[实用新型]光电转换元件、像素、飞行时间传感器及电子设备

说明书

本实用新型提供一种光电转换元件、像素、飞行时间传感器及电子设备，光电转换元件包括：衬底；光电转换区，布置于衬底中；电荷收集区，布置衬底中，且与光电转换区相邻设置；第一导流层，自衬底表面延伸至光电转换区内部；第二导流层，设置于衬底表面，第二导流层与第一导流层连接并延伸至电荷收集区；以及电隔离层，设置于第一导流层和衬底之间的界面和第二导流层与衬底之间的界面。本实用新型可以有效提升光电转换元件产生的光电电荷的传输效率，改善传感器的解调对比度性能，有效提高飞行时间传感器的时间精度和测距质量。

技术领域

本实用新型属于光电传感领域，特别是涉及一种光电转换元件、像素、飞行时间传感器及电子设备。

背景技术

飞行时间传感器是一种测距设备的重要部分，能够捕获目标物体的三维(3D)距离信息，获得3D图像；广泛应用在行为分析、监控、汽车自动驾驶、人工智能、机器视觉感知和图像3D增强等领域。飞行时间传感器通常采用飞行时间法，测量光脉冲从光源发射端到目标物体反射后，再到传感器接收端的光的旅行时间，从而确定目标物体的距离信息。

飞行时间传感器可以采用直接的方法获得光的旅行时间，也可以采用间接的方法获得光的旅行时间，间接方法是指记录光脉冲从发射到接收时间段的相位差，进而计算出光的旅行时间。飞行时间传感器一般包括光源发射模块和光源感知模块，所述光源感知模块包含有感光像素。感光像素可以采用间接方法获得时间数据，每个感光像素需要采集调制光波的相位光电电荷信号，进而推算出时间信息。

感光像素包含有光电转换元件进行光到电荷的转换，一般，光源发射的调制光波频率较高，例如，可高达100MHz，传感器进行解调相位光电信号的工作时，目前的光电转换元件所转换的光电电荷的传输效率不佳，致使传感器的解调对比度性能较差。

实用新型内容

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光电转换元件、像素、飞行时间传感器及电子设备，用于解决现有技术中光电电荷的传输效率较低而导致光电传感器的解调对比度较低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种光电转换元件，所述光电转换元件包括：衬底；光电转换区，布置于所述衬底中；电荷收集区，布置所述衬底中，且与所述光电转换区相邻设置；第一导流层，自所述衬底表面延伸至所述光电转换区内部；第二导流层，设置于所述衬底表面，所述第二导流层与所述第一导流层连接并延伸至所述电荷收集区；以及电隔离层，设置于所述第一导流层和所述衬底之间的界面和所述第二导流层与所述衬底之间的界面。

可选地，所述光电转换元件包括一根所述第一导流层，所述第一导流层自所述衬底表面垂直延伸至所述光电转换区内部，所述第一导流层的深度小于所述光电转换区的深度。

可选地，所述光电转换元件包括间隔排布的多根第一导流层，多根所述第一导流层自所述衬底表面垂直延伸至所述光电转换区内部，多根所述第一导流层的深度小于所述光电转换区的深度，多根所述第一导流层极均与所述第二导流层连接。

进一步地，所述第二导流层包括十字交叉部，以及与所述十字交叉部连接且延伸至所述电荷收集区的连接部，多根所述第一导流层分别设置于所述十字交叉的四个端部与交叉部。

可选地，所述第一导流层垂直投影至所述衬底表面的形状为长条形，所述第二导流层包括与所述第一导流层配合设置的长条部，以及与所述长条部连接且延伸至所述电荷收集区的连接部。

可选地，所述第一导流层垂直投影至所述衬底表面的形状为环形，所述第二导流层包括与所述第一导流层配合设置的环形部，以及与所述环形部连接且延伸至所述电荷收集区的连接部。

进一步地，所述环形包括多边形环、椭圆形环及圆形环中的一种，所述多边形环包括三角形环、矩形环、菱形环、等边六边形环及等边八边形环中的一种。