[发明专利]具有改进的电荷存储容量的集成成像设备

说明书

本公开的实施例涉及具有改进的电荷存储容量的集成成像设备。一种集成成像设备包括像素，该像素具有延伸到衬底中的沟槽。沟槽涂覆有绝缘体并且填充有包括第一多晶硅区域和第二多晶硅区域的堆叠。第一和第二多晶硅区域通过绝缘材料的层彼此分离。第一多晶硅区域可以形成垂直晶体管的栅极电极，并且第二多晶硅区域可以形成电容器的电极。

优先权要求

本申请要求2018年11月22日提交的法国专利申请号1871689的优先权，其内容在法律允许的最大范围内通过引用以其整体并入本文。

技术领域

实施例涉及集成电路，特别是成像集成电路，并且尤其涉及成像设备的动态范围的改进。

背景技术

成像设备通常包括像素的矩阵阵列，像素的矩阵阵列可操作以将入射光信号转换成电荷。在每个像素中，在光敏区(通常是光电二极管)中生成的电荷被传输到读取节点，该读取节点被耦合到传输电路和处理电路，例如，该处理电路包括模数转换器，模数转换器可操作以将表示像素的照度的电荷转换成数字值。

像素的照度的值可以取多个值，这取决于成像设备的动态范围，即成像设备区分更多或更少数目的光强度的能力。

通过组合多个拍摄的图像可以增加成像设备的动态范围。然而，允许实施这种方法的图像传感器包括特定的并且常常是复杂的电路，这不利于集成电路的占地面积(footprint)。

需要获得具有小占地面积的高动态范围的成像设备。

发明内容

根据一个实施例，提出了一种成像设备，该成像设备允许产生高动态范围图像，其中像素具有小的占地面积。

根据一个方面，提供了一种集成成像设备，该集成成像设备包括至少一个像素，该至少一个像素包括延伸到衬底中的至少一个沟槽，所述至少一个沟槽涂覆有绝缘体并且包括下部第一多晶硅区域和至少一个上部第二多晶硅区域的堆叠，该区域由所述绝缘体的层分离。

因此，在一个像素的情况下，在同一沟槽的内部产生两个多晶硅区域是特别有利的，因为它例如允许在同一沟槽内以小的占地面积产生具有两个独立功能的两个分离的元件(例如，埋入式传输门和电容器，或者实际上是外围隔离区域和电容器)。

这样，更一般地，这种沟槽可以被有利地包含在任何集成电路或设备中。

具体地，在这种情况下，在同一沟槽的内部产生两个多晶硅区域是特别有利的，因为它例如允许以小的占地面积产生两个分离的电容组件。

因此，根据另一个更一般的方面，提供了一种集成电路或设备，其包括延伸到衬底中的至少一个沟槽，所述至少一个沟槽涂覆有绝缘体并且包括下部第一多晶硅区域和至少一个上部第二多晶硅区域的堆叠，该区域由所述绝缘体的层分离。

无论预期的应用是什么，在衬底中更深地产生的第一多晶硅区域都有利地与在衬底的前侧上产生的组件绝缘。

例如，在这种情况下，如下所述，当第一多晶硅区域形成像素的传输门时，该传输门与像素的读取节点绝缘，该读取节点被注入在衬底中的较小深度处。

在集成成像设备的情况下，像素可以包括电容器，该电容器的第一电极包括第二多晶硅区域，该电容器的电介质由绝缘体形成，并且该电容器的第二电极被耦合到存储区域(例如，读取节点)，该存储区域被配置成存储表示像素的照度的电荷，像素还包括偏置电路，该偏置电路可操作以分别偏置第一多晶硅区域和第二多晶硅区域。

将电容器耦合到电荷存储区域有利地允许通过将第二多晶硅区域偏置到适当的值来增加所述区域的存储容量。

作为变型，可以使像素包括连接第二多晶硅区域和所述存储区域的金属化物。