内的光敏部起到保护的作用。从而，降低了第二掺杂层被去除或者部分去除的风险，也即是降低了光敏部被损坏或者去除的风险，提高了像素单元的制备方法的可靠性。
[0009]此外，形成第一掺杂层之后，在第一掺杂层远离衬底的一侧形成第二掺杂层，从而无需采用高能离子注入等工艺，即可实现第一掺杂层中掺杂元素的深注入，降低了高能离子注入等工艺对第二掺杂层造成的损伤，提高像素单元的可靠性，并且降低了像素单元的生产成本。
[0010]可以理解地，由于光敏部位于第二掺杂层内，且远离第一掺杂层。这样一来，在进行光电转换时，第一掺杂层提供的电子或者空穴能够扩散至光敏部，增大像素单元的耗尽区(光生载流子因扩散而耗尽的区域)宽度，使得像素单元能够获取到波长较长的光信号(例如红外光或者近红外光)，提高像素单元的光电转换性能，并且还能够提高像素单元的
光电转换效率，从而提高图像传感器的图像采集性能。
[0011]在一些实施例中，衬底包括掺杂衬底。第一掺杂层的掺杂类型与衬底的掺杂类型不同。如此设置，通过检测第一表面(去除掺杂衬底的过程中被裸露出来的表面)的掺杂类型，即可确定掺杂衬底是否被完全去除，进一步简化了像素单元的制备工艺，提高了得到的确定结果的准确性，从而提高像素单元的制备方法的可靠性。
[0012]在一些实施例中，衬底为非掺杂衬底。如此设置，通过判断第一表面(去除非掺杂衬底的过程中被裸露出来的表面)是否能够检测到掺杂元素(也即是第一掺杂层中的掺杂元素)，即可确定非掺杂衬底是否被完全去除，进一步简化了像素单元的制备工艺，提高生产效率。
[0013]在一些实施例中，在衬底的一侧形成第一掺杂层的步骤包括采用外延生长工艺，在衬底的一侧形成第一掺杂层。在第一掺杂层远离衬底的一侧形成第二掺杂层的步骤包括采用外延生长工艺，在第一掺杂层远离衬底的一侧形成第二掺杂层。如此设置，能够减少第一掺杂层和第二掺杂层中的晶格缺陷，降低第一掺杂层和第二掺杂层中的杂质含量，并且易于控制第一掺杂层和第二掺杂层的掺杂离子浓度，提高第一掺杂层中离子掺杂浓度的均匀性，以及第二掺杂层中离子掺杂浓度的均匀性。此外，还易于控制第一掺杂层和第二掺杂层的厚度，提高像素单元的制备方法的可靠性。并且，采用外延生长工艺形成第一掺杂层和第二掺杂层，还能够降低低于操作机台的要求，进一步简化像素单元的制备工艺，降低生产成本。
[0014]在一些实施例中，光敏部包括第一掺杂部和第二掺杂部。在第二掺杂层内形成光敏部的步骤包括在第二掺杂层内形成第一掺杂部。第一掺杂部的掺杂类型与第一掺杂层的掺杂类型相同。在第二掺杂层内形成第二掺杂部，第二掺杂部与第一掺杂部间隔设置。第二掺杂部的掺杂类型与第二掺杂层的掺杂类型相同。且第二掺杂部的离子掺杂浓度与第二掺杂层的离子掺杂浓度不同。如此设置，使得第一掺杂层和第二掺杂层能够形成PN结，从而使得像素单元能够实现光电转换功能。
[0015]在一些实施例中，在第二掺杂层内形成光敏部的步骤之后还包括在第二掺杂层远离第一掺杂层的一侧形成金属互联层。将承载片与金属互联层远离第二掺杂层一侧的表面键合，以形成键合体。将第一掺杂层作为停止层，去除衬底的步骤之前还包括翻转键合体。如此设置，使得光信号转换为的电信号能够通过金属互联层传输至像素单元之外。此外，承载片能够对第一掺杂层、第二掺杂层和金属互联层起到支撑和保护的作用，降低在去除衬底的过程中，第一掺杂层、第二掺杂层和金属互联层碎裂的风险，提高像素单元的制备方法的可靠性。并且，在去除衬底之前，翻转键合体，使得衬底远离第一掺杂层一侧的表面能够向上，便于去除衬底，提高了像素单元的制备方法的便捷性。
[0016]在一些实施例中，将承载片与金属互联层远离第二掺杂层一侧的表面键合的步骤之前还包括形成第一金属电极。第一金属电极沿金属互联层至第二掺杂层的方向贯穿金属互联层，且与第一掺杂部电连接。形成第二金属电极。第二金属电极沿金属互联层至第二掺杂层的方向贯穿金属互联层，且与第二掺杂部电连接。如此设置，通过第一金属电极和第二金属电极，即实现对于第一掺杂部和第二掺杂部的供电，使得像素单元能够实现光电转换功能。
[0017]在一些实施例中，将第一掺杂层作为停止层，去除衬底的步骤之后还包括在第一
掺杂层远离第二掺杂层的一侧形成光调节组件。将承载片与金属互联层远离第二掺杂层一侧的表面解键合。如此设置，能够增大照射至光敏部的光线强度，使得像素单元能够获取到微弱的光信号，提高像素单元的可靠性，从而提高图像传感器的可靠性。并且在形成光调节组件的过程中，承载片能够对金属互联层、第一掺杂层和第二掺杂层起到支撑和保护的作用，降低金属互联层、第一掺杂层和第二掺杂层碎裂的风险，提高像素单元的制备方法的可靠性。
[0018]另一方面，提供了一种像素单元。像素单元采用如上述的像素单元的制备方法制备。像素单元包括第一掺杂层、第二掺杂层和光敏部。第二掺杂层位于第一掺杂层的一侧。第二掺杂层的掺杂类型与第一掺杂层的掺杂类型不同。光敏部位于第二掺杂层内。
[0019]本公开的实施例提供的像素单元采用如上述的像素单元的制备方法制备，因此具有上述的全部有益效果，在此不再赘述。
[0020]在一些实施例中，第一掺杂层的厚度的取值范围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种像素单元的制备方法，其特征在于，包括：在衬底的一侧形成第一掺杂层；在所述第一掺杂层远离所述衬底的一侧形成第二掺杂层，所述第二掺杂层的掺杂类型与所述第一掺杂层的掺杂类型不同；在所述第二掺杂层内形成光敏部；将所述第一掺杂层作为停止层，以去除所述衬底。2.根据权利要求1所述的像素单元的制备方法，其特征在于，所述衬底包括掺杂衬底；所述第一掺杂层的掺杂类型与所述衬底的掺杂类型不同。3.根据权利要求1所述的像素单元的制备方法，其特征在于，所述衬底为非掺杂衬底。4.根据权利要求1～3中任一项所述的像素单元的制备方法，其特征在于，所述在衬底的一侧形成第一掺杂层的步骤，包括：采用外延生长工艺，在所述衬底的一侧形成所述第一掺杂层；所述在所述第一掺杂层远离所述衬底的一侧形成第二掺杂层的步骤，包括：采用外延生长工艺，在所述第一掺杂层远离所述衬底的一侧形成所述第二掺杂层。5.根据权利要求1～3中任一项所述的像素单元的制备方法，其特征在于，所述光敏部包括第一掺杂部和第二掺杂部，所述在所述第二掺杂层内形成光敏部的步骤，包括：在所述第二掺杂层内形成第一掺杂部；所述第一掺杂部的掺杂类型与所述第一掺杂层的掺杂类型相同；在所述第二掺杂层内形成第二掺杂部，所述第二掺杂部与所述第一掺杂部间隔设置；所述第二掺杂部的掺杂类型与所述第二掺杂层的掺杂类型相同；且所述第二掺杂部的离子掺杂浓度与所述第二掺杂层的离子掺杂浓度不同。6.根据权利要求5所述的像素单元的制备方法，其特征在于，所述在所述第二掺杂层内形成光敏部的步骤之后，还包括：在所述第二掺杂层远离所述第一掺杂层的一侧形成金属互联层；将承载片与所述金属互联层远离所述第二掺杂层一侧的表面键合，以形成键合体；所述将所述第一掺杂层作为停止层，去除所述衬底的步骤之前，还包括：翻转所述键合体。7.根据权利要求6所述的像素单元的制备方法，其特征在于，所述将承载片与所述金属互联层远离所述第二掺杂层一侧的表面键合的步骤之前，还包括：形成第一金属电极，所述第一金属电极沿所述金属互联层至所述第二掺杂层的方向贯穿所述金属互联层，且与所述第一掺杂部电连接；形成第二金属电极，所述第二金属电极沿所述金属互联层至所述第二掺杂层的方向贯穿所述金属互联层，且与所述第二掺杂部电连接。8.根据权利要求6所述的像素单元的制备方法，其特征在于，所述将所述第一掺杂层作为停止层，去除所述衬底的步...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁春超，孙思白，王颖聪，
申请(专利权)人：杭州海康威视数字技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：