[发明专利]包括垂直传输门的图像传感器

权利要求书

1.一种图像传感器，包括：

光电转换元件，包括第一杂质区和第二杂质区，其中，第一杂质区接触衬底的第一表面，其中，第二杂质区具有与第一杂质区互补的导电性，并且形成在位于衬底中的第一杂质区内；

柱体，形成在光电转换元件之上；

传输门，形成在光电转换元件之上以包围柱体；以及

通道层，形成在传输门和柱体之间，并且接触光电转换元件，

其中，通道层接触第一杂质区，并且具有与第二杂质区相同的导电性。

2.如权利要求1所述的图像传感器，还包括：

滤色器层，形成在衬底的入射表面之上，其中，衬底的入射表面与衬底的第一表面相对，其中，入射光经由滤色器层引入并传播到光电转换元件；以及

聚光构件，形成在滤色器层之上。

3.如权利要求1所述的图像传感器，其中，第一杂质区包围第二杂质区。

4.如权利要求1所述的图像传感器，其中，第一杂质区包括接触通道层的第一部分和除第一部分之外的第二部分，并且第一部分具有比第二部分的厚度小的厚度。

5.如权利要求1所述的图像传感器，其中，第二杂质区具有渐变的掺杂分布，使得第二杂质区的掺杂浓度沿载流子传送方向逐渐增加。

6.如权利要求1所述的图像传感器，其中，柱体是多边形柱体、圆形柱体或椭圆形柱体。

7.如权利要求1所述的图像传感器，其中，柱体具有垂直侧壁、倾斜侧壁或形状不规则的侧壁。

8.如权利要求1所述的图像传感器，其中，柱体包括绝缘材料。

9.如权利要求1所述的图像传感器，其中，通道层与整个光电转换元件叠置。

10.如权利要求1所述的图像传感器，其中，通道层包括掺杂多晶硅。

11.如权利要求1所述的图像传感器，其中，传输门包括暴露通道层的开口。

12.一种图像传感器，包括：

光电转换元件，形成在衬底内；

传输门，形成在光电转换元件之上，并且具有穿过传输门的通孔；

浮置扩散层，形成在传输门之上；

通道层，间隙填充通孔，响应于施加至传输门的信号将光电转换元件电耦合到浮置扩散层，并且以耗尽模式操作；以及

电容器，形成在浮置扩散层之上，

其中，光电转换元件包括形成在衬底之上的第一杂质区和第二杂质区，

其中，光电转换元件进一步包括设置在通道层和第二杂质区之间、与第一杂质区导电性相同的第三杂质区。

13.如权利要求12所述的图像传感器，还包括：

层间介电层，形成在衬底之上，并且覆盖传输门、浮置扩散层和电容器；

逻辑电路层，形成在层间介电层之上；以及

接触器，穿过层间介电层，并且将传输门、浮置扩散层和电容器之中的每个电耦合到逻辑电路层。

14.如权利要求12所述的图像传感器，

其中，第二杂质区具有与第一杂质区互补的导电性，

其中，第一杂质区包围第二杂质区。

15.如权利要求14所述的图像传感器，其中，第三杂质区具有比与传输门接触的第一杂质区的厚度小的厚度。

16.如权利要求14所述的图像传感器，其中，第二杂质区具有渐变的掺杂分布，使得掺杂浓度沿载流子传送方向增加。