[发明专利]图像感测装置

说明书

一种图像感测装置可以包括：基板，该基板包括被配置为响应于入射光以产生与入射光的强度相对应的光电荷的光电转换层；多个掺杂区，所述多个掺杂区沿着光电荷的迁移路径设置并且掺杂有不同掺杂浓度的掺杂剂；以及栅极介电层，该栅极介电层设置在基板上方并且具有与多个掺杂区交叠的栅极介电层部分，该栅极介电层部分具有沿着光电荷的迁移路径增加的变化厚度。

技术领域

本专利文档中公开的技术和实现总体上涉及包括像素的图像感测装置，所述像素包括被配置为向感测节点传送光电荷的晶体管。

背景技术

图像感测装置是用于通过使用对光起反应的光敏半导体材料将光转换成电信号来捕获光学图像的装置。随着汽车、医疗、计算机和通信行业的发展，在诸如智能电话、数码相机、游戏机、IoT(物联网)、机器人、安保摄像机和医疗微型相机之类的各个领域中，对高性能图像感测装置的需求日益增长。

图像感测装置大致可以分为CCD(电荷耦合器件)图像感测装置和CMOS(互补金属氧化物半导体)图像感测装置。CCD图像感测装置提供更好的图像质量，但与CMOS图像感测装置相比，它们往往消耗更多电力并且尺寸更大。CMOS图像感测装置与CCD图像感测装置相比尺寸更小且消耗更少电力。此外，CMOS传感器使用CMOS制造技术制造，因此可以将光敏元件和其它信号处理电路集成到单个芯片中，使得能够以更低成本生产小型化的图像感测装置。由于这些原因，正在为包括移动装置在内的许多应用开发CMOS图像感测装置。

发明内容

所公开技术的各种实施方式涉及具有增强的光电荷传输特性的图像感测装置。

在实施方式中，一种图像感测装置可以包括：基板，该基板包括被配置为响应于入射光以产生与入射光的强度相对应的光电荷的光电转换层；多个掺杂区，所述多个掺杂区沿着光电荷的迁移路径设置并掺杂有不同掺杂浓度的掺杂剂；以及栅极介电层，该栅极介电层设置在基板上方并且具有与多个掺杂区交叠的栅极介电层部分，该栅极介电层部分具有沿光电荷的迁移路径增加的变化厚度。

在实施方式中，一种图像感测装置可以包括：第一区，该第一区设置在基板中并且被配置为响应于入射光而产生光电荷；第二区和第三区，该第二区和该第三区沿着光电荷的迁移路径设置并且具有沿着光电荷的迁移路径降低的掺杂浓度；第四区，该第四区设置为累积通过第二区和第三区传送的光电荷；以及栅极介电层，该栅极介电层具有与第二区和第三区交叠的部分，栅极介电层的所述部分具有沿着光电荷的迁移路径增加的厚度。

根据所公开技术的实施方式，可以沿光电荷的迁移方向调整栅极介电层的厚度，这可以降低暗电流并提高光电荷传输效率。

此外，可以提供通过本文档直接或间接理解的各种效果。

附图说明

图1是例示了根据所公开技术的实施方式的图像感测装置的框图。

图2是例示了图1中所示的像素阵列中包括的像素的实施方式的图。

图3是例示了图2中所示的像素的截面的实施方式的图。

图4是例示了图2中所示的像素的截面的另一实施方式的图。

图5是例示了比较例中在光电荷传输时段中的电位分布的图。

图6是例示了在所公开技术的实施方式中在光电荷传输时段中的电位分布的曲线图。

具体实施方式

本专利文档提供了包括能够调整灵敏度的像素的图像感测装置的实现和示例，其基本上解决了由于相关技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题。所公开技术的一些实现涉及其中有效地布置有能够调节灵敏度的像素的图像感测装置。所公开的技术提供了图像感测装置的各种实现方式，该图像感测装置能够通过改变像素的布局结构而无需增加每个像素的尺寸或者无需使用可能产生噪声的电容器，来获得低灵敏度模式所需的电容。