[发明专利]图像传感器

权利要求书

1.一种图像传感器，形成于带有绝缘埋层的半导体衬底上，所述衬底自上而下包括顶层半导体层、绝缘层、支撑衬底，其特征在于：

图像传感器的像素单元电路包括感光结构和像素读出电路，所述感光结构和所述像素读出电路都形成于所述顶层半导体层上；

所述感光结构包括横向排列的三个掺杂区和一个多晶硅栅；

所述第二掺杂区为耗尽区，第一掺杂区位于所述第二掺杂区的一侧且形成接触，所述第三掺杂区位于所述第二掺杂区的另一侧且形成接触；所述第三掺杂区为光生电荷的收集端；

所述多晶硅栅位于所述第二掺杂区上方、且所述多晶硅栅和所述第二掺杂区间隔离有栅介质层；从所述第一掺杂区到所述第三掺杂区的方向上所述栅介质层的厚度依次减小。

2.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于：

所述第二掺杂区为P型掺杂；

所述第三掺杂区为N型掺杂，用于收集光生电子；所述第三掺杂区的掺杂浓度大于所述第二掺杂区的掺杂浓度；

所述第一掺杂区为P型掺杂或N型掺杂，其掺杂浓度与所述第三掺杂区的掺杂浓度为相同数量级；

所述多晶硅栅为N型掺杂。

3.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于：

所述第二掺杂区为N型掺杂；

所述第三掺杂区为P型掺杂，用于收集光生空穴；所述第三掺杂区得掺杂浓度大于所述第二掺杂区的掺杂浓度；

所述第一掺杂区为P型掺杂或N型掺杂，其掺杂浓度与所述第三掺杂区的掺杂浓度为相同数量级；

所述多晶硅栅为P型掺杂。

4.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于：所述栅介质层为二氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅。

5.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于：从所述第一掺杂区到所述第三掺杂区的方向上，所述栅介质层的厚度线性依次减小，或呈阶梯状依次减小。

6.如权利要求5所述的图像传感器，其特征在于：所述栅介质层的厚度呈阶梯状依次减小，其阶梯结构中最薄的台阶厚度为1.5nm～5nm、最厚的台阶厚度为10nm～50nm、相邻台阶的厚度差小于2nm。

7.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于：所述像素读出电路为3T型结构的CMOS像素读出电路、或4T型结构的CMOS像素读出电路。

8.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于：所述图像传感器为正照式结构，所述支撑衬底为硅衬底；或所述图像传感器为背照式结构，所述支撑衬底为蓝宝石衬底。