CN104505394B - 兼容测距的cmos图像传感器像素单元及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种兼容测距的CMOS图像传感器像素单元及其制作方法，所述像素单元包括衬底、两个浅槽隔离区、感光单元和信号读出电路，感光单元包括在浅槽隔离区之间沿对称轴对称设置的掩埋型光电二极管；信号读出电路包括在浅槽隔离区之间的两个边缘转移晶体管和两个中心转移晶体管，其中两个边缘转移晶体管沿对称轴对称设置且位于掩埋型光电二极管边缘处靠近浅槽隔离区，而两个中心转移晶体管沿对称轴对称设置且靠近对称轴，其中所述两个边缘转移晶体管的漏极扩散区连接固定电平，所述漏极扩散区复用形成中心浮空扩散区；所述掩埋型光电二极管的埋层掺杂区通过离子注入形成离子注入区，所述离子注入区完全覆盖所述掩埋型光电二极管下方。

Description

兼容测距的CMOS图像传感器像素单元及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)技术领域，尤其涉及一种兼容测距的CMOS图像传感器像素单元。

背景技术

图像传感器通过将光学信号转换为电学信号，可以实现图像信息获取的功能。根据所采用的技术实现方式，图像传感器可以被分为电荷耦合型器件(Charge CoupledDevice，CCD)和CMOS图像传感器两大类。相比于CCD图像传感器，CMOS图像传感器具有低功耗、低成本优势，且易于与CMOS超大规模数模混合集成电路相集成，因此在近些年取得迅速发展。

飞行时间(Time-of-flight，ToF)测距原理与图像传感器技术相结合，产生了一种并行获取目标或场景二维深度图像的方法，可被用于实现兼容测距的图像传感器，采用这种方式实现的图像传感器通常也被称为TOF图像传感器或TOF相机。兼容测距的图像传感器相比于传统基于双目视觉的立体成像系统，具有低成本、高集成度的优势，因此受到了广泛的重视。

在基于飞行时间测距的图像传感器设计中，像素单元是核心部件，目前已有多种基于CCD或CMOS实现方案的距离图像传感器像素结构被提出。在由CCD或CMOS距离图像传感器构成的距离成像系统中，通常还包含波长范围在850nm～950nm的近红外LED或激光光源，光源通常由频率为5～30MHz的周期脉冲信号调制，CCD或CMOS距离传感器通过采样反射信号，计算发射光与反射光之间的相位差以及延时，进而推测出反射点与像素之间的距离。根据现有的四相位法间接飞行时间测距原理，像素曝光产生的光生电荷需要能够在几纳秒的时间内完成电荷转移。为了实现这一技术目标，现有技术中已有基于单边抽头、两抽头或四抽头像素结构的距离图像传感器像素单元被提出，通过优化像素结构与制造工艺可以实现光生电荷的快速导出，从而满足测距成像原理的要求。

本文提出了一种新型的中心单抽头像素结构，相比于现有技术中的单边抽头像素结构，中心单抽头像素结构缩短了感光区域中光生电子向边缘转移晶体管和中心转移晶体管传输的距离，有利于缩短电荷转移时间，加速电荷导出过程。相比于现有两抽头、四抽头等多抽头像素结构，单抽头像素结构可以解决多抽头像素结构中容易产生的存储节点间失配问题，并且有利于实现更高的像素填充率。

发明内容

本发明的主要目的是在CMOS图像传感器掩埋型光电二极管像素结构基础上，提供一种支持快速转移光电二极管感光区域光生电荷的图像传感器像素单元，进而实现具有兼容测距与成像功能的图像传感器。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的。

本发明提供了一种兼容测距的CMOS图像传感器像素单元，包括衬底(101)、在衬底(101)内设置的沿对称轴(120)对称设置的两个浅槽隔离区(102)、在两浅槽隔离区(102)之间设置的感光单元和信号读出电路，其特征在于，

感光单元包括在浅槽隔离区(102)之间沿对称轴(120)对称设置的掩埋型光电二极管；

信号读出电路包括在浅槽隔离区(102)之间的两个边缘转移晶体管和两个中心转移晶体管，其中两个边缘转移晶体管沿对称轴(120)对称设置且位于掩埋型光电二极管边缘处靠近浅槽隔离区(102)，而两个中心转移晶体管沿对称轴(120)对称设置且靠近对称轴(120)，其中所述两个边缘转移晶体管的漏极扩散区(109)连接固定电平，所述两个中心转移晶体管的漏极扩散区复用形成中心浮空扩散区(110)；

所述掩埋型光电二极管的埋层掺杂区通过离子注入形成离子注入区(104)，所述离子注入区(104)完全覆盖所述掩埋型光电二极管下方。

本发明还提供了一种兼容测距的CMOS图像传感器像素单元的制作方法，其包括：

步骤1：在衬底内形成沿对称轴对称分布的两个浅槽隔离区；所述对称轴位于像素结构中心；

步骤2：在衬底内形成转移晶体管的阈值电压调节区，所述阈值电压调节区包括四部分，其中两部分分别位于沿所述对称轴对称且靠近所述两个浅槽隔离区，另外两部分沿所述中心对称轴对称且靠近所述对称轴；

步骤3：在衬底内形成掩埋型光电二极管埋层掺杂离子注入区，所述埋层掺杂离子注入区包括两部分，分别位于阈值电压调节区之间并且沿对称轴对称设置；

步骤4：分别在所述四部分阈值电压调节区上方形成转移晶体管的栅介质层，在栅介质层上形成栅极；

步骤5：在衬底内形成转移晶体管漏极轻掺杂区，所述漏极轻掺杂区包括三部分，其中两部分沿对称轴对称设置在浅槽隔离区与靠近浅槽隔离区的阈值电压调节区之间，另外一部分位于像素结构中心且与靠近对称轴的两阈值电压调节区相连接；

步骤6：形成转移晶体管栅极及栅介质层两侧的侧壁，所述侧壁覆盖转移晶体管栅极及栅介质层的侧面，并且所述转移晶体管栅极及栅介质层一侧的所述侧壁与下方的阈值电压调节区相连接，而另一侧的所述侧壁与转移晶体管漏极轻掺杂区相连接；

步骤7：在衬底内形成转移晶体管漏极扩散区和中心浮空扩散区，所述转移晶体管漏极扩散区包括沿中心对称轴对称设置的两部分，其一边与浅槽隔离区相连接，另一边与所述两部分转移晶体管漏极轻掺杂区相重叠；所述中心浮空扩散区位于像素结构中心，且与所述另外一部分转移晶体管漏极轻掺杂区重叠；

步骤8：形成掩埋型光电二极管表面P型掺杂区，所述掩埋型光电二极管表面P型掺杂区完全覆盖掩埋型光电二极管埋层掺杂离子注入区位于像素结构表面的部分。

上述技术方案具有以下有益效果：

1、本发明提供了一种兼容测距的CMOS图像传感器像素单元，通过采用中心抽头的像素结构，避免了两抽头或四抽头等多抽头像素结构中多个浮空扩散区存储节点之间的失配，并有利于简化读出电路，缩小电路面积，从而提高像素填充率。

2、本发明提供的兼容测距的CMOS图像传感器像素单元，通过采用中心抽头的像素结构，将掩埋型光电二极管的感光区域平分为两部分，减少了感光区域内光生电荷横向传输的距离，缩短了光生电荷向转移晶体管漏极扩散区传输的时间，从而使所提出的图像传感器像素可实现兼容测距的成像功能。

附图说明

图1所示为本发明提供的兼容测距的CMOS图像传感器像素单元的结构示意图；

图2～图9所示为本发明提供的制造兼容测距的CMOS图像传感器像素单元的工艺流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

现有技术通过采用具有单边抽头、两抽头、四抽头或分割化像素结构的像素单元实现兼容测距的图像传感器，在单边抽头像素结构中，感光区域内光生电荷的横向传输距离长，不利于实现光生电荷的快速导出，两抽头或四抽头等多抽头像素结构在浮空扩散区存储节点之间容易产生失配，分割化像素结构复杂，限制了像素填充率，降低了图像传感器灵敏度。

在本发明实施例中，本发明提供的兼容测距的CMOS图像传感器像素单元至少包括沿对称轴120对称设置的掩埋型光电二极管、中心单抽头浮空扩散区110和掩埋型光电二极管埋层掺杂离子注入区104。

图1所示为本发明提供的兼容测距的CMOS图像传感器像素单元的结构示意图。

如图1所示，所述兼容测距的CMOS图像传感器像素单元包括：P型单晶硅衬底101、位于单晶硅衬底内的浅槽隔离区102、P型掺杂的阈值电压调节区103、掩埋型光电二极管埋层掺杂离子注入区104、转移晶体管栅介质层105、边缘转移晶体管的栅极1061、中心转移晶体管的栅极1062、转移晶体管漏极轻掺杂区107、转移晶体管栅极两侧的侧壁108、边缘转移晶体管的漏极扩散区109、中心转移晶体管漏极扩散区复用形成的中心浮空扩散区110和掩埋型光电二极管表面P型掺杂区111。

在本发明实施例中，图1所示P型单晶硅衬底101掺杂浓度为5E14～5E15/cm²，浅槽隔离区102位于P型单晶硅衬底101内部，由沿中心对称轴120对称分布并且分别平行于中心对称轴120的两个长条形区域组成，采用浅沟槽隔离(STI)技术使用SiO₂材料或SiO₂与SiN的复合材料经过槽刻蚀、氧化物填充和氧化物平坦化工艺过程形成隔离层，进而保护有源区在去掉氮化物的过程中免受到化学玷污。所述中心对称轴120位于像素结构中心。

在本发明实施例中，在两部分浅槽隔离区102之间设置感光区域和信号读出电路，其中感光区域包括沿平行于浅槽隔离区102的对称轴120对称设置的掩埋型光电二极管，其设置在对称轴120和浅槽隔离区102之间，信号读出电路包括沿对称轴120对称设置且位于掩埋型二极管边缘处靠近浅槽隔离区102的边缘转移晶体管和靠近对称轴120的中心转移晶体管，其中边缘转移晶体管的漏极扩散区109连接固定电平，中心转移晶体管的漏极扩散区复用形成中心浮空扩散区110。所述边缘转移晶体管包括：栅极1061、栅介质层105以及栅极两侧的侧壁108、阈值电压调节区103、转移晶体管漏极轻掺杂区107和边缘转移晶体管的漏极扩散区109，其中边缘转移晶体管漏极扩散区109与固定电平相连；所述中心转移晶体管包括：栅极1062、栅介质层105以及栅极两侧的侧壁108、阈值电压调节区103、转移晶体管漏极轻掺杂区107和中心转移晶体管漏极扩散区复用形成的中心浮空扩散区110；所述掩埋型光电二极管包括埋层掺杂离子注入区104，以及掩埋型光电二极管表面P型掺杂区111。

在本发明实施例中，所述掩埋型光电二极管埋层掺杂的离子注入区104与转移晶体管的栅极1061或1062及其栅介质层105下方部分重叠，重叠区域沿沟道长度方向的长度小于或等于0.35μm，所述掩埋型光电二极管埋层掺杂的离子注入区104完全覆盖掩埋型光电二极管下方；通过优化所述掩埋型光电二极管埋层掺杂离子注入区104的工艺，可以提高光生电荷转移的速度。

所述边缘转移晶体管和中心转移晶体管的所述阈值电压调节区103完全覆盖所述边缘转移晶体和中心转移晶体管下方，所述转移晶体管的阈值电压调节区103内含有杂质，该杂质在沿沟道长度方向上具有不同的浓度分布，具体为：在靠近掩埋型光电二极管一侧的阈值电压调节区103内的杂质浓度高于在靠近中心或边缘转移晶体管漏极轻掺杂区107一侧的阈值电压调节区103内的所述杂质浓度。这种方法通过在转移晶体管下方沟道处形成一定杂质浓度梯度，形成了一定的电势梯度，这样，在转移晶体管关断时，转移晶体管沟道内的电荷就不再平均地向沟道两侧转移，而是绝大部分流向漏极扩散区，这样就减少了转移晶体管栅极下方沟道内的电荷向掩埋型光电二极管的反弹，减少了掩埋型光电二极管内的电荷残余，因此减少了残像，提高了成像质量。

在本发明实施例中，所述掩埋型光电二极管表面P型掺杂区111与边缘转移晶体管和中心转移晶体管的栅极侧壁108相连接，所述掩埋型光电二极管表面P型掺杂区111的长度需保证完全覆盖掩埋型光电二极管埋层掺杂的离子注入区104位于像素结构表面的部分，使得掩埋型光电二极管内的光生电荷避免与P型单晶硅衬底101表面接触，具有钉扎P型单晶硅衬底101表面电荷的作用，从而减少光电二极管的漏电，减小暗电流。

在本发明实施例中，图1所示的转移晶体管的栅介质层105采用热氧化的方法形成，采用材料为SiO₂或SiON；所述栅介质层105上方的栅极1061和1062采用化学气相淀积的方法形成，采用材料为多晶硅；所述栅介质层105及栅极1061和1062两侧的侧壁108采用淀积和回刻蚀的方法形成，采用材料为SiO₂和SiN复合层。

在本发明实施例中，所述转移晶体管漏极轻掺杂区107与栅介质层105及栅极1061或1062下方区域相连接，所述边缘转移晶体管漏极扩散区109与栅极侧壁108相连接，所述转移晶体管漏极轻掺杂区107具有防止MOS晶体管热载流子效应的作用，所述中心转移晶体管漏极扩散区的面积和掺杂浓度决定了中心浮空扩散区110的电容，对图像传感器的转换增益有影响。

基于图1所示的兼容测距的CMOS图像传感器像素单元，下面给出制造该像素单元的工艺流程，如图2～图9所示，具体包括步骤：

步骤1：如图2所示，首先提供P型单晶硅衬底101，P型单晶硅衬底101厚度为1～10μm，掺杂浓度为5E14～5E15/cm²，然后在P型单晶硅衬底内形成沿中心对称轴120对称分布并且分别平行于中心对称轴120的2个长条形浅槽隔离区102，浅槽隔离区102采用浅沟槽隔离(STI)技术形成，所采用的材料为SiO₂或SiN。如图2所示，虚线部分是版图设计时设置转移晶体管栅极1061、1062及栅介质层105的区域，为了接下来几个步骤的表述方便，在栅极1061、1062及栅介质层105形成之前以虚线框的形式给定了转移晶体管栅极1061、1062及栅介质层105的位置。

步骤2：如图3所示，采用掩膜板和离子注入技术形成转移晶体管的阈值电压调节区103，阈值电压调节区103为位于转移晶体管栅极1061、1062及栅介质层105下方并且沿中心对称轴120对称分布的矩形区域，由于要形成的转移晶体管包括沿中心对称轴120对称分布的两个中心转移晶体管、两个边缘转移晶体管，因此所述阈值电压调节区103需要制作四个；阈值电压调节区103采用离子注入技术注入P型杂质形成，剂量为5.0E11～1.0E13/cm²，可以用注入能量为2～30keV的硼，也可以用注入能量为10～55keV的BF₂；版图设计时，阈值电压调节区103的长度需保证考虑工艺制作偏差量后仍能完全覆盖转移晶体管栅极1061、1062及栅介质层105下方。

步骤3：如图4所示，采用掩膜板和离子注入技术形成掩埋型光电二极管埋层掺杂离子注入区104，需要形成两部分所述埋层掺杂离子注入区104，分别位于栅极1061和栅极1062下方的阈值电压调节区103之间并且沿中心对称轴120对称设置，所述埋层掺杂离子注入区104采用离子注入技术的注入剂量范围是1.0E12～1.0E13/cm²，采用的注入能量为对应于砷的50～170keV或对应磷的30～120keV；所述掩埋型光电二极管埋层掺杂离子注入区104与转移晶体管的栅极1061或1062及其栅介质层105下方的阈值电压调节区103部分重叠，重叠区域沿沟道长度方向的长度小于或等于0.35μm，所述掩埋型光电二极管埋层掺杂离子注入区104完全覆盖掩埋型光电二极管下方，所述沟道长度方向是指像素结构示意图中垂直于中心对称轴120的水平方向。

步骤4：如图5所示，形成转移晶体管的栅介质层105和栅极1061、1062，所述栅介质层105包含4个矩形区域，设置在4个阈值电压调节区103的上方；所述栅极1061包含2个矩形区域，分别设置在沿中心对称轴120对称分布且距离中心对称轴120较远的栅介质层105上方；所述栅极1062包含2个矩形区域，分别设置在沿中心对称轴120对称分布且距离中心对称轴120较近的栅介质层105上方；所述栅介质层105采用热氧化方法形成，材料为SiO₂或SiON；所述栅极1061、1062在栅介质层105上方，采用淀积多晶硅形成，最后采用掩膜板和刻蚀技术形成栅极。

步骤5：如图6所示，用CMOS标准光刻和离子注入技术形成转移晶体管漏极轻掺杂区107，需要形成3个矩形的所述漏极轻掺杂区107，其中2个矩形区域沿中心对称轴120对称设置在浅槽隔离区102与阈值电压调节区103之间，且与所述浅槽隔离区102和阈值电压调节区103连接；另外1个矩形区域位于2个栅极1062之间的像素结构中心，且与两侧的阈值电压调节区103连接；版图设计时，所述漏极轻掺杂区107完全覆盖转移晶体管漏极，所述漏极轻掺杂区107与标准CMOS工艺漏极轻掺杂兼容，这里不再详述。

步骤6：如图7所示，用标准CMOS工艺中的淀积和回刻蚀方法形成转移晶体管多晶硅栅极1061、1062及栅介质层105两侧的侧壁108，所述侧壁108覆盖转移晶体管多晶硅栅极1061、1062及栅介质层105的侧面并且，多晶硅栅极1061、1062及栅介质层105一侧的所述侧壁108与下方的阈值电压调节区103相连接，而另一侧的所述侧壁108与转移晶体管漏极轻掺杂区107相连接，所述侧壁108可以采用ONO(SiO₂-SiN-SiO₂)的复合层结构。

步骤7：如图8所示，用CMOS标准光刻和离子注入技术形成具有重掺杂浓度的边缘转移晶体管漏极扩散区109和中心浮空扩散区110，需要形成两部分沿中心对称轴120对称设置的所述漏极扩散区109，所述漏极扩散区109是与边缘转移晶体管漏极轻掺杂区107相互重叠的矩形区域，所述矩形区域的一边与浅槽隔离区102相连接，另一边与边缘转移晶体管栅极1061的侧壁108下方的漏极轻掺杂区107相互重叠；所述中心浮空扩散区110是位于像素结构中心处与中心转移晶体管漏极轻掺杂区107相互重叠的矩形区域，所述矩形区域的边缘与中心转移晶体管栅极1062的侧壁108下方的漏极轻掺杂区107相连接；版图设计时，所述边缘转移晶体管漏极扩散区109和中心浮空扩散区110完全覆盖转移晶体管漏极，所述边缘转移晶体管漏极扩散区109和中心浮空扩散区110与标准CMOS工艺漏极重掺杂兼容，这里不再详述。

步骤8：如图9所示，采用掩膜板和离子注入技术形成掩埋型光电二极管表面P型掺杂区111，需要形成沿中心对称轴120对称设置的两部分所述表面P型掺杂区111，其是矩形区域，所述矩形区域位于栅极1061和栅极1062下方的阈值电压调节区域103之间，所述表面P型掺杂区111采用离子注入技术形成，注入剂量为5.0E12～1.0E14/cm²的P型杂质，可以用注入能量为2～25keV的硼，也可以用注入能量为10～55keV的BF₂，还可以用15～60keV的铟；它的目的是使得掩埋型光电二极管光生电荷避免与P型单晶硅衬底101表面接触，减小掩埋型光电二极管漏电。版图设计时，所述表面P型掺杂区111一部分与边缘转移晶体管栅极1061及栅介质层105下方的阈值电压调节区103相连接，另一部分与中心转移晶体管栅极1062及栅介质层105下方的阈值电压调节区103相连接，所述表面P型掺杂区111完全覆盖掩埋型光电二极管埋层掺杂离子注入区104位于像素结构表面的部分。

可选地，步骤1中的单晶硅衬底101可以采用外延技术在硅片上外延P型薄膜硅片实现，所述外延薄膜硅片厚度为1～10μm、掺杂浓度为5E14～5E15/cm²。

通过以上步骤可以制造出一种兼容测距的CMOS图像传感器像素单元，通过采用中心抽头的像素结构，避免了两抽头或四抽头等多抽头像素结构设计中多个浮空扩散区存储节点之间的失配，同时使得光生电荷向转移晶体管漏极扩散区传输的时间缩短，从而实现兼容测距的成像功能。

本发明提出的上述图像传感器像素单元可以按照一维或二维的方式排列成光感测阵列，通过在所述中心浮空扩散区110收集光生电荷获得距离成像和/或普通成像。在距离成像模式下，需要配合使用受周期脉冲信号调制的LED或激光光源，典型的光波长范围为850nm～950nm，典型的调制脉冲信号频率为5～30MHz，同时需要对所述图像传感器像素单元边缘转移晶体管的栅极1061和中心转移晶体管的栅极1062施加具有和调制脉冲信号频率相同的同步选通信号，其中施加在中心转移晶体管栅极1062的信号分别具有0°、90°、180°、270°或者0°、180°相位偏移，施加在边缘转移晶体管栅极1061的信号和施加在中心转移晶体管栅极1062的信号相互反向。基于现有TOF测距原理，可以根据采样信号计算出像素单元距成像目标的距离。在普通成像模式下，在边缘转移晶体管栅极1061施加的选通信号用于复位掩埋型光电二极管的感光区域，经过一段曝光时间之后，在中心转移晶体管栅极1062施加的选通信号用于导出掩埋型光电二极管感光区域内的光生电荷，从而实现普通成像，其中，控制图像传感器像素单元实现曝光成像的时序模式为滚动曝光模式。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种兼容测距的CMOS图像传感器像素单元，包括衬底(101)、在衬底(101)内设置的沿对称轴(120)对称设置的两个浅槽隔离区(102)、在两浅槽隔离区(102)之间设置的感光单元和信号读出电路，其特征在于，

感光单元包括在浅槽隔离区(102)之间沿对称轴(120)对称设置的掩埋型光电二极管；

信号读出电路包括在浅槽隔离区(102)之间的两个边缘转移晶体管和两个中心转移晶体管，其中两个边缘转移晶体管沿对称轴(120)对称设置且位于掩埋型光电二极管边缘处靠近浅槽隔离区(102)，而两个中心转移晶体管沿对称轴(120)对称设置且靠近对称轴(120)，其中所述两个边缘转移晶体管的漏极扩散区(109)连接固定电平，所述两个中心转移晶体管的漏极扩散区复用形成中心浮空扩散区(110)；

所述掩埋型光电二极管的埋层掺杂区通过离子注入形成离子注入区(104)，所述离子注入区(104)完全覆盖所述掩埋型光电二极管下方；所述离子注入区(104)在所述边缘转移晶体管和中心转移晶体管的栅极(1061)、(1062)及栅介质层(105)形成之前进行离子注入，且与所述边缘转移晶体管和中心转移晶体管的栅极(1061)、(1062)及栅介质层(105)下方部分重叠，重叠部分沿沟道长度方向的长度小于或等于0.35μm；所述离子注入区(104)的离子注入剂量范围是1.0E12～1.0E13/cm²，采用的注入能量为对应于砷的50～170keV或对应磷的30～120keV；

所述像素单元通过在所述中心浮空扩散区(110)收集光生电荷获得距离成像和/或普通成像；

在所述距离成像模式下，使用受周期脉冲信号调制的LED或激光光源，所述图像传感器像素单元边缘转移晶体管栅极(1061)和中心转移晶体管栅极(1062)施加具有与调制脉冲信号频率相同的同步选通信号，施加在边缘转移晶体管栅极(1061)的信号和施加在中心转移晶体管栅极(1062)的信号相互反向；

在所述普通成像模式下，施加在边缘转移晶体管栅极(1061)的选通信号用于复位掩埋型光电二极管的感光区域，施加在中心转移晶体管栅极(1062)的选通信号用于导出掩埋型光电二极管感光区域内的光生电荷，完成普通成像功能。

2.根据权利要求1所述的图像传感器像素单元，其特征在于，

所述掩埋型光电二极管包括埋层掺杂离子注入区(104)和掩埋型光电二极管表面P型掺杂区(111)；

所述边缘转移晶体管包括：栅极(1061)、栅介质层(105)以及栅极两侧的侧壁(108)、阈值电压调节区(103)、漏极轻掺杂区(107)和漏极扩散区(109)；

所述中心转移晶体管包括：栅极(1062)、栅介质层(105)以及栅极两侧的侧壁(108)、阈值电压调节区(103)、漏极轻掺杂区(107)和漏极扩散区复用形成的中心浮空扩散区(110)。

3.根据权利要求1所述的图像传感器像素单元，其特征在于，所述施加在边缘转移晶体管栅极(1061)和中心转移晶体管栅极(1062)的信号具有与光源调制脉冲信号0°、90°、180°、270°或者0°、180°相位偏移。

4.根据权利要求2所述的图像传感器像素单元，其特征在于，

所述边缘转移晶体管和中心转移晶体管的所述阈值电压调节区完全覆盖所述边缘转移晶体管和中心转移晶体管下方，所述边缘转移晶体管和中心转移晶体管的阈值电压调节区内含有杂质，该杂质在沿沟道长度方向上具有不同的浓度分布。

5.根据权利要求4所述的图像传感器像素单元，其特征在于，

在靠近掩埋型光电二极管一侧的阈值电压调节区(103)内的所述杂质浓度高于在靠近边缘或中心转移晶体管漏极轻掺杂区(107)一侧的阈值电压调节区(103)内的所述杂质浓度。

6.根据权利要求2至5任一项所述的图像传感器像素单元，其特征在于，

所述衬底为单晶硅衬底，采用P型的衬底或P型外延薄膜硅片；

所述掩埋型光电二极管的埋层掺杂离子注入区的导电类型为N型；

所述边缘转移晶体管和中心转移晶体管的阈值电压调节区的导电类型为P型。

7.根据权利要求1至5任一项所述的图像传感器像素单元，其特征在于，所述图像传感器像素单元按照一维或二维的方式排列成光感测阵列。

8.一种根据权利要求1至7任一项所述的兼容测距的CMOS图像传感器像素单元的制作方法，其包括：

步骤1：在衬底内形成沿对称轴对称分布的两个浅槽隔离区；所述对称轴位于像素结构中心；

步骤2：在衬底内形成转移晶体管的阈值电压调节区，所述阈值电压调节区包括四部分，其中两部分分别位于沿所述对称轴对称且靠近所述两个浅槽隔离区，另外两部分沿所述对称轴对称且靠近所述对称轴；

步骤3：在衬底内形成掩埋型光电二极管埋层掺杂离子注入区，所述埋层掺杂离子注入区包括两部分，分别位于阈值电压调节区之间并且沿对称轴对称设置；

步骤4：分别在所述四部分阈值电压调节区上方形成转移晶体管的栅介质层，在栅介质层上形成栅极；

步骤5：在衬底内形成转移晶体管漏极轻掺杂区，所述漏极轻掺杂区包括三部分，其中两部分沿对称轴对称设置在浅槽隔离区与靠近浅槽隔离区的阈值电压调节区之间，另外一部分位于像素结构中心且与靠近对称轴的两阈值电压调节区相连接；

步骤6：形成转移晶体管栅极及栅介质层两侧的侧壁，所述侧壁覆盖转移晶体管栅极及栅介质层的侧面，并且所述转移晶体管栅极及栅介质层一侧的所述侧壁与下方的阈值电压调节区相连接，而另一侧的所述侧壁与转移晶体管漏极轻掺杂区相连接；

步骤7：在衬底内形成转移晶体管漏极扩散区和中心浮空扩散区，所述转移晶体管漏极扩散区包括沿对称轴对称设置的两部分，其一边与浅槽隔离区相连接，另一边与所述两部分转移晶体管漏极轻掺杂区相重叠；所述中心浮空扩散区位于像素结构中心，且与所述另外一部分转移晶体管漏极轻掺杂区重叠；

步骤8：形成掩埋型光电二极管表面P型掺杂区，所述掩埋型光电二极管表面P型掺杂区完全覆盖掩埋型光电二极管埋层掺杂离子注入区位于像素结构表面的部分。