CN112420752B - 基于半导体衬底的新型单晶体管像素传感器及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于半导体衬底的新型单晶体管像素传感器及制备方法，通过在漏极区域、源极区域、沟道区域和衬底区域引入特殊的掺杂体系，在漏极区域、源极区域施加电压脉冲，提高沟道区域的电势，形成了能够收集光电子的耗尽区域。其优点是：本发明使用单个晶体管完成光电传感、电荷积分、缓冲放大和阵列选通的功能，原位读出光生电子，无需CCD传感器中的转移读出电荷，也无须如CMOS像素传感器中的额外晶体管进行电荷积分、信号放大和选通，具有高量子效率和低功耗等优点，这也大大降低像素单元的复杂度，增大有效传感面积，从而实现高灵敏度，低功耗和高速的图像传感。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种基于半导体衬底的新型单晶体管主动像素传感器及制备方法。
背景技术
图像传感器是成像系统的核心部件，其应用非常广泛，不止与我们的生活息息相关，比如集成在手机、平板和电脑等消费电子产品中，而且在军用和科研等领域都占有重要的位置。目前通用的图像传感器大体分为两类，一类是使用电容收集光生载流子，如常用的CCD传感器(参考文选：Keith Fife,Abbas El Gamal and H.-S.Philip Wong,A 0.5p,mPixel Frame-Transfer CCD Image Sensor in 110nm CMOS,IEEE InternationalElectron Devices Meeting,2007:1003–1006)，另一类是基于反向的光电传感二级管，如CMOS传感器(参考文选：AjpTheuwissen,CMOS image sensors:State-of-the-art,Solid-State Electronics,2008,52(9):1401-1406)。CCD传感器基于电荷转移机理，其工作速度慢，电荷转移需要消耗额外的能量并且工艺制备与传统CMOS不兼容。主动式CMOS像素传感器与CMOS工艺完全兼容，功耗低，且具有随机选址的功能。CMOS主动像素传感器中必须使用大量的额外晶体管，增大了传感单元的复杂度，且损失了有效的传感面积降低了传感器的灵敏度。
针对上述难题，发明人此前提出并验证了一种基于绝缘层上硅的新型单晶体管主动像素传感器，原位光电子传感器PISD(参考文选：Yong-Feng Cao,M.Arsalan,J.Liu,Yu-Long Jiang*and J.Wan*,A Novel One-Transistor Active Pixel Sensor With In-SituPhotoelectron Sensing in 22nm FD-SOI Technology.IEEE Electron Device Letters,2019:40,738-741)。PISD利用背栅电压脉冲在SOI晶体管的衬底中形成深度耗尽区。光生电子聚集在衬底和埋氧化层的界面上，由于界面耦合效应对晶体管的阈值电压产生调控作用。PISD与CMOS工艺完全兼容，只需单个晶体管完全主动像素的所有功能。具有结构简单，量子效率高的优点。然而，PISD必须基于绝缘层上硅的衬底(SOI)，与当前集成电路大量使用的体硅衬底不兼容，难以与体硅电路形成集成系统，而且绝缘层上硅的衬底价格高昂，难以大规模推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于半导体衬底的新型单晶体管像素传感器及制备方法，其为利用原位光电子传感原理的半导体主动像素图像传感器，本发明提出的新型单晶体管主动像素传感器建立在半导体材料衬底上，通过在漏极区域、源极区域、沟道区域和衬底区域引入特殊的掺杂体系，以及施加合适的电压偏置，在悬浮的沟道区域和衬底中形成能够收集光电子的耗尽区域。利用耗尽的沟道和衬底区域收集光电子，从而调控晶体管的阈值电压，达到原位光电子感应的目的。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种基于半导体衬底的新型单晶体管像素传感器，其包含：
衬底；
沟道区域，设置于所述衬底上；
分别开设于沟道区域两侧的第一隔离区和第二隔离区，设置于所述衬底上；
置于所述沟道区域顶部的漏极区域，设置在所述沟道区域的第一端；
置于所述沟道区域顶部的源极区域，设置在所述沟道区域的第二端；
正栅极氧化层，置于所述沟道区域上；
正栅极，置于所述正栅极氧化层上；
所述正栅极在所述漏极区域和所述源极区域之间；
衬底接触区域，位于所述衬底上第一隔离区域远离漏极区域的一侧；
漏极金属接触，位于所述漏极区域上；
源极金属接触，位于所述源极区域上；
衬底金属接触，位于所述衬底接触区域上。
优选地，还包含：
置于所述沟道区域上的低漏掺杂区域，设置在所述正栅极和漏极区域或源极区域之间，以降低导通电阻和降低漏电；
栅极侧墙，置于所述低漏掺杂区域之上，以隔开所述低漏掺杂区域和漏极区域或源极区域。
优选地，所述衬底材料为硅、锗、锗硅、氮化镓、铟镓砷中的任意一种；
和/或，沟道区域材料为硅、锗、锗硅、氮化镓、铟镓砷中的任意一种。
优选地，所述漏极区域为重掺杂，源极区域为重掺杂，所述衬底接触区域为重掺杂，
所述漏极区域和源极区域和所述衬底接触区域为同型掺杂，所述沟道区域与所述衬底接触区域不为同型掺杂。
优选地，所述衬底第一侧的第一隔离区位于所述衬底接触区域和所述漏极区域之间，用于隔离所述衬底接触区域和漏极区域、源极区域；
所述衬底第二侧的第二隔离区位于所述源极区域远离所述正栅极的一侧，用于隔离相邻传感器器件。
优选地，所述漏极区域上方未被金属电极覆盖的为第一间隙区域，所述第一间隙区域的宽度为所述漏极金属接触到第一隔离区之间的水平距离；
和/或，所述源极区域上方未被金属电极覆盖的为第二间隙区域，所述第二间隙区域的宽度为所述源极金属接触到第二隔离区之间的水平距离。
优选地，一种制备所述基于半导体衬底的新型单晶体管像素传感器的制备方法，该方法包含以下步骤：
S1、准备掺杂的起始衬底；
S2、在衬底上利用掩模在预设位置的两侧分别形成第一隔离区和第二隔离区；
S3、在衬底上预设位置处形成一层掺杂的沟道区域；
S4、在所述沟道区域上方形成正栅极氧化层和正栅极；
S5、在所述沟道区域上位于正栅极两侧的顶部位置分别形成重掺杂的漏极区域、重掺杂的源极区域，在衬底上的第一隔离区远离漏极区域的一侧形成重掺杂的衬底接触区域，分别激活漏极区域、源极区域的离子掺杂和衬底接触区域的离子掺杂；
S6、分别在漏极区域、源极区域和衬底接触区域上沉积金属以形成对应的漏极金属接触、源极金属接触和衬底金属接触。
优选地，所述步骤S1中，所述衬底掺杂浓度在1015cm-3至1017cm-3之间；
和/或，所述步骤S2中，所述第一隔离区和第二隔离区均为浅槽隔离区域，其槽深在100nm至1000nm之间；
和/或，所述步骤S3中，所述沟道区域掺杂浓度在1017cm-3至1019cm-3之间，所述沟道区域厚度在10nm至100nm之间；
和/或，所述步骤S4中，所述正栅极氧化层材料为二氧化硅、氮化硅、三氧化二铝、氧化铪中的任意一种，所述正栅极氧化层厚度为2nm至30nm之间，所述正栅极为多晶硅或铟锡氧化物或金属，所述正栅极厚度为10nm至200nm；
和/或，所述步骤S5中，所述漏极区域、源极区域和衬底接触区域的掺杂浓度在1019cm-3至1021cm-3之间；
和/或，所述步骤S6中，淀积的金属为铝或镍或钛。
优选地，还包含：
在实施步骤S4之后、步骤S5之前，在正栅极两侧分别形成低漏掺杂区域，在低漏掺杂区域上制备栅极侧墙，再进行步骤S5；
具体为：所述栅极侧墙材料为氮化硅或二氧化硅或SiBCN的低介电常数材料，所述栅极侧墙厚度在10nm至100nm之间。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)本发明的目的在于提供一种基于半导体衬底的新型单晶体管主动像素传感器及制备方法，其器件结构与传统的体硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)相近，但通过在漏极区域、源极区域、沟道区域和衬底区域引入特殊的掺杂体系，在漏极区域、源极区域施加电压脉冲，提高沟道区域的电势，形成了能够收集光电子的耗尽区域，聚集在沟道区域的光生电子对p型MOSFET的阈值电压产生调控作用，从而使得光生电子改变晶体管的阈值电压；
(2)相比于传统的CCD和CMOS图像传感器，本发明使用单个晶体管完成光电传感、电荷积分、缓冲放大和阵列选通的功能，原位读出光生电子，无需CCD传感器中的转移读出电荷，也无须如CMOS像素传感器中的额外晶体管进行电荷积分、信号放大和选通，具有高量子效率和低功耗等优点，这也大大降低像素单元的复杂度，增大有效传感面积，从而实现高灵敏度，低功耗和高速度的图像传感；
(3)本发明增加了与普通MOSFET工艺兼容的栅极侧墙和低漏掺杂区域，从而使制备的器件与传统集成电路工艺更加兼容；
(4)本发明的新型图像传感器的源极区域、漏极区域具有一大块不被金属电极覆盖的区域以透光，便于晶体管的信息采集；
(5)本发明的正栅极用来进行图像传感阵列中的单元导通和截止，从而实现阵列选通的功能；
(6)本发明采用体硅衬底，构造的新型单晶体管主动像素传感器与传统体硅CMOS工艺完全兼容，有利于大幅降低工艺成本及材料成本，且该晶体管具有与体硅集成电路兼容的优点。
附图说明
图1为本发明实施例一的新型单晶体管主动像素传感器；
图2a-2f为本发明的新型单晶体管主动像素传感器的制备流程示意图；
图3为本发明实施例二的新型单晶体管主动像素传感器的结构示意图；
图4为本发明实施例三的新型单晶体管主动像素传感器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1所示，为本发明的一种基于半导体材料衬底的新型单晶体管主动像素传感器，其包含衬底1，其为弱掺杂，一般为弱P型或弱N型掺杂的硅，掺杂浓度在1015cm-3至1017cm-3之间，根据传感的光学波长不同，所述衬底1材料可为硅、锗、锗硅、氮化镓、铟镓砷中的任意一种，优选的，衬底材料为硅，本申请各实施例中采用的衬底1为体硅衬底。
基于体硅衬底的新型单晶体管主动像素传感器还包含：沟道区域2、正栅极氧化层5、正栅极6、漏极区域7、源极区域8、衬底接触区域9、漏极金属接触10、源极金属接触11、衬底金属接触12以及无金属覆盖的第一间隙区域13和第二间隙区域14、衬底接触区域9与漏极区域7之间的第一隔离区3、用于隔离相邻传感器器件的第二隔离区4。其中，沟道区域2被漏极区域7、源极区域8和衬底1隔开(利用反向PN结形成电学隔离)，形成电学悬浮的沟道区域2。
沟道区域2设置于衬底1上，其材料为硅、锗、锗硅、氮化镓、铟镓砷中的任意一种。
正栅极氧化层5置于所述沟道区域2上，正栅极6置于所述正栅极氧化层5上。其中，所述正栅极氧化层5位于所述沟道区域2中部上方位置。所述正栅极氧化层5材料为二氧化硅(SiO2)、氮化硅、三氧化二铝、氧化铪中的任意一种，所述正栅极6用来进行图像传感阵列中的单元选通，其材料为多晶硅或铟锡氧化物或金属。
漏极区域7和源极区域8设置在所述沟道区域2的顶部位置，并分别位于所述正栅极6的两侧，衬底接触区域9位于衬底1上靠近漏极区域7的一端。漏极金属接触10位于所述漏极区域7上，源极金属接触11位于所述源极区域8上，衬底金属接触12位于所述衬底接触区域9上。
其中，漏极区域7为重掺杂，源极区域8为重掺杂，衬底接触区域9为重掺杂，漏极区域7和源极区域8和衬底接触区域9为同型掺杂，沟道区域2与衬底接触区域9不为同型掺杂。
漏极区域7上方未被金属电极覆盖的为第一间隙区域13，所述第一间隙区域13的宽度为漏极金属接触10到第一隔离区3之间的水平距离，源极区域8上方未被金属电极覆盖的为第二间隙区域14，所述第二间隙区域14的宽度为源极金属接触10到第二隔离区4之间的水平距离。所述第一间隙区域13和所述第二间隙区域14的宽度可为100nm至10μm之间，两者区域范围可关于正栅极6对称，也可不关于正栅极6对称。
所述第一隔离区3和第二隔离区4为浅槽隔离区域，两者均为在所述衬底1上垂直向下开槽形成。所述衬底1第一侧的第一隔离区3位于所述衬底接触区域9与漏极区域7之间，用于隔离衬底接触区域9与漏极区域7。所述衬底1第二侧的第二隔离区4位于所述源极区域8远离所述正栅极6的一侧，用于隔离相邻传感器器件(即两个隔离区分别位于所述沟道区域2两侧)。
在工作过程中，光在衬底1/沟道区域2的P-N结中产生光生载流子。随后光生空穴流入衬底1，被衬底1电极吸收。光生电子流入沟道区域2，停留积聚在沟道区域2。积聚的光生电子调控所述晶体管的阈值电压，通过测量阈值电压，便可得到曝光剂量，完成采集过程。
如图2a-2f结合所示，为本发明提供的一种基于体硅衬底的新型单晶体管主动像素传感器的制备方法，具体步骤如下：
S1、准备弱掺杂的起始体硅衬底；
S2、光刻、刻蚀、沉积氧化层后进行抛光，在衬底1上利用掩模在预设位置的两侧分别形成第一隔离区3和第二隔离区4；
S3、利用离子注入或外延技术，在所述衬底1上的预设位置处形成一层掺杂的沟道区域2；
S4、在所述沟道区域2的中部上方位置淀积正栅极氧化层5和正栅极6材料，进行光刻与刻蚀以形成正栅极6的图形；
S5、在所述沟道区域2上位于正栅极6两侧的顶部位置分别光刻并注入掺杂的离子以离子注入的方式形成重掺杂的漏极区域7、重掺杂的源极区域8，在衬底1上的第一隔离区3远离漏极区域7的一侧光刻并注入掺杂的离子，以离子注入的方式形成重掺杂的衬底接触区域9，分别进行退火以激活源极区域8、漏极区域7和衬底接触区域9的离子掺杂；
S6、光刻并刻蚀，打开金属接触的窗口，分别在漏极区域7、源极区域8和衬底接触区域9上淀积金属接触并退火，以形成对应的漏极金属接触10、源极金属接触11和衬底金属接触12。
基于同一工作原理，器件的结构可以不同，具体实施方式依据实施例不同，可分为实施例一和实施例二。
(一)实施例一
所述步骤S1中，所述衬底1为起始的硅片，为弱P型掺杂。
所述步骤S2具体包含：光刻并打开隔离槽的窗口之后，利用光刻胶为掩膜刻蚀以形成隔离的图形。
所述刻蚀选用干法刻蚀或湿法刻蚀，干法刻蚀一般使用氟基或者卤族元素气体，如SF6，CHF3，HBr或者Cl2等。而湿法腐蚀一般使用TMAH，KOH等溶液。刻蚀完成后利用化学气相淀积CVD在槽中填满二氧化硅，之后利用化学机械抛光，形成槽深在100nm至1000nm之间的隔离。
所述步骤S3中，光刻并利用离子注入形成N型掺杂的沟道区域2，N型掺杂浓度在1017cm-3至1019cm-3之间，所述沟道区域2厚度在10nm至100nm之间。其中，离子注入使用砷或磷，注入剂量为1011cm-2至1013cm-2之间，能量为1keV至100keV之间。
所述步骤S4具体包含：所述淀积方法为热氧化或化学气相沉积或原子层沉积法，所述正栅极氧化层5厚度为2nm至30nm之间，所述正栅极6厚度为10nm至200nm。
所述步骤S4具体还包含：光刻并打开正栅极6图形的窗口，之后利用光刻胶为掩膜对正栅极6进行刻蚀以形成栅极的图形。刻蚀可选用干法刻蚀或湿法刻蚀，干法刻蚀一般使用氟基或者卤族元素气体，如SF6，CHF3，HBr或者Cl2等，而湿法腐蚀一般使用TMAH，KOH等溶液。
所述步骤S5具体包含：光刻并打开衬底接触和源、漏极区域离子注入的窗口，并进行离子注入形成重掺杂的漏极区域7、重掺杂的源极区域8和重掺杂的衬底接触区域9，所述离子注入采用硼或BF2，每个窗口的注入剂量为1013cm-2至1016cm-2之间，能量为1keV至100keV之间，以形成P型掺杂浓度在1019cm-3至1021cm-3之间的漏极区域7、源极区域8和衬底接触区域9。此后，进行退火以激活漏源的掺杂，离子激活退火温度为900度至1200度之间，时间为1微秒至10秒。其中，衬底接触区域9是直接在体硅衬底上进行离子注入。
所述步骤S6具体包含：光刻并刻蚀，打开金属接触的窗口，淀积金属并退火以形成相应的电极，常用金属为铝或镍或钛，退火温度为300度至900度之间。
(二)实施例二
如图3所示，实施例二与实施例一类似，区别在于增加了与普通MOSFET工艺兼容的栅极侧墙和低漏掺杂区域，从而使制备的器件与传统集成电路工艺更加兼容，其他与实施例一类似，在此不做赘述。
低漏掺杂区域置于沟道区域2上，设置在正栅极6两侧，即正栅极6与漏极区域7之间，正栅极6与源极区域8之间，以降低导通电阻和降低漏电；栅极侧墙置于所述低漏掺杂区域之上，以隔开所述低漏掺杂区域和漏极区域7或源极区域8。
具体过程为：在实施例一的步骤S4之后、步骤S5之前，利用离子注入在正栅极6两侧分别形成低漏掺杂区域LDD，在低漏掺杂区域LDD上淀积栅极侧墙材料并进行刻蚀以形成栅极侧墙的图形，形成栅极侧墙后，再进行步骤S5。
使用离子注入形成P型的低漏掺杂区域的过程中，所述离子注入使用砷或磷，每个窗口的注入剂量为1012cm-2至1014cm-2之间，能量为1keV至100keV之间。之后，淀积一层栅极侧墙材料并进行干法刻蚀以形成栅极侧墙，栅极侧墙材料可使用氮化硅或二氧化硅或SiBCN等低介电常数材料，所述栅极侧墙厚度在10nm至100nm之间。
(三)实施例三
如图4所示，实施例三与实施例二类似，区别在于实施例三的掺杂类型为反型掺杂。其中，衬底1为弱N型掺杂，沟道区域2为P型掺杂，漏极区域7和源极区域8为重度N型掺杂。具体实施工艺流程与实施例一的工艺流程类似，只需将步骤S1的衬底掺杂换为弱N型，步骤S3的离子注入使用硼或BF2形成P型沟道区域2，步骤S5的离子注入使用砷或磷形成重N型掺杂的漏极区域7和源极区域8，其他与实施例二类似，在此不做赘述。
综上所述，本发明的基于半导体衬底的新型单晶体管主动像素传感器，通过在漏极区域、源极区域、沟道区域和衬底区域引入特殊的掺杂体系，在漏极区域、源极区域施加电压脉冲，提高沟道区域的电势，形成了能够收集光电子的耗尽区域，聚集在沟道区域的光生电子使得P型MOSFET的阈值电压产生偏移并影响其导通电流，相比于传统的CCD和CMOS图像传感器，本发明使用单个晶体管完成光电传感、电荷积分、缓冲放大和阵列选通的功能，原位读出光生电子，无需CCD传感器中的转移读出电荷，也无须如CMOS像素传感器中的额外晶体管进行电荷积分等，具有高量子效率和低功耗等优点，这也大大降低像素单元的复杂度，增大有效传感面积，从而实现高灵敏度，低功耗和高速的图像传感。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (8)
1.一种基于半导体衬底的新型单晶体管像素传感器，其特征在于，包含：
衬底（1）；
沟道区域（2），设置于所述衬底（1）上；
分别开设于沟道区域（2）两侧的第一隔离区（3）和第二隔离区（4），设置于所述衬底（1）上；
置于所述沟道区域（2）顶部的漏极区域（7），设置在所述沟道区域（2）的第一端；
置于所述沟道区域（2）顶部的源极区域（8）, 设置在所述沟道区域（2）的第二端；
正栅极氧化层（5），置于所述沟道区域（2）上；
正栅极（6），置于所述正栅极氧化层（5）上；
所述正栅极（6）在所述漏极区域（7）和所述源极区域（8）之间；
衬底接触区域（9），位于所述衬底（1）上第一隔离区域（3）远离漏极区域（7）的一侧；
漏极金属接触（10），位于所述漏极区域（7）上；
源极金属接触（11），位于所述源极区域（8）上；
衬底金属接触（12），位于所述衬底接触区域（9）上；
置于所述沟道区域（2）上的低漏掺杂区域，设置在所述正栅极（6）和漏极区域（7）或源极区域（8）之间，以降低导通电阻和降低漏电；
栅极侧墙，置于所述低漏掺杂区域之上，以隔开所述低漏掺杂区域和漏极区域（7）或源极区域（8）。
2.如权利要求l所述的基于半导体衬底的新型单晶体管像素传感器，其特征在于，
所述衬底（1）材料为硅、锗、锗硅、氮化镓、铟镓砷中的任意一种；
和/或，沟道区域（2）材料为硅、锗、锗硅、氮化镓、铟镓砷中的任意一种。
3.如权利要求1所述的基于半导体衬底的新型单晶体管像素传感器，其特征在于，
所述漏极区域（7）为重掺杂，源极区域（8）为重掺杂，所述衬底接触区域（9）为重掺杂，
所述漏极区域（7）和源极区域（8）和所述衬底接触区域（9）为同型掺杂，所述沟道区域（2）与所述衬底接触区域（9）不为同型掺杂。
4.如权利要求1所述的基于半导体衬底的新型单晶体管像素传感器，其特征在于，
所述衬底（1）第一侧的第一隔离区（3）位于所述衬底接触区域（9）和所述漏极区域（7）之间，用于隔离所述衬底接触区域（9）和漏极区域（7）、源极区域（8）；
所述衬底（1）第二侧的第二隔离区（4）位于所述源极区域（8）远离所述正栅极（6）的一侧，用于隔离相邻传感器器件。
5.如权利要求1所述的基于半导体衬底的新型单晶体管像素传感器，其特征在于，
所述漏极区域（7）上方未被金属电极覆盖的为第一间隙区域（13），所述第一间隙区域（13）的宽度为所述漏极金属接触（10）到第一隔离区（3）之间的水平距离；
和/或，所述源极区域（8）上方未被金属电极覆盖的为第二间隙区域（14），所述第二间隙区域（14）的宽度为所述源极金属接触（11）到第二隔离区（4）之间的水平距离。
6.一种制备如权利要求1~5任一项所述的基于半导体衬底的新型单晶体管像素传感器的制备方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：
S1、准备掺杂的起始衬底（1）；
S2、在衬底（1）上利用掩模在预设位置的两侧分别形成第一隔离区（3）和第二隔离区（4）；
S3、在衬底（1）上预设位置处形成一层掺杂的沟道区域（2）；
S4、在所述沟道区域（2）上方形成正栅极氧化层（5）和正栅极（6）；
S5、在所述沟道区域（2）上位于正栅极（6）两侧的顶部位置分别形成重掺杂的漏极区域（7）、重掺杂的源极区域（8），在衬底（1）上的第一隔离区（3）远离漏极区域（7）的一侧形成重掺杂的衬底接触区域（9），分别激活漏极区域（7）、源极区域（8）的离子掺杂和衬底接触区域（9）的离子掺杂；
S6、分别在漏极区域（7）、源极区域（8）和衬底接触区域（9）上沉积金属以形成对应的漏极金属接触（10）、源极金属接触（11）和衬底金属接触（12）。
7.如权利要求6所述的基于半导体衬底的新型单晶体管像素传感器的制备方法，其特征在于，
所述步骤S1中，所述衬底（1）掺杂浓度在10l5cm-3至1017cm-3之间；
和/或，所述步骤S2中，所述第一隔离区（3）和第二隔离区（4）均为浅槽隔离区域，其槽深在100nm至1000nm之间；
和/或，所述步骤S3中，所述沟道区域（2）掺杂浓度在1017cm-3至1019cm-3之间，所述沟道区域（2）厚度在10nm至100nm之间；
和/或，所述步骤S4中，所述正栅极氧化层（5）材料为二氧化硅、氮化硅、三氧化二铝、氧化铪中的任意一种，所述正栅极氧化层（5）厚度为2nm至30nm之间，所述正栅极（6）为多晶硅或钢锡氧化物或金属，所述正栅极（6）厚度为10nm至200nm；
和/或，所述步骤S5中，所述漏极区域（7）、源极区域（8）和衬底接触区域（9）的掺杂浓度在10l9cm-3至1021cm-3之间；
和/或，所述步骤S6中，淀积的金属为铝或镍或钛。
8.如权利要求6或7所述的基于半导体衬底的新型单晶体管像素传感器的制备方法，其特征在于，还包含：
在实施步骤S4之后、步骤S5之前，在正栅极（6）两侧分别形成低漏掺杂区域，在低漏掺杂区域上制备栅极侧墙，再进行步骤S5；
具体为：所述栅极侧墙材料为氮化硅或二氧化硅或SiBCN，所述栅极侧墙厚度在l0nm至100nm之间。
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