[發明專利]用于圖像傳感器像素的均勻橋接梯度飛行時間光電二極管

在審

• 申請號: 202210411245.8
• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號: CN114759053A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 羅伯特·丹尼爾·麥格拉斯
• 申請（專利權）人: 深圳市匯頂科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京龍雙利達知識產權代理有限公司 11329
• 代理人: 毋小妮;毛威

1.一種均勻橋接梯度UBG飛行時間ToF光電二極管塊，包括：

設置在第一摻雜類型的半導體襯底上的多個抽頭，所述多個抽頭至少包括第一讀出抽頭和第二讀出抽頭，所述多個抽頭中的每一個具有被配置為通過激活網絡選擇性激活的多個傳輸柵極中的一個；

光電二極管區域，注入到所述半導體襯底中，并包括：

與所述第一摻雜類型互補的第二摻雜類型的光電二極管限定注入，所述光電二極管限定注入在所述光電二極管區域上方被注入到第一注入深度；

所述第二摻雜類型的第一橋接注入，所述第一橋接注入在所述光電二極管區域的第一部分上方被注入到第二注入深度，沿所述光電二極管區域的最靠近所述多個抽頭的邊緣形成跨所述多個抽頭的第一橫向橋接區域；和

所述第二摻雜類型的第二橋接注入，所述第二橋接注入在所述光電二極管區域的第二部分上方被注入到第三注入深度，形成跨所述多個抽頭的第二橫向橋接區域并且與所述光電二極管限定注入和所述第一橋接注入至少部分重疊，所述第三注入深度比所述第一注入深度和所述第二注入深度深。

2.如權利要求1所述的UBG ToF光電二極管塊，其中所述光電二極管區域還包括：

釘扎注入，所述釘扎注入用所述第一摻雜類型的材料重摻雜并至少在所述光電二極管區域上方被注入到第四注入深度，所述第四注入深度比所述第一注入深度淺。

3.如權利要求1所述的UBG ToF光電二極管塊，還包括：

光電柵極，設置在所述光電二極管限定注入的至少一部分和所述第二橋接注入的至少一部分上方的所述半導體襯底上，

其中所述光電二極管區域還包括閾值移位注入，所述閾值移位注入用所述第一摻雜類型的材料重摻雜并且至少在所述光電二極管區域上方被注入到第四注入深度，所述第四注入深度比所述第一注入深度淺。

4.如權利要求1所述的UBG ToF光電二極管塊，其中所述多個抽頭被配置為由所述激活網絡根據所述多個傳輸柵極之間的柵極到柵極調制來選擇性地激活，所述柵極到柵極調制與通過與所述激活網絡通信的照明源產生的照明信號的調制同步。

5.如權利要求4所述的UBG ToF光電二極管塊，其中：

所述柵極到柵極調制限定調制周期；并且

所述激活網絡對所述多個抽頭中的任何一個選擇的抽頭的選擇性激活導致電荷通過所述多個抽頭中的一個選擇的抽頭在短于所述調制周期的穿梭時間內完全轉移出所述光電二極管區域。

6.如權利要求1所述的UBG ToF光電二極管塊，其中：

所述第一讀出抽頭具有第一累積節點，所述第一讀出抽頭的第一傳輸柵極的選擇性激活在所述光電二極管區域和第一收集節點之間形成第一電流通道；

所述第二讀出抽頭具有第二累積節點，所述第二讀出抽頭的第二傳輸柵極的選擇性激活在所述光電二極管區域和第二收集節點之間形成第二電流通道；并且

所述第一電流通道和所述第二電流通道名義上是等效的。

7.如權利要求6所述的UBG ToF光電二極管塊，其中所述多個抽頭還包括與漏極節點耦合的漏極抽頭，所述漏極抽頭的第三傳輸柵極的選擇性激活在所述光電二極管區域和所述漏極節點之間形成第三電流通道，以從所述光電二極管區域排出累積的電荷。

8.根據權利要求1所述的UBG ToF光電二極管塊，其中所述第二橋接注入被注入和摻雜，使得所述第二橋接注入和所述光電二極管限定注入形成跨所述第二橫向橋接區域名義上均勻的摻雜梯度。

9.根據權利要求8所述的UBG ToF光電二極管塊，其中所述第一橋接注入被注入和摻雜，使得所述第一橋接注入、所述光電二極管限定注入和所述第二橋接注入一起形成跨所述第一橫向橋接區域和所述第二橫向橋接區域名義上均勻的摻雜梯度。

10.如權利要求1所述的UBG ToF光電二極管塊，還包括：

多個抽頭隔離區域，每個抽頭隔離區域均為所述第一摻雜類型，并且每個抽頭隔離區域設置在所述多個抽頭的相應對之間。