[发明专利]具有直接合并像素的整合式光电侦测器

说明书

本发明揭示一种具有直接合并像素的整合式光电侦测器，其包含被配置为接收入射光子的一光电侦测区域。该光电侦测区域被配置为响应于入射光子而产生复数个电荷载子。该集成电路包含至少一电荷载子储存区域。该集成电路亦包含一电荷载子分离结构，其被配置为基于产生电荷载子的时间而选择性地将该复数个电荷载子的电荷载子直接引导至该至少一电荷载子储存区域中。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2016年12月22日申请的名称为“具有直接合并像素的整合式光电侦测器”的美国临时申请案第62/438,051号的优先权，该案的全部内容特此以引用的方式并入本文中。

本申请案是关于2015年8月7日申请的名称为“用于将接收的光子时间方格化的整合式设备”的美国非临时申请案第14/821,656号，该案的全部内容特此以引用的方式并入本文中。

技术领域

本申请涉及一种光电侦测器，尤其是一种整合式光电侦测器。

背景技术

光电侦测器(或光电探测器，Photodetectors)在多种应用中用于侦测(或探测)光。已开发产生指示入射光的强度的电气信号的整合式光电侦测器。用于成像应用的整合式光电侦测器包含像素数组(或阵列，array)以侦测自跨越场景接收的光的强度。整合式光电侦测器的实例包含电荷耦合装置(CCD)及互补式金属氧化物半导体(CMOS)影像传感器。

发明内容

一些实施例是关于一种集成电路，其包括：一光电探测区域，其被配置为接收入射光子，该光电探测区域被配置为响应于入射光子而产生多个电荷载子；至少一电荷载流子储存区域；及一电荷载流子分离结构，其被配置为基于产生电荷载流子的时间而选择性地将该多个电荷载流子中的电荷载流子直接引导至该至少一电荷载流子储存区域中。

一些实施例是关于一种集成电路，其包括：一直接合并像素，该直接合并像素包括：一光电探测区域，其被配置为接收入射光子，该光电探测区域被配置为响应于入射光子而产生多个电荷载流子；至少一电荷载流子储存区域；及一电荷载流子分离结构，其被配置为基于产生电荷载流子的时间而选择性地将该多个电荷载流子的电荷载流子引导至该至少一电荷载流子储存区域中。

一些实施例是关于一种集成电路，其包括：多个像素，该多个像素中的第一像素是直接合并像素，其包括：光电侦测区域，其被配置为接收入射光子，该光电探测区域被配置为响应于入射光子而产生多个电荷载流子；多个电荷载流子储存区域；及电荷载流子分离结构，其被配置为基于产生电荷载流子的时间而选择性地将该多个电荷载流子中的电荷载流子直接引导至该多个电荷载流子储存区域的各自电荷载流子储存区域中且在该多个电荷载流子储存区域中聚集在多个量测周期中产生的电荷载流子。

一些实施例是关于一种光电探测方法，其包括：(A)在一光电探测区域处接收入射光子；及(B)基于产生电荷载流子的时间选择性地将响应于入射光子而产生的多个电荷载流子中的电荷载流子自该光电探测区域直接引导至至少一电荷载流子储存区域。

该电荷载流子分离结构可包括位于该光电探测区域与该至少一电荷载流子储存区域的第一电荷载流子储存区域之间的边界处的至少一电极。

该电荷载流子分离结构可包括位于该光电探测区域与该第一电荷载流子储存区域之间的该边界处的单一电极。

在一些实施例中，该直接合并像素中不存在电荷载流子捕获区域及/或该光电探测区域与一电荷载流子储存区域之间不存在电荷载流子捕获区域。

电荷载流子可在无需在该光电探测区域与该至少一电荷载流子储存区域之间捕获该等载流子的情况下转移至该至少一电荷载流子储存区域。

一电荷载流子拒斥区域可在一拒斥周期期间丢弃在该光电探测区域中产生的电荷载流子。