[发明专利]用于改进垂直彩色CMOS图像传感器的敏感度的方法和设备

权利要求书

1.一种在一CMOS图像传感器中的具有一p型掺杂区的感光像素，其包含：

一第一掺杂电荷收集区，其掩埋在所述p型掺杂区内并经n-型掺杂以作为一耗尽势阱而操作；

一第一n+型掺杂塞，其从所述图像传感器的表面附近延伸到所述第一掺杂电荷收集区；

一第二掺杂电荷收集区，其掩埋在所述p型掺杂区内，所述第二掺杂电荷收集区通过所述p型掺杂区而与所述第一掺杂电荷收集区垂直分离，并经n-型掺杂以作为一耗尽势阱而操作；和

一第二n+型掺杂塞，其从所述图像传感器的所述表面附近延伸到所述第二掺杂电荷收集区。

2.根据权利要求1所述的像素，所述第一和第二掺杂电荷收集区进一步包含：

一第一水平延伸部分，其具有n型掺杂且耦合至所述第一掺杂电荷收集区和所述第一n+型掺杂塞并介于两者之间，且具有一与所述第一掺杂电荷收集区不同的掺杂浓度；和

一第二水平延伸部分，其具有n型掺杂且耦合至所述第二掺杂电荷收集区和所述第二n+型掺杂塞并介于两者之间，且具有一与所述第二掺杂电荷收集区不同的掺杂浓度。

3.根据权利要求2所述的像素，其中所述第一和第二水平延伸部分经配置以在移动电荷未完全耗尽的情况下操作。

4.根据权利要求1所述的像素，其中所述第一n+型掺杂塞接触所述第一掺杂电荷收集区的中心。

5.一种在一CMOS图像传感器中的具有一p型掺杂区的感光像素，包含：

一第一掺杂电荷收集区，其掩埋在所述p型掺杂区内并经n-型掺杂以作为一耗尽势阱而操作；

一第一垂直沟槽晶体管，其从所述图像传感器的表面附近延伸到所述第一掺杂电荷收集区；

一第一n+型掺杂区，其位于所述图像传感器的所述表面处并耦合到所述第一垂直沟槽晶体管；

一第二掺杂电荷收集区，其掩埋在所述p型掺杂区内，所述第二掺杂电荷收集区通过所述p型掺杂区而与所述第一掺杂电荷收集区垂直分离，并经n-型掺杂以作为一耗尽势阱而操作；

一第二垂直沟槽晶体管，其从所述图像传感器的所述表面附近延伸到所述第二掺杂电荷收集区；和

一第二n+型掺杂区，其位于所述图像传感器的所述表面处并耦合到所述第二垂直沟槽晶体管。

6.根据权利要求5所述的像素，所述第一和第二掺杂电荷收集区进一步包含：

一第一水平延伸部分，其具有n型掺杂且耦合到所述第一掺杂电荷收集区和所述第一垂直沟槽晶体管并介于两者之间，且具有一与所述第一掺杂电荷收集区不同的掺杂浓度；和

一第二水平延伸部分，其具有n型掺杂且耦合到所述第二掺杂电荷收集区和所述第二垂直沟槽晶体管并介于两者之间，且具有一与所述第二掺杂电荷收集区不同的掺杂浓度。

7.根据权利要求6所述的像素，其中所述第一和第二水平延伸部分经配置以在移动电荷未完全耗尽的情况下操作。

8.根据权利要求5所述的像素，其中所述第一垂直沟槽晶体管接触所述第一掺杂电荷收集区的中心。

9.一种在一CMOS图像传感器中的具有一p型掺杂区的感光像素，包含：

一第一n+型掺杂塞，其从所述图像传感器的表面附近延伸到所述p型掺杂区中；

一第一电荷收集区，其经n-型掺杂以作为一耗尽势阱而操作，并掩埋在所述p型掺杂区内，所述第一电荷收集区具有一第一末端和一第二末端且在所述第一末端处耦合到所述第一n+型掺杂塞，且在所述第二末端处具有一具有一宽度的第一垂直裂口，所述第一垂直裂口朝着所述第一末端变窄；

一第二n+型掺杂塞，其从所述图像传感器的所述表面附近延伸到所述p型掺杂区中；和

一第二电荷收集区，其经n-型掺杂以作为一耗尽势阱而操作，并掩埋在所述p型掺杂区内，所述第二电荷收集区具有一第一末端和一第二末端并在所述第二电荷收集区的所述第一末端处耦合到所述第二n+型掺杂塞，所述第二电荷收集区通过所述p型掺杂区而与所述第一电荷收集区垂直分离，且在所述第二电荷收集区的所述第二末端处具有一具有一宽度的第二垂直裂口，所述第二垂直裂口朝着所述第二电荷收集区的所述第一末端变窄。

10.根据权利要求9所述的像素，其中所述第一电荷收集区具有一大于所述第一垂直裂口的所述宽度的垂直高度，且所述第二电荷收集区具有一大于所述第二垂直裂口的所述宽度的垂直高度。