[发明专利]一种势垒调节类型的距离信息获取传感器与使用其的探测系统

说明书

本发明公开了一种势垒调节类型的距离信息获取传感器，其特征在于，包含半导体基体，其包含了转化区以将光信号转化为光生电荷，所述半导体基体的之一表面附近区域包含有第一类型掺杂区，所述转化区与所述第一类型掺杂区的掺杂不同，所述第一类型掺杂区延伸至所述半导体基体之一表面的部分区域连接控制部的栅极，所述转化区包含了势垒调整的区域，所述势垒调整区与包围浮动扩散节点的P阱区域相接触或间隔预设间隙，通过本发明的势垒调整区设置将图像传感器在最底层的像素单元上进行了优化，保证了从转化区至浮动扩散节点的传输阻力变小，从而使得该设计更适应于对于传输效率要求更高的距离信息获取的图像传感器单元。

技术领域

本申请涉及激光雷达探测技术领域，特别涉及一种飞行时间探测方案包括一种势垒调节类型的距离信息获取传感器与使用其的探测系统及电子设备。

背景技术

随着激光雷达的技术发展，飞行时间测距法(Time of flight，TOF)被受到了越来越多的关注，TOF原理是通过给目标物连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离。

而直接飞行时间探测(Direct Time of flight，DTOF)、间接飞行时间探测(Indirect Time of Tlight，ITOF)作为基于TOF发展的探测方式，两种探测方式在使用过程中各有优势，受到了越来越广泛的关注，其中ITOF为积分类型的探测方案，可以通过不同的相位延时接收光源发射的经视场被探测物返回的探测光信号，通过对于不同相位延时信号的处理可以获得与飞行时间相关的延迟相位，进而获得最终的被探测物的距离信息。

目前所采用的ITOF调制解调类型的探测方案像素单元设计很大程度上参照了传统的4T类型的CIS结构的2维图像传感器，这种设计本身并不存在问题，但是对于目前的TOF类型探测方案中，该类型的像素单元设计却存在一定的局限性，例如，由于二维图像对于图像质量的要求，需要保证光电转化区至输出的积分电容或者扩散节点位置有更高的电势，以保证在图像显示时不出现由于势垒不充分造成的成像质量较低的问题，然而在距离探测中并不需要如此高的势垒，这样依旧采用之前的像素结构将导致驱动电荷转移所构建的通道需要更高电压，如此整个像素阵列能耗将很高，另一方面对于较高势垒的像素单元在高电压下只能搭建起传输沟道，实际作用范围有限而且很多情况下会电子转移需要绕更长的路径，这些都将导致传输效率较低，在ITOF探测中利用互补的延时相位对于一次发射光进行更充分地吸收转化，这也就要求使用在距离探测系统中的像素单元最优地具有更高的电荷转移速度。

因此亟需一种新类型能够对于现有像素单元的势垒进行优化设计以降低现有的像素单元光电转化区至浮动扩散节点之间的势垒，从而保障这种使用互补的延时相位进行接收的传感器能够更高速高效地实现电荷转移，同时也能降低整个传感器能耗。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，一种势垒调节类型的距离信息获取传感器与使用其的探测系统及电子设备，以解决现有的像素单元设计在距离探测应用场景中存在的，电荷转移速度和效率较低，能耗更高产生热量多影响探测器性能等等的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种势垒调节类型的距离信息获取传感器，包含半导体基体，其包含了转化区以将光信号转化为光生电荷，所述半导体基体的之一表面附近区域包含有第一类型掺杂区，所述转化区与所述第一类型掺杂区的掺杂不同，所述第一类型掺杂区延伸至所述半导体基体之一表面的部分区域连接控制部的栅极，所述转化区包含了势垒调整的区域，所述势垒调整区与包围浮动扩散节点的P阱区域相接触或间隔预设间隙。

可选地，所述控制部为大于等于2个，其类型包含MOS类型晶体管等等。

可选地，所述控制部用于调节所述转化区中产生的光生电荷至所述浮动扩散节点的电势，以改变所述光生电荷运动的阻力。