[發明專利]包括提供全局電子快門的圖像傳感器的圖像傳感器

在審

• 申請號: 201780012059.4
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN108701728A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: Z·M·貝利;E·H·薩金特
• 申請（專利權）人: 因維薩熱技術公司
• 主分類號: H01L31/0264
• 分類號: H01L31/0264;H01L31/108;H01L27/146
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 宿小猛

1.一種提供全局電子快門的圖像傳感器，所述圖像傳感器包括：

集成電路；

第一電荷提取層；

光敏層；和

第二空穴提取層；其中在第一模式(“開啟”模式)下，經由所述第一電荷提取層提取電子，并且其中在第二模式(“關閉”模式)下，空穴的提取被所述第一電荷提取層阻止。

2.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述集成電路包括硅。

3.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述第一電荷提取層包含至少一種材料，所述至少一種材料來自包括TiO2、ZnO、Ta2O5、CuO、Cu2O、ZrO2、Nb2O5、HfO2和TiOxNy的材料列表。

4.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述第一電荷提取層通過經由熱離子發射為空穴收集提供能壘來阻止空穴的收集。

5.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述第一電荷提取層通過大體上完全耗盡電子以使得所述第一電荷提取層中的光生空穴與電子的復合變慢來阻止空穴的收集。

6.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述第一電荷提取層通過隧穿或陷阱輔助隧穿所述第一電荷提取層來阻止空穴的收集。

7.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述第一電荷提取層能夠被圖案化為電隔離的像素。

8.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述第一電荷提取層在“開啟”時能夠為電荷的快速提取器。

9.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述光敏層包含至少一種材料，所述至少一種材料來自包括半導體聚合物、半導體有機小分子、量子點和金屬有機鈣鈦礦半導體的材料列表。

10.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述光敏層具有對于所述第一電荷提取層適當的能帶排列，以使在“開啟”時實現良好的載流子收集并且在“關閉”時實現差的空穴提取。

11.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述光敏層能夠具有較低數量的深陷阱態，使得快速提取電荷。

12.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中空穴提取層包含至少一種材料，所述至少一種材料來自包括CoO、MoO3、WO3、NiO、ITO、AZO和Spiro-OMeTAD的材料列表。

13.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述集成電路能夠控制跨所述光敏層的所述偏壓，以使器件疊層從“開啟”轉向“關閉”。

14.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中關閉區域能夠具有足夠寬的電壓寬度以包括圖像傳感器的全動態范圍。

15.一種提供全局電子快門的圖像傳感器，所述圖像傳感器包括：

集成電路；

第一電極；

第一電荷提取層；

光敏層；以及

第二空穴提取層；其中在第一模式(所述“開啟”模式)下，經由所述第一電荷提取層將電子提取到所述第一電極中，并且其中在第二模式(所述“關閉”模式)下，經由第一觸點和所述第一電荷提取層之間的能壘阻止電子的注入。

16.根據權利要求15所述的圖像傳感器，其中所述第一電荷提取層包含至少一種材料，所述至少一種材料來自包括TiO2、ZnO、Ta2O5、CuO、Cu2O、ZrO2、Nb2O5、HfO2和TiOxNy的材料列表。

17.根據權利要求15所述的圖像傳感器，其中所述第一電荷提取層通過經由熱離子發射為空穴收集提供能壘來阻止空穴的收集。