[发明专利]图像传感器中的电荷传输有效
| 申请号: | 201480011671.6 | 申请日: | 2014-02-18 |
| 公开(公告)号: | CN105229789B | 公开(公告)日: | 2018-08-07 |
| 发明(设计)人: | 李向利;范晓峰;温宗晋 | 申请(专利权)人: | 苹果公司 |
| 主分类号: | H01L27/146 | 分类号: | H01L27/146;H04N5/3745;H04N5/355 |
| 代理公司: | 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 11038 | 代理人: | 陈华成 |
| 地址: | 美国加*** | 国省代码: | 美国;US |
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| 摘要: | |||
| 搜索关键词: | 图像传感器 中的 电荷 传输 | ||
1.一种图像传感器像素,包括:
光电二极管;
第一电荷存储节点;
在所述光电二极管和所述第一电荷存储节点之间的第一传输门,并且所述第一传输门被配置为将电荷从所述光电二极管传输到所述第一电荷存储节点;
第二电荷存储节点;
在所述第一电荷存储节点和所述第二电荷存储节点之间的第二传输门,并且所述第二传输门被配置为将电荷从所述第一电荷存储节点传输到所述第二电荷存储节点;
第三电荷存储节点;以及
在所述第二电荷存储节点和所述第三电荷存储节点之间的第三传输门,并且所述第三传输门被配置为将电荷从所述第二电荷存储节点传输到所述第三电荷存储节点;
其中所述第二传输门包括在传输电路中包括的传输电路门,所述传输电路包括:
第一区域,所述第一区域在所述传输电路门的邻近所述第一电荷存储节点的一部分之下并被配置为具有第一可变电势;以及
第二区域,所述第二区域相对于所述第一区域侧向偏置,所述第二区域在所述传输电路门的剩余部分之下并被配置为具有第二可变电势,所述第二区域从所述第一区域向远处延伸到所述传输电路门之外并延伸到所述第二电荷存储节点;以及
钉扎层,所述钉扎层在所述第二电荷存储节点之上并在所述第二区域的不在所述传输电路门之下的一部分之上,所述钉扎层和所述第二区域的不在所述传输电路门之下的所述一部分在所述传输电路门之下的所述第二区域和所述第二电荷存储节点之间形成虚拟势垒,其中
所述传输电路门被配置为基于向所述传输电路门提供的传输信号来控制所述第一可变电势和所述第二可变电势。
2.根据权利要求1所述的图像传感器像素,其中所述第一电荷存储节点、所述第二电荷存储节点和所述第二区域包括第一掺杂类型;以及所述第一区域和所述钉扎层包括第二掺杂类型。
3.根据权利要求1所述的图像传感器像素,其中所述第三电荷存储节点包括浮置扩散节点。
4.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包括堆叠式CMOS图像传感器,其中第一半导体芯片上有所述光电二极管,与所述第一半导体芯片堆叠在一起的第二半导体芯片上有传输电路,进一步地,其中所述第一电荷存储节点是所述第二半导体芯片上的叠堆触点,并且所述第二电荷存储节点是所述第二半导体芯片上的全局快门存储节点。
5.根据权利要求1所述的图像传感器像素,其中所述第一电荷存储节点被配置为具有第三电势,并且所述第二电荷存储节点被配置为具有第四电势,并且所述第三电势和所述第四电势基本相同。
6.根据权利要求1所述的图像传感器像素,其中所述第二可变电势大于所述第一可变电势。
7.一种集成电路,包括:
光电二极管;
第一节点,包括第一掺杂类型,所述第一节点可操作地耦接至所述光电二极管并被配置为存储电荷;
第二节点,包括第一掺杂类型,所述第二节点可操作地耦接至所述第一节点并被配置为从所述第一节点接收电荷;和
将所述第一节点耦接至所述第二节点的传输电路,所述传输电路包括:
位于所述第一节点和所述第二节点之间的传输门;
势垒区域,包括第二掺杂类型,所述势垒区域在所述传输门的接近第一节点的一部分之下,所述势垒区域具有第一可变电势,所述第一可变电势被配置为由被施加到所述传输门的传输信号控制;
存储区域,包括第一掺杂类型,所述存储区域相对于所述势垒区域侧向偏置并在所述传输门的剩余部分之下,并且所述存储区域具有第二可变电势,所述第二可变电势被配置为由被施加到所述传输门的传输信号控制,所述存储区域从所述势垒区向远处延伸到所述传输门之外并延伸到所述第二节点;以及
钉扎层,所述钉扎层形成在所述第二节点和所述存储区域的不在所述传输门之下的一部分之上,所述钉扎层和所述存储区域的不在所述传输门之下的所述一部分在所述存储区域的在所述传输门之下的一部分和所述第二节点之间形成虚拟势垒,其中
所述第二可变电势高于所述第一可变电势。
8.根据权利要求7所述的集成电路,其中所述传输电路为修改的场效应晶体管。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L27-00 由在一个共用衬底内或其上形成的多个半导体或其他固态组件组成的器件
H01L27-01 .只包括有在一公共绝缘衬底上形成的无源薄膜或厚膜元件的器件
H01L27-02 .包括有专门适用于整流、振荡、放大或切换的半导体组件并且至少有一个电位跃变势垒或者表面势垒的;包括至少有一个跃变势垒或者表面势垒的无源集成电路单元的
H01L27-14 . 包括有对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射或者微粒子辐射并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的,或适用于通过这样的辐射控制电能的半导体组件的
H01L27-15 .包括专门适用于光发射并且包括至少有一个电位跃变势垒或者表面势垒的半导体组件
H01L27-16 .包括含有或不含有不同材料结点的热电元件的;包括有热磁组件的





