[實用新型]像素結構、圖像傳感器、電子設備

有效

• 申請號: 202220813744.5
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN217306507U
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 郭同輝;石文杰;邵澤旭
• 申請（專利權）人: 思特威（上海）電子科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/355;H04N5/359;H04N5/374;H04N5/3745
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 周偉鋒

本實用新型提供一種像素結構、圖像傳感器、電子設備，像素結構包括半導體襯底、光電轉換區、浮動擴散區、第一傳輸控制門及第二傳輸控制門。本實用新型的像素結構設計中形成有兩個傳輸控制門，即第一傳輸控制門和第二傳輸控制門，可以基于在兩個傳輸控制門上施加電壓對器件的開啟關斷以及傳輸控制門與其他部分(如浮動擴散區)之間的電場進行靈活調控，以滿足器件的實際需求。當傳輸控制門電極與浮動擴散區之間形成有電場時，可以基于兩個傳輸控制門對上述電場進行調制。當電荷傳輸晶體管的柵極與漂浮擴散有源區之間構成高電勢差時，可以通過第二傳輸控制門減小高電勢差，從而減小柵極誘導漏電，改善圖像白點壞像素的問題，提高CIS的圖像質量。

技術領域

本實用新型屬于半導體技術領域，特別是涉及一種像素結構、圖像傳感器、電子設備。

背景技術

今天，CMOS圖像傳感器(CIS)已經在我們的日常生活中無處不在，從智能手機到汽車、安全攝像頭、機器人和AR/VR娛樂設備。隨著我們逐漸過渡到物聯網時代，對智能、互聯和自主消費產品的強勁需求推動了這一趨勢。作為回應，領先的圖像傳感器設計師、供應商和世界鑄造廠繼續推進技術創新，以促進像素間距縮小到更小尺寸，并通過像素級互連實現更大的CIS/ISP集成。近期，在移動手機市場的強大需求驅動力作用下，要求更小像素尺寸的 CMOS圖像傳感器產品，例如0.7um像素。CIS像素尺寸不斷縮小，使得生產商家采用更小線寬和更高精度的工藝平臺來制作產品。基于高遷移率，大多數CIS使用n型金屬氧化物半導體(nMOS)晶體管，包括電荷傳輸晶體管和源極跟隨器放大器。

隨著生產工藝制程的小型化趨勢，nMOS電荷傳輸晶體管的柵氧化層以及側墻工藝越來越薄短，導致電荷傳輸晶體管與其漏極端(即漂浮擴散有源區)之間的電場難以得到有效的調控，另外，上述趨勢也促使柵極誘導漏電(GIDL)的問題越實用新型顯。CIS像素在曝光期間，電荷傳輸晶體管的柵極偏壓為負壓，以完全阻止任何電子在無光條件下流入光電二極管；電荷傳輸晶體管的柵極與其漏極端(即漂浮擴散有源區)構成高電勢差，很容易發生GIDL 現象。GIDL現象，會引發CIS圖像白點壞像素的問題，從而降低了CIS的圖像質量。

因此，如何提供一種像素結構、圖像傳感器、電子設備，以解決現有技術中的上述技術問題實屬必要。

應該注意，上面對技術背景的介紹只是為了方便對本申請的技術方案進行清楚、完整的說明，并方便本領域技術人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本申請的背景技術部分進行了闡述而認為上述技術方案為本領域技術人員所公知。

實用新型內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種像素結構、圖像傳感器、電子設備，用于解決現有技術中電荷傳輸晶體管與漂浮擴散有源區之間的電場難以得到有效的調控以及柵極誘導漏電難以有效解決等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種像素結構，所述像素結構包括：

半導體襯底，具有相對的第一面及第二面；

光電轉換區，自所述第一面延伸至所述半導體襯底中，用于接收光信號以產生電信號；

浮動擴散區，自所述第一面延伸至所述半導體襯底中，且與所述光電轉換區具有間距；

第一傳輸控制門及第二傳輸控制門，均設置在所述第一面上，且對應依次設置于所述光電轉換區與所述浮動擴散區之間，以基于所述第一傳輸控制門和所述第二傳輸控制門將所述光電轉換區的電信號轉移至所述浮動擴散區。

可選地，所述第一傳輸控制門至少位于所述第一面表面，所述第二傳輸控制門至少位于所述第一面表面，所述第一傳輸控制門與所述第二傳輸控制門之間還形成控制門交疊區，以在所述光電轉換區與所述浮動擴散區之間形成連通的溝道。

可選地，所述控制門交疊區的寬度小于0.2μm。