[发明专利]图像传感器像素及图像传感器

权利要求书

1.一种图像传感器像素，其包括：

光敏元件，其安置在半导体层中以接收沿着垂直轴的第一类型的电磁辐射；

浮动扩散区域，其安置在所述半导体层中；

转移栅极，其安置在所述光敏元件与所述浮动扩散区域之间的所述半导体层上以控制所述光敏元件中产生的电荷到所述浮动扩散区域的流动；

电介质电荷捕集装置，其安置在所述半导体层上以接收沿着所述垂直轴的第二类型的电磁辐射且响应于所述第二类型的所述电磁辐射捕集电荷，其中所述电介质电荷捕集装置经进一步配置以响应于所捕集的电荷在所述光敏元件中引致电荷；

第一金属接触件，其耦合到所述电介质电荷捕集装置以向所述电介质电荷捕集装置提供第一偏压；及

光源，其经耦合以沿着所述垂直轴发射光学擦除信号以擦除捕集在所述电介质电荷捕集装置中的电荷，其中所述光源包括：

发光二极管；及

波导，其光学地耦合到所述发光二极管且经配置以沿着所述垂直轴发射所述光学擦除信号。

2.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中所述第一金属接触件进一步耦合到所述图像传感器的源极跟随器晶体管的漏极区域以向所述漏极区域提供所述第一偏压。

3.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其进一步包括安置在所述半导体层的表面上的氧化物层，其中所述电介质电荷捕集装置安置在所述氧化物层上。

4.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其进一步包括第二金属接触件，其耦合到所述转移栅极以控制从所述光敏元件到所述浮动扩散区域的电荷转移，其中所述电介质电荷捕集装置在所述转移栅极的至少一部分处重叠且耦合到所述第二金属接触件以接收第二偏压。

5.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中所述光学擦除信号为具有约405纳米波长的蓝色光。

6.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中所述第一类型的所述电磁辐射包含可见光且所述第二类型的所述电磁辐射包含红外光。

7.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中所述第二类型的所述电磁辐射包含x射线。

8.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中所述电介质电荷捕集装置包含选自由氮化硅(SiN)、氧化铪(HfO)、氧化钽(TaO)、氧化硅(SiO)及氮氧化硅(SiON)组成的群组的至少一种电介质。

9.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中所述第一金属接触件包含选自由钛(Ti)、钨(W)及铝(Al)组成的群组的至少一种金属。

10.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中所述图像传感器像素为背照式图像传感器像素，其中所述第一及第二类型的所述电磁辐射入射在所述半导体层的背侧上，且其中所述电介质电荷捕集装置的第一侧安置在所述半导体层的所述背侧上，

所述图像传感器像素进一步包括光源，所述光源经耦合以沿着所述垂直轴发射光学擦除信号使得所述光学擦除信号入射在所述电介质电荷捕集装置的第二侧上。

11.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中所述图像传感器像素为背照式图像传感器像素，其中所述第一及第二类型的所述电磁辐射入射在所述半导体层的背侧上，且其中所述电介质电荷捕集装置的第一侧安置在所述半导体层的前侧上，所述图像传感器像素进一步包括光源，所述光源经耦合以沿着所述垂直轴发射光学擦除信号使得所述光学擦除信号入射在所述电介质电荷捕集装置的第二侧上。

12.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中所述光敏元件包含引脚型光电二极管。