[发明专利]用于图像传感器像素的均匀桥接梯度飞行时间光电二极管

权利要求书

1.一种均匀桥接梯度UBG飞行时间ToF光电二极管块，包括：

设置在第一掺杂类型的半导体衬底上的多个抽头，所述多个抽头至少包括第一读出抽头和第二读出抽头，所述多个抽头中的每一个具有被配置为通过激活网络选择性激活的多个传输栅极中的一个；

光电二极管区域，注入到所述半导体衬底中，并包括：

与所述第一掺杂类型互补的第二掺杂类型的光电二极管限定注入，所述光电二极管限定注入在所述光电二极管区域上方被注入到第一注入深度；

所述第二掺杂类型的第一桥接注入，所述第一桥接注入在所述光电二极管区域的第一部分上方被注入到第二注入深度，沿所述光电二极管区域的最靠近所述多个抽头的边缘形成跨所述多个抽头的第一横向桥接区域；和

所述第二掺杂类型的第二桥接注入，所述第二桥接注入在所述光电二极管区域的第二部分上方被注入到第三注入深度，形成跨所述多个抽头的第二横向桥接区域并且与所述光电二极管限定注入和所述第一桥接注入至少部分重叠，所述第三注入深度比所述第一注入深度和所述第二注入深度深。

2.如权利要求1所述的UBG ToF光电二极管块，其中所述光电二极管区域还包括：

钉扎注入，所述钉扎注入用所述第一掺杂类型的材料重掺杂并至少在所述光电二极管区域上方被注入到第四注入深度，所述第四注入深度比所述第一注入深度浅。

3.如权利要求1所述的UBG ToF光电二极管块，还包括：

光电栅极，设置在所述光电二极管限定注入的至少一部分和所述第二桥接注入的至少一部分上方的所述半导体衬底上，

其中所述光电二极管区域还包括阈值移位注入，所述阈值移位注入用所述第一掺杂类型的材料重掺杂并且至少在所述光电二极管区域上方被注入到第四注入深度，所述第四注入深度比所述第一注入深度浅。

4.如权利要求1所述的UBG ToF光电二极管块，其中所述多个抽头被配置为由所述激活网络根据所述多个传输栅极之间的栅极到栅极调制来选择性地激活，所述栅极到栅极调制与通过与所述激活网络通信的照明源产生的照明信号的调制同步。

5.如权利要求4所述的UBG ToF光电二极管块，其中：

所述栅极到栅极调制限定调制周期；并且

所述激活网络对所述多个抽头中的任何一个选择的抽头的选择性激活导致电荷通过所述多个抽头中的一个选择的抽头在短于所述调制周期的穿梭时间内完全转移出所述光电二极管区域。

6.如权利要求1所述的UBG ToF光电二极管块，其中：

所述第一读出抽头具有第一累积节点，所述第一读出抽头的第一传输栅极的选择性激活在所述光电二极管区域和第一收集节点之间形成第一电流通道；

所述第二读出抽头具有第二累积节点，所述第二读出抽头的第二传输栅极的选择性激活在所述光电二极管区域和第二收集节点之间形成第二电流通道；并且

所述第一电流通道和所述第二电流通道名义上是等效的。

7.如权利要求6所述的UBG ToF光电二极管块，其中所述多个抽头还包括与漏极节点耦合的漏极抽头，所述漏极抽头的第三传输栅极的选择性激活在所述光电二极管区域和所述漏极节点之间形成第三电流通道，以从所述光电二极管区域排出累积的电荷。

8.根据权利要求1所述的UBG ToF光电二极管块，其中所述第二桥接注入被注入和掺杂，使得所述第二桥接注入和所述光电二极管限定注入形成跨所述第二横向桥接区域名义上均匀的掺杂梯度。

9.根据权利要求8所述的UBG ToF光电二极管块，其中所述第一桥接注入被注入和掺杂，使得所述第一桥接注入、所述光电二极管限定注入和所述第二桥接注入一起形成跨所述第一横向桥接区域和所述第二横向桥接区域名义上均匀的掺杂梯度。

10.如权利要求1所述的UBG ToF光电二极管块，还包括：

多个抽头隔离区域，每个抽头隔离区域均为所述第一掺杂类型，并且每个抽头隔离区域设置在所述多个抽头的相应对之间。