[发明专利]像素单元、图像传感器、系统及形成像素单元的方法

权利要求书

1.一种像素单元，所述像素单元包括：

基底；

外延层，具有凸出形状的掺杂浓度曲线，外延层包括堆叠在基底上的至 少一个层；

光电转换装置，在外延层中，

其中，外延层包括：

第一导电性类型的第一外延层，在基底上，具有第一掺杂浓度；

第一导电性类型的第二外延层，在第一外延层上，具有高于第一掺杂浓 度的第二掺杂浓度；

第一导电性类型的第三外延层，在第二外延层上，具有低于第二掺杂浓 度的第三掺杂浓度，

其中，第二外延层在第一外延层和第三外延层之间。

2.如权利要求1所述的像素单元，其中，在第一外延层中不存在沿垂直 方向电势恒定的中性区域。

3.如权利要求1所述的像素单元，其中，光电转换装置包括在外延层中 的光电二极管区域，光电二极管区域的导电性类型与外延层的其余部分的导 电性类型相对。

4.如权利要求3所述的像素单元，其中，光电转换装置还包括在光电二 极管区域上的表面层，表面层的导电性类型与外延层的导电性类型相同。

5.如权利要求1所述的像素单元，其中，第三掺杂浓度小于等于第一掺 杂浓度。

6.如权利要求1所述的像素单元，其中，基底具有第一导电性类型。

7.如权利要求1所述的像素单元，其中，光电转换装置为光电二极管。

8.如权利要求1所述的像素单元，所述像素单元还包括：

传输晶体管，被构造为将由光电转换装置产生的电荷传输到第一结点；

源极跟随器晶体管，被构造为放大第一结点的电压信号；

复位晶体管，被构造为复位第一结点的电压信号。

9.如权利要求8所述的像素单元，所述像素单元还包括：

行选择晶体管，被构造为响应于选择信号将源极跟随器晶体管的输出信 号输出到输出端。

10.一种图像传感器，包括：

行驱动器，被构造为产生行选择信号；

列驱动器，被构造为产生列选择信号；

像素阵列，被构造为响应于行选择信号和列选择信号而操作，像素阵列 包括至少一个如权利要求1所述的像素单元。

11.如权利要求10所述的图像传感器，其中，在第一外延层中不存在沿 垂直方向电势恒定的中性区域。

12.如权利要求10所述的图像传感器，其中，光电转换装置包括在外延 层中的光电二极管区域，光电二极管区域的导电性类型与外延层的其余部分 的导电性类型相对。

13.如权利要求10所述的图像传感器，其中，第三掺杂浓度小于等于第 一掺杂浓度。

14.如权利要求10所述的图像传感器，所述图像传感器还包括：

采样保持电路，被构造为响应于列驱动器的输出信号输出像素复位信号 和像素图像信号；

差分放大器，被构造为基于像素复位信号和像素图像信号对每个像素单 元产生差分信号；

模数转换器，被构造为使差分信号数字化；

图像处理器，被构造为对数字化的差分信号执行图像处理，以输出图像 数据。

15.一种包括处理器和图像传感器的系统，其中，

图像传感器结合到处理器，图像传感器包括至少一个如权利要求1所述 的像素单元。