[发明专利]像素单元、包含其的成像系统及其制作方法

权利要求书

1.一种像素单元，其包括：

浮动扩散部，其安置于半导体材料中且经耦合以从安置于所述半导体材料中的光电二极管接收图像电荷；

转移栅极，其接近于所述光电二极管及所述浮动扩散部而安置于所述半导体材料上方；

复位晶体管，其具有位于所述半导体材料中的第一经掺杂区域及第二经掺杂区域以及在所述复位晶体管的所述第一经掺杂区域与所述第二经掺杂区域之间安置于所述半导体材料上方的复位栅极；

源极跟随器晶体管，其具有安置于所述半导体材料上方且横向安置于所述转移栅极与所述复位栅极之间的源极跟随器栅极；及

隧道触点，其将所述浮动扩散部耦合到所述源极跟随器栅极以及所述复位晶体管的所述第一经掺杂区域，其中所述隧道触点是跨越所述源极跟随器栅极的表面而形成，所述隧道触点具有第一端、第二端及介于所述第一端与所述第二端之间的中间部分，其中所述隧道触点的所述第一端耦合到所述浮动扩散部，其中所述隧道触点的所述第二端耦合到所述复位晶体管的所述第一经掺杂区域，且其中所述隧道触点与所述源极跟随器栅极的所述表面进行物理及电接触达所述中间部分的长度，所述长度等于所述源极跟随器栅极的宽度。

2.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述转移栅极安置于所述光电二极管与所述浮动扩散部之间，且其中所述转移栅极经耦合以选择性地将所述图像电荷从所述光电二极管转移到所述浮动扩散部。

3.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述隧道触点包括导电材料。

4.根据权利要求3所述的像素单元，其中所述隧道触点包括钨。

5.根据权利要求1所述的像素单元，其进一步包括在所述源极跟随器栅极下面且接近于所述源极跟随器晶体管的沟道区域而位于所述半导体材料中的一或多个沟槽隔离结构，其中所述源极跟随器栅极的边缘横向延伸超过所述沟槽隔离结构中的每一者的外边缘。

6.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述光电二极管为适于响应于入射光而光生图像电荷的多个光电二极管中的第一光电二极管，其中所述转移栅极为多个转移栅极中的第一转移栅极，所述像素单元进一步包括：

第二光电二极管，其包含于所述多个光电二极管中，其中所述第二光电二极管安置于所述半导体材料中；及

第二转移栅极，其包含于所述多个转移栅极中且接近于所述第二光电二极管及所述浮动扩散部而安置于所述半导体材料上方，其中所述第二转移栅极经耦合以选择性地将所述图像电荷从所述第二光电二极管转移到所述浮动扩散部。

7.根据权利要求1所述的像素单元，其进一步包括：

一或多个层间介电层，其上覆于所述半导体材料上；及

一或多个金属层，其嵌入于所述一或多个层间介电层中，其中所述一或多个金属层包括：

第一金属互连件，其经耦合以通过穿过所述一或多个层间介电层进行布线的第一触点而将转移控制信号提供到所述转移栅极；

第二金属互连件，其经耦合以通过穿过所述一或多个层间介电层进行布线的第二触点而将复位控制信号提供到所述复位栅极；及

第三金属互连件，其经耦合以通过穿过所述一或多个层间介电层进行布线的第三触点而将复位电压提供到所述复位晶体管的所述第二经掺杂区域。

8.根据权利要求7所述的像素单元，其中所述隧道触点与嵌入于所述一或多个层间介电层中的所述一或多个金属层电隔离。

9.根据权利要求7所述的像素单元，其中所述一或多个层间介电层包括安置于所述隧道触点与所述一或多个金属层之间的介电材料。