[發(fā)明專利]圖像傳感器像素及圖像傳感器有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201410371322.7 | 申請(qǐng)日： | 2014-07-30 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN104979365B | 公開(kāi)（公告）日： | 2018-06-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 奧拉伊·奧爾昆·賽萊克;楊大江;胡信崇;菲利浦·約翰·希茲迪爾;戴森·H·戴;陳剛;楊存宇;林志強(qiáng) | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 豪威科技股份有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01L27/146 | 分類號(hào)： | H01L27/146 |
| 代理公司： | 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287 | 代理人： | 齊楊 |
| 地址： | 美國(guó)加利*** | 國(guó)省代碼： | 美國(guó);US |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 電介質(zhì)電荷 半導(dǎo)體層 捕集裝置 光敏元件 圖像傳感器像素 浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域 電磁輻射 電荷 金屬接觸件 圖像傳感器 安置 轉(zhuǎn)移柵極 垂直軸 捕集電荷 捕集區(qū)域 耦合到 響應(yīng) 捕集 流動(dòng) 配置 | ||
1.一種圖像傳感器像素，其包括：
光敏元件，其安置在半導(dǎo)體層中以接收沿著垂直軸的第一類型的電磁輻射；
浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域，其安置在所述半導(dǎo)體層中；
轉(zhuǎn)移柵極，其安置在所述光敏元件與所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域之間的所述半導(dǎo)體層上以控制所述光敏元件中產(chǎn)生的電荷到所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域的流動(dòng)；
電介質(zhì)電荷捕集裝置，其安置在所述半導(dǎo)體層上以接收沿著所述垂直軸的第二類型的電磁輻射且響應(yīng)于所述第二類型的所述電磁輻射捕集電荷，其中所述電介質(zhì)電荷捕集裝置經(jīng)進(jìn)一步配置以響應(yīng)于所捕集的電荷在所述光敏元件中引致電荷；
第一金屬接觸件，其耦合到所述電介質(zhì)電荷捕集裝置以向所述電介質(zhì)電荷捕集裝置提供第一偏壓；及
光源，其經(jīng)耦合以沿著所述垂直軸發(fā)射光學(xué)擦除信號(hào)以擦除捕集在所述電介質(zhì)電荷捕集裝置中的電荷，其中所述光源包括：
發(fā)光二極管；及
波導(dǎo)，其光學(xué)地耦合到所述發(fā)光二極管且經(jīng)配置以沿著所述垂直軸發(fā)射所述光學(xué)擦除信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素，其中所述第一金屬接觸件進(jìn)一步耦合到所述圖像傳感器的源極跟隨器晶體管的漏極區(qū)域以向所述漏極區(qū)域提供所述第一偏壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素，其進(jìn)一步包括安置在所述半導(dǎo)體層的表面上的氧化物層，其中所述電介質(zhì)電荷捕集裝置安置在所述氧化物層上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素，其進(jìn)一步包括第二金屬接觸件，其耦合到所述轉(zhuǎn)移柵極以控制從所述光敏元件到所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域的電荷轉(zhuǎn)移，其中所述電介質(zhì)電荷捕集裝置在所述轉(zhuǎn)移柵極的至少一部分處重疊且耦合到所述第二金屬接觸件以接收第二偏壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素，其中所述光學(xué)擦除信號(hào)為具有約405納米波長(zhǎng)的藍(lán)色光。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素，其中所述第一類型的所述電磁輻射包含可見(jiàn)光且所述第二類型的所述電磁輻射包含紅外光。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素，其中所述第二類型的所述電磁輻射包含x射線。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素，其中所述電介質(zhì)電荷捕集裝置包含選自由氮化硅(SiN)、氧化鉿(HfO)、氧化鉭(TaO)、氧化硅(SiO)及氮氧化硅(SiON)組成的群組的至少一種電介質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素，其中所述第一金屬接觸件包含選自由鈦(Ti)、鎢(W)及鋁(Al)組成的群組的至少一種金屬。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素，其中所述圖像傳感器像素為背照式圖像傳感器像素，其中所述第一及第二類型的所述電磁輻射入射在所述半導(dǎo)體層的背側(cè)上，且其中所述電介質(zhì)電荷捕集裝置的第一側(cè)安置在所述半導(dǎo)體層的所述背側(cè)上，
所述圖像傳感器像素進(jìn)一步包括光源，所述光源經(jīng)耦合以沿著所述垂直軸發(fā)射光學(xué)擦除信號(hào)使得所述光學(xué)擦除信號(hào)入射在所述電介質(zhì)電荷捕集裝置的第二側(cè)上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素，其中所述圖像傳感器像素為背照式圖像傳感器像素，其中所述第一及第二類型的所述電磁輻射入射在所述半導(dǎo)體層的背側(cè)上，且其中所述電介質(zhì)電荷捕集裝置的第一側(cè)安置在所述半導(dǎo)體層的前側(cè)上，所述圖像傳感器像素進(jìn)一步包括光源，所述光源經(jīng)耦合以沿著所述垂直軸發(fā)射光學(xué)擦除信號(hào)使得所述光學(xué)擦除信號(hào)入射在所述電介質(zhì)電荷捕集裝置的第二側(cè)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素，其中所述光敏元件包含引腳型光電二極管。
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H01L 半導(dǎo)體器件；其他類目中不包括的電固體器件
H01L27-00 由在一個(gè)共用襯底內(nèi)或其上形成的多個(gè)半導(dǎo)體或其他固態(tài)組件組成的器件
H01L27-01 .只包括有在一公共絕緣襯底上形成的無(wú)源薄膜或厚膜元件的器件
H01L27-02 .包括有專門(mén)適用于整流、振蕩、放大或切換的半導(dǎo)體組件并且至少有一個(gè)電位躍變勢(shì)壘或者表面勢(shì)壘的；包括至少有一個(gè)躍變勢(shì)壘或者表面勢(shì)壘的無(wú)源集成電路單元的
H01L27-14 . 包括有對(duì)紅外輻射、光、較短波長(zhǎng)的電磁輻射或者微粒子輻射并且專門(mén)適用于把這樣的輻射能轉(zhuǎn)換為電能的，或適用于通過(guò)這樣的輻射控制電能的半導(dǎo)體組件的
H01L27-15 .包括專門(mén)適用于光發(fā)射并且包括至少有一個(gè)電位躍變勢(shì)壘或者表面勢(shì)壘的半導(dǎo)體組件
H01L27-16 .包括含有或不含有不同材料結(jié)點(diǎn)的熱電元件的；包括有熱磁組件的
