[發(fā)明專利]操作裝置的方法、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以及影像感測器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110143613.0
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN113206115A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝豐鍵;胡維禮;李國政;陳信吉;鄭允瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

1.一種操作一裝置的方法，其特征在于，包含：

提供包括一光電偵測器電路的該裝置，其中該光電偵測器電路包括一光電偵測器及一感測電路，該光電偵測器及該感測電路位于具有一第一導(dǎo)電類型的一摻雜的一基板半導(dǎo)體層上方，其中該光電偵測器包含：一第二導(dǎo)電類型的釘扎光電二極管層，其與該基板半導(dǎo)體層形成一p-n接面；至少一個浮動擴(kuò)散區(qū)域，該浮動擴(kuò)散區(qū)域與該第二導(dǎo)電類型的釘扎光電二極管層的一周邊橫向地間隔開；以及至少一個轉(zhuǎn)移柵極；以及

通過將至少兩個不同脈沖圖案施加到至少一個轉(zhuǎn)移柵極以在該光電偵測器電路中執(zhí)行至少兩個不同操作，其中該至少兩個不同脈沖圖案相互在以下至少一項上不同：脈沖持續(xù)時間、脈沖幅度以及施加到該感測電路的一控制信號與該至少一個轉(zhuǎn)移柵極的一相應(yīng)一者處的脈沖啟動之間的延遲時間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該至少兩個不同操作包含：

一影像擷取操作，該影像擷取操作自該感測電路產(chǎn)生一電輸出，該電輸出具有與累積在該第二導(dǎo)電類型的釘扎光電二極管層中的一電荷量成比例的一量值；以及

一額外操作，該額外操作增強偵測到的光子強度的一二維影像的品質(zhì)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該額外操作包含選自以下的一單個操作或多個操作：

一相位偵測v操作；

一飛行時間偵測操作；

一單光子雪崩二極管操作；以及

一近紅外操作。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，其中：

該光電偵測器包含一第一導(dǎo)電類型的釘扎層，其與該第二導(dǎo)電類型的釘扎光電二極管層形成另一p-n接面；以及

該額外操作包含一釘扎操作，該釘扎操作在該第一導(dǎo)電類型的釘扎層中累積該第一導(dǎo)電類型的電荷載流子。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中：

該至少一個轉(zhuǎn)移柵極由一單個轉(zhuǎn)移柵極組成；以及

將該至少兩個不同脈沖圖案相繼施加到該單個轉(zhuǎn)移柵極。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中：

該至少一個轉(zhuǎn)移柵極包含多個轉(zhuǎn)移柵極；以及

將該至少兩個不同脈沖圖案施加到所述多個轉(zhuǎn)移柵極內(nèi)的至少兩個不同轉(zhuǎn)移柵極。

7.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含：

具有一第一導(dǎo)電類型的一摻雜的一基板半導(dǎo)體層；以及

一光電偵測器電路，位于該基板半導(dǎo)體層上且包含一光電偵測器及一感測電路，

其中：

該光電偵測器包含：一第二導(dǎo)電類型的釘扎光電二極管層，其與該基板半導(dǎo)體層形成一p-n接面；至少一個浮動擴(kuò)散區(qū)域，該浮動擴(kuò)散區(qū)域與該第二導(dǎo)電類型的釘扎光電二極管層的一周邊橫向地間隔開；以及至少一個轉(zhuǎn)移柵極；

該光電偵測器電路用以通過將至少兩個不同脈沖圖案施加到該至少一個轉(zhuǎn)移柵極來執(zhí)行至少兩個不同操作；以及

該至少兩個不同脈沖圖案相互或彼此在以下至少一項上不同：脈沖持續(xù)時間、脈沖幅度以及施加到該感測電路的一控制信號與該至少一個轉(zhuǎn)移柵極的一相應(yīng)一者處的脈沖啟動之間的延遲時間。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該至少一個浮動擴(kuò)散區(qū)域包含彼此或相互電隔離的多個浮動擴(kuò)散區(qū)域。