(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局(10)申請公布號CN120224804A(71)申請人成都阜時科技有限公司地址610000四川省成都市高新區(qū)劍南大道中段1537號3棟12層10號(72)發(fā)明人呂晨晉高關(guān)且劉德勝(54)發(fā)明名稱一種光電傳感器、光電檢測裝置和電子設(shè)備本申請?zhí)峁┮环N光電傳感器、光電檢測裝置和電子設(shè)備，涉及半導(dǎo)體光電探測技術(shù)領(lǐng)域。本申請?zhí)峁┑膯喂庾友┍蓝O管中通過將中心摻雜結(jié)構(gòu)以及邊緣摻雜結(jié)構(gòu)在二極管基材內(nèi)沿豎直方向分離而不在同一水平面，使中心摻雜結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)在豎直方向的投影距離小于中心摻雜結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)之間的電場距離，而使中心摻雜結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)之間的“水平抑制電場”在該設(shè)置情況下空間彎曲為傾斜電場。由此，在中心摻雜結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)之間在水平方向間距有限時，保護環(huán)可以在二極管基材中在中心摻雜結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)之間傾斜形成，能。dd2二極管基材，沿豎直方向具有相對的第一表面與第二表面；設(shè)置在所述二極管基材內(nèi)的多個雪崩像素單元以及用于隔離所述雪崩像素單元的隔所述雪崩像素單元包括中心電極、邊緣電極、中心摻雜結(jié)構(gòu)以及邊緣摻雜結(jié)構(gòu)，其中，所述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)形成在所述第一表面或所述第二表面上且與對應(yīng)的邊緣電極電性連接，所述中心電極設(shè)置在所述第二表面；所述中心摻雜結(jié)構(gòu)包括第一中心結(jié)構(gòu)以及連接結(jié)構(gòu)，其中，所述第一中心結(jié)構(gòu)的摻雜類型與所述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)不同且遠(yuǎn)離所述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)所在表面，所述連接結(jié)構(gòu)用于電性連接所述中心電極與所述第一中心結(jié)構(gòu)；所述第一中心結(jié)構(gòu)用于在豎直方向形成雪崩區(qū)且與所述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)形成橫向抑制電場，所述第一中心結(jié)構(gòu)與所述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)既在水平方向分離又在豎直方向分離而使所述橫向抑制電場的電場路徑長度大于所述第一中心結(jié)構(gòu)與所述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)在豎直方向的投影距離。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電傳感器，其特征在于，所述連接結(jié)構(gòu)被配置為連通所述第一中心結(jié)構(gòu)與所述中心電極的摻雜結(jié)構(gòu)，所述連接結(jié)構(gòu)的摻雜類型與所述第一中心結(jié)構(gòu)的摻雜類型一致；所述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)從所述第二表面向所述二極管基材內(nèi)延伸且所述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)在豎直方向的延伸深度小于所述連接結(jié)構(gòu)在豎直方向的延伸深度；所述連接結(jié)構(gòu)在水平方向的尺寸小于所述第一中心結(jié)構(gòu)和/或所述連接結(jié)構(gòu)靠近所述第一中心結(jié)構(gòu)水平方向邊緣處的摻雜濃度低于所述第一中心結(jié)構(gòu)的摻雜濃度。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電傳感器，其特征在于，所述連接結(jié)構(gòu)的摻雜濃度在水平方向上沿遠(yuǎn)離所述中心電極的方向遞減；和/或所述連接結(jié)構(gòu)的摻雜濃度在豎直方向上沿朝向所述第一中心結(jié)構(gòu)的方向遞增。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電傳感器，其特征在于，所述光電傳感器還包括沿所述第一表面向所述二極管基材內(nèi)延伸且位于所述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)與所述連接結(jié)構(gòu)之間的隔離溝槽陣列，所述隔離溝槽陣列被復(fù)用為光學(xué)散射結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電傳感器，其特征在于，所述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)跨越所述隔離結(jié)構(gòu)而延伸至兩個臨近雪崩像素單元內(nèi)，并與所述兩個臨近雪崩像素單元中各個雪崩像素單元的邊緣電極電性連接；所述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離所述第二表面的一側(cè)與所述隔離結(jié)構(gòu)中的深槽隔離層靠近所述第二表面一側(cè)通過淺槽絕緣層隔離或所述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離所述第二表面的一側(cè)與所述隔離結(jié)構(gòu)中的深槽隔離層中的金屬隔離結(jié)構(gòu)電性連接且等電位。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電傳感器，其特征在于，所述雪崩像素單元內(nèi)包括多個中心摻雜結(jié)構(gòu)，其中，所述多個中心摻雜結(jié)構(gòu)形成多個像素子單元，所述中心摻雜結(jié)構(gòu)與所述像素子單元一一對應(yīng)并設(shè)置在對應(yīng)的像素子單元的中心區(qū)域；所述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述多個像素子單元中臨近所述隔離結(jié)構(gòu)的像素子單元內(nèi)且位于靠近所述隔離結(jié)構(gòu)一側(cè)；所述多個像素子單元中相鄰的兩個像素子單元中遠(yuǎn)離所述隔離結(jié)構(gòu)的區(qū)域設(shè)置有輕3摻雜結(jié)構(gòu)，其中，所述輕摻雜結(jié)構(gòu)與所述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)的摻雜類型相同；所述多個像素子單元中臨近所述隔離結(jié)構(gòu)的像素子單元內(nèi)的輕摻雜結(jié)構(gòu)不與外部電極電性連接。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電傳感器，其特征在于，當(dāng)所述雪崩像素單元的像素邊緣到足如下關(guān)系：Demn-Wavg<Dg<Demax-Wavg,其中，Wag為所述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)在水平方向的平均尺寸。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電傳感器，其特征在于，所述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)從所述第一表面向所述二極管基材內(nèi)延伸，所述邊緣電極設(shè)置在所述第一表面。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電傳感器，其特征在于，所述光電傳感器還包括沿所述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)靠近所述第一表面的一側(cè)向所述二極管基材內(nèi)延伸的導(dǎo)電摻雜結(jié)構(gòu)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電傳感器，其特征在于，所述二極管基材的入光側(cè)具有吸光孔洞陣列。11.一種光電檢測裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至10中任一所述光電傳感器，所述光電檢測裝置通過感測所述光電傳感器接收光信號對應(yīng)產(chǎn)生的電信號來獲取相關(guān)信息。12.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括如權(quán)利要求11所述光電檢測裝置，所述電子設(shè)備用于根據(jù)所述光電檢測裝置感測電信號獲取的相關(guān)信息來執(zhí)行相應(yīng)的功能。4一種光電傳感器、光電檢測裝置和電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域[0001]本申請涉及半導(dǎo)體光電探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光電傳感器、光電檢測裝置和電子設(shè)備。背景技術(shù)[0002]單光子雪崩二極管(SinglePhotonAvalancheDiode,SPAD)可實現(xiàn)對單個光子信號的快速探測，并且具有增益高、速度快、功耗低等優(yōu)點，逐漸成為單光子探測器件的主流。單光子雪崩二極管在軍用、民用、商用等眾多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，尤其是近紅外微弱光[0003]隨著單光子雪崩二極管的應(yīng)用越發(fā)廣泛，對于單光子雪崩二極管的整體性能，有著越來越高的要求。發(fā)明內(nèi)容[0004]針對前述技術(shù)問題，本申請優(yōu)化了單光子雪崩二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而在小尺寸的設(shè)計要求下，也能盡可能地形成較大的保護環(huán)，以提高小尺寸單光子雪崩二極管的電學(xué)性能。[0005]第一方面，本申請?zhí)峁┮环N光電傳感器，光電傳感器包括二極管基材、雪崩像素單元以及隔離結(jié)構(gòu)。二極管基材沿豎直方向具有相對的第一表面與第二表面。雪崩像素單元設(shè)置在二極管基材內(nèi)，隔離結(jié)構(gòu)用于隔離雪崩像素單元的隔離結(jié)構(gòu)。雪崩像素單元包括中心電極、邊緣電極、中心摻雜結(jié)構(gòu)以及邊緣摻雜結(jié)構(gòu)，其中，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)形成在第一表面或第二表面上且與對應(yīng)的邊緣電極電性連接，中心電極設(shè)置在第二表面。中心摻雜結(jié)構(gòu)包括第一中心結(jié)構(gòu)以及連接結(jié)構(gòu)，其中，第一中心結(jié)構(gòu)的摻雜類型與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)不同且遠(yuǎn)離邊緣摻雜結(jié)構(gòu)所在表面，連接結(jié)構(gòu)用于電性連接中心電極與第一中心結(jié)構(gòu)。第一中心結(jié)構(gòu)用于在豎直方向形成雪崩區(qū)且與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)形成橫向抑制電場，第一中心結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)既在水平方向分離又在豎直方向分離而使橫向抑制電場的電場路徑長度大于第一中心結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)在豎直方向的投影距離。[0006]第二方面，本說明書多個實施例提供了一種光電檢測裝置，包括如第一方面任一實現(xiàn)方式所述的光電傳感器，所述光電檢測裝置通過感測所述光電傳感器接收光信號對應(yīng)出產(chǎn)生的電信號來獲取相關(guān)信息。[0007]第三方面，本說明書多個實施例提供了一種電子設(shè)備，包括第二方面所述光電檢測裝置，所述電子設(shè)備用于根據(jù)所述光電檢測裝置感測電信號獲取的相關(guān)信息來執(zhí)行相應(yīng)的功能。[0008]本申請實施例提供的光電傳感器、光電檢測裝置和電子設(shè)備通過將中心摻雜結(jié)構(gòu)以及邊緣摻雜結(jié)構(gòu)在二極管基材內(nèi)沿豎直方向分離而不在同一水平面，使中心摻雜結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)在豎直方向的投影距離小于中心摻雜結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)之間的電場距離，而使中心摻雜結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)之間的“水平抑制電場”在該設(shè)置情況下空間彎曲為傾5斜電場。由此，在中心摻雜結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)之間在水平方向間距有限時，保護環(huán)可以在二極管基材中在中心摻雜結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)之間傾斜形成，使保護環(huán)的尺寸突破水平方向的限制以增大保護環(huán)尺寸，進而提高單光子雪崩二極管器件性能。附圖說明[0009]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。[0010]圖1為本申請一些實施例提供的電子設(shè)備的功能模塊示意圖。[0011]圖2為本申請一些實施例提供的光電檢測裝置的功能模塊示意圖。[0012]圖3為本申請相關(guān)技術(shù)中光電傳感器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。[0013]圖4為本申請相關(guān)技術(shù)中圖3所示的光電傳感器的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。[0014]圖5為本申請一些實施例提供的光電傳感器的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。[0015]圖6為本申請一些實施例提供的光電傳感器的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。[0016]圖7為本申請一些實施例提供的光電傳感器的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。[0017]圖8為本申請一些實施例提供的光電傳感器的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。[0018]圖9為本申請一些實施例提供的光電傳感器的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。[0019]圖10為本申請一些實施例提供的光電傳感器的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。[0020]圖11為本申請一些實施例提供的光電傳感器的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。[0021]圖12為本申請一些實施例提供的圖10所示的光電傳感器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。[0022]圖13為本申請一些實施例提供的圖6或圖7所示的光電傳感器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。[0023]圖14為本申請一些實施例提供的光電傳感器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。[0024]圖15為本申請一些實施例提供的光電傳感器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。[0025]圖16為本申請一些實施例提供的光電傳感器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。[0026]圖17為本申請一些實施例提供的光電傳感器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。光學(xué)器件；140、發(fā)射組件；141、驅(qū)動器；142、光源；143、發(fā)射光學(xué)器件；200、光電傳感器；210、二極管基材；211、第一表面；212、第二表面；220、雪崩像素單元；221、中心摻雜結(jié)構(gòu)；具體實施方式[0028]為了進一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，下面結(jié)合附圖及具體實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的一種光電傳感器、光電檢測裝置和電子設(shè)備進行詳細(xì)說明。[0029]有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合附圖的具體實施例6詳細(xì)說明中即可清楚地呈現(xiàn)，然而所附附圖僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明的技術(shù)方案加以限制。[0030]應(yīng)當(dāng)說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存排他性的包含，從而使得包括一系列要素的物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括并不排除在包括所述要素的物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。示例性應(yīng)用場景：[0031]請參閱圖1。電子設(shè)備10包括光電檢測裝置100。所述光電檢測裝置100可以對檢測范圍內(nèi)的外部對象進行檢測，以獲得外部對象的三維信息。所述檢測范圍可定義為光電檢測裝置100能夠有效地進行三維信息檢測的立體空間范圍，也可以稱之為光電檢測裝置100的視場角。所述三維信息例如為但不限于外部對象的接近信息、外部對象表面的深度信息、外部對象的距離信息及外部對象的空間坐標(biāo)信息中的一種或多種。[0032]所述電子設(shè)備10可以包括應(yīng)用模塊500,所述應(yīng)用模塊500被配置為根據(jù)所述光電檢測裝置100的檢測結(jié)果執(zhí)行預(yù)設(shè)的操作或?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能。例如但不限于：可以根據(jù)外部對象的接近信息判斷是否有外部對象出現(xiàn)在電子設(shè)備10前方預(yù)設(shè)的檢測范圍內(nèi)；或者，可以根據(jù)外部對象的距離信息控制電子設(shè)備10的運動進行避障；或者，可以根據(jù)外部對象表面的深度信息實現(xiàn)3D建模、人臉識別、機器視覺等。所述電子設(shè)備10還可以包括存儲介質(zhì)300,所述存儲介質(zhì)300可為所述光電檢測裝置100在運行過程中的存儲需求提供支持，一個或多個處理器400執(zhí)行以控制相關(guān)部件來實現(xiàn)對應(yīng)的功能。[0033]可選地，在一些實施例中，所述光電檢測裝置100可以為基于直接飛行時間(directTimeofFlight,dToF)原理進行三維信息感測的dToF測量裝置。[0034]在另外一些實施例中，所述光電檢測裝置100也可以為基于間接飛行時間(indirectTimeofFlight,iToF)測量原理進行三維信息感測的iToF測量裝置。所述iToF測量裝置通過比較感測光束發(fā)射時與被反射回來接收時的相位差來獲得外部對象的三維信息。[0035]在本申請下面的實施例中，主要以所述光電檢測裝置100作為測量距離裝置為例進行說明。[0036]請參閱圖2。所述光電檢測裝置100可以包括發(fā)射組件140、接收組件130以及處理模塊110。發(fā)射組件140包括驅(qū)動器141、光源142和發(fā)射光學(xué)器件143.處理模塊110可以耦接電子設(shè)備的處理器，發(fā)射組件140和接收組件130分別耦接處理模塊110。[0037]發(fā)射組件140被配置為向測量場景發(fā)射感測光信號以對測量場景內(nèi)的外部對象進行三維檢測。其中，部分感測光信號會被測量場景中的外部對象反射而返回，反射回來的感測光信號攜帶有所述外部對象的三維信息。而其中的一部分反射回來的感測光信號可以被所述接收組件130感測以用于獲得外部對象的三維信息。[0038]接收組件130被配置為感測來自測量場景的光信號并輸出相應(yīng)的光感應(yīng)信號，通過分析所述光感應(yīng)信號可實現(xiàn)對測量場景內(nèi)的外部對象的距離檢測?？梢岳斫獾氖?，接收組件130所感測的光信號可以為光子。例如，接收組件130感測的光子可以包括被測量場景7中的外部對象反射回來的感測光信號的光子以及測量場景的環(huán)境光的光子。所述處理模塊110被配置為分析處理所述光感應(yīng)信號以獲得感測光信號被接收組件130感測到的時刻，并根據(jù)所述感測光信號的發(fā)射時刻與反射回來被感測時刻的時間差異來獲得所述外部對象的三維信息。[0039]該接收組件130可以包括光電傳感器200和接收光學(xué)器件131?？蛇x地，光電傳感器200可以是由單個感光像素或多個感光像素構(gòu)成的光電傳感器。感光像素用于接收來自測量場景的光信號并輸出相應(yīng)的光感應(yīng)信號。一個感光像素包括至少一個光電探測器件。所述光電探測器件被配置為感測接收到的光信號并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號作為所述光感應(yīng)信號輸出。所述光電探測器件可以由單光子雪崩二極管(SinglePhotonAvalancheDiode,SPAD)構(gòu)成。[0040]該SPAD是一種固態(tài)光電探測器件，其工作電壓在擊穿電壓以上，屬于蓋革模式下的雪崩光電二極管。不同于傳統(tǒng)的光電探測器件，SPAD具有對于單個光子的分辨檢測能力。單個光子入射便可能在一定概率下誘發(fā)SPAD產(chǎn)生雪崩行為，進而產(chǎn)生明顯的雪崩電流，通過與讀出電路相互配合，便可實現(xiàn)對光子的檢測。申請概述：像素單元、像元)而構(gòu)成光電傳感器，而為隔離各個SPAD,在各個雪崩像素單元之間設(shè)置有隔離結(jié)構(gòu)(一般呈現(xiàn)為格柵狀而記作隔離柵格/隔離格柵，后續(xù)統(tǒng)一記作隔離結(jié)構(gòu))。[0042]為進一步說明SPAD構(gòu)建的光電傳感器，本申請還提供一種光電傳感器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖(圖3)。[0043]光電傳感器200可以呈現(xiàn)為一種基于二極管基材210形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，即二極管基材210可以指形成光電傳感器200的基礎(chǔ)材料，光電傳感器200的具體結(jié)構(gòu)可以基于半導(dǎo)體工藝(如刻蝕、沉積等工藝)形成在二極管基材210內(nèi)或二極管基材210上。[0044]如圖2所示，在光電傳感器200內(nèi)可以包括多個雪崩像素單元220以及用于隔離雪崩像素單元的隔離結(jié)構(gòu)230。其中，隔離結(jié)構(gòu)230可以環(huán)繞各個雪崩像素單元220設(shè)置，而形成容納雪崩像素單元220的像素空間并隔離各個像素空間。前述雪崩像素單元220與隔離結(jié)構(gòu)230可以基于半導(dǎo)體工藝(如刻蝕、沉積、摻雜等工藝)形成在二極管基材210內(nèi)。[0045]與傳統(tǒng)像素單元的成像原理類似，前述光電傳感器200中不同像素單元可以映射到空間中的不同位置，當(dāng)雪崩像素單元220接收到光信號(如單光子光信號)后，其內(nèi)部會產(chǎn)生雪崩現(xiàn)象而生成對應(yīng)的電信號，基于電信號的有無與像素單元與空間的對應(yīng)關(guān)系，再結(jié)合前述飛行時間的相關(guān)計算原理，則可以實現(xiàn)對外部對象的三維成像，具體可以參見相關(guān)[0046]此外，考慮到雪崩像素單元220的應(yīng)用場景，在光電傳感器200中，雪崩像素單元220的光束入射光路上游還可以設(shè)置濾光結(jié)構(gòu)以及聚光結(jié)構(gòu)，以避免環(huán)境光干擾并提高光束感知能力。PN結(jié)。此外為實現(xiàn)雪崩，通常需要結(jié)區(qū)附近額外摻雜，實現(xiàn)相對低偏壓下的雪崩。為了實現(xiàn)[0048]為進一步說明，雪崩像素單元220的基本功能。本申請還以平面NP型雪崩二極管器8件為例，提供了圖3所示的光電轉(zhuǎn)換器件在AA處的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖(圖4)。其中，為便于后續(xù)說明，圖4中器件的堆疊方向(即圖中縱向方向)記作豎直方向，AA的延伸方向(垂直于豎直方向的平面內(nèi)的方向，即圖中橫向方向)記作水平方面。[0049]為描述雪崩像素單元220的具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，本申請僅在圖4中示出一個雪崩像素單元220及其兩側(cè)的隔離結(jié)構(gòu)230。[0050]承前述NP型雪崩二極管器件，圖4所示的光電傳感器200的二極管基材210可以被配置為P型摻雜襯底。在雪崩像素單元220內(nèi)，可以具有多個摻雜區(qū)以及在二極管基材210表面電性連接對應(yīng)摻雜區(qū)的電極(也可以稱作引線、CT線)。具體地，在雪崩像素單元220內(nèi)包電極在外部驅(qū)動電路的作用下可以感知器件的雪崩情況。其中，P+區(qū)與P-區(qū)一般基于P型襯底形成，為更好地器件形成而進行額外摻雜，其實際結(jié)構(gòu)也可以不額外摻雜。[0052]圖4中P+區(qū)和N區(qū)可以在半導(dǎo)體器件的堆疊方向(即圖中豎直方向，后簡稱豎直方向)形成縱向電場，P-區(qū)和N區(qū)可以在半導(dǎo)體器件的陣列方向(即圖中水平方向，后簡稱水平方向)形成橫向電場。[0053]縱向電場將入射光子產(chǎn)生的載流子漂移到雪崩區(qū)域，同時位于雪崩區(qū)域的強縱向電場使得載流子與晶格發(fā)生碰撞電離。強電場的寬度足夠大時，可發(fā)生自持的雪崩效應(yīng)。而得入射光產(chǎn)生的載流子雪崩發(fā)生在縱向電場區(qū)域，即主結(jié)區(qū)域。其中，P-區(qū)和N區(qū)在水平方向分離而形成的襯底區(qū)域可以記作保護環(huán)(Guide-Ring,GR)。[0054]在實際使用中，隨著制程的不斷發(fā)展與器件精度要求的不斷提升，SPAD的單元尺寸不斷減少，以增加成像的分辨率。然而，基于前述SPAD的感知原理，尺寸的原來越小會導(dǎo)致器件內(nèi)結(jié)構(gòu)的沖突。例如，中間雪崩區(qū)域尺寸和橫向耗盡區(qū)寬度的沖突。結(jié)構(gòu)的部分尺寸參數(shù)與其性能息息相關(guān)，從而在等比縮小時，產(chǎn)生多個技術(shù)問題(如側(cè)邊擊穿問題會變得嚴(yán)重從而影響器件性能),具體可以呈現(xiàn)為如下幾個方面的問題/限制：①雪崩區(qū)域尺寸限制：當(dāng)雪崩區(qū)域變小，會使得邊緣載流子進入雪崩區(qū)域的概率像元下。其中，在二極管基材表面引出的各個電極往往也有一定的尺寸要求(如0.3-[0056]②保護環(huán)尺寸限制：與前述雪崩區(qū)類似，為抑制橫向電場，可以通過增加P區(qū)與N區(qū)的間隔距離，以提高保護環(huán)尺寸，使得橫向PN結(jié)傾向于緩變結(jié)。即一般需要在固定偏壓下，保持足夠的耗盡區(qū)寬度。而結(jié)合前述尺寸限制，若感光像元設(shè)計成1um的話，留給保護環(huán)的空間就只有單側(cè)0.3um左右，這是相對比較危險設(shè)計會導(dǎo)致側(cè)邊發(fā)生雪崩的可能性影響可靠性。而在更大尺寸的像素里，如10-15um的像素距離(pitch)中，保護環(huán)的設(shè)計往往都在lum-3um內(nèi)或以上。[0057]由此，為避免當(dāng)器件尺寸縮小的時候，各個器件的尺寸限制沖突導(dǎo)致剩余空間形成的保護環(huán)過于緊湊從而導(dǎo)致側(cè)邊擊穿和可靠性問題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)9[0058]本申請?zhí)峁┑膯喂庾友┍蓝O管(即光電傳感器)中通過將中心摻雜結(jié)構(gòu)以及邊緣摻雜結(jié)構(gòu)在二極管基材內(nèi)沿豎直方向分離而不在同一水平面，使中心摻雜結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)在豎直方向的投影距離小于中心摻雜結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)之間的電場距離，而使中心摻雜結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)之間的“水平抑制電場”在該設(shè)置情況下空間彎曲為傾斜電場。由此，在中心摻雜結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)之間在水平方向間距有限時，保護環(huán)可以在二極管基材中在中心摻雜結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)之間傾斜形成，使保護環(huán)的尺寸突破水平方向的限制以增大保護環(huán)尺寸，進而提高單光子雪崩二極管器件性能。[0059]下面將結(jié)合圖5～圖17對本申請?zhí)峁┑墓怆妭鞲衅鬟M行詳細(xì)描述。[0060]為進一步說明本申請?zhí)峁┑墓怆妭鞲衅鞯木唧w結(jié)構(gòu)，本申請還提供多種光電傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖5~圖11分別為不同光電傳感器的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。[0061]承前述，本申請?zhí)峁┑墓怆妭鞲衅鞯暮诵狞c在于中心摻雜結(jié)構(gòu)以及邊緣摻雜結(jié)構(gòu)在空間中的分離。其中，中心摻雜結(jié)構(gòu)與中心電極電性連接，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)可以與邊緣電極電性連接。受中心電極驅(qū)動，中心摻雜結(jié)構(gòu)內(nèi)部的多層摻雜結(jié)構(gòu)形成縱向電場，而在結(jié)構(gòu)處形成雪崩區(qū)(若非多層摻雜而與摻雜襯底形成的雪崩區(qū)也可以視為該結(jié)構(gòu)內(nèi)的雪崩區(qū))。[0062]為詳細(xì)說明本申請的核心機理，下面結(jié)合圖5進行詳細(xì)說明。[0063]請參閱圖5,與前述圖4類似，圖5也呈現(xiàn)為包含一個雪崩像素單元220的光電傳感器200的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。即圖5中的光電傳感器200也包括二極管基材210、雪崩像素單元220以及隔離結(jié)構(gòu)230。其中，雪崩像素單元220與隔離結(jié)構(gòu)230也基于半導(dǎo)體工藝形成在二極管基材210內(nèi)，雪崩像素單元220也形成在隔離結(jié)構(gòu)230形成的像素空間中。[0064]與前述圖3、4中的描述類似，二極管基材210可以指形成光電傳感器200的基礎(chǔ)材料，其一般可以包括襯底與外延層兩部分。其中，襯底為半導(dǎo)體制備過程中的基地材料，外延層可以為在襯底上生成出的結(jié)構(gòu)。[0065]本申請不限制光電傳感器200的具體類型，而可以根據(jù)實際需要對應(yīng)選取合適的底可以是通過摻雜形成的N型半導(dǎo)體襯底或P型半導(dǎo)體襯底。外延層與襯底類似。在本案的后續(xù)描述中將外延層與襯底視為一體，而不分開描述。[0066]為便于描述形成在二極管基材210內(nèi)的結(jié)構(gòu)，二極管基材210沿豎直方向相對的兩個表面可以分別記作第一表面211以及第二表面212?？紤]到二極管基材210在光電傳感器200中與金屬導(dǎo)線層(也稱作金屬布線層、后段工藝層等)的連接關(guān)系，二極管基材210的第二表面212可以是與金屬導(dǎo)線層鍵合的一側(cè)，即雪崩像素單元220中的電極基本形成在第二表面212從而通過對應(yīng)的電極與金屬導(dǎo)線層電性連接。[0067]關(guān)于光電傳感器200中與其他層級結(jié)構(gòu)的連接關(guān)系，本申請不作限制。例如，當(dāng)光電傳感器200采用背照式光結(jié)構(gòu)時，前述第一表面211一般朝向入射光，其在入射光上游一般設(shè)置有濾光層與集光層。[0068]隔離結(jié)構(gòu)230一般為二極管基材210內(nèi)的隔離結(jié)構(gòu)的主體部分，即隔離結(jié)構(gòu)230可以阻擋不同雪崩像素單元220之間的橫向串?dāng)_，而是雪崩像素單元220僅反映其對應(yīng)空間的單光子光束情況。則對應(yīng)的，隔離結(jié)構(gòu)230基于前述設(shè)置要求設(shè)置，一般需要形成互相隔離且用于容納雪崩像素單元220的像素區(qū)域?？紤]到雪崩像素單元220一般在第二表面212形成電極，其主要結(jié)構(gòu)往往靠近第二表面212設(shè)置，隔離結(jié)構(gòu)230往往需要從二極管基材210靠近第一表面211的內(nèi)部(或直接從第一表面211處，即圖4、5中隔離結(jié)構(gòu)230直接貫穿了二極管基材210)延伸至第二表面212,以隔離各個雪崩像素單元220。[0069]隔離結(jié)構(gòu)230一般采用深隔離溝槽(DTI/W-DTI)技術(shù)構(gòu)建，在形成的深隔離溝槽內(nèi)部填充金屬以及在金屬兩側(cè)形成隔離層，以提高信號隔離與光線反射隔離能力。[0070]與前述圖4所示的結(jié)構(gòu)類似，圖5中雪崩像素單元220可以包括中心摻雜結(jié)構(gòu)221、邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222、中心電極223以及邊緣電極224.其中，中心摻雜結(jié)構(gòu)221與中心電極223電性連接，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222與邊緣電極224電性連接。[0071]具體地，中心摻雜結(jié)構(gòu)221與中心電極223電性連接，而被中心電極223驅(qū)動。邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222與邊緣電極224電性連接，而被邊緣電極224驅(qū)動。被中心電極223驅(qū)動的中心摻雜結(jié)構(gòu)221內(nèi)部的多層摻雜結(jié)構(gòu)形成縱向電場，而在結(jié)構(gòu)處形成雪崩區(qū)225(若非多層摻雜而直接與摻雜襯底形成的雪崩區(qū)也可以視為該結(jié)構(gòu)內(nèi)的雪崩區(qū)225)。其中，該雪崩區(qū)225可以響應(yīng)于單光子光束而形成雪崩信號，從而在中心電極223以及邊緣電極224輸出。[0072]具體地，中心摻雜結(jié)構(gòu)221內(nèi)部與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222摻雜類型不同的部分與中心摻雜結(jié)構(gòu)221內(nèi)部或二極管基材210(如襯底)中與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222摻雜類型相同的部分在豎直方向形成PN結(jié)(也可以擴展為PIN結(jié))從而形成雪崩區(qū)225。[0073]承前述器件性能要求，中心摻雜結(jié)構(gòu)221與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222在第二表面212沿水平方向分離而形成保護環(huán)226,二極管基材210內(nèi)存在從中心摻雜結(jié)構(gòu)221到達(dá)邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222的電場通道而形成中心電極223與邊緣電極224之間的橫向抑制電場。[0074]此外，中心摻雜結(jié)構(gòu)221與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222一般基于離子注入/沉積工藝形成，其具體類型的配置與光電傳感器200本身的類型以及前述二極管基材210的選取有關(guān)，具體可[0075]基于前述第二表面212與金屬導(dǎo)線層的連接關(guān)系，前述中心電極223形成到第二表面212上。而邊緣電極224一般也可以形成在第二表面212,此外也可以形成在第一表面211上。對應(yīng)地，基于邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222的工作原理，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222可以形成在邊緣電極224的所在表面。具體地，圖5左側(cè)的邊緣電極224設(shè)置在第二表面212,右側(cè)的邊緣電極224設(shè)置在第一表面211。[0076]本申請對中心摻雜結(jié)構(gòu)221的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了進一步優(yōu)化，使中心摻雜結(jié)構(gòu)221(中形成雪崩區(qū)的摻雜結(jié)構(gòu))不直接形成在第二表面212處，而使其內(nèi)部包括第一中心結(jié)構(gòu)2211以及連接結(jié)構(gòu)2212,將第一中心結(jié)構(gòu)2211沉入二極管基材210內(nèi)部，再通過連接結(jié)構(gòu)2212與實現(xiàn)第一中心結(jié)構(gòu)2211的電性連接。其中，第一中心結(jié)構(gòu)2211可以是中心摻雜結(jié)構(gòu)221中與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222摻雜類型不同且用于形成雪崩區(qū)的摻雜結(jié)構(gòu)。即第一中心結(jié)構(gòu)2211用于在豎直方向形成雪崩區(qū)225且與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222形成橫向抑制電場(即保護環(huán)[0077]基于前述設(shè)置，第一中心結(jié)構(gòu)2211遠(yuǎn)離邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222所在表面，從而使第一中心結(jié)構(gòu)2211與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222既在水平方向分離又在豎直方向分離而使橫向抑制電場的電場路徑長度大于第一中心結(jié)構(gòu)2211與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222在豎直方向的投影距離。[0078]具體地，結(jié)合前述分離的情況，第一中心結(jié)構(gòu)2211與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222的水平方向距離為d?(即中心摻雜結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)在豎直方向的投影距離為d?),豎直方向距離為[0079]基于前述水平抑制電場的形成原理，第一中心結(jié)構(gòu)2211與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222互相靠近的邊緣會形成該“水平抑制電場”,而考慮到前述第一中心結(jié)構(gòu)2211與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)中心摻雜結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)之間在水平方向間距有限時，通過豎直方向距離d?增加保護雜結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)之間傾斜形成，使保護環(huán)的尺寸突破水平方向的限制以增大[0084]考慮到第一中心結(jié)構(gòu)2211形成在與環(huán)繞第一中心結(jié)構(gòu)2211的摻雜襯底直接形成雪崩，則在中心摻雜結(jié)構(gòu)221中還可以包括第二中心結(jié)構(gòu)2213,第二中心結(jié)構(gòu)2213與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222的摻雜類型相同(摻雜濃度一般構(gòu)2212可以被配置為一個具有導(dǎo)電能力的摻雜結(jié)構(gòu)且連接結(jié)構(gòu)2212的摻雜類型與第一中[0088]在摻雜濃度層面，連接結(jié)構(gòu)靠近第一中心結(jié)構(gòu)水平方向邊緣處的摻雜濃度低于第一中心結(jié)構(gòu)的摻雜濃度(即連接結(jié)構(gòu)靠近邊緣摻雜結(jié)構(gòu)的邊緣的摻雜濃度低/不摻雜),從而使其側(cè)邊不會與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222間形成橫向抑制電場。[0089]在尺寸層面，連接結(jié)構(gòu)在水平方向的尺寸可以直接進行內(nèi)縮，從而使連接結(jié)構(gòu)在水平方向的尺寸小于第一中心結(jié)構(gòu)的尺寸。由此，連接結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)在水平方向的尺寸也被進一步拉開，以使其水平距離與第一中心結(jié)構(gòu)與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)之間的電場路徑長度近似。[0090]此外，為避免邊緣摻雜結(jié)構(gòu)從第二表面延伸時越過連接結(jié)構(gòu)而直接在水平方向與第一中心結(jié)構(gòu)形成橫向抑制電場。邊緣摻雜結(jié)構(gòu)的“深度”應(yīng)當(dāng)小于連邊緣摻雜結(jié)構(gòu)從第二表面向二極管基材內(nèi)延伸且邊緣摻雜結(jié)構(gòu)在豎直方向的延伸深度小于連接結(jié)構(gòu)在豎直方向的延伸深度。[0091]具體地，請參見圖6,基于摻雜濃度調(diào)整的連接結(jié)構(gòu)2212在水平方向尺寸可以不額外限定。其中，連接結(jié)構(gòu)2212一般在水平方向的尺寸近似或小于第一中心結(jié)構(gòu)2211在水平方向的尺寸。例如，圖6中連接結(jié)構(gòu)2212的尺寸與第一中心結(jié)構(gòu)2211的尺寸相同。[0092]承前述，為避免連接結(jié)構(gòu)2212的邊緣擊穿，連接結(jié)構(gòu)2212靠近邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222的一側(cè)具有較低的摻雜濃度/不進行摻雜。同時，為保證中心電極223與第一中心結(jié)構(gòu)2211之間的電性連接，連接結(jié)構(gòu)2212在中心電極223區(qū)域的摻雜濃度較高以滿足電性連接要求，并沿遠(yuǎn)離中心電極的方向遞減(也可以記作沿靠近側(cè)邊的方向)遞減，從而使其邊緣摻雜濃度較低。具體地，可以參見圖6中的連接結(jié)構(gòu)2212,其內(nèi)部圖案填充在中心區(qū)域較深，在邊緣逐漸變淺。[0093]作為一種替換實施例，在連接結(jié)構(gòu)2212靠近邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222的一側(cè)也可以直接設(shè)置絕緣層，以避免側(cè)邊擊穿。[0094]此外，在豎直方向上，連接結(jié)構(gòu)2212也可以進行摻雜濃度的調(diào)整。例如，連接結(jié)構(gòu)2212的摻雜濃度可以在豎直方向上沿朝向第一中心結(jié)構(gòu)2211的方向遞增，以形成平滑的過渡。[0095]由此，可以通過摻雜濃度調(diào)整前述連接結(jié)構(gòu)2212的導(dǎo)電性，同時考慮到其摻雜濃度的變化方向，在豎直方向上第一中心結(jié)構(gòu)2211仍為摻雜濃度最高的區(qū)域，在水平方向并未形成新的連接界面。即使邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222與連接結(jié)構(gòu)2212中靠近電極連接點的位置形成橫向抑制電場，其電場路徑長度仍大于其投影距離，以保證保護環(huán)的尺寸。[0096]具體地，請參見圖7,基于尺寸調(diào)整的連接結(jié)構(gòu)2212在摻雜濃度層面不做額外限定，其摻雜濃度一般與第一中心結(jié)構(gòu)2211類似/相對較低。在一些情況中，為提高導(dǎo)電性能，連接結(jié)構(gòu)2212的摻雜濃度甚至可以比第一中心結(jié)構(gòu)2211高。[0097]而為避免第一中心結(jié)構(gòu)2211與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222在豎直方向上形成重疊，當(dāng)邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222從第二表面212向二極管基材210內(nèi)延伸時，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222在豎直方向的延伸深度h?小于連接結(jié)構(gòu)2212在豎直方向的延伸深度h?。[0098]由此，前述設(shè)置能保證邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222與第一中心結(jié)構(gòu)2211在豎直方向上錯開，以保證電場路徑長度d大于中心摻雜結(jié)構(gòu)221與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222在豎直方向的投影距離[0099]此外，前述連接結(jié)構(gòu)2212的內(nèi)縮可以增長邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222與連接結(jié)構(gòu)2212在水平方向上的距離d??？紤]到中心摻雜結(jié)構(gòu)221一般較大且連接結(jié)構(gòu)2212僅需保證第二表面212與第一中心結(jié)構(gòu)2211的電性連接，前述內(nèi)縮可以進一步保證邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222與連接結(jié)構(gòu)2212在水平方向上的距離d?不小于電場路徑長度d。[0100]由此，即使邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222與連接結(jié)構(gòu)2212在水平方向上能形成水平抑制電場，其電場路徑長度仍小于邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222與第一中心結(jié)構(gòu)2211的電場路徑長度。[0101]在一些實施例中，前述摻雜濃度層面的調(diào)整與前述尺寸層面的調(diào)整可以結(jié)合，進而提高前述連接結(jié)構(gòu)2212的可靠性。即連接結(jié)構(gòu)2212既水平方向的尺寸小于第一中心結(jié)構(gòu)又在靠近第一中心結(jié)構(gòu)2211水平方向邊緣處的摻雜濃度低于第一中心結(jié)構(gòu)2211的摻雜濃度(如以前述圖6所示連接結(jié)構(gòu)2212在邊緣處摻雜濃度降低)。例如，后續(xù)圖7~圖11中采用的圖7所示的連接結(jié)構(gòu)，可以融合前述圖6所示處的摻雜濃度調(diào)整/替換為圖6所示的結(jié)構(gòu)。[0102]在一些實施例中，為進一步隔離連接結(jié)構(gòu)2212和邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222之間的隔離能力，以避免連接結(jié)構(gòu)2212與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222之間擊穿，前述雪崩像素單元220還可以在連接結(jié)構(gòu)2212和邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222之間設(shè)置多個填充有絕緣材料的隔離溝槽229,而形成隔離溝槽陣列。[0103]在一些實施例中，隔離溝槽229內(nèi)可以填充反光材料和/或透光材料(如邊緣填充氧化硅內(nèi)部填充反光金屬),以將到達(dá)隔離溝槽229的光線射到中心摻雜結(jié)構(gòu)221內(nèi)。此時，隔離溝槽229也可以作為光學(xué)散射結(jié)構(gòu)。即隔離溝槽陣列被復(fù)用為光學(xué)散射結(jié)構(gòu)，以使光束到達(dá)光學(xué)散射結(jié)構(gòu)處，被光學(xué)散射結(jié)構(gòu)反射回雪崩像素單元220,以進一步增強雪崩像素單元220對光子的感知能力。[0104]此外，若采用前述光學(xué)散射結(jié)構(gòu)設(shè)置在連接結(jié)構(gòu)2212與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222之間，則可以放緩前述連接結(jié)構(gòu)2212內(nèi)縮的尺寸限制。即考慮到光學(xué)散射結(jié)構(gòu)已阻擋了連接結(jié)構(gòu)2212與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222之間的電路，則無需保證邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222與連接結(jié)構(gòu)2212在水平方向上的距離d?不小于電場路徑長度d,即可使邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222不與連接結(jié)構(gòu)2212形成橫向抑制電場而與第一中心結(jié)構(gòu)2211形成橫向抑制電場。[0105]區(qū)別于前述實施例，如圖11所示，本申請中邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222還可以形成在第一表面211上。當(dāng)邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222形成在第一表面211上時，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222無法與連接結(jié)構(gòu)2212形成橫向抑制電場，此時，也可以不設(shè)置連接結(jié)構(gòu)2212而直接將第一中心結(jié)構(gòu)2211設(shè)置在第二表面212。[0106]承前述，如圖11所示，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222形成在第一表面211上時，也可以保留前述連接結(jié)構(gòu)2212以充分部署光學(xué)散射結(jié)構(gòu)，而提高光感知能力。[0107]在一些實施例中，考慮到前述第二表面212往往與金屬連接層連接，二極管的實際入光側(cè)一般為第一表面211,則在光電傳感器200中還可以包括設(shè)置在第一表面211的多個吸光孔洞240,而形成吸光孔洞陣列。該吸光孔洞陣列可以基于孔洞的吸光特性，強化第一表面211的吸光能力。[0108]在一些實施例中，為進一步增大保護環(huán)的尺寸，可以調(diào)整邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222在表面的位置?；谶吘墦诫s結(jié)構(gòu)222的形成要求，可以將邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222移動到隔離結(jié)構(gòu)230處而增加邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222與第一中心結(jié)構(gòu)2211的水平距離d?。即邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222可以設(shè)置在隔離結(jié)構(gòu)230上。此時，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222跨越隔離結(jié)構(gòu)230而延伸至兩個臨近雪崩像素單元內(nèi)，并與兩個臨近雪崩像素單元中各個雪崩像素單元的邊緣電極電性連接。[0109]具體地，圖9示出了邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222設(shè)置在第二表面212時，跨越兩個雪崩像素單元220的情況。[0110]在實際工藝中，傳統(tǒng)的隔離結(jié)構(gòu)230一般采用深隔離溝槽(DTI/W-DTI)技術(shù)構(gòu)建，在形成的深隔離溝槽內(nèi)部填充金屬以及在金屬兩側(cè)形成隔離層，以提高信號隔離與光線反射隔離能力，該主要結(jié)構(gòu)可以記作深槽隔離層231,該深槽隔離層231的金屬填充可以記作金屬隔離結(jié)構(gòu)2311,其兩側(cè)的絕緣層可以記作絕緣側(cè)壁2312。其中，金屬隔離結(jié)構(gòu)2311一般基于金屬或其他高反射材料構(gòu)建，主要為塢金屬隔離結(jié)構(gòu)，鋁、銅等也可以作為金屬隔離結(jié)構(gòu)2311的形成材料。絕緣側(cè)壁2312主要用于將金屬隔離結(jié)構(gòu)2311與襯底電性隔離，其一般采用氧化硅等絕緣材料構(gòu)建。[0111]在傳統(tǒng)的二極管器件中，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222與金屬隔離結(jié)構(gòu)2311一般在水平方向存在一定的安全距離，以避免邊緣電極224因工藝誤差連接邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222與金屬隔離結(jié)[0112]而在前述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222設(shè)置在深槽隔離層231上的情況下，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222與深槽隔離層231之間可以包括兩種設(shè)置方法：①參見圖9中左側(cè)結(jié)構(gòu)，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222可以與深槽隔離層231中的金屬隔離結(jié)構(gòu)2311直接連接。當(dāng)邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222外接邊緣電極224時，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222直接與金屬隔離結(jié)構(gòu)2311共電位，而不會額外產(chǎn)生電勢差。[0113]②參見圖9中右側(cè)結(jié)構(gòu)，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222可以與深槽隔離層231中的金屬隔離結(jié)構(gòu)2311通過淺槽絕緣層232隔離，從而直接避免其電性連接。其中，淺槽絕緣層232可以是基于淺溝槽技術(shù)(STI)填充隔離材料后形成的結(jié)構(gòu)，其實現(xiàn)邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222與淺槽絕緣層232之間的電性隔離。[0114]在一些實施例中，各個雪崩像素單元220的側(cè)邊共用邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222,隔離結(jié)構(gòu)230在雪崩像素單元220的邊角處露出。由此，各個邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222互不相連，便于進行控制。在一些可替代實施方式中，各個邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222也可以互連而完全覆蓋隔離結(jié)構(gòu)230。[0115]在一些實施例中，為保證邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222的內(nèi)部均電勢，也可以優(yōu)化邊緣電極224的布置，使其不基于雪崩像素單元220而設(shè)置在不同雪崩像素單元220上，而沿著隔離結(jié)構(gòu)230的延伸方向設(shè)置在的邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222上(如圖12中心的雪崩像素單元220所示)。由此，既可以進一步保證邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222的電勢相同，同時又能進一步減少邊緣摻雜結(jié)構(gòu)[0116]在一些實施例中，為減少隔離結(jié)構(gòu)230導(dǎo)致的空間浪費，本申請?zhí)峁┑南袼貑卧梢赃M一步由多個像素子單元構(gòu)成，各個像素子單元均具有單獨的感光能力且各個像素子單元之間不存在前述隔離結(jié)構(gòu)230。[0117]為進一步說明前述情況下的光電傳感器200,本申請還提供其剖面示意圖(圖10)。[0118]如圖10所示，為形成多個像素子單元227,雪崩像素單元220內(nèi)包括多個中心摻雜結(jié)構(gòu)221,其中，多個中心摻雜結(jié)構(gòu)221形成多個像素子單元227,中心摻雜結(jié)構(gòu)221與像素子單元227—一對應(yīng)并設(shè)置在對應(yīng)的像素子單元227的中心區(qū)域。具體地，在圖8所示的雪崩像素單元220內(nèi)包括兩個像素子單元227及其中心區(qū)域的中心摻雜結(jié)構(gòu)221。[0119]在雪崩像素單元220內(nèi)，其邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222設(shè)置在多個像素子單元227中臨近深槽隔離層的像素子單元內(nèi)且位于靠近深槽隔離層231一側(cè)。考慮到圖10的兩個像素子單元中均臨近隔離結(jié)構(gòu)230,則其均設(shè)置有邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222。如雪崩像素單元220在剖面處包括三個或以上的像素子單元，則其遠(yuǎn)離隔離結(jié)構(gòu)230的像素子單元未設(shè)置有邊緣摻雜結(jié)構(gòu)[0120]考慮到前述邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222僅設(shè)置在部分區(qū)域且像素子單元之間不存在隔離結(jié)構(gòu)，則為避免像素子單元之間的耗盡層連接，多個像素子單元中相鄰的兩個像素子單元中遠(yuǎn)離深槽隔離層231的區(qū)域設(shè)置有輕摻雜結(jié)構(gòu)228.其中，該輕摻雜結(jié)構(gòu)228與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222的摻雜類型相同，從而隔離不同像素子單元之間的耗盡層。僅作為一種示例性實施例，前述輕摻雜結(jié)構(gòu)228可以基于硼元素構(gòu)成。[0121]進一步地，考慮到多個像素子單元中臨近深槽隔離層的像素子單元均設(shè)置有邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222,其內(nèi)部電勢可以直接通過邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222調(diào)整，則前述用于隔離不同像素子單元的輕摻雜結(jié)構(gòu)228可以被配置為無源結(jié)構(gòu)，即輕摻雜結(jié)構(gòu)228不與外部電極電性連[0122]由此，臨近深槽隔離層的像素子單元內(nèi)的輕摻雜結(jié)構(gòu)228(如圖10所示的輕摻雜結(jié)構(gòu)228)的尺寸可以不受外部電極的性質(zhì)，從而可以被配置為較窄的摻雜結(jié)構(gòu)。[0123]對于不臨近深槽隔離層的像素子單元，若其輕摻雜結(jié)構(gòu)能處于合適的電勢而無需連接外部電極，若不能則可以與外部電極連接。[0124]前述圖10所示的多個像素子單元可以與前述圖9所示的跨越雪崩像素單元結(jié)合，結(jié)合后的光電傳感器的俯視圖可以參見圖12的相關(guān)描述。[0125]承前述所示，在圖11中，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222以及邊緣電極224形成在第一表面211[0126]進一步地，如圖11所示，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222與靠近第二表面212的一側(cè)可以形成向二極管基材210內(nèi)延伸(也可以理解向第二表面212延伸)的導(dǎo)電摻雜結(jié)構(gòu)2221,導(dǎo)電摻雜結(jié)構(gòu)2221一般的摻雜類型與邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222相同并被配置為輕摻雜結(jié)構(gòu)，以增加邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222的導(dǎo)電能力。[0127]基于前述圖5~圖11及其相關(guān)內(nèi)容已說明光電傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在光電傳感器內(nèi)的像素組成中，本申請基于前述圖9與圖10的結(jié)合說明設(shè)置有多個像素子單元的雪崩像素單元公用邊緣摻雜結(jié)構(gòu)時，其俯視視角下的具體情況(圖12)。[0128]如圖12所示，各個雪崩像素單元220的側(cè)邊共用邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222,隔離結(jié)構(gòu)230在雪崩像素單元220的邊角處露出。由此，各個邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222互不相連，便于進行控制。在一些可替代實施方式中，各個邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222也可以互連而完全覆蓋隔離結(jié)構(gòu)230。[0129]在一些實施例中，為保證邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222的內(nèi)部均電勢，也可以優(yōu)化邊緣電極224的布置，使其不基于雪崩像素單元220而設(shè)置在不同雪崩像素單元220上，而沿著隔離結(jié)構(gòu)230的延伸方向設(shè)置在的邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222上(如圖12中心的雪崩像素單元220所示)。由此，既可以進一步保證邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222的電勢相同，同時又能進一步減少邊緣摻雜結(jié)構(gòu)[0130]進一步地，如圖12所示，在俯視視角下可以有4個像素子單元227的陣列排布形成構(gòu)成一個雪崩像素單元220。每個像素子單元227內(nèi)部均具有一個中心摻雜結(jié)構(gòu)221,邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222設(shè)置在各個像素子單元227靠近隔離結(jié)構(gòu)230的一側(cè)，而各個像素子單元227之間設(shè)置有無源的輕摻雜結(jié)構(gòu)228。[0131]由此，基于前述圖12所示的光電傳感器，通過將多個像素單元打包構(gòu)建一個像素單元，減少了隔離結(jié)構(gòu)所占據(jù)的空間。同時，像素子單元之間的通過無源的輕摻雜結(jié)構(gòu)隔離分隔，從而使各個輕摻雜結(jié)構(gòu)的尺寸無需考慮電極連接的要求，從而可以進一步減少其尺寸需求。[0132]在光電傳感器的俯視視角下，本申請進一步發(fā)現(xiàn)可以進一步優(yōu)化邊緣摻雜結(jié)構(gòu)在水平面中的分布，而提高保護環(huán)尺寸。[0133]為進一步說明該過程，本申請以常規(guī)光電傳感器的邊緣摻雜結(jié)構(gòu)的水平面分布為例進行說明。即本申請還提供一種(圖5所示的)光電傳感器的俯視示意圖(圖13)。其中，為便于說明單個二極管中的排布情況，后續(xù)俯視圖僅示出一個雪崩像素單元。[0134]如圖13所示，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222在不考慮與隔離結(jié)構(gòu)230的安全距離時，一般沿隔離結(jié)構(gòu)230的內(nèi)部等厚度設(shè)置。對于通常隔離出矩形或正方形的像素空間(也記作正方形/矩形的像素邊緣)的隔離結(jié)構(gòu)230,這樣可能導(dǎo)致雪崩像素單元的像素邊緣(即隔離結(jié)構(gòu)內(nèi)部)中的各點到達(dá)中心摻雜結(jié)構(gòu)的最短距離不同。[0135]以圖13所示的正方向像素空間(隔離結(jié)構(gòu)230內(nèi)壁構(gòu)成正方形)與圓形中心摻雜結(jié)構(gòu)221為例，在(隔離結(jié)構(gòu)230內(nèi)壁所形成的)矩形的直邊中點處到達(dá)中心摻雜結(jié)構(gòu)221可以為雪崩像素單元的像素邊緣到達(dá)中心摻雜結(jié)構(gòu)的最短距離中的最小值Demin,而矩形直角處到達(dá)中心摻雜結(jié)構(gòu)221可以為雪崩像素單元的像素邊緣到達(dá)中心摻雜結(jié)構(gòu)的最短距離中的[0136]若基于傳統(tǒng)設(shè)計思路沿隔離結(jié)構(gòu)230的內(nèi)部等厚度設(shè)置邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222,則會導(dǎo)保護環(huán)無法為其分擔(dān)擊穿風(fēng)險。[0137]由此，考慮到前述水平面分布的不合理性，本申請針對該分布情況進行優(yōu)化，提供圖14～圖17所示的多種俯視結(jié)構(gòu)示意圖。[0138]承前述，考慮到前述Demin處的保護穿風(fēng)險的情況，本申請在進行邊緣摻雜結(jié)構(gòu)的摻雜時，可以基于該情況將位于Demin處的邊[0140]為進一步描述該分布與傳統(tǒng)分布的差異，本申請圖11提供了一種基于上述邏輯優(yōu)化后的光電傳感器。[0141]如圖14所示，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222從Dmin處(及其附近)向Dema處轉(zhuǎn)移而堆積在矩形的直角處。在圖14中還以虛線的形式示出了圖13中的邊緣摻雜結(jié)構(gòu)的分布情況?；趫D14中邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222的實際分布與虛線(也反映邊緣摻雜結(jié)構(gòu)在水平方向的平均尺寸)的形態(tài)可以明顯看出，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222從Demin處(及其附近)向Dema處轉(zhuǎn)移而堆積在矩形的直角處，以使保護環(huán)的寬度Dg滿足前述要求。[0142]進一步地，考慮到各點保護環(huán)的擊穿概率，則作為一種優(yōu)選實施例時，保護環(huán)的寬度Dg恒定而形成環(huán)繞中心摻雜結(jié)構(gòu)的環(huán)形邊緣，以便于邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222。[0143]基于圖14所示的情況，本申請還提供一種保護環(huán)形成環(huán)形結(jié)構(gòu)的示意圖(圖15)。如圖15所示，在圖15中保護環(huán)形態(tài)可以直接呈現(xiàn)為一個與中心摻雜結(jié)構(gòu)共圓心的圓環(huán)，而使邊緣摻雜結(jié)構(gòu)222填充在圓環(huán)與像素邊緣之間。[0144]此外，作為一種優(yōu)選實施例，圖15中，保護環(huán)可以在公差范圍內(nèi)直接延伸至像素邊緣而使Dgr≈Demin(或Dgr=Dmin)其中，一般要在邊緣處留存一些邊緣摻雜結(jié)構(gòu)以連通各個直角處的邊緣摻雜結(jié)構(gòu)(考慮到后續(xù)直接在直角處設(shè)置電極的情況，也可以不留存)。[0145]為說明中心摻雜結(jié)構(gòu)其他形態(tài)下的保護環(huán)形態(tài)，本申請圖16還示出了中心摻雜結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為正方形時的保護環(huán)形態(tài)。[0146]如圖16所示，基于正方形的中心摻雜結(jié)構(gòu)，其保護環(huán)可以呈現(xiàn)為圓角矩形，其中，圓角矩形的直邊與正方形的直邊等距，圓角矩形的角呈現(xiàn)為以正方形直角處為圓心，兩者距離為半徑的四分之一圓。由此，該圓角矩形中任一點到正方向的距離都是相等的。[0147]基于前述雪崩像素單元的像素邊緣到達(dá)中心摻雜結(jié)構(gòu)的最短距離D不恒為定值的情況，邊緣摻雜結(jié)構(gòu)往往堆積在Dema處。由此，此處摻雜結(jié)構(gòu)的面積較大更容易滿足電極在Demax處與環(huán)形邊緣不平行而形成邊緣彎折，邊緣電極設(shè)置在邊緣彎折與環(huán)形邊緣之間。[0148]具體地，前述像素邊緣在Demin處與環(huán)形邊緣平行可以包括切線方向的平行(如圖11/12中矩形直邊中點處切線方向與圓形中心摻雜結(jié)構(gòu)切線方向的平行)以及實際上的平行(如圖16中，矩形部分直邊與矩形中心摻雜結(jié)構(gòu)直邊的平行),則對應(yīng)的前述邊緣彎折往往形成在平行結(jié)構(gòu)之間。如圖14~圖16所示的結(jié)構(gòu)中均在直角處形成邊緣彎折結(jié)構(gòu)。則邊緣電極可以設(shè)置在此處。[0149]結(jié)合前述圖14~圖16可知，像素空間被