【技术实现步骤摘要】
用于图像传感器中的全局快门的竖直转移栅极存储装置
本专利技术大体涉及图像传感器，且更具体来说，涉及具有全局快门的图像传感器像素单元。
技术介绍
对于高速图像传感器，全局快门可用于捕获快速移动的对象。全局快门通常使图像传感器中的所有像素单元能够同时捕获图像。对于较慢移动的对象，可使用较常见的滚动快门。滚动快门通常按顺序捕获图像。举例来说，可连续启用二维(2D)像素单元阵列内的每一行，使得单个行内的每一像素单元在同一时间捕获图像数据，但以滚动顺序启用每一行。因此，像素单元的每一行在不同的图像采集窗期间捕获图像数据。对于缓慢移动的对象，每一行之间的时间差可产生图像失真。对于快速移动的对象，滚动快门可造成沿着对象的移动轴线的可察觉伸长失真。为了实施全局快门，存储电容器或存储晶体管可用于在等待从像素单元阵列读出的同时临时存储由阵列中的每一像素单元获取的图像电荷。当使用全局快门时，图像电荷从光电二极管转移到存储晶体管直到准备好从像素单元读出图像数据为止。影响具有全局快门的图像传感器像素单元中的性能的因素包含全局快门效率、满阱容量...
【技术保护点】
1.一种像素单元，其包括：/n光电二极管，其安置于半导体材料层中以累积响应于入射光而在所述光电二极管中光生的图像电荷；和/n存储晶体管，其耦合到所述光电二极管以存储所述光电二极管中光生的所述图像电荷，其中所述存储晶体管包括：/n存储栅极，其安置成靠近所述半导体材料层的第一表面，其中所述存储栅极包含一对竖直转移栅极VTG部分，其中所述对VTG部分中的每一个穿过所述半导体材料层的所述第一表面延伸到所述半导体材料层中达第一距离；和/n存储节点，其安置于所述半导体材料层的所述第一表面下方和所述存储栅极的所述对VTG部分之间以响应于存储信号而存储从所述光电二极管转移的所述图像电荷。/n
【技术特征摘要】
20190524 US 16/422,6461.一种像素单元，其包括：
光电二极管，其安置于半导体材料层中以累积响应于入射光而在所述光电二极管中光生的图像电荷；和
存储晶体管，其耦合到所述光电二极管以存储所述光电二极管中光生的所述图像电荷，其中所述存储晶体管包括：
存储栅极，其安置成靠近所述半导体材料层的第一表面，其中所述存储栅极包含一对竖直转移栅极VTG部分，其中所述对VTG部分中的每一个穿过所述半导体材料层的所述第一表面延伸到所述半导体材料层中达第一距离；和
存储节点，其安置于所述半导体材料层的所述第一表面下方和所述存储栅极的所述对VTG部分之间以响应于存储信号而存储从所述光电二极管转移的所述图像电荷。
2.根据权利要求1所述的像素单元，其另外包括耦合于所述存储晶体管与安置于所述半导体材料层中的浮动扩散部之间的输出晶体管，其中所述输出晶体管经耦合以响应于输出信号而将存储于所述存储节点中的所述图像电荷转移到所述浮动扩散部，其中所述输出晶体管包括安置成靠近所述半导体材料层的所述第一表面的输出栅极，其中所述输出栅极包含一对竖直转移栅极VTG部分，其中所述对VTG部分中的每一个穿过所述半导体材料层的所述第一表面延伸到所述半导体材料层中达所述第一距离。
3.根据权利要求2所述的像素单元，其另外包括遮光结构，所述遮光结构靠近所述半导体材料层的第二表面以遮蔽所述存储节点免受所述入射光影响，其中所述半导体材料层的所述第二表面与所述半导体材料层的所述第一表面相对。
4.根据权利要求3所述的像素单元，其中所述遮光结构包括一对深沟槽隔离DTI部分，其中所述对DTI部分中的每一个以穿过所述半导体材料层的所述第二表面朝向所述第一表面的方式延伸到所述半导体材料层中达第二距离。
5.根据权利要求4所述的像素单元，其中所述遮光结构由挡光材料组成，其中所述对DTI部分中的每一个填充有所述挡光材料。
6.根据权利要求5所述的像素单元，其中所述挡光材料包括铝Al。
7.根据权利要求4所述的像素单元，其中所述半导体材料层的所述第一表面是前侧表面，且其中所述半导体材料层的所述第二表面是背侧表面。
8.根据权利要求4所述的像素单元，其中所述半导体材料层具有一厚度，其中所述第一距离和所述第二距离的总和小于所述半导体材料层的所述厚度。
9.根据权利要求4所述的像素单元，其中所述半导体材料层具有第一厚度，其中所述第一距离和所述第二距离的总和大于所述半导体材料层的所述厚度。
10.根据权利要求3所述的像素单元，其中所述入射光穿过所述半导体材料层的所述第二表面引导到所述光电二极管中。
11.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述半导体材料层包括硅Si。
12.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述存储节点包括所述半导体材料层中的掺杂剂的N型梯度植入体。
13.根据权利要求12所述的像素单元，其中所述存储节点的掺杂浓度以从所述存储节点的最靠近所述半导体材料层的所述第一表面的部分朝所述存储节点的最靠近与所述半导体材料层的所述第一表面相对的所述半导体材料层的第二表面的部分的方式减小。
14.根据权利要求13所述的像素单元，其中所述存储节点的最靠近所述半导体材料层的所述第一表面的所述部分在所述半导体材料层的所述第一表面下方大于零的深度处。
15.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述存储栅极包括多晶硅。
16.一种成像系统，其包括：
像素单元的像素阵列，其中所述像素单元中的每一个包含：
光电二极管，其安置于半导体材料层中以累积响应于入射光而在所述光电二极管中光生的图像电荷；和
存储晶体管，其耦合到所述光电二极管以存储所述光电二极管中光生的所述图像电荷，其中所述存储晶体管包括：
存储栅极，其安置成靠近所述半导体材料层的第一表面，其中所述存储栅极包含一对竖直转移栅极VTG部分，其中所述对VTG部分中的每一个穿过所述半导体材料层的所述第一表面延伸到所述半导体材...
【专利技术属性】
技术研发人员：马渕圭司，真锅宗平，
申请(专利权)人：豪威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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