一种像素单元及其制备方法、图像传感器与流程

本申请涉及半导体，特别是涉及一种像素单元及其制备方法、图像传感器。

背景技术：

1、随着智能驾驶技术的快速发展，车载图像传感器已成为智能驾驶环境感知系统的核心元器件，高量子效率也已成为车载图像传感器的核心研发方向。

2、目前，主流的技术方案均以增加入射光在图像传感器中光电转换区域的传播距离为核心技术手段，通过在图像传感器中增设各类光学调控结构，对入射光进行折射、反射、散射等光学调控，延长入射光在光电转换区域内的传播距离，以此提升图像传感器对入射光的吸收效率，进而实现图像传感器光电转换效率与量子效率的提升。

3、然而，上述技术方案存在诸多难以克服的缺陷，一方面，额外增设的光学调控结构会挤占图像传感器的有效感光面积，直接降低图像传感器的感光性能；另一方面，该类光学调控结构的结构较为复杂，大幅提升了器件的集成设计难度、拉长了研发周期，降低生产效率。

技术实现思路

1、本申请提供了一种像素单元及其制备方法、图像传感器，旨在通过第一传导层和第二传导层的设置，对入射光进行调控，能够在不降低图像传感器的感光性能的前提下，使用较为简单的结构提升像素单元对入射光的吸收率，进一步提升图像传感器的图像识别准确性。

2、本申请的实施例采用如下技术方案：

3、第一方面，本申请的实施例提供了一种像素单元，该像素单元包括第一传导层（a1）和吸收层（b1）；

4、所述第一传导层（a1）位于所述吸收层（b1）的一侧，所述第一传导层（a1）包括多个间隔设置的光学调控单元（3），所述多个间隔设置的光学调控单元（3）用于改变入射光的出射角度并形成折射光，以使所述折射光的入射角度与所述吸收层（b1）的折射率匹配；

5、所述吸收层（b1）的部分区域为光敏材料，用于散射并吸收所述折射光以生成电信号，从而形成与所述入射光对应的图像电信号。

6、第二方面，本申请的实施例提供了一种像素单元的制备方法，应用于制备第一方面所述的像素单元，所述方法包括：

7、形成吸收层，所述吸收层的部分区域为光敏材料，用于散射并吸收所述折射光以生成电信号，从而形成与所述入射光对应的图像电信号；

8、形成第一传导层，所述第一传导层包括多个间隔设置的光学调控单元，所述多个间隔设置的光学调控单元，用于改变入射光的出射角度并形成折射光，以使所述折射光的入射角度与所述吸收层的折射率匹配。

9、第三方面，本申请的实施例提供了一种图像传感器，包括多个如第一方面所述的像素单元。

10、有益效果

11、在本申请中，通过设置第一传导层和吸收层，在第一传导层内设置多个间隔设置的光学调控单元，能够通过第一传导层对入射光的传播角度进行精准调控，生成与第二传导层折射率相匹配的折射光，减少入射光在第一传导层与吸收层界面处的反射损耗，保障绝大多数入射光能够顺利进入吸收层，为提升入射光的利用率奠定基础，通过吸收层对折射光进行散热，能够大幅度延长上述折射光在吸收层中的传输路径，增加散射光与吸收层中光敏材料的接触时长与作用概率，显著提升对入射光的吸收效率，实现入射光传播角度和吸收效率的多角度调控，能够提升像素单元的量子效率，同步提升图像传感器的感光性能与图像识别精度。

1.一种像素单元，其特征在于，包括：第一传导层（a1）和吸收层（b1）；

2.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述吸收层（b1）包括第二传导层（a2）和衬底（a3），所述第二传导层（a2）位于所述第一传导层（a1）和所述衬底（a3）之间，所述第二传导层（a2）具有相对设置的第一贴合面和第二贴合面；

3.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述吸收层（b1）包括第二传导层（a2）和衬底（a3），所述第二传导层（a2）嵌入所述衬底（a3）靠近第一传导层（a1）的一侧，所述第二传导层（a2）包括多个沿垂直于第一方向排列的凸起结构（7）；

4.根据权利要求3所述的像素单元，其特征在于，所述第二传导层（a2）还包括第一填充层（4）；

5.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述第一传导层（a1）还包括第二填充层（2）；

6.根据权利要求3所述的像素单元，其特征在于，所述第二传导层（a2）还包括多个光电转换单元（12）；

7.根据权利要求3所述的像素单元，其特征在于，所述第二传导层（a2）还包括钝化层（13）；

8.根据权利要求4所述的像素单元，其特征在于，

9.根据权利要求5所述的像素单元，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述光学调控单元（3）的材料为透明绝缘材料。

11.根据权利要求2或3所述的像素单元，其特征在于，所述衬底（a3）包括第一表面、第一掺杂部（6）、第二掺杂部（8）、有源部（5）和隔离部（9）；所述第一表面为所述衬底（a3）和所述第二传导层（a2）相接触的界面；

12.根据权利要求11所述的像素单元，其特征在于，所述像素单元还包括绝缘部（10）、导电层（11）和透镜（1），所述衬底（a3）包括与所述第一表面相对设置的第二表面；

13.一种像素单元的制备方法，其特征在于，应用于制备如权利要求1~12任一项所述的像素单元，所述方法包括：

14.根据权利要求13所述的像素单元的制备方法，其特征在于，所述吸收层包括衬底和第二传导层，所述形成吸收层，包括：

15.一种图像传感器，其特征在于，包括多个如权利要求1~12任一项所述的像素单元。