[发明专利]与垂直晶体管组合的垂直溢流漏极

权利要求书

1.一种图像传感器像素，其包括：

光电二极管，其安置在半导体材料中以响应入射在所述半导体材料背侧的光而产生图像电荷；

钉扎层，其安置在所述半导体材料中并耦合到所述光电二极管；

垂直溢流漏极，其安置在所述半导体材料的前侧和所述钉扎层之间的所述半导体材料中，其中所述垂直溢流漏极与所述钉扎层接触并耦合到所述钉扎层，使得所述钉扎层安置在所述垂直溢流漏极与所述光电二极管之间；

浮动扩散部，其靠近所述光电二极管安置在所述半导体材料中；

垂直转移晶体管，其部分安置在所述半导体材料中并且耦合到所述光电二极管，以响应于施加到所述垂直转移晶体管的栅极端子的转移信号而将所述图像电荷从所述光电二极管转移到所述浮动扩散部；及

其中所述垂直溢流漏极的第一横向边界小于所述钉扎层的第二横向边界以将所述光电二极管与所述垂直溢流漏极分离。

2.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其进一步包括栅极氧化物，所述栅极氧化物安置在所述半导体材料的与所述背侧相对的前侧上，并延伸到所述半导体材料中使得所述栅极氧化物安置在所述半导体材料与延伸到所述半导体材料中的所述垂直转移晶体管的一部分之间。

3.根据权利要求2所述的图像传感器像素，其中所述垂直转移晶体管延伸到所述半导体材料的所述前侧中。

4.根据权利要求3所述的图像传感器像素，其进一步包括浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构延伸到所述半导体材料的所述前侧中并且至少部分环绕所述光电二极管。

5.根据权利要求4所述的图像传感器像素，其中所述浅沟槽隔离结构在所述半导体材料中包含至少部分填充有氧化物的沟槽。

6.根据权利要求4所述的图像传感器像素，其进一步包括从所述浅沟槽隔离结构延伸到所述半导体材料的所述背侧的深隔离阱。

7.根据权利要求6所述的图像传感器像素，其中所述深隔离阱包含所述半导体材料的掺杂区。

8.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中所述垂直转移晶体管的所述栅极端子大体上为“T”形。

9.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中所述光电二极管包含第一多数电荷载流子类型，所述钉扎层包含第二多数电荷载流子类型，并且所述垂直溢流漏极包含所述第一多数电荷载流子类型。

10.根据权利要求9所述的图像传感器像素，其中所述第一多数电荷载流子类型是n型，且其中所述第二多数电荷载流子类型是p型，且其中所述光电二极管安置在所述背侧及所述垂直溢流漏极之间。

11.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中所述半导体材料的第一部分横向安置在所述垂直溢流漏极和所述垂直转移晶体管之间。

12.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中所述垂直溢流漏极耦合接地或耦合到可变电压源。