[发明专利]多厚度栅极电介质

权利要求书

1.一种图像传感器，其包括：

一或多个光电二极管，其安置在半导体材料中以接收图像光并产生图像电荷；

浮动扩散，其用以从所述一或多个光电二极管接收所述图像电荷；

一或多个转移晶体管，其经耦合以将所述一或多个光电二极管中的图像电荷转移到所述浮动扩散；及

源极跟随器晶体管，其经耦合以放大所述浮动扩散中的所述图像电荷，所述源极跟随器晶体管包含：

栅电极，其耦合到所述浮动扩散；

源电极及漏电极；

作用区，其在所述源电极与所述漏电极之间安置在所述半导体材料中；及

介电材料，其安置在所述栅电极与所述作用区之间，所述介电材料包含具有第一厚度的第一部分及具有第二厚度的第二部分，其中具有所述第一厚度的所述介电材料的所述第一部分及具有所述第二厚度的所述介电材料的所述第二部分两者都安置在所述源电极与所述漏电极之间，其中具有所述第一厚度的所述介电材料的所述第一部分及具有所述第二厚度的所述介电材料的所述第二部分两者都安置在所述栅电极下方、所述栅电极与所述作用区之间，其中所述第二厚度大于所述第一厚度，其中具有所述第二厚度的所述介电材料的所述第二部分比具有所述第一厚度的所述介电材料的所述第一部分更靠近所述漏电极安置，且其中所述漏电极的第一横向边缘和所述栅电极的第二横向边缘各自延伸至具有所述第二厚度的所述介电材料的所述第二部分的第三横向边缘。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一厚度为或更少。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第二厚度大于或等于在所述源极跟随器晶体管以饱和状态操作时防止击穿所需的厚度。

4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中所述第二厚度是所述第一厚度的至少两倍厚。

5.根据权利要求3所述的图像传感器，其中在所述栅电极与所述半导体材料的所述作用区之间，所述介电材料从所述第一厚度逐渐过渡到所述第二厚度。

6.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括：复位晶体管，其耦合到所述浮动扩散，以响应于复位信号被施加到所述复位晶体管的第二栅极端子而复位所述浮动扩散中的电荷。

7.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括：行选择晶体管，其耦合在所述源极跟随器晶体管的输出与位线输出之间。

8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述介电材料包含氧化铪、氧化硅、氮化硅或氧化铝中的至少一者。

9.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括控制电路，所述控制电路经耦合以控制所述一或多个光电二极管的操作；及

读出电路，其耦合到位线以从所述一或多个光电二极管读出图像数据。