[發(fā)明專利]包括電荷存儲區(qū)的像素電路

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• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113594190A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設計）人: B·羅德里格斯·岡卡爾維斯;F·拉蘭尼
• 申請（專利權）人: 意法半導體（克洛爾2）公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;G01S17/08;G01S17/894
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 董莘

本公開的實施例涉及包括電荷存儲區(qū)的像素電路。像素電路包括光轉化區(qū)、絕緣的垂直電極以及至少一個電荷存儲區(qū)。光轉化區(qū)屬于半導體襯底的第一部分，并且每個電荷存儲區(qū)屬于襯底的第二部分，該第二部分通過絕緣的垂直電極與襯底的第一部分物理分離。

優(yōu)先權聲明

本申請要求于2020年4月30日提交的法國專利申請No.2004324的優(yōu)先權權益，該申請的內容在法律允許的最大范圍內通過引用整體合并于此。

技術領域

本公開總體上涉及電子器件或電路。本公開更具體地涉及傳感器像素電路，并且具體地，涉及以測量飛行時間的原理工作的距離傳感器、或TOF傳感器，以及用于控制該像素電路的方法。

背景技術

在TOF傳感器中，光源向場景發(fā)射光，傳感器的飛行時間檢測像素電路、或TOF像素電路接收由與該像素電路相關聯(lián)的場景的點返回的光。飛行時間的測量，即由光從光源行進到與像素電路相關聯(lián)的場景的點、并且從該點到像素電路所花費的時間，使得能夠計算將像素電路與該點分離的距離。

在希望獲得場景的浮雕圖像的場景中，TOF傳感器包括TOF像素電路的矩陣，以測量將每個像素電路和與該像素電路相關聯(lián)的場景的點分離的距離。這使得能夠獲得將傳感器與場景的不同點分離的距離的地圖，該場景與該像素電路相關聯(lián)，并且場景的浮雕圖像然后可以由該距離的地圖來重建。

TOF傳感器的像素電路包括電荷存儲區(qū)，在該電荷存儲區(qū)中，已在像素電路的光敏區(qū)或光轉化區(qū)中光生的電荷在被讀取之前接下來被臨時存儲。

在TOF傳感器的像素電路與關聯(lián)于該像素電路的場景的點之間的距離的測量精度至少部分地取決于光生電荷從像素電路的光轉化區(qū)向臨時電荷存儲區(qū)的轉移。

其他像素電路包括電荷存儲區(qū)，例如全局快門類型的圖像傳感器的像素電路。在全局快門類型的傳感器的像素電路中，利用傳感器而獲得的圖像的質量也至少部分地取決于光生電荷從像素電路的光轉化區(qū)向臨時電荷存儲區(qū)的轉移。

本領域需要利用包括至少一個電荷存儲區(qū)的像素電路來解決已知問題的至少一些問題，具體地，已知像素電路屬于TOF傳感器或屬于全局快門圖像傳感器。

發(fā)明內容

一個實施例解決包括至少一個電荷存儲區(qū)的已知像素電路的缺點的全部或一些，特別是TOF傳感器的已知像素電路或全局快門圖像傳感器的已知像素電路。

一個實施例提供一種像素電路，包括：光轉化區(qū)、絕緣的垂直電極、以及至少一個電荷存儲區(qū)，光轉化區(qū)屬于半導體襯底的第一部分，以及每個電荷存儲區(qū)屬于襯底的第二部分，襯底的第二部分通過電極與襯底的第一部分物理分離。

根據(jù)一個實施例，電極從襯底的第一面穿過襯底，針對每個電荷存儲區(qū)，像素電路還包括：第一摻雜區(qū)，與所述電荷存儲區(qū)接觸；第二摻雜區(qū)；柵極，放置在光轉化區(qū)與所述第二區(qū)之間的第一面上；以及電連接，在第一區(qū)與第二區(qū)之間；電極被配置為針對每個存儲區(qū)將包括光轉化區(qū)和第二區(qū)的襯底的第一部分與包括電荷存儲區(qū)和第一區(qū)的襯底的第二部分電絕緣以及光學絕緣。

根據(jù)一個實施例，針對每個電荷存儲區(qū)，所述連接被布置在襯底外側、第一面上方。

根據(jù)一個實施例，每個電荷存儲區(qū)在寬度方向上通過彼此平行并且面對的電極的兩個部分來橫向界定，與電荷存儲區(qū)接觸的第一區(qū)被布置在電荷存儲區(qū)沿長度方向上的一端處。

根據(jù)一個實施例：襯底被摻雜有第一導電類型；光轉化區(qū)包括被摻雜有第二導電類型的層并且被布置在面的第一側上的襯底中；針對每個電荷存儲區(qū)，第一區(qū)和第二區(qū)被布置在第一面的側上的襯底中，并且電荷存儲區(qū)被摻雜有第二導電類型；以及每個電荷存儲區(qū)包括被摻雜有第二導電類型的盒，該盒被布置在第一面的側上的襯底中。