[发明专利]一种CMOS图像传感器像素结构及其制备、使用方法

权利要求书

1.一种CMOS图像传感器像素结构，所述像素结构包括P型衬底，其特征在于，所述P型衬底包括由下至上设置的P型光敏区、N型倍增区以及至少一个像元区域；所述像元区域位于P型衬底的顶部，所述像元区域上形成有深N阱电子通道，并连通至N型倍增区。

2.根据权利要求1所述的一种CMOS图像传感器像素结构，其特征在于，所述P型衬底形成的厚度为一微米至一毫米。

3.一种CMOS图像传感器像素结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

S1、根据探测所需的波长选择合适掺杂浓度以及合适厚度的P型衬底；

S2、在所述P型衬底的顶部的形成有至少一个像元区域；

S3、通过扩散或掺杂的方式在P型衬底上形成N型倍增区和P型光敏区；

S4、采用注入或扩散的方式在像元区域制作深N阱，从而连通像元区域至倍增区。

4.根据权利要求3所述的一种CMOS图像传感器像素结构的制备方法，其特征在于，所述倍增区采用N型杂质进行掺杂，其掺杂浓度为1.0×10¹⁸/cm³至1.0×10²¹/cm³。

5.根据权利要求3所述的一种CMOS图像传感器像素结构的制备方法，其特征在于，所述光敏区采用P型杂质进行掺杂，其掺杂浓度为1.0×10¹³/cm³至1.0×10²¹/cm³。

6.根据权利要求3所述的一种CMOS图像传感器像素结构的制备方法，其特征在于，步骤S4中深N阱掺杂有N型杂质，其掺杂浓度在1.0×10¹¹/cm³至1.0×10¹⁸/cm³。

7.一种用于权利要求1或2所述的CMOS图像传感器像素结构的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步骤：

1）在光敏区施加-200V至0V范围内的电压，使得倍增区内形成10⁵V/cm以上的电场；

2）在光生载流子到达所述倍增区时，形成倍增，通过深N阱通道被收集并转换成电压输出。