[发明专利]包括提供全局电子快门的图像传感器的图像传感器

权利要求书

1.一种提供全局电子快门的图像传感器，所述图像传感器包括：

集成电路；

第一电荷提取层；

光敏层；和

第二空穴提取层；其中在第一模式(“开启”模式)下，经由所述第一电荷提取层提取电子，并且其中在第二模式(“关闭”模式)下，空穴的提取被所述第一电荷提取层阻止。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述集成电路包括硅。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一电荷提取层包含至少一种材料，所述至少一种材料来自包括TiO2、ZnO、Ta2O5、CuO、Cu2O、ZrO2、Nb2O5、HfO2和TiOxNy的材料列表。

4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一电荷提取层通过经由热离子发射为空穴收集提供能垒来阻止空穴的收集。

5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一电荷提取层通过大体上完全耗尽电子以使得所述第一电荷提取层中的光生空穴与电子的复合变慢来阻止空穴的收集。

6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一电荷提取层通过隧穿或陷阱辅助隧穿所述第一电荷提取层来阻止空穴的收集。

7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一电荷提取层能够被图案化为电隔离的像素。

8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一电荷提取层在“开启”时能够为电荷的快速提取器。

9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述光敏层包含至少一种材料，所述至少一种材料来自包括半导体聚合物、半导体有机小分子、量子点和金属有机钙钛矿半导体的材料列表。

10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述光敏层具有对于所述第一电荷提取层适当的能带排列，以使在“开启”时实现良好的载流子收集并且在“关闭”时实现差的空穴提取。

11.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述光敏层能够具有较低数量的深陷阱态，使得快速提取电荷。

12.根据权利要求1所述的图像传感器，其中空穴提取层包含至少一种材料，所述至少一种材料来自包括CoO、MoO3、WO3、NiO、ITO、AZO和Spiro-OMeTAD的材料列表。

13.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述集成电路能够控制跨所述光敏层的所述偏压，以使器件叠层从“开启”转向“关闭”。

14.根据权利要求1所述的图像传感器，其中关闭区域能够具有足够宽的电压宽度以包括图像传感器的全动态范围。

15.一种提供全局电子快门的图像传感器，所述图像传感器包括：

集成电路；

第一电极；

第一电荷提取层；

光敏层；以及

第二空穴提取层；其中在第一模式(所述“开启”模式)下，经由所述第一电荷提取层将电子提取到所述第一电极中，并且其中在第二模式(所述“关闭”模式)下，经由第一触点和所述第一电荷提取层之间的能垒阻止电子的注入。

16.根据权利要求15所述的图像传感器，其中所述第一电荷提取层包含至少一种材料，所述至少一种材料来自包括TiO2、ZnO、Ta2O5、CuO、Cu2O、ZrO2、Nb2O5、HfO2和TiOxNy的材料列表。

17.根据权利要求15所述的图像传感器，其中所述第一电荷提取层通过经由热离子发射为空穴收集提供能垒来阻止空穴的收集。