CN115050767A - 像素单元及其制备方法、图像传感器、摄像头和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种像素单元及其制备方法、图像传感器、摄像头和电子设备，涉及图像传感器的技术领域，用于解决像素单元的制备工艺复杂的技术问题。像素单元的制备方法包括在衬底的一侧形成第一掺杂层。在第一掺杂层远离衬底的一侧形成第二掺杂层，第二掺杂层的掺杂类型与第一掺杂层的掺杂类型不同。在第二掺杂层内形成光敏部。将第一掺杂层作为停止层，以去除衬底。本公开提供的像素单元的制备方法用于制备像素单元。

Description

像素单元及其制备方法、图像传感器、摄像头和电子设备
技术领域
本公开涉及图像传感器的技术领域，尤其涉及一种像素单元的制备方法、像素单元、图像传感器、摄像头组件和电子设备。
背景技术
图像传感器通常包括像素单元，像素单元用于获取光信号，并将光信号转换为电信号，使得图像传感器能够实现图像采集功能。
相关技术中，像素单元的制备工艺复杂，增大了像素单元的成本，从而增大了图像传感器的成本。
发明内容
为了解决相关技术中像素单元的制备工艺复杂的技术问题，本公开的实施例提供了一种像素单元的制备方法、像素单元、图像传感器、摄像头组件和电子设备。
为达到上述目的，本公开的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供了一种像素单元的制备方法。素单元的制备方法包括在衬底的一侧形成第一掺杂层。在第一掺杂层远离衬底的一侧形成第二掺杂层，第二掺杂层的掺杂类型与第一掺杂层的掺杂类型不同。在第二掺杂层内形成光敏部。将第一掺杂层作为停止层，以去除衬底。
本公开的实施例中，第一掺杂层为去除衬底提供了停止层，从而在去除衬底的过程中，无需反复多次测量剩余层结构(例如剩余的部分衬底、第一掺杂层和第二掺杂层)的厚度，来确定衬底是否被完全去除，而是通过判断通过在去除衬底的过程中，裸露出来的第一表面是否为第一掺杂层远离第二掺杂层一侧的表面(也是判断第一掺杂层远离第二掺杂层一侧的表面是否被裸露出来)，来确定衬底是否被完全去除，简化了像素单元的制备工艺，提高了像素单元的生产效率，降低了像素单元的成本。
并且，将第一掺杂层作为去除衬底时的停止层，使得第一掺杂层能够对第二掺杂层起到保护的作用，也即是能够对位于第二掺杂层内的光敏部起到保护的作用。从而，降低了第二掺杂层被去除或者部分去除的风险，也即是降低了光敏部被损坏或者去除的风险，提高了像素单元的制备方法的可靠性。
此外，形成第一掺杂层之后，在第一掺杂层远离衬底的一侧形成第二掺杂层，从而无需采用高能离子注入等工艺，即可实现第一掺杂层中掺杂元素的深注入，降低了高能离子注入等工艺对第二掺杂层造成的损伤，提高像素单元的可靠性，并且降低了像素单元的生产成本。
可以理解地，由于光敏部位于第二掺杂层内，且远离第一掺杂层。这样一来，在进行光电转换时，第一掺杂层提供的电子或者空穴能够扩散至光敏部，增大像素单元的耗尽区(光生载流子因扩散而耗尽的区域)宽度，使得像素单元能够获取到波长较长的光信号(例如红外光或者近红外光)，提高像素单元的光电转换性能，并且还能够提高像素单元的光电转换效率，从而提高图像传感器的图像采集性能。
在一些实施例中，衬底包括掺杂衬底。第一掺杂层的掺杂类型与衬底的掺杂类型不同。如此设置，通过检测第一表面(去除掺杂衬底的过程中被裸露出来的表面)的掺杂类型，即可确定掺杂衬底是否被完全去除，进一步简化了像素单元的制备工艺，提高了得到的确定结果的准确性，从而提高像素单元的制备方法的可靠性。
在一些实施例中，衬底为非掺杂衬底。如此设置，通过判断第一表面(去除非掺杂衬底的过程中被裸露出来的表面)是否能够检测到掺杂元素(也即是第一掺杂层中的掺杂元素)，即可确定非掺杂衬底是否被完全去除，进一步简化了像素单元的制备工艺，提高生产效率。
在一些实施例中，在衬底的一侧形成第一掺杂层的步骤包括采用外延生长工艺，在衬底的一侧形成第一掺杂层。在第一掺杂层远离衬底的一侧形成第二掺杂层的步骤包括采用外延生长工艺，在第一掺杂层远离衬底的一侧形成第二掺杂层。如此设置，能够减少第一掺杂层和第二掺杂层中的晶格缺陷，降低第一掺杂层和第二掺杂层中的杂质含量，并且易于控制第一掺杂层和第二掺杂层的掺杂离子浓度，提高第一掺杂层中离子掺杂浓度的均匀性，以及第二掺杂层中离子掺杂浓度的均匀性。此外，还易于控制第一掺杂层和第二掺杂层的厚度，提高像素单元的制备方法的可靠性。并且，采用外延生长工艺形成第一掺杂层和第二掺杂层，还能够降低低于操作机台的要求，进一步简化像素单元的制备工艺，降低生产成本。
在一些实施例中，光敏部包括第一掺杂部和第二掺杂部。在第二掺杂层内形成光敏部的步骤包括在第二掺杂层内形成第一掺杂部。第一掺杂部的掺杂类型与第一掺杂层的掺杂类型相同。在第二掺杂层内形成第二掺杂部，第二掺杂部与第一掺杂部间隔设置。第二掺杂部的掺杂类型与第二掺杂层的掺杂类型相同。且第二掺杂部的离子掺杂浓度与第二掺杂层的离子掺杂浓度不同。如此设置，使得第一掺杂层和第二掺杂层能够形成PN结，从而使得像素单元能够实现光电转换功能。
在一些实施例中，在第二掺杂层内形成光敏部的步骤之后还包括在第二掺杂层远离第一掺杂层的一侧形成金属互联层。将承载片与金属互联层远离第二掺杂层一侧的表面键合，以形成键合体。将第一掺杂层作为停止层，去除衬底的步骤之前还包括翻转键合体。如此设置，使得光信号转换为的电信号能够通过金属互联层传输至像素单元之外。此外，承载片能够对第一掺杂层、第二掺杂层和金属互联层起到支撑和保护的作用，降低在去除衬底的过程中，第一掺杂层、第二掺杂层和金属互联层碎裂的风险，提高像素单元的制备方法的可靠性。并且，在去除衬底之前，翻转键合体，使得衬底远离第一掺杂层一侧的表面能够向上，便于去除衬底，提高了像素单元的制备方法的便捷性。
在一些实施例中，将承载片与金属互联层远离第二掺杂层一侧的表面键合的步骤之前还包括形成第一金属电极。第一金属电极沿金属互联层至第二掺杂层的方向贯穿金属互联层，且与第一掺杂部电连接。形成第二金属电极。第二金属电极沿金属互联层至第二掺杂层的方向贯穿金属互联层，且与第二掺杂部电连接。如此设置，通过第一金属电极和第二金属电极，即实现对于第一掺杂部和第二掺杂部的供电，使得像素单元能够实现光电转换功能。
在一些实施例中，将第一掺杂层作为停止层，去除衬底的步骤之后还包括在第一掺杂层远离第二掺杂层的一侧形成光调节组件。将承载片与金属互联层远离第二掺杂层一侧的表面解键合。如此设置，能够增大照射至光敏部的光线强度，使得像素单元能够获取到微弱的光信号，提高像素单元的可靠性，从而提高图像传感器的可靠性。并且在形成光调节组件的过程中，承载片能够对金属互联层、第一掺杂层和第二掺杂层起到支撑和保护的作用，降低金属互联层、第一掺杂层和第二掺杂层碎裂的风险，提高像素单元的制备方法的可靠性。
另一方面，提供了一种像素单元。像素单元采用如上述的像素单元的制备方法制备。像素单元包括第一掺杂层、第二掺杂层和光敏部。第二掺杂层位于第一掺杂层的一侧。第二掺杂层的掺杂类型与第一掺杂层的掺杂类型不同。光敏部位于第二掺杂层内。
本公开的实施例提供的像素单元采用如上述的像素单元的制备方法制备，因此具有上述的全部有益效果，在此不再赘述。
在一些实施例中，第一掺杂层的厚度的取值范围为0.1μm～5μm。第一掺杂层的离子掺杂浓度的取值范围为1e13/cm3～1e17/cm3。如此设置，避免了第一掺杂层的厚度过薄(例如小于0.1μm)，从而降低了在去除衬底时将第一掺杂层完全去除的风险，使得第一掺杂层能够作为去除衬底时的停止层。并且，还避免了第一掺杂层的厚度过厚(例如大于5μm)，减小了受光面(也即是第一掺杂层远离第二掺杂层一侧的表面)与光敏部之间的距离，增大照射至光敏部的光线强度，提高像素单元的光电转换性能。设置第一掺杂层的离子掺杂浓度的取值范围为1e13/cm3～1e17/cm3，避免了第一掺杂层的离子掺杂浓度过小(例如小于1e13/cm3)，从而在去除衬底的过程中，易于确定第一掺杂层远离第二掺杂层一侧的表面是否被暴露出来，使得第一掺杂层能够作为去除衬底时的停止层。避免第一掺杂层中的离子掺杂浓度或小(例如小于1e13/cm3)，还能够提高第一掺杂层为光敏部提供的电子或者空穴的量，从而提高像素单元的光电转换性能。并且，还避免了第一掺杂层的离子掺杂浓度过大(例如大于1e17/cm3)，在第一掺杂层能够作为去除衬底时的停止层的基础上，简化了第一掺杂层的制备工艺，降低像素单元的成本。
在一些实施例中，第二掺杂层的厚度的取值范围为1μm～2.5μm。第二掺杂层的离子掺杂浓度的取值范围为1e14/cm3～1e17/cm3。如此设置，避免了第二掺杂层的厚度过薄(例如小于1μm)，使得光敏部能够嵌入于第二掺杂层内。并且，还避免了第二掺杂层的厚度过厚(例如大于2.5μm)，从而增大了照射至光敏部的光线强度，提高像素单元的光电转换性能。设置第二掺杂层的离子掺杂浓度的取值范围为1e14/cm3～1e17/cm3，避免了第二掺杂层的离子掺杂浓度过小(例如小于1e14/cm3)，提高了第二掺杂层为光敏部提供的电子或空穴的量，从而提高像素单元的光电转换性能。并且，还避免了第二掺杂层的离子掺杂浓度过大(例如大于1e17/cm3)，从而在满足光电转换功能的基准上，简化了第二掺杂层的制备工艺，降低像素单元的成本。
在一些实施例中，第一掺杂层为N型掺杂层。第二掺杂层为P型掺杂层。如此设置，使得P型掺杂层能够为光敏部提供空穴，从而能够增大光电转换时空穴的迁移量，提高像素单元的光电转换性能。并且，在光电转换时，N型掺杂层能够为光敏部提供电子，增大了耗尽区宽度，进一步提高像素单元的光电转换性能，从而提高图像传感器的光电转换性能。
在一些实施例中，像素单元还包括光调节组件。光调节组件包括抗反射膜、滤光片和微透镜。抗反射膜位于第一掺杂层远离第二掺杂层的一侧，且覆盖第一掺杂层。滤光片位于抗反射膜远离第一掺杂层的一侧。微透镜位于滤光片远离抗反射膜的一侧。如此设置，进一步增大了照射至光敏部的光线强度，使得光敏部能够获取到微弱的光信号，提高像素单元的可靠性，从而提高图像传感器的可靠性。并且，还能够使得不同颜色的单色光(例如红光、绿光和蓝光)照射至光敏部，也即是使得像素单元能够将不同颜色的单色光的光信号转换为电信号，提高了像素单元的适用性。
又一方面，提供了一种图像传感器。图像传感器包括至少两个如上述的像素单元。至少两个像素单元阵列排布。
本公开的实施例提供的图像传感器包括至少两个如上述的像素单元，因此具有上述的全部有益效果，在此不再赘述。
在一些实施例中，图像传感器还包括隔离部。隔离部位于任意相邻的两个像素单元之间。如此设置，减小了照射至相邻的像素单元的光线强度，从而减小了相邻的两个像素单元之间产生的光串扰，提高了图像传感器的可靠性。
又一方面，提供了一种摄像头组件。摄像头组件包括透镜组件和如上述的图像传感器。图像传感器位于透镜组件的出光侧。
本公开的实施例提供的摄像头组件包括如上述的图像传感器，因此具有上述的全部有益效果，在此不再赘述。
又一方面，提供了一种电子设备。电子设备包括壳体和如上述的摄像头组件。壳体具有第一通孔。摄像头组件嵌入于第一通孔内。
本公开的实施例提供的电子设备包括如上述的摄像头组件，因此具有上述的全部有益效果，在此不再赘述。
在一些实施例中，壳体还开设有第二通孔。电子设备还包括发射器。发射器用于向待检测物体发射光线。摄像头组件用于接收待检测物体反射的光线。或，摄像头组件用于接收穿过待检测物体的光线。如此设置，使得电子设备在光线较差的情况下仍然能够采集待检测物体的图像信息，提高电子设备的适用性。
附图说明
为了更清楚地说明本公开中的技术方案，下面将对本公开一些实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外，以下描述中的附图可以视作示意图，并非对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程等的限制。
图1为根据一些实施例的图像传感器的结构图；
图2为图1沿A-A方向的一种剖面结构图；
图3A为根据一些实施例的衬底、第二掺杂层和光敏部的结构图；
图3B为根据一些实施例的第二掺杂层和光敏部的结构图；
图4A为根据一些实施例的像素单元的制备方法的步骤流程图；
图4B为根据一些实施例的衬底和第一掺杂层的结构图；
图4C为根据一些实施例的衬底、第一掺杂层和第二掺杂层的结构图；
图4D为根据一些实施例的光敏部的结构图；
图4E为根据另一些实施例的衬底、第一掺杂层和第二掺杂层的结构图；
图4F为根据一些实施例的第一掺杂层和第二掺杂层的结构图；
图4G为图1沿A-A方向的另一种剖面结构图；
图5为根据另一些实施例的像素单元的制备方法的步骤流程图；
图6A为根据又一些实施例的像素单元的制备方法的步骤流程图；
图6B为根据一些实施例的金属互联层的结构图；
图6C为根据一些实施例的键合体的结构图；
图6D为根据另一些实施例的键合体的结构图；
图6E为根据一些实施例的第一掺杂层、第二掺杂层和金属互联层的结构图；
图7A为根据又一些实施例的像素单元的制备方法的步骤流程图；
图7B为根据一些实施例的第一金属电极和第二金属电极的结构图；
图8A为根据又一些实施例的像素单元的制备方法的步骤流程图；
图8B为根据一些实施例的光调节组件的结构图；
图8C为根据另一些实施例的光调节组件的结构图；
图9为根据一些实施例的摄像头组件的结构图；
图10为根据一些实施例的电子设备的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开的实施例进行详细描述。
在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
图1为根据一些实施例的图像传感器的结构图。图2为图1沿A-A方向的一种剖面结构图。
如图1所示，本公开的实施例提供了一种图像传感器200。在一些示例中，图像传感器200为互补金属氧化物半导体(英文全称：Complementary Metal-Oxide Semiconductor，英文简称：CMOS)图像传感器。
在一些示例中，如图1所示，图像传感器200包括多个呈矩阵形式排列的像素单元100，像素单元100能够将接收到的光信号转换成电信号。通过获取每个像素单元100输出的电信号，再将该电信号进行放大以及数模转换等处理，就可以得到该像素单元100对应的光线信息，使得图像传感器200能够实现图像采集功能。
示例的，像素单元100能够将接收的可见光(例如白光或者单色光)的光信号转换为电信号，也能够将接收的不可见光(例如红外光、近红外光、X射线或者伽马射线等)的光信号转换为电信号。
在一些示例中，多个像素单元100中的一部分(两个或者更多个)用于将接收到的红光的光信号转换为电信号，另一部分(两个或者更多个)用于将接收到的绿光的光信号转换为电信号，又一部分(两个或者更多个)用于将接收到的蓝光的光信号转换为电信号。
在一些示例中，像素单元100包括光电二极管(英文全称：Photo-Diode，英文简称：PD)，使得像素单元100能够将接收到的光信号转换为电信号。
示例的，如图2所示，像素单元100具有受光面202和背光面204，受光面202和背光面204相对设置，光线沿受光面202至背光面204的方向照射像素单元100。在一些示例中，受光面202和背光面204为光滑或者近似光滑的平面。
需要说明的是，图1和图2中仅仅示出了图像传感器200中的一部分(两个或者更多个)像素单元100，本公开的实施例对图像传感器200中像素单元100的数量不做进一步限定。
图3A为根据一些实施例的衬底、第二掺杂层和光敏部的结构图。图3B为根据一些实施例的第二掺杂层和光敏部的结构图。下面参照图3A和图3B，对本公开的一些实现方式中，多个像素单元100中的任意一个像素单元100的制备方法进行举例说明。
在一些实现方式中，如图3A所示，像素单元100的制备方法包括在衬底102的一侧形成第二掺杂层120。示例的，衬底102可以为硅衬底、锗衬底、绝缘体上硅衬底、碳化硅衬底或者其他适合的半导体材料等。
在一些示例中，衬底102为晶圆(英文全称：Wafer)。示例的，衬底102的直径可以为4英寸、6英寸、8英寸或者12英寸等。
如图3A所示，在第二掺杂层120中形成光敏部130。可以理解地，光敏部130用于将光信号转换为电信号，示例的，光敏部130包括PN结。
如图3B所示，在形成光敏部130之后，去除衬底102。示例的，如图2所示，去除衬底102之后，第二掺杂层120的一侧表面能够成为像素单元100的受光面202，另一侧表面能够成为像素单元100的背光面204。
本公开的发明人研究发现，上述实现方式中，在去除衬底102时由于没有停止层，导致很难确定衬底102是否被完全去除。示例的，需要反复多次测量剩余层结构(例如剩余的部分衬底102和第二掺杂层120)的厚度，才能够确定衬底102是否被完全去除，增大了像素单元100的制备工艺的复杂性，降低了生产效率。
并且，由于在去除衬底102时没有停止层，还增大了将第二掺杂层120部分去除或者完全去除的风险，也即是增大了光敏部130被损坏或者去除的风险，降低了像素单元100的制备方法的可靠性。
为了简化像素单元100的制备工艺，提高像素单元100的制备方法的可靠性，本公开的一些实施例提供了一种像素单元100的制备方法。
图4A为根据一些实施例的像素单元的制备方法的步骤流程图。图4B为根据一些实施例的衬底和第一掺杂层的结构图。图4C为根据一些实施例的衬底、第一掺杂层和第二掺杂层的结构图。图4D为根据一些实施例的光敏部的结构图。图4E为根据另一些实施例的衬底、第一掺杂层和第二掺杂层的结构图。图4F为根据一些实施例的第一掺杂层和第二掺杂层的结构图。
如图4A所示，该像素单元的制备方法包括：
步骤S101，在衬底的一侧形成第一掺杂层。
可以理解地，本公开的上述实施例已经对衬底102进行了举例说明，在此不再赘述。
示例的，如图4B所示，第一掺杂层110位于衬底102的一侧表面，且覆盖衬底102。
在一些示例中，第一掺杂层110为P型掺杂层。在另一些示例中，第一掺杂层110为N型掺杂层。在一些示例中，可以向第一掺杂层110中掺杂硼元素、铝元素、镓元素、铟元素和铊元素中的至少一个，以形成P型掺杂层。在另一些示例中，也可以向第一掺杂层110中掺杂磷元素、砷元素和锑元素中的至少一个，以形成N型掺杂层。
在一些示例中，如图4B所示，衬底102的厚度L1大于第一掺杂层110的厚度L2，使得衬底102能够对第一掺杂层110起到支撑保护的作用，降低第一掺杂层110碎裂的风险。
步骤S102，在第一掺杂层远离衬底的一侧形成第二掺杂层，第二掺杂层的掺杂类型与第一掺杂层的掺杂类型不同。
如图4C所示，第二掺杂层120位于第一掺杂层110远离衬底102一侧的表面，且覆盖第一掺杂层110。第二掺杂层120的掺杂类型与第一掺杂层110的掺杂类型不同。也即是，第二掺杂层120中掺杂元素的最外层电子数，与第一掺杂层110中掺杂元素的最外层电子数不同。
在一些示例中，第一掺杂层110为N型掺杂层，第二掺杂层120为P型掺杂层。在另一些示例中，第一掺杂层110为P型掺杂层，第二掺杂层120为N型掺杂层。
可以理解地，本公开的上述实施例已经对P型掺杂的掺杂元素和N型掺杂的掺杂元素进行了举例说明，在此不再赘述。
步骤S103，在第二掺杂层内形成光敏部。
如图4D所示，在第二掺杂层120中形成光敏部130，可以理解地，光敏部130能够将接收到的光信号转换为电信号，使得像素单元100能够实现光电转换功能。
在一些示例中，光敏部130包括PN结。示例的，光敏部130在受到光照时，能够产生自由移动的电子和空穴，称为光生载流子，使得像素单元100能够实现光电转换功能。
在一些示例中，可以采用离子注入的方式形成光敏部130。示例的，可以对第二掺杂层120远离第一掺杂层110一侧的表面进行离子注入，以在第二掺杂层120内形成光敏部130。可以理解地，光敏部130远离第一掺杂层110。
在一些示例中，如图4C所示，第二掺杂层120的厚度L3大于第一掺杂层110的厚度L2，增大了第二掺杂层120的厚度L3，易于在第二掺杂层120内形成光敏部130。
步骤S104，将第一掺杂层作为停止层，以去除衬底。
可以理解地，如图4D所示，在去除衬底102的过程中，第一表面P1能够被裸露出来。在一些示例中，可以采用化学机械研磨(英文全称：Chemical Mechanical Polishing，英文简称CMP)工艺来去除衬底102。
示例的，如图4D所示，当衬底102没有被去除时，第一表面P1为衬底102远离第二掺杂层120一侧的表面。如图4E所示，当衬底102被部分去除时(去除部分如图4E中虚线所示)，第一表面P1为剩余部分衬底102a远离第二掺杂层120一侧的表面。如图4F所示，当衬底102被完全去除时，第一表面P1为第一掺杂层110远离第二掺杂层120一侧的表面。
可以理解地，本公开的实施例中，衬底102a仅用于表示在去除衬底102过程中剩余的部分衬底102，不对衬底102做进一步限定。
可以理解地，第一掺杂层110为去除衬底102提供了停止层，从而在去除衬底102的过程中，无需反复多次测量剩余层结构(例如剩余的部分衬底102、第一掺杂层110和第二掺杂层120)的厚度，来确定衬底102是否被完全去除，而是通过判断通过裸露出来的第一表面P1是否为第一掺杂层110远离第二掺杂层120一侧的表面(也是判断第一掺杂层110远离第二掺杂层120一侧的表面是否被裸露出来)，来确定衬底102是否被完全去除，简化了像素单元100的制备工艺，提高了像素单元100的生产效率，降低了像素单元100的成本。
并且，将第一掺杂层110作为去除衬底102时的停止层，使得第一掺杂层110能够对第二掺杂层120起到保护的作用，也即是能够对位于第二掺杂层120内的光敏部130起到保护的作用。从而，降低了第二掺杂层120被去除或者部分去除的风险，也即是降低了光敏部130被损坏或者去除的风险，提高了像素单元100的制备方法的可靠性。
在一些示例中，第一掺杂层110与衬底102之间具备至少一个区别。示例的，第一掺杂层110中可以掺杂有第一元素，而衬底102中不掺杂有第一元素，或者衬底102中第一元素的掺杂量极少、可以忽略不计。这样一来，通过判断裸露出来的第一表面P1是否能够检测到第一元素，即可确定衬底102是否被完全去除，提高了得到的确定结果的准确性。
在一些示例中，第一元素为易于被检测到的掺杂元素，例如磷元素、砷元素和锑元素等。
图4G为图1沿A-A方向的另一种剖面结构图。
可以理解地，在去除衬底102之后，第一掺杂层110远离第二掺杂层120一侧的表面能够裸露出来。示例的，如图4G所示，可以将第一掺杂层110远离第二掺杂层120一侧的表面作为像素单元100的受光面202。
由上述可知，光敏部130位于第二掺杂层120内，且远离第一掺杂层110。光敏部130在受到光照时，能够产生自由移动的电子和空穴(也即是光生载流子)。
可以理解地，在进行光电转换时，P型半导体提供的多数载流子(简称多子)为空穴，少数载流子(简称少子)为电子。N型半导体提供的多数载流子(简称多子)为电子，N型掺杂层提供的少数载流子(简称少子)为空穴。也即是，在一些示例中，当第一掺杂层110为N型掺杂层时，能够为光敏部130提供自由移动的电子。在另一些示例中，当第一掺杂层110为P型掺杂层时，能够为光敏部130提供自由移动的空穴。
这样一来，第一掺杂层110提供的电子或者空穴能够扩散至光敏部130，增大了像素单元100的耗尽区(光生载流子因扩散而耗尽的区域)宽度，使得像素单元100能够获取到波长较长的光信号(例如红外光或者近红外光)，提高像素单元100的光电转换性能，并且还能够提高像素单元100的光电转换效率，从而提高图像传感器200的图像采集效果。
由上述可知，本公开的实施例中，第一掺杂层110为去除衬底102提供了停止层，从而在去除衬底102的过程中，无需反复多次测量剩余层结构(例如剩余的部分衬底102、第一掺杂层110和第二掺杂层120)的厚度，来确定衬底102是否被完全去除，而是通过判断通过在去除衬底102的过程中，裸露出来的第一表面P1是否为第一掺杂层110远离第二掺杂层120一侧的表面(也是判断第一掺杂层110远离第二掺杂层120一侧的表面是否被裸露出来)，来确定衬底102是否被完全去除，简化了像素单元100的制备工艺，提高了像素单元100的生产效率，降低了像素单元100的成本。
并且，将第一掺杂层110作为去除衬底102时的停止层，使得第一掺杂层110能够对第二掺杂层120起到保护的作用，也即是能够对位于第二掺杂层120内的光敏部130起到保护的作用。从而，降低了第二掺杂层120被去除或者部分去除的风险，也即是降低了光敏部130被损坏或者去除的风险，提高了像素单元100的制备方法的可靠性。
此外，形成第一掺杂层110之后，在第一掺杂层110远离衬底102的一侧形成第二掺杂层120，从而无需采用高能离子注入等工艺，即可实现第一掺杂层110中掺杂元素的深注入，降低了高能离子注入等工艺对第二掺杂层120造成的损伤，提高像素单元100的可靠性，并且降低了像素单元100的生产成本。
可以理解地，由于光敏部130位于第二掺杂层120内，且远离第一掺杂层110。这样一来，在进行光电转换时，第一掺杂层110提供的电子或者空穴能够扩散至光敏部130，增大像素单元100的耗尽区(光生载流子因扩散而耗尽的区域)宽度，使得像素单元100能够获取到波长较长的光信号(例如红外光或者近红外光)，提高像素单元100的光电转换性能，并且还能够提高像素单元100的光电转换效率，从而提高图像传感器200的图像采集性能。
在一些实施例中，衬底102包括掺杂衬底。第一掺杂层110的掺杂类型与衬底102的掺杂类型不同。
可以理解地，第一掺杂层110的掺杂类型与掺杂衬底的掺杂类型不同。也即是，第一掺杂层110中掺杂元素的最外层电子数，与掺杂衬底中掺杂元素的最外层电子数不同。
在一些示例中，掺杂衬底包括P型掺杂衬底，第一掺杂层110为N型掺杂层。在另一些示例中，掺杂衬底包括N型掺杂衬底，第一掺杂层110为P型掺杂层。
设置掺杂衬底的掺杂类型与第一掺杂层110的掺杂类型不同，从而通过检测第一表面P1(去除掺杂衬底的过程中被裸露出来的表面)的掺杂类型，即可确定掺杂衬底是否被完全去除。
示例的，当掺杂衬底没有被完全去除时，通过第一表面P1检测到的掺杂元素为掺杂衬底中的掺杂元素。当掺杂衬底被完全去除时，通过第一表面P1检测到的掺杂元素为第一掺杂层110中的掺杂元素。由于掺杂衬底的掺杂类型与第一掺杂层110的掺杂类型不同，故而通过检测到的掺杂元素，即可以确定第一掺杂层110远离第二掺杂层120一侧的表面是否被裸露出来，也即是确定掺杂衬底是否被完全去除，进一步简化了像素单元100的制备工艺，提高了得到的确定结果的准确性，从而提高像素单元100的制备方法的可靠性。
由上述可知，在一些实施例中，衬底102包括掺杂衬底。在另一些实施例中，衬底102为非掺杂衬底。
可以理解地，当衬底102为非掺杂衬底时，衬底102中不包含掺杂元素，或者衬底102中掺杂元素的含量极少，可以忽略不计。
由于第一掺杂层110为P型掺杂层或者N型掺杂层，从而通过判断第一表面P1(去除非掺杂衬底的过程中被裸露出来的表面)是否能够检测到掺杂元素(也即是第一掺杂层110中的掺杂元素)，即可确定非掺杂衬底是否被完全去除。
示例的，当非掺杂衬底没有被完全去除时，通过第一表面P1很难检测到掺杂元素。当非掺杂衬底被完全去除时，通过第一表面P1能够检测到第一掺杂层110的掺杂元素。从而，通过判断第一表面P1是否能够检测到第一掺杂层110中的掺杂元素，即可以确定第一掺杂层110远离第二掺杂层120一侧的表面是否被裸露出来，也即是确定非掺杂衬底是否被完全去除，进一步简化了像素单元100的制备工艺，提高生产效率。
示例的，在对第一表面P1进行检测时，可以在第一表面P1上选取多个间隔设置的检测点，以提高得到的检测结果的准确性。
在一些实施例中，在衬底的一侧形成第一掺杂层的步骤(也即是步骤S101)，包括采用外延生长工艺，在衬底的一侧形成第一掺杂层。
示例的，外延生长工艺，也即是在衬底102上，以相同的晶体取向并以单晶的方式生长一层晶格完整、且可以具有不同杂质浓度和不同厚度的外延层。
如图4B所示，采用外延生长工艺在衬底102的一侧形成第一掺杂层110，能够减少第一掺杂层110中的晶格缺陷，降低第一掺杂层110中的杂质含量，并且易于控制第一掺杂层110的掺杂离子浓度，提高第一掺杂层110中离子掺杂浓度的均匀性，此外还易于控制第一掺杂层110的厚度，提高像素单元100的制备方法的可靠性。
并且，采用外延生长工艺形成第一掺杂层110，还能够降低低于操作机台的要求，进一步简化像素单元100的制备工艺。
在第一掺杂层远离衬底的一侧形成第二掺杂层的步骤(也即是步骤S102)，包括采用外延生长工艺，在第一掺杂层远离衬底的一侧形成第二掺杂层。
类似地，如图4C所示，采用外延生长工艺在第一掺杂层110远离衬底102的一侧形成第二掺杂层120，能够减少第二掺杂层120中的晶格缺陷，降低第二掺杂层120中的杂质含量，并且易于控制第二掺杂层120的掺杂离子浓度，提高第二掺杂层120中离子掺杂浓度的均匀性，此外还易于控制第二掺杂层120的厚度，提高像素单元100的制备方法的可靠性。
并且，采用外延生长工艺形成第二掺杂层120，还能够降低低于操作机台的要求，进一步简化像素单元100的制备工艺。
在一些实施例中，如图4G所示，光敏部130包括第一掺杂部132和第二掺杂部134。
图5为根据另一些实施例的像素单元的制备方法的步骤流程图。
在一些实施例中，如图5所示，在第二掺杂层内形成光敏部的步骤(也即是步骤S103)，包括：
步骤S201，在第二掺杂层内形成第一掺杂部。第一掺杂部的掺杂类型与第一掺杂层的掺杂类型相同。
在一些示例中，参阅图4D，可以采用离子注入工艺，在第二掺杂层120中形成第一掺杂部132。示例的，可以在第二掺杂层120远离第一掺杂层110的表面进行离子注入，以在第二掺杂层120中形成第一掺杂部132。可以理解地，第一掺杂部132远离第一掺杂层110。
可以理解地，第一掺杂部132的掺杂类型与第一掺杂层110的掺杂类型相同。也即是，第一掺杂部132中掺杂元素的最外层电子数，与第一掺杂层110中掺杂元素的最外层电子数相同。可以理解地，第一掺杂部132的掺杂元素和第一掺杂层110的掺杂元素可以相同，也可以不同。
在一些示例中，第一掺杂层110为N型掺杂层，第一掺杂部132为N型掺杂部。在另一些示例中，第一掺杂层110为P型掺杂层，第一掺杂部132为P型掺杂部。
在一些示例中，第一掺杂部132的离子掺杂浓度，大于第一掺杂层110的离子掺杂浓度。
步骤S202，在第二掺杂层内形成第二掺杂部。第二掺杂部与第一掺杂部间隔设置，第二掺杂部的掺杂类型与第二掺杂层的掺杂类型相同。且第二掺杂部的离子掺杂浓度与第二掺杂层的离子掺杂浓度不同。
参阅图4D，在一些示例中，可以采用离子注入工艺，在第二掺杂层120中形成第二掺杂部134。示例的，可以在第二掺杂层120远离第一掺杂层110的表面进行离子注入，以在第二掺杂层120中形成第二掺杂部134。可以理解地，第二掺杂部134远离第一掺杂层110。
第二掺杂部134的掺杂类型与第二掺杂层120的掺杂类型相同。也即是，第二掺杂部134中掺杂元素的最外层电子数，与第二掺杂层120中掺杂元素的最外层电子数相同。可以理解地，第二掺杂部134的掺杂元素和第二掺杂层120的掺杂元素可以相同，也可以不同。
并且，第二掺杂部134的离子掺杂浓度与第二掺杂层120的离子掺杂浓度不同，使得第二掺杂部134能够形成于第二掺杂层120内。在一些示例中，第二掺杂部134的离子掺杂浓度大于第二掺杂层120的离子掺杂浓度。
在一些示例中，第二掺杂层120为P型掺杂层，第二掺杂部134为P型掺杂部。在另一些示例中，第二掺杂层120为N型掺杂层，第二掺杂部134为N型掺杂部。
由上述可知，第二掺杂层120的掺杂类型与第一掺杂层110的掺杂类型不同。第一掺杂部132的掺杂类型与第一掺杂层110的掺杂类型相同，第二掺杂部134的掺杂类型与第二掺杂层120的掺杂类型相同。从而，使得第一掺杂部132的掺杂类型与第二掺杂部134的掺杂类型能够不同。
如图4D所示，第二掺杂部134与第一掺杂部132间隔设置，可以理解地，第二掺杂部134和第一掺杂部132之间能够形成耗尽区(光生载流子因扩散而耗尽的区域)。
在一些示例中，第二掺杂部134在衬底102上的正投影，围设于第一掺杂部132在衬底102上的正投影。
下面对光敏部130的光电转换原理进行举例说明。
以第一掺杂部132为N型掺杂部，第二掺杂部134为P型掺杂部为例，可以理解地，P型掺杂部和N型掺杂部能够形成PN结。当光线照射像素单元100时，携带能量的光子进入到PN结内，把能量传递给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生自由移动的电子和空穴，称为光生载流子。电子向N型掺杂部移动，空穴向P型掺杂部移动，使得光敏部130能够将光信号转换为电信号。
在一些示例中，P型掺杂部和N型掺杂部和之间还可以包括I型半导体(也即是本征层半导体)，提高光敏部130的光电转换性能。
第一掺杂层110的掺杂类型与第一掺杂部132的掺杂类型相同，也即是第一掺杂层110为N型掺杂层。在进行光电转换时，第一掺杂层110能够提供自由移动的电子。电子向N型掺杂部移动，增大了像素单元100的耗尽区(光生载流子因扩散而耗尽的区域)宽度，提高像素单元100的光电转换性能。
图6A为根据又一些实施例的像素单元的制备方法的步骤流程图。图6B为根据一些实施例的金属互联层的结构图。图6C为根据一些实施例的键合体的结构图。图6D为根据另一些实施例的键合体的结构图。图6E为根据一些实施例的第一掺杂层、第二掺杂层和金属互联层的结构图。
在一些实施例中，如图6A所示，在第二掺杂层内形成光敏部的步骤之后(也即是在步骤103之后)，还包括：
步骤S301，在第二掺杂层远离第一掺杂层的一侧形成金属互联层。
示例的，如图6B所示，金属互联层150位于第二掺杂层120远离第一掺杂层110一侧的表面，且覆盖第二掺杂层120。
示例的，如图6B所示，第二掺杂层120远离第一掺杂层110一侧的表面为受光面202。第一掺杂层110远离第二掺杂层120一侧的表面为背光面204。金属互联层150位于第二掺杂层120远离第一掺杂层110一侧的表面，也即是金属互联层150与背光面204相邻设置。受光面202远离金属互联层150。
在一些示例中，可以将受光面202远离金属互联层150的图像传感器200称为背照式图像传感器(英文全称：Back-side Illumination，英文简称：BSI)。
在一些示例中，如图6B所示，金属互联层150包括层间介质154和多层金属布线152，多层金属布线152嵌入于层间介质154内。在一些示例中，多层金属布线152与光敏部130电连接，使得光信号转换为的电信号能够通过多层金属布线152传输至像素单元100之外。
下面对形成金属互联层150的方法进行举例说明。
在一些示例中，可以在第二掺杂层120远离第一掺杂层110的一侧形成第一子层间介质层，并在第一子层间介质层内形成图案化的一层金属布线152。在第一子层间介质层远离第二掺杂层120的一侧形成第二子层间介质层，并在第二子层间介质层内形成图案化的一层金属布线152。在第二子层间介质层远离第一子层间介质层的一侧形成第三子层间介质层，并在第三子层间介质层内形成图案化的一层金属布线152。以此类推，直至形成层间介质层154和多层金属布线152，也即是形成金属互联层150。
在一些示例中，在形成金属互联层150之前(也即是在步骤S301之前)，像素单元100的制备方法还包括：
形成晶体管。
示例的，如图6B所示，晶体管168可以为金属氧化物半导体型场效应管(英文全称：Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，英文简称：MOSFET)。
在一些示例中，晶体管168的数量为多个。示例的，多个晶体管168包括转移晶体管、驱动晶体管、重置晶体管和选择晶体管。
在一些示例中，晶体管168的栅极位于第二掺杂层120内，源极和漏极位于第二掺杂层120远离第一掺杂层110的一侧。
步骤S302，将承载片与金属互联层远离第二掺杂层一侧的表面键合，以形成键合体。
示例的，如图6C所示，承载片162与金属互联层150远离第二掺杂层120一侧的表面键合之后，能够形成键合体160。也即是，键合体160包括承载片162、金属互联层150、第一掺杂层110、第二掺杂层120和衬底102。
可以理解地，承载片162能够起到支撑和保护第一掺杂层110、第二掺杂层120和金属互联层150的作用，降低了在去除衬底102的过程中，第一掺杂层110、第二掺杂层120和金属互联层150碎裂的风险。
示例的，承载片162的材料包括玻璃或者金属。
在一些示例中，可以在承载片162或者金属互联层150远离第二掺杂层120的一侧表面涂覆临时键合胶，使得承载片162能够与金属互联层150远离第二掺杂层120一侧的表面临时键合。
将第一掺杂层作为停止层，去除衬底的步骤之前(也即是在步骤S104之前)，还包括：
翻转键合体。
可以理解地，将承载片162与金属互联层150远离第二掺杂层120一侧的表面键合之后(也即是形成键合体160之后)，翻转键合体160，如图6D所示，使得衬底102远离第一掺杂层110一侧的表面能够向上。如此设置，便于去除衬底102，提高了像素单元100的制备方法的便捷性。
可以理解地，去除衬底102之后，如图6E所示，第一掺杂层110远离第二掺杂层120一侧的表面能够裸露出来，也即是使得受光面202能够裸露出来。
图7A为根据又一些实施例的像素单元的制备方法的步骤流程图。图7B为根据一些实施例的第一金属电极和第二金属电极的结构图。
在一些实施例中，如图7A所示，将承载片与金属互联层远离第二掺杂层一侧的表面键合的步骤之前(也即是步骤S302之前)，还包括：
步骤S401，形成第一金属电极，第一金属电极沿金属互联层至第二掺杂层的方向贯穿金属互联层，且与第一掺杂部电连接。
步骤S402，形成第二金属电极，第二金属电极沿金属互联层至第二掺杂层的方向贯穿金属互联层，且与第二掺杂部电连接。
可以理解地，第一金属电极170和第二金属电极180起到导电的作用。如图7B所示，第一金属电极170沿金属互联层150至第二掺杂层120的方向贯穿金属互联层150，且与第一掺杂部132电连接，也即是第一金属电极170能够嵌入于层间介质154内，且与第一掺杂部132电连接。
相同地，第二金属电极180沿金属互联层150至第二掺杂层120的方向贯穿金属互联层150，且与第二掺杂部134电连接，也即是第二金属电极180能够嵌入于层间介质154内，且与第二掺杂部134电连接。
下面对形成第一金属电极170和第二金属电极180的方法进行举例说明。
在一些示例中，可以在形成金属互联层150之后，在金属互联层150上开设第一容纳孔和第二容纳孔。第一容纳孔和第二容纳孔分别沿金属互联层150至第二掺杂层120的方向贯穿层间介质154，且裸露出第一掺杂层132和第二掺杂层134。将第一金属电极170和第二金属电极180分别嵌入于第一容纳孔和第二容纳孔内，使得第一金属电极170能够与第一掺杂层132电连接，第二金属电极180能够与第二掺杂部134电连接。
在另一些示例中，还可以在形成金属互联层150的过程中形成第一金属电极170和第二金属电极180。
示例的，可以在第二掺杂层120远离第一掺杂层110的一侧形成第一子层间介质层，并在第一子层间介质层内形成图案化的第一导电层。第一导电层包括一层金属布线152、一层第一子金属电极和一层第二子金属电极。在第一子层间介质层远离第二掺杂层120的一侧形成第二子层间介质层，并在第二子层间介质层内形成图案化的第二导电层。第二导电层包括一层金属布线152、一层第一子金属电极和一层第二子金属电极。在第二子层间介质层远离第一子层间介质层的一侧形成第三子层间介质层，并在第三子层间介质层内形成图案化的第三导电层。第三导电层包括一层金属布线152、一层第一子金属电极和一层第二子金属电极。
可以理解地，多层第一子层间介质层能够形成层间介质层154，多层第一子金属电极能够形成第一金属电极170，多层第二子金属电极能够形成金属电极180。以此类推，直至形成金属互联层150、第一金属电极170和第二金属电极180。
可以理解地，通过第一金属电极170和第二金属电极180，即实现对于第一掺杂部132和第二掺杂部134的供电，使得像素单元100能够实现光电转换功能。
下面以第一掺杂部132为N型掺杂部，第二掺杂部134为P型掺杂部为例，第一金属电极170和第二金属电极180与电源正极和负极电连接的方式进行举例说明。
在一些示例中，可以将第一金属电极170与电源的正极电连接，第二金属电极180与电源的负极电连接，使得第一掺杂部132的电势能够高于第二掺杂部134的电势，从而在第二掺杂层120内形成由第一掺杂部132指向第二掺杂部134方向的电场，以实现光敏部130的反向偏置。
在一些示例中，第一金属电极170包括第一连接部和第一电极板。第一连接部嵌入于层间介质154内，第一电极板与连接部电连接。第二金属电极180包括第二连接部和第二电极板。第二连接部嵌入于层间介质154内，第二电极板与连接部电连接。如此设置，将电源的正极和负极分别与第一电极板和第二电极板电连接，即可实现对于光敏部130的供电。
在一些示例中，第一电极板和第二电极板远离第二掺杂层120一侧的表面，与金属互联层150远离第二掺杂层120一侧的表面相平齐或者近似相平齐。
图8A为根据又一些实施例的像素单元的制备方法的步骤流程图。图8B为根据一些实施例的光调节组件的结构图。图8C为根据另一些实施例的光调节组件的结构图。
在一些实施例中，如图8A所示，将第一掺杂层作为停止层，去除衬底的步骤之后(也即是步骤S104之后)，还包括：
步骤S501，在第一掺杂层远离第二掺杂层的一侧形成光调节组件。
由上述可知，在去除衬底102之后，第一掺杂层110远离第二掺杂层120一侧的表面能够裸露出来，也即是受光面202能够裸露出来。如图8B中箭头方向所示，光线沿受光面202至背光面204的方向照射像素单元100。
在第一掺杂层110远离第二掺杂层120的一侧形成光调节组件140，如图8B所示，使得光调节组件140能够覆盖受光面202。
可以理解地，光调节组件140用于调节光线。在一些示例中，光调节组件140包括抗反射膜(英文全称：Anti-Reflection Coating，英文简称：ARC)142、滤光片144和微透镜146。
示例的，如图8B所示，抗反射膜142位于第一掺杂层110远离第二掺杂层120的一侧，且覆盖第一掺杂层110，也即是抗反射膜142能够覆盖受光面202。
在一些示例中，抗反射膜142与受光面202相贴合。
可以理解地，抗反射膜142能够减小光线的反射作用，从而增大照射至光敏部130的光线强度，使得光敏部130能够获取到微弱的光信号，提高像素单元100的可靠性，从而提高图像传感器200的可靠性。
在一些示例中，抗反射膜142的材料包括氮化硅或者二氧化硅材质。
滤光片144位于抗反射膜142远离第一掺杂层110的一侧。示例的，滤光片144覆盖抗反射膜142。
可以理解地，滤光片144用于过滤光线。在一些示例中，滤光片144可以为红色滤光片、绿色滤光片或者蓝色滤光片。不同的像素单元100的滤光片144可以相同，也可以不同。
微透镜146位于滤光片144远离抗反射膜142的一侧。可以理解地，微透镜146用于聚拢光线，从而能够进一步增大照射至光敏部130的光线强度，使得光敏部130能够获取到微弱的光信号，提高像素单元100的可靠性，从而提高图像传感器200的可靠性。
在一些示例中，微透镜146的数量与光敏部130的数量相同，一个微透镜146用于将光线聚拢至一个光敏部130。
在另一些示例中，微透镜146的数量大于光敏部130的数量。多个微透镜146(例如2个、3个或者4个)将光线聚拢至一个光敏部130。示例的，微透镜146可以为球面透镜、非球面透镜、柱镜和棱镜等多种透镜的组合。
步骤S502，将承载片与金属互联层远离第二掺杂层一侧的表面解键合。
如图8C所示，在形成光调节组件140之后，将承载片162和金属互联层150之间进行解键合，使得金属互联层150远离第二掺杂层120一侧的表面(也即是背光面204)能裸露出来。
在一些示例中，图像传感器200还包括封装基板。封装基板位于金属互联层150远离第二掺杂层120的一侧，用于封装多个像素单元100。
下面以采用临时键合胶将承载片162与金属互联层150远离第二掺杂层120一侧的表面临时键合为例，对解键合的方式进行举例说明。
可以理解地，在达到解键合条件时，临时键合胶的粘度能够降低。这样一来，通过滑动承载片162的方式，即可将承载片162与金属互联层150之间进行解键合。示例的，根据临时键合胶的不同，解键合的条件包括高温、紫外光照射或者激光照射等。
由上述可知，本公开的一些实施例中，在形成光调节组件140之后，将承载片162与金属互联层150远离第二掺杂层120一侧的表面解键合，从而在形成光调节组件140的过程中，使得承载片162能够对金属互联层150、第一掺杂层110和第二掺杂层120起到支撑和保护的作用，降低金属互联层150、第一掺杂层110和第二掺杂层120碎裂的风险，提高像素单元100的制备方法的可靠性。
在另一些示例中，也可以在形成光调节组件140之前，将承载片162与金属互联层150远离第二掺杂层120一侧的表面解键合，通过金属互联层150对第一掺杂层110和第二掺杂层120起到保护的作用，降低第一掺杂层110和第二掺杂层120碎裂的风险。
另一方面，如图4G所示，本公开的实施例提供了一种像素单元100。像素单元100采用如上述的像素单元的制备方法制备，因此具有上述的全部有益效果，在此不再赘述。
像素单元100包括第一掺杂层110、第二掺杂层120和光敏部130。第二掺杂层120位于第一掺杂层110的一侧。第二掺杂层120的掺杂类型与第一掺杂层110的掺杂类型不同。光敏部130位于第二掺杂层120内。
可以理解地，本公开的上述实施例已经对第一掺杂层110、第二掺杂层120和光敏部130进行了举例说明，在此不再赘述。
在一些实施例中，如图4C所示，第一掺杂层110的厚度L2的取值范围为0.1μm～5μm。第一掺杂层110的离子掺杂浓度的取值范围为1e13/cm3～1e17/cm3。
在一些示例中，第一掺杂层110的厚度L2的取值范围可以为0.5μm～4.5μm、1μm～3.5μm或者1.5μm～3μm等。示例的，第一掺杂层110的厚度L2可以为1.5μm、2.2μm、3.6μm或者4.3μm等。
可以理解地，设置第一掺杂层110的厚度L2的取值范围为0.1μm～5μm，避免了第一掺杂层110的厚度L2过薄(例如小于0.1μm)，从而降低了在去除衬底102时将第一掺杂层110完全去除的风险，使得第一掺杂层110能够作为去除衬底102时的停止层。并且，还避免了第一掺杂层110的厚度L2过厚(例如大于5μm)，减小了受光面202(也即是第一掺杂层110远离第二掺杂层120一侧的表面)与光敏部130之间的距离，增大照射至光敏部130的光线强度，提高像素单元100的光电转换性能。
在一些示例中，第一掺杂层110的离子掺杂浓度的取值范围可以为1e14/cm3～1e17/cm3或者1e15/cm3～1e16/cm3等。示例的，第一掺杂层110的离子掺杂浓度的取值可以为1e14/cm3、1e15/cm3或者1e16/cm3等。
可以理解地，设置第一掺杂层110的离子掺杂浓度的取值范围为1e13/cm3～1e17/cm3，避免了第一掺杂层110的离子掺杂浓度过小(例如小于1e13/cm3)，从而在去除衬底102的过程中，易于确定第一掺杂层110远离第二掺杂层120一侧的表面是否被暴露出来，使得第一掺杂层110能够作为去除衬底102时的停止层。
并且，由上述可知，第一掺杂层110能够为光敏部130提供电子或者空穴，来增大耗尽区的宽度，故而避免第一掺杂层110中的离子掺杂浓度或小(例如小于1e13/cm3)，还能够提高第一掺杂层110为光敏部130提供的电子或者空穴的量，从而提高像素单元100的光电转换性能。
此外，设置第一掺杂层110的离子掺杂浓度的取值范围为1e13/cm3～1e17/cm3，还避免了第一掺杂层110的离子掺杂浓度过大(例如大于1e17/cm3)，在第一掺杂层110能够作为去除衬底102时的停止层的基础上，简化了第一掺杂层110的制备工艺，降低像素单元100的成本。
在一些实施例中，如图4C所示，第二掺杂层120的厚度L3的取值范围为1μm～2.5μm。第二掺杂层120的离子掺杂浓度的取值范围为1e14/cm3～1e17/cm3。
在一些示例中，第二掺杂层120的厚度L3的取值范围为1μm～2μm、1.5μm～2μm或者1.8μm～2.2μm等。示例的，第二掺杂层120的厚度L3可以为1.2μm、1.7μm、1.9μm或者2.3μm等。
可以理解地，设置第二掺杂层120的厚度L3的取值范围为1μm～2.5μm，避免了第二掺杂层120的厚度L3过薄(例如小于1μm)，使得光敏部130能够位于第二掺杂层120内。并且，还避免了第二掺杂层120的厚度L3过厚(例如大于2.5μm)，从而增大了照射至光敏部130的光线强度，提高像素单元100的光电转换性能。
在一些示例中，第二掺杂层120的离子掺杂浓度的取值范围可以为1e15/cm3～1e17/cm3或者1e16/cm3～1e17/cm3等。示例的，第二掺杂层120的离子掺杂浓度的取值可以为1e15/cm3、1e16/cm3或者1e17/cm3等。
可以理解地，由于光敏部130位于第二掺杂层120内，故而在进行光电转换时，第二掺杂层120能够为光敏部130提供电子或空穴。设置第二掺杂层120的离子掺杂浓度的取值范围为1e14/cm3～1e17/cm3，避免了第二掺杂层120的离子掺杂浓度过小(例如小于1e14/cm3)，提高了第二掺杂层120为光敏部130提供的电子或空穴的量，从而提高像素单元100的光电转换性能。
并且，还避免了第二掺杂层120的离子掺杂浓度过大(例如大于1e17/cm3)，从而在满足光电转换功能的基准上，简化了第二掺杂层120的制备工艺，降低像素单元100的成本。
在一些实施例中，第一掺杂层110为N型掺杂层，第二掺杂层120为P型掺杂层。
由上述可知，在进行光电转换时，P型掺杂层提供的多数载流子(简称多子)为空穴，少数载流子(简称少子)为电子。N型掺杂层提供的多数载流子(简称多子)为电子，N型掺杂层提供的少数载流子(简称少子)为空穴。
可以理解地，在进行光电转换时，电子的迁移率大于空穴的迁移率。光敏部130位于第二掺杂层120(也即是P型掺杂层)内，从而在进行光电转换时，P型掺杂层能够为光敏部130提供空穴，增大光电转换时空穴的迁移量，提高像素单元100的光电转换性能。
并且，设置第一掺杂层110为N型掺杂层，从而在光电转换时，第一掺杂层110能够为光敏部130提供电子，增大了耗尽区宽度，进一步提高像素单元100的光电转换性能，从而提高图像传感器200的光电转换性能。
在一些实施例中，如图4G所示，像素单元100还包括光调节组件140。光调节组件140包括抗反射膜142、滤光片144和微透镜146。抗反射膜142位于第一掺杂层110远离第二掺杂层120的一侧，且覆盖第一掺杂层110。滤光片144位于抗反射膜142远离第一掺杂层110的一侧。微透镜146位于滤光片144远离抗反射膜142的一侧。
由上述可知，第一掺杂层110远离第二掺杂层120一侧的表面为像素单元100的受光面202，如图4G中箭头方向所示，光线沿受光面202至背光面204的方向照射像素单元100。
如图4G所示，光调节组件140位于第一掺杂层110远离第二掺杂层120的一侧，也即是光调节组件140能够覆盖受光面202。
可以理解地，如图4G所示，光调节组件140用于调节光线。光调节组件140包括抗反射膜142、滤光片144和微透镜146。
抗反射膜142位于第一掺杂层110远离第二掺杂层120的一侧，且覆盖第一掺杂层110。可以理解地，抗反射膜142能够减小光线的反射作用，从而增大照射至光敏部130的光线强度，使得光敏部130能够获取到微弱的光信号，提高像素单元100的可靠性，从而提高图像传感器200的可靠性。
在一些示例中，抗反射膜142的材料包括氮化硅或者二氧化硅材质。
滤光片144位于抗反射膜142远离第一掺杂层110远离第二掺杂层120的一侧。示例的，滤光片144覆盖抗反射膜142。
可以理解地，滤光片144用于过滤光线。在一些示例中，滤光片144可以为红色滤光片、绿色滤光片或者蓝色滤光片。不同的像素单元100的滤光片144可以相同，也可以不同。
微透镜146位于滤光片144远离抗反射膜142的一侧。可以理解地，微透镜146用于聚拢光线，从而能够进一步增大照射至光敏部130的光线强度，使得光敏部130能够获取到微弱的光信号，提高像素单元100的可靠性，从而提高图像传感器200的可靠性。
在一些示例中，微透镜146的数量与光敏部130的数量相同，一个微透镜146用于将光线聚拢至一个光敏部130。
在另一些示例中，微透镜146的数量大于光敏部130的数量。多个微透镜146(例如2个、3个或者4个)将光线聚拢至一个光敏部130。
示例的，微透镜146可以为球面透镜、非球面透镜、柱镜和棱镜等多种透镜的组合。
通过设置光调节组件140，进一步增大了照射至光敏部130的光线强度，使得光敏部130能够获取到微弱的光信号，提高像素单元100的可靠性，从而提高图像传感器200的可靠性。并且，还能够使得不同颜色的单色光(例如红光、绿光和蓝光)照射至光敏部130，也即是使得像素单元100能够将不同颜色的单色光的光信号转换为电信号，提高了像素单元100的适用性。
由上述可知，图像传感器200包括至少两个像素单元100。至少两个像素单元100阵列排布。在一些实施例中，如图4G所示，图像传感器200还包括隔离部210。隔离部210位于任意相邻的两个像素单元100之间。
可以理解地，隔离部210用于隔离光线。示例的，如图4G所示，通过设置隔离部210，使得像素单元100a和像素单元100b能够分别将获取到的光信号转换为电信号，减小像素单元100a中的光线照射至像素单元100b的强度，从而减小相邻的两个像素单元100之间产生的串扰，提高图像传感器200的使用可靠性。
需要说明的是，本公开的实施例中，像素单元100a和像素单元100b仅用于区分相邻设置的两个像素单元100，不对像素单元100作进一步限定。
示例的，隔离部210可以为金属材质，也可以为非金属材质。
在一些示例中，如图4G所示，隔离部210包括第一隔离部212和第二隔离部214。
第一隔离部212第一掺杂层110和部分第二掺杂层120内，起到阻挡光线的作用。示例的，第一隔离部212可以为深沟道隔离(英文全称：Deep Trench Isolation，英文简称：DTI)。在一些示例中，可以采用离子注入的方式形成第一隔离部212。
在一些示例中，第一隔离部212还可以嵌入于抗反射膜142内，进一步提高隔离效果。
第二隔离部214位于相邻的两个滤光片144之间，起到阻挡光线的作用。示例的，第二隔离部214可以为金属格栅。
可以理解地，通过设置隔离部210，减小了照射至相邻的像素单元100的光线强度，从而减小了相邻的两个像素单元100之间产生的光串扰，提高了图像传感器200的可靠性。
图9为根据一些实施例的摄像头组件的结构图。
又一方面，如图9所示，本公开的实施例提供了一种摄像头组件300。摄像头组件300包括透镜组件310和如上述的图像传感器200。图像传感器200位于透镜组件310的出光侧。
本公开的实施例提供的摄像头组件300包括如上述的图像传感器200，因此具有上述的全部有益效果，在此不再赘述。
示例的，如图9中箭头方向所示，光线能够照射至透镜组件310。透镜组件310能够改变光线的传播方向，如图9中虚线箭头所示，透镜组件310的出光侧射出的光线能够照射至图像传感器200，并被图像传感器200转换为电信号，实现光电转换功能。
在一些示例中，透镜组件310包括凸透镜和凹透镜中的至少一个。
图10为根据一些实施例的电子设备的结构图。
又一方面，本公开的实施例提供了一种电子设备400。如图10所示，电子设备400包括壳体410和如上述的摄像头组件300。壳体410开设有第一通孔。摄像头组件300嵌入于第一通孔内。
本公开的实施例提供的电子设备400包括如上述的摄像头组件300，因此具有上述的全部有益效果，在此不再赘述。
示例的，电子设备400包括手机(mobile phone)、平板电脑(pad)、智能门禁、产品检测仪器、电视、智能穿戴产品(例如，智能手表、智能手环)、虚拟现实(virtual reality，VR)终端设备、增强现实(augmented reality AR)终端设备等具有图像采集功能的电子产品。本申请实施例对电子设备400的具体形式不做特殊限制。
在一些示例中，当上述电子设备400为手机、平板电脑或者产品检测仪器时，可以对物体或加工好的产品进行拍照。光线从透镜组件310的入光侧射入，从透镜组件310的出光侧射出后，被图像传感器200接收并转换为电信号，使得电子设备400能够实现图像采集功能。
在一些示例中，电子设备400具有处理器和显示器。图像传感器200将光信号转换为电信号后，能够将电信号传输给处理器。处理器能够生成待检测物体的图像信息，并在显示器上进行显示。
在一些示例中，处理器可以为中央处理器(CPU，Central Processing Unit)或者图像处理器(GPU，Graphic Processing Unit)。
在一些实施例中，如图10所示，壳体410还开设有第二通孔。电子设备400还包括发射器420。发射器420用于向待检测物体发射光线。摄像头组件300用于接收待检测物体反射的光线。或，摄像头组件300用于接收穿过待检测物体的光线。
在一些示例中，发射器420用于发射不可加光线，例如红外光或者近红外光等。发射器420发射的光线被待检测物体(例如人脸)反射至摄像头组件300，摄像头组件300内的图像传感器200接收人脸反射的光线，并将光线转换为电信号，以实现电子设备400的识别功能。在此情况下，电子设备400可以为手机或者智能门禁等具有识别功能的电子设备。
在另一些示例中，摄像头组件300用于接收穿过待检测物体的光线。示例的，发射器420用于向待检测物体发射X射线或者伽马射线等不可见光。X射线或者伽马射线等不可见光穿过待检测物体，并照射至摄像头组件300。摄像头组件300内的图像传感器200接收穿过待检测物体的光线，并将光线转换为电信号，以实现电子设备400的检测功能。在此情况下，电子设备400可以为安检设备等具有透视检测功能的电子设备。
可以理解地，通过设置发射器420，使得电子设备400在光线较差的情况下仍然能够采集待检测物体的图像信息，提高电子设备的适用性。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种像素单元的制备方法，其特征在于，包括：
在衬底的一侧形成第一掺杂层；
在所述第一掺杂层远离所述衬底的一侧形成第二掺杂层，所述第二掺杂层的掺杂类型与所述第一掺杂层的掺杂类型不同；
在所述第二掺杂层内形成光敏部；
将所述第一掺杂层作为停止层，以去除所述衬底。
2.根据权利要求1所述的像素单元的制备方法，其特征在于，所述衬底包括掺杂衬底；所述第一掺杂层的掺杂类型与所述衬底的掺杂类型不同。
3.根据权利要求1所述的像素单元的制备方法，其特征在于，所述衬底为非掺杂衬底。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的像素单元的制备方法，其特征在于，所述在衬底的一侧形成第一掺杂层的步骤，包括：
采用外延生长工艺，在所述衬底的一侧形成所述第一掺杂层；
所述在所述第一掺杂层远离所述衬底的一侧形成第二掺杂层的步骤，包括：
采用外延生长工艺，在所述第一掺杂层远离所述衬底的一侧形成所述第二掺杂层。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的像素单元的制备方法，其特征在于，所述光敏部包括第一掺杂部和第二掺杂部，所述在所述第二掺杂层内形成光敏部的步骤，包括：
在所述第二掺杂层内形成第一掺杂部；所述第一掺杂部的掺杂类型与所述第一掺杂层的掺杂类型相同；
在所述第二掺杂层内形成第二掺杂部，所述第二掺杂部与所述第一掺杂部间隔设置；所述第二掺杂部的掺杂类型与所述第二掺杂层的掺杂类型相同；且所述第二掺杂部的离子掺杂浓度与所述第二掺杂层的离子掺杂浓度不同。
6.根据权利要求5所述的像素单元的制备方法，其特征在于，所述在所述第二掺杂层内形成光敏部的步骤之后，还包括：
在所述第二掺杂层远离所述第一掺杂层的一侧形成金属互联层；
将承载片与所述金属互联层远离所述第二掺杂层一侧的表面键合，以形成键合体；
所述将所述第一掺杂层作为停止层，去除所述衬底的步骤之前，还包括：
翻转所述键合体。
7.根据权利要求6所述的像素单元的制备方法，其特征在于，所述将承载片与所述金属互联层远离所述第二掺杂层一侧的表面键合的步骤之前，还包括：
形成第一金属电极，所述第一金属电极沿所述金属互联层至所述第二掺杂层的方向贯穿所述金属互联层，且与所述第一掺杂部电连接；
形成第二金属电极，所述第二金属电极沿所述金属互联层至所述第二掺杂层的方向贯穿所述金属互联层，且与所述第二掺杂部电连接。
8.根据权利要求6所述的像素单元的制备方法，其特征在于，所述将所述第一掺杂层作为停止层，去除所述衬底的步骤之后，还包括：
在所述第一掺杂层远离所述第二掺杂层的一侧形成光调节组件；
将所述承载片与所述金属互联层远离所述第二掺杂层一侧的表面解键合。
9.一种像素单元，其特征在于，所述像素单元采用如权利要求1～8中任一项所述的像素单元的制备方法制备，所述像素单元包括：
第一掺杂层；
第二掺杂层，位于所述第一掺杂层的一侧；所述第二掺杂层的掺杂类型与所述第一掺杂层的掺杂类型不同；
光敏部，位于所述第二掺杂层内。
10.根据权利要求9所述的像素单元，其特征在于，所述第一掺杂层的厚度的取值范围为0.1μm～5μm，所述第一掺杂层的离子掺杂浓度的取值范围为1e13/cm3～1e17/cm3。
11.根据权利要求9所述的像素单元，其特征在于，所述第二掺杂层的厚度的取值范围为1μm～2.5μm，所述第二掺杂层的离子掺杂浓度的取值范围为1e14/cm3～1e17/cm3。
12.根据权利要求9～11中任一项所述的像素单元，其特征在于，所述第一掺杂层为N型掺杂层，所述第二掺杂层为P型掺杂层。
13.根据权利要求9～11中任一项所述的像素单元，其特征在于，所述像素单元还包括光调节组件，所述光调节组件包括：
抗反射膜，位于所述第一掺杂层远离所述第二掺杂层的一侧，且覆盖所述第一掺杂层；
滤光片，位于所述抗反射膜远离所述第一掺杂层的一侧；
微透镜，位于所述滤光片远离所述抗反射膜的一侧。
14.一种图像传感器，其特征在于，包括至少两个如权利要求9～13中任一项所述的像素单元，至少两个所述像素单元阵列排布。
15.根据权利要求14所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括：
隔离部，位于任意相邻的两个所述像素单元之间。
16.一种摄像头组件，其特征在于，包括：
透镜组件；
如权利要求14或15所述的图像传感器，所述图像传感器位于所述透镜组件的出光侧。
17.一种电子设备，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体开设有第一通孔；
如权利要求16所述的摄像头组件，嵌入于所述第一通孔内。
18.根据权利要求17所述的电子设备，其特征在于，所述壳体还开设有第二通孔，所述电子设备还包括：
发射器，用于向待检测物体发射光线；
所述摄像头组件用于接收所述待检测物体反射的光线；或，
所述摄像头组件用于接收穿过待检测物体的光线。
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