[发明专利]成像传感器像素及系统

权利要求书

1.一种成像传感器像素，其包括：

高电阻性N^-掺杂半导体层，其具有前侧及背侧；

光感测区域，其形成于所述前侧处；

转移栅极，其形成于所述前侧处，邻近于所述光感测区域；

P阱区域，其形成于所述前侧处，环绕所述光感测区域及所述转移栅极；

浮动扩散区域，其形成于所述P阱区域内，其中所述转移栅极经配置以耦合于所述光感测区域与所述浮动扩散区域之间；

第一电极，其耦合到所述P阱区域，其中所述第一电极不与所述浮动扩散区域接触，且其中第一负电压被施加到所述第一电极；

背侧P⁺掺杂层，其形成于所述背侧处；及

第二电极，其耦合到所述背侧P⁺掺杂层，其中第二负电压被施加到所述第二电极，且所述第二负电压比所述第一负电压更负。

2.根据权利要求1所述的成像传感器像素，其中所述光感测区域包括：

光电二极管PD N掺杂区域，其具有从距所述高电阻性N^-掺杂半导体层的前侧表面的第一距离处延伸到距所述高电阻性N^-掺杂半导体层的所述前侧表面的第二距离处的第一掺杂剂的第一浓度；及

前侧P⁺掺杂层，其与所述PD N掺杂区域垂直对准，其中所述前侧P⁺掺杂层具有从所述高电阻性N^-掺杂半导体层的所述前侧表面延伸到距所述高电阻性N^-掺杂半导体层的所述前侧表面的所述第一距离处的第二掺杂剂的第二浓度，其中所述第一距离比所述第二距离短。

3.根据权利要求2所述的成像传感器像素，所述P阱区域包括从所述高电阻性N^-掺杂半导体层的所述前侧表面延伸到距所述高电阻性N^-掺杂半导体层的所述前侧表面的第三距离处的所述第二掺杂剂的第三浓度，其中所述第二距离比所述第三距离短。

4.根据权利要求3所述的成像传感器像素，所述浮动扩散区域包括从所述高电阻性N^-掺杂半导体层的所述前侧表面延伸到距所述高电阻性N^-掺杂半导体层的所述前侧表面的第四距离处的所述第一掺杂剂的第四浓度，其中所述第四距离比所述第三距离短。

5.根据权利要求3所述的成像传感器像素，所述背侧P⁺掺杂层包括所述第二掺杂剂的第五浓度，且从所述高电阻性N^-掺杂半导体层的背侧表面延伸到距所述高电阻性N^-掺杂半导体层的所述背侧表面的第五距离处，其中所述第五浓度的分布曲线不与所述第三浓度的分布曲线重叠。

6.根据权利要求1所述的成像传感器像素，其中所述背侧P⁺掺杂层是通过沉积在所述高电阻性N^-掺杂半导体层的所述背侧表面上沉积的带负电荷的材料而形成。

7.根据权利要求1所述的成像传感器像素，其中所述第一电极包括透明导体。

8.根据权利要求1所述的成像传感器像素，其中所述第二电极包括透明导体。

9.根据权利要求1所述的成像传感器像素，其中入射光是穿过所述高电阻性N^-掺杂半导体层的所述前侧表面接收。

10.根据权利要求1所述的成像传感器像素，其中入射光是穿过所述高电阻性N^-掺杂半导体层的所述背侧表面接收。

11.根据权利要求9所述的成像传感器像素，其中所述高电阻性N^-掺杂半导体层是外延层。