像素结构、图像传感器、电子设备的制作方法

1.本实用新型属于半导体技术领域，特别是涉及一种像素结构、图像传感器、电子设备。


背景技术：

2.今天，cmos图像传感器(cis)已经在我们的日常生活中无处不在，从智能手机到汽车、安全摄像头、机器人和ar/vr娱乐设备。随着我们逐渐过渡到物联网时代，对智能、互联和自主消费产品的强劲需求推动了这一趋势。作为回应，领先的图像传感器设计师、供应商和世界铸造厂继续推进技术创新，以促进像素间距缩小到更小尺寸，并通过像素级互连实现更大的cis/isp集成。近期，在移动手机市场的强大需求驱动力作用下，要求更小像素尺寸的 cmos图像传感器产品，例如0.7um像素。cis像素尺寸不断缩小，使得生产商家采用更小线宽和更高精度的工艺平台来制作产品。基于高迁移率，大多数cis使用n型金属氧化物半导体(nmos)晶体管，包括电荷传输晶体管和源极跟随器放大器。
3.随着生产工艺制程的小型化趋势，nmos电荷传输晶体管的栅氧化层以及侧墙工艺越来越薄短，导致电荷传输晶体管与其漏极端(即漂浮扩散有源区)之间的电场难以得到有效的调控，另外，上述趋势也促使栅极诱导漏电(gidl)的问题越实用新型显。cis像素在曝光期间，电荷传输晶体管的栅极偏压为负压，以完全阻止任何电子在无光条件下流入光电二极管；电荷传输晶体管的栅极与其漏极端(即漂浮扩散有源区)构成高电势差，很容易发生gidl 现象。gidl现象，会引发cis图像白点坏像素的问题，从而降低了cis的图像质量。
4.因此，如何提供一种像素结构、图像传感器、电子设备及制备方法，以解决现有技术中的上述技术问题实属必要。
5.应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本技术的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。


技术实现要素：

6.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种像素结构、图像传感器、电子设备，用于解决现有技术中电荷传输晶体管与漂浮扩散有源区之间的电场难以得到有效的调控以及栅极诱导漏电难以有效解决等问题。
7.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种像素结构，所述像素结构包括：
8.半导体衬底，具有相对的第一面及第二面；
9.光电转换区，自所述第一面延伸至所述半导体衬底中，用于接收光信号以产生电信号；
10.浮动扩散区，自所述第一面延伸至所述半导体衬底中，且与所述光电转换区具有间距；
11.传输控制门电极，设置在所述第一面上，且对应位于所述光电转换区与所述浮动扩散区之间并至少与所述浮动扩散区具有交叠区域，以基于所述传输控制门电极将所述光电转换区的电信号转移至所述浮动扩散区；
12.电场调制结构，设置在所述传输控制门电极与所述浮动扩散区之间，所述电场调制结构在所述第一面的投影与所述交叠区域在所述第一面的投影具有交叠。
13.可选地，所述像素结构包括传输控制门，所述传输控制门包括自下而上叠置的栅介质层及所述传输控制门电极，其中，所述栅介质层设置在所述半导体衬底的第一面表面，所述电场调制结构设置在所述传输控制门电极中。
14.可选地，所述电场调制结构自所述传输控制门电极的下表面延伸至所述传输控制门电极中，且所述电场调制结构与所述栅介质层相接触。
15.可选地，所述电场调制结构的宽度大于等于40nm。
16.可选地，所述电场调制结构的厚度大于2nm，且所述电场调制结构的上表面不超出所述传输控制门电极的上表面。
17.可选地，所述电场调制结构靠近所述浮动扩散区一侧的外缘与对应一侧的所述传输控制门电极的外缘对齐。
18.可选地，所述电场调制结构的材料包括氧化物，所述氧化物包括二氧化硅、氧化铪、氧化铝、氧化钽及氮氧化硅中的至少一者。
19.可选地，所述电场调制结构自所述半导体衬底的第一面延伸至所述浮动扩散区中，且所述电场调制结构不超出所述浮动扩散区的下表面。
20.可选地，所述电场调制结构还延伸至所述传输门电极下方的器件沟道中，以形成包括沟道调制部及主体调制部的所述电场调制结构，其中所述沟道调制部位于所述器件沟道中，所述主体调制部位于所述浮动扩散区中。
21.可选地，所述沟道调制部的宽度大于等于20nm，所述主体调制部的宽度大于等于20nm。
22.可选地，所述电场调制结构的厚度大于2nm。
23.可选地，所述电场调制结构远离所述传输控制门电极一侧的外缘超出对应一侧的所述传输控制门电极的外缘。
24.可选地，所述电场调制结构的材料包括氧化物，所述氧化物包括二氧化硅、氧化铪、氧化铝、氧化钽及氮氧化硅中的至少一者。
25.可选地，所述像素结构还包括栅介质层，所述栅介质层形成在所述传输控制门电极下并与所述电场调制结构相接触。
26.可选地，所述浮动扩散区包括自所述半导体衬底第一面依次向下延伸的掺杂漏区及主体掺杂区，所述电场调制结构的下表面超出对应位置的所述掺杂漏区的外缘。
27.可选地，所述电场调制结构在所述第一面的投影至少覆盖所述交叠区域在所述第一面的投影。
28.本实用新型还提供一种图像传感器，包括如上述方案中任意一项所述的像素结构。
29.本实用新型还提供一种电子设备，包括如上述方案中任意一项所述的图像传感器。
30.本实用新型还提供一种像素结构的制备方法，其中，所述制备方法可以是上述方案中任意一项所述的像素结构的制备方法，当然，上述方案中任意一项所述的像素结构也可以采用其他方法制备。其中，所述像素结构的制备方法包括如下步骤：
31.提供具有相对的所述第一面和所述第二面的所述半导体衬底；
32.在所述半导体衬底的第一面制备所述电场调制结构；
33.在所述半导体衬底的第一面上制备所述传输控制门电极；
34.自所述第一面在所述半导体衬底中制备所述光电转换区及所述浮动扩散区。
35.可选地，当所述电场调制结构位于所述传输控制门电极中时，制备所述电场调制结构的步骤包括：
36.在所述半导体衬底的第一面的表面形成电场调制结构材料层；
37.在所述电场调制结构材料层上形成第一图形化掩膜板，所述第一图形化掩膜板定义出所述电场调制结构的图形；
38.通过湿法刻蚀工艺基于所述第一图形化掩膜板刻蚀所述电场调制结构材料层，以在所述半导体衬底的第一面的表面得到所述电场调制结构。
39.可选地，当所述像素结构包括所述传输控制门时，形成所述传输控制门的步骤包括：
40.形成所述电场调制结构后在所述半导体衬底的第一面形成栅介质材料层；
41.在所述栅介质材料层及所述电场调制结构上形成传输控制门电极材料层；
42.刻蚀所述栅电极材料层及所述栅介质材料层，以形成包括自下而上叠置的所述栅介质层及所述传输栅控制门电极的所述传输控制门。
43.可选地，通过第一氧化工艺形成所述电场调制结构材料层，所述第一氧化工艺的温度大于等于600℃。
44.可选地，通过第二氧化工艺形成所述栅介质材料层，所述第二氧化工艺的温度大于等于 600℃。
45.可选地，当所述电场调制结构延伸至所述浮动扩散区中时，形成所述电场调制结构的步骤包括：
46.采用湿法刻蚀工艺自所述第一面在所述半导体衬底中形成凹槽；
47.在所述凹槽内及所述凹槽周围的所述半导体衬底的第一面形成电场调制结构材料层；
48.在所述电场调制结构材料层上形成第二图形化掩膜板，所述第二图形化掩膜板定义出所述电场调制结构的图形；
49.通过湿法刻蚀工艺基于所述第二图形化掩膜板去除所述凹槽周围的所述电场调制结构材料层，以得到形成在所述凹槽中的所述电场调制结构。
50.可选地，当所述像素结构还包括所述栅介质层时，形成所述栅介质层及所述传输栅控制门电极的步骤包括：
51.形成所述电场调制结构后在所述半导体衬底的第一面形成栅介质材料层；
52.在所述栅介质材料层上形成传输控制门电极材料层；
53.刻蚀所述栅电极材料层及所述栅介质材料层，以形成包括自下而上叠置的所述栅介质层及所述传输栅控制门电极。
54.可选地，通过第三氧化工艺形成所述电场调制结构材料层，所述第三氧化工艺的温度大于等于600℃。
55.可选地，通过第四氧化工艺形成所述栅介质材料层，所述第四氧化工艺的温度大于等于 600℃。
56.如上所述，本实用新型的像素结构、图像传感器、电子设备，本实用新型的像素结构设计中，在传输控制门电极与浮动扩散区之间形成电场调制结构，可以基于设置的电场调制结构对传输控制门电极与浮动扩散区之间形成的电场进行调制；另外，当电荷传输晶体管的栅极与漂浮扩散有源区之间构成高电势差时，可以减小或降低的是栅极与漂浮扩散有源区交叠区的电场强度，从而减小栅极诱导漏电(gidl)，改善cis图像白点坏像素的问题，提高 cis的图像质量。
附图说明
57.图1显示为现有技术中常用的图像传感器的像素电路。
58.图2显示为图1所示的像素电路虚线框中对应的器件结构的截面图。
59.图3显示为图2结构中最高电场强度与栅极多晶硅层电压的tcad仿真数据图。
60.图4显示为本实用新型提供的像素结构的制备工艺流程图。
61.图5-14显示为本实用新型实施例一提供的像素结构及制备过程中各步骤得到的结构示意图。
62.图15-27显示为本实用新型实施例二提供的像素结构及制备过程中各步骤得到的结构示意图。
63.图28(a)-图28(c)显示为基于本实用新型设计的器件的工艺计算机辅助设计(tcad) 的仿真数据。
64.元件标号说明
65.200、300
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半导体衬底
66.200a、300a
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第一面
67.200b、300b
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第二面
68.201
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电场调制结构材料层
69.203
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光刻胶层
70.204
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第一图形化掩膜板
71.205
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电场调制结构
72.206、306
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栅介质材料层
73.207、307
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传输门电极材料层
74.208、308
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栅介质层
75.209、309
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传输控制门电极
76.210、310
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传输控制门
77.211、311
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光电转换区
78.212、312
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浮动扩散区
79.301
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沟槽刻蚀掩膜层
80.301a
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沟槽图形开口
81.302
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凹槽
82.303
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电场调制结构材料层
83.304
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电场调制结构
84.304a
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沟道调制部
85.304b
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主体调制部
86.305
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第二图形化掩膜板
87.312a
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掺杂漏区
88.312b
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主体掺杂区
89.s1～s4
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步骤
具体实施方式
90.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
91.如在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
92.为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。另外，本实用新型中使用的“介于
……
之间”包括两个端点值。
93.在本技术的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
94.需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。
95.现有技术中的图像传感器像素，多使用如图1所示电路示意图的结构，包含有光电二极管101、电荷传输晶体管102、复位晶体管103、源跟随晶体管104、像素选择晶体管105以及漂浮扩散扩散有源区fd。另外，随着手机移动市场对图像传感器产品小型化需求的推动，像素之间，常采用共享布局的方式；小面积像素的图像传感器产品，像素之间常采用共享结构方式，将多个光电二极管101和电荷传输晶体管102并联在一起，并共同连接在漂浮扩散扩散有源区fd端，例如，申请公布号为cn110336953a所公布的四像素共享结构方式，申请公布号为cn110061026a所公布的两像素共享结构方式。
96.随着生产工艺制程的小型化趋势，nmos电荷传输晶体管的栅氧化层以及侧墙工艺
越来越薄短，电荷传输晶体管与其漏极端(即漂浮扩散有源区)之间的电场难以得到有效的调控，栅极诱导漏电(gidl)的问题越实用新型显，白点坏像素难以有效解决。其中，图像传感器采集图像的白点坏像素，主要由两部分来源：光电二极管101和漂浮扩散有源区fd。具体的，光电二极管101因为电荷传输晶体管102沟道漏电引起像素信号失常而产生白点坏像素，为了抑制此白点因素，现有技术中常设置电荷传输晶体管102的栅极为负压偏置；然而负压偏置的电荷传输晶体管102晶体管，更容易产生栅极诱导漏电(gidl)的缺点，使漂浮扩散有源区fd中的信号失常，进而引起图像像素发白发亮。尤其是共享结构方式的像素，共享布局方式的像素，图像更容易患有白点坏像素的缺点，其中一个像素存在gidl问题，那么此共享结构中的所有像素的图像信号都表现为发白发亮的异常情况。
97.图2示出了图1所示虚线框100的器件截面示意图。图2中，截面示意图包括光电二极管101、电荷传输晶体管102的栅氧层201、电荷传输晶体管102的栅极多晶硅层202、漂浮扩散有源区fd(图2中的n+区)为高浓度n型杂质离子区以及p-epi(p型半导体硅基体)。图像传感器像素在正常工作过程中，fd的n+区被置为高电压状态，例如2.5v，栅极多晶硅层202被置为负电压，例如-2v；栅极多晶硅层202与fd的n+区之间处于高电压偏置状态，位于两者交叠区之间栅氧层201区及n+区硅表面处于高电场强度状态，所述高电场强度状态很容易引发栅极多晶硅层202到fd的n+区之间的电荷遂穿现象，进而引起gidl的缺点；在交叠区之间的n+区硅表面存在硅悬浮键及缺陷，会捕获和释放从栅极多晶硅层202遂穿过来的电荷，在高电场的作用下，进一步助推了gidl的强度；gidl的强度与所述最高电场强度之间呈现指数增长关系。另外，图3显示为图2结构的器件中最高电场强度与栅极多晶硅层202电压的tcad(工艺计算机辅助设计)仿真数据图，从图3中可知，栅极多晶硅层202 电压越负，最高电场强度越高，越高的最高电场强度会引发越明显的gidl问题。
98.鉴于上述问题，本实用新型提供一种像素结构、图像传感器、电子设备及制备方法，像素结构包括：半导体衬底、光电转换区、浮动扩散区、传输控制门电极以及电场调制结构。通过电场调制结构的设计，可以基于其有效的调控施加在传输控制门电极上的电压以及施加在浮动扩散区上的电压之间所形成的电场；并且，可以通过电场调制结构有效降低传输控制门电极和浮动扩散区之间交叠区的电场强度，从而改善gidl引起的图像白点坏像素问题。
99.其中，图4显示为本实用新型的像素结构的制备工艺流程图。图5-14及图15-27显示为本实用新型提供的两种像素结构及其制备过程中各步骤得到的结构示意图。图28(a)-图28 (c)示出了基于本实用新型设计器件结构的工艺计算机辅助设计(tcad)的仿真数据。
100.下面将结合附图详细说明本实用新型的像素结构及其制备方法。
101.实施例一：
102.如图4所示，本实用新型提供一种像素结构的制备方法，其中，本实用新型所提供的像素结构优选采用本实施例提供的制备方法制备得到，当然，也可以采用其他方法制备。如图 4所示，本实施例中提供的像素结构的制备方法包括如下步骤：
103.s1：提供具有相对的所述第一面和所述第二面的所述半导体衬底；
104.s2：在所述半导体衬底的第一面制备所述电场调制结构；
105.s3：在所述半导体衬底的第一面上制备所述传输控制门电极；
106.s4：自所述第一面在所述半导体衬底中制备所述光电转换区及所述浮动扩散区。
的第一面200a上制备传输控制门电极210。
120.其中，形成传输控制门210的步骤包括：
121.首先，如图11所示，形成电场调制结构205后，在半导体衬底200的第一面形成栅介质材料层206，栅介质材料层206的材料可以选用现有的栅氧材料，包括但不限于氧化硅。
122.在一示例中，通过第二氧化工艺形成栅介质材料层206，所述第二氧化工艺的温度大于等于600℃，例如，可以是800℃、900℃、1000℃。另外，可以调整氧化时间长度，可制作出预定厚度的栅氧材料层，以得到需要厚度的栅氧层，栅氧层厚度可以与现有工艺平台技术参数一致。采用上述工艺，可以有利于在已经形成有电场调制结构205的基础上形成高性能栅氧层，同时，第一氧化工艺与第二氧化工艺的配合，在本实施例制备工艺的过程中，形成高性能栅氧层情况下，在栅氧层与后续形成的传输门电极之间形成良好的电场调制结构。
123.接着，如图12所示，在栅介质材料层206及电场调制结构205上形成传输控制门电极材料层207。其中，可以采用物理气相沉积(pvd)或者化学气相沉积(cvd)等方法形成传输门电极材料层207，其材料包括但不限于多晶硅，以得到后续的传输控制门电极。
124.继续，如图13所示，刻蚀栅电极材料层207及栅介质材料层206，以形成包括自下而上叠置的栅介质层(栅氧层)208及传输栅控制门电极209的传输控制门210。
125.最后，如图4中的s4及图14所示，自半导体衬底200的第一面200a在所述半导体衬底中制备光电转换区(pd)211及浮动扩散区(fd)212。
126.具体的，可以采用现有的离子注入工艺形成光电转换区(pd)211及浮动扩散区(fd) 212，例如，进行n型离子掺杂，可以采用现有的工艺制程。在一可选示例中，光电转换区 211可以形成光电二极管。另外，在其他实施例中，可以采用先制备光电转换元件再制备传输控制门的方式，当然，也可以采用其他合适的制备顺序。
127.需要说明的，本实施例得到的像素结构包括：导体衬底200、光电转换区211、浮动扩散区212、传输控制门电极209以及电场调制结构205，其中，半导体衬底200具有相对的第一面200a及第二面200b；光电转换区211自第一面200a延伸至半导体衬底200中，用于接收光信号以产生电信号；浮动扩散区212自所述第一面200a延伸至半导体衬底200中，且与光电转换区211之间具有间距；传输控制门电极209设置在第一面200a上，且对应位于光电转换区211与浮动扩散区212之间，可以理解的，这里的之间可以是传输控制门电极209的边缘与光电转换区211或者浮动扩散区212的边缘对齐，也可以是传输控制门电极209的边缘对应与两侧有交叠，以形成有效的器件沟道，实现图像传感器的电荷传输，本实用新型中，传输控制门电极209对应至少与浮动扩散区212具有交叠区域，参见图14中的虚线框部分，以基于传输控制门电极209将光电转换区211的电信号转移至浮动扩散区212。另外，电场调制结构205设置在传输控制门电极209与浮动扩散区212之间，电场调制结构205在第一面200a的投影与交叠区域在第一面200a的投影具有交叠，从而可以基于电场调制结构调制交叠区域的电场，也就是说，当传输控制门电极209与浮动扩散区212之间形成有电场时，可以基于设置的电场调制结构对上述电场进行调制，以满足需求。当电荷传输晶体管的栅极 (传输控制门电极209)与其漏极端(漂浮扩散有源区212)之间构成高电势差时，如cis像素在曝光期间，电荷传输晶体管的栅极偏压为负压时，可以通过电场调制结构205减小高电势差，从而减小栅极诱导漏电(gidl)，改善cis图像白点坏像素的问题，提高cis的图像质量。
128.作为示例，参见图14所示，本实用新型的像素结构包括传输控制门210，传输控制门210 包括自下而上叠置的栅介质层208及传输控制门电极209，其中，栅介质层208设置在半导体衬底200的第一面200a表面，电场调制结构205设置在传输控制门电极209中。
129.进一步示例中，电场调制结构205自传输控制门电极209的下表面延伸至传输控制门电极209中，且电场调制结构205与栅介质层208相接触。
130.具体的，可以理解的，该示例可以理解为电场调制结构205制备于传输控制门电极209 中，上述结构中，电场调制结构205设置在栅介质层208表面，有利于提高电场调制的效果，同时，参见图11-14所示，上述设置的方式便于工艺制程的实施，提高器件整体性能。另外，在一可选示例中，电场调制结构205靠近浮动扩散区212一侧的外缘与对应一侧的传输控制门电极209的外缘对齐。利于电场调制效果的改善及工艺制程的实施。
131.作为示例，如图14所示，电场调制结构205的宽度w大于等于40nm；例如，可以是50nm、 60nm、80nm，从而有利于有效的对交叠区域的电场进行调制。
132.作为示例，电场调制结构205的厚度t大于2nm，例如，可以是3nm、4nm，且电场调制结构205的上表面不超出传输控制门电极209的上表面；从而在有利于在器件本身性能发挥的同时优化电场调制结构对电场的调制。
133.作为示例，如图14所示，电场调制结构205在第一面200a的投影至少覆盖交叠区域在第一面的投影，从而有利于电场调制结构的调制效果，可以提高gidl的改善效果。
134.实施例二：
135.本实施例二提供另外一种像素结构及对应的制备方法，本实施例二与实施例一的不同主要在于电场调制结构的位置及形成工艺不同，下面将结合附图详细说明本实施例与实施例一的不同之处，其他相关的结构及制备可以参见实施例一，在此不再赘述。
136.首先，如图15所示，提供具有相对的第一面300a和第二面300b的半导体衬底300；
137.接着，如图16-22所示，在半导体衬底300的第一面300a制备电场调制结构304；
138.形成电场调制结构304的步骤包括：
139.如图16-18所示，采用湿法刻蚀工艺自第一面300a在半导体衬底300中形成凹槽302；其中，湿法刻蚀工艺有利于后续形成良好性能的电场调制结构。具体可以为：如图16所示，先在半导体衬底300的第一面制备形成有沟槽图形开口301a的沟槽刻蚀掩膜层301，其可以是在第一面300a表面旋涂光刻胶曝光并显影，仅在预设置有电场调制结构的位置开孔光刻胶；然后，如图17所示，湿法刻蚀裸露的衬底，如硅；接着，如图18所示，清除残留的光刻胶，得到凹槽302，形成备用沟槽。
140.如图19-22所示，在凹槽302内制备电场调制结构304；具体可以为：如图19所示，在凹槽302内及凹槽周围的半导体衬底的第一面形成电场调制结构材料层303，包括形成在凹槽302中的部分，为需要形成的电场调制结构304；其中，可以通过第三氧化工艺形成电场调制结构材料层303，第三氧化工艺的温度大于等于600℃，例如，可以是800℃、900℃、 1000℃；然后，如图20所示，在电场调制结构材料层303上形成第二图形化掩膜板305，第二图形化掩膜板305定义出电场调制结构304的图形，也即凹槽中材料层部分；接着，如图 21-22所示，通过湿法刻蚀工艺基于第二图形化掩膜板305去除凹槽302周围的电场调制结构材料层303，以得到形成在凹槽302中的电场调制结构304，湿法刻蚀工艺有利于后续形成良好性能的器件结构。
141.接着，如图23-25所示，在半导体衬底300的第一面300a上制备传输控制门电极309；进一步，本实施例的像素结构包括传输控制门310，传输控制门310包括自下而上叠置的栅介质层308和传输控制门电极309，具体形成的步骤包括：
142.如图23所示，形成电场调制结构304后，在半导体衬底300的第一面形成栅介质材料层 306；其中，可以通过第四氧化工艺形成所述栅介质材料层，第四氧化工艺的温度大于等于 600℃，例如，可以是800℃、900℃、1000℃；可以调整氧化时间长度，可制作出预定厚度的栅氧材料层，以得到需要厚度的栅氧层，栅氧层厚度可以与现有工艺平台技术参数一致。采用上述工艺，可以有利于在已经形成有电场调制结构304的基础上形成高性能栅氧层，栅氧层形成在传输控制门电极下并与电场调制结构相接触；同时，第一氧化工艺与第二氧化工艺的配合，在本实施例制备工艺的过程中，形成高性能栅氧层情况下，在栅氧层与后续形成的传输门电极之间形成良好的电场调制结构；然后，如图24所示，在栅介质材料层306上形成传输控制门电极材料层307；继续，如图25所示，刻蚀栅电极材料层307及栅介质材料层 306，以形成包括自下而上叠置的栅介质层308及传输栅控制门电极309，得到传输控制门310。
143.最后，如图26所示，自第一面在半导体衬底中制备光电转换区pd及浮动扩散区fd。
144.需要说明的，该实施例中，电场调制结构304自半导体衬底的第一面300a延伸至浮动扩散区312中，且电场调制结构304不超出浮动扩散区312的下表面。
145.作为示例，如图26所示，电场调制结构304还延伸至传输门电极309下方的器件沟道中，也即，传输控制门310形成的器件沟道中，光电转换区的电荷基于该沟道传输至浮动扩散区，以形成包括沟道调制部304a及主体调制部304b的电场调制结构304，其中，沟道调制部304a 位于器件沟道中，主体调制部304b位于浮动扩散区312中，超出浮动扩散区312延伸至沟道中的电场调制结构，可以进一步有利于提高电场调制效果及器件的整体性能。
146.作为示例，沟道调制部304a的宽度d1大于等于20nm，如，可以是25nm、30nm；主体调制部304b的宽度d2大于等于20nm，如，可以是25nm、30nm；整体利于器件性能提升。
147.作为示例，电场调制结构304的厚度大于2nm，如可以是3nm、4nm等。
148.作为示例，电场调制结构304远离传输控制门电极309一侧的外缘超出对应一侧的传输控制门电极309的外缘，如图14中电荷调制结构304的右侧边缘超出传输控制门电极309的右侧边缘，也即电荷调制结构304的右侧边缘超出传输控制门310的右侧边缘。
149.作为示例，浮动扩散区312包括自半导体衬底第一面依次向下延伸的掺杂漏区(ldd) 312a及主体掺杂区312b，参见图27所示，图中点划线简单示意出了浅掺杂漏区ldd的区域，本领域技术人员可以理解的，其可以是现有技术中形成的任意浅掺杂漏ldd区域，该示例中，电场调制结构304的下表面超出对应位置的掺杂漏区312a的外缘。也就是说，如图27所示，电场调制结构304向沟道方向延伸覆盖对应位置的浅掺杂漏区域，从而可以有利于器件本身功能的实现，并有利于电场调制结构的电场调制效果的改善。
150.实施例三：
151.本实施例三提供一种图像传感器，其包括本实用新型任意一项方案所述的像素结构，例如，其可以包括实施例一或者实施例二中任意一项所述的像素结构。本实用新型的图像传感器可以cmos图像传感器。另外，本实施例还提供一种电子设备，包括如本实用新型任意一项方案所述的图像传感器。其中，所述电子设备可以是安防摄像装置、汽车电子摄像装
置、手机摄像装置、无人机、机器视觉以及现有摄像机等设备。
152.综上所述，本实用新型提供一种像素结构、图像传感器、电子设备，其中，本实用新型的像素结构设计中，在传输控制门电极与浮动扩散区之间形成电场调制结构，可以基于设置的电场调制结构对传输控制门电极与浮动扩散区之间形成的电场进行调制；另外，当电荷传输晶体管的栅极与漂浮扩散有源区之间构成高电势差时，可以减小或降低的是栅极与漂浮扩散有源区交叠区的电场强度，从而减小栅极诱导漏电(gidl)，改善cis图像白点坏像素的问题，提高cis的图像质量。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
153.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。