[发明专利]多栅极横向溢出积分电容器传感器

权利要求书

1.一种像素电路，其包括：

光电二极管，其安置于半导体材料层中；

浮动扩散部，其安置于所述半导体材料层中；

溢出电容器；及

多栅极转移块，其耦合到所述光电二极管、所述浮动扩散部及所述溢出电容器，其中所述多栅极转移块包括：

传导栅极沟道，其安置于所述半导体材料层中；及

多个栅极，其安置成接近于单个传导栅极沟道区域，其中所述传导栅极沟道是在所述多个栅极当中共享的单个区域，

其中在积分周期期间响应于入射光而在所述光电二极管中产生的溢出图像电荷经配置以响应于所述多个栅极中的第一栅极接收到第一栅极关断信号且所述多个栅极中的第二栅极接收到第二栅极接通信号而从所述光电二极管泄漏到所述传导栅极沟道中且被转移到所述溢出电容器，所述第一栅极耦合于所述光电二极管与所述传导栅极沟道之间，且所述第二栅极耦合于所述传导栅极沟道与所述溢出电容器之间。

2.根据权利要求1所述的像素电路，其中所述多个栅极进一步包含耦合于传导栅极沟道与所述浮动扩散部之间的第三栅极。

3.根据权利要求2所述的像素电路，其中所述传导栅极沟道在所述第一栅极、所述第二栅极与所述第三栅极之间不具有结。

4.根据权利要求2所述的像素电路，其中所述光电二极管、所述溢出电容器及所述浮动扩散部经配置以通过所述传导栅极沟道经由所述第一栅极、所述第二栅极与所述第三栅极当中的电荷耦合而通过所述多栅极转移块选择性地耦合在一起。

5.根据权利要求2所述的像素电路，其中所述溢出图像电荷进一步经配置以在所述积分周期期间响应于所述第三栅极接收到第三栅极关断信号而从所述光电二极管泄漏到所述传导栅极沟道中且被转移到所述溢出电容器。

6.根据权利要求2所述的像素电路，其进一步包括耦合于电压供应器与所述浮动扩散部之间的复位晶体管。

7.根据权利要求6所述的像素电路，其中所述浮动扩散部经耦合以响应于所述复位晶体管接收到复位接通信号、所述第一栅极接收到所述第一栅极关断信号、所述第二栅极接收到第二栅极关断信号且所述第三栅极接收到第三栅极关断信号而被复位。

8.根据权利要求6所述的像素电路，其中响应于所述入射光而在所述光电二极管中产生的图像电荷经配置以响应于所述第一栅极接收到第一栅极接通信号、所述第二栅极接收到第二栅极关断信号、所述第三栅极接收到第三栅极接通信号且所述复位晶体管接收到复位关断信号而从所述光电二极管被转移到所述传导栅极沟道中且被转移到所述浮动扩散部。

9.根据权利要求8所述的像素电路，其进一步包括源极跟随器晶体管，所述源极跟随器晶体管具有耦合到所述浮动扩散部的栅极。

10.根据权利要求9所述的像素电路，其中所述溢出电容器中的所述溢出图像电荷及所述浮动扩散部中的所述图像电荷经配置以响应于所述第一栅极接收到所述第一栅极关断信号、所述第二栅极接收到第二栅极接通信号、所述第三栅极接收到第三栅极接通信号且所述复位晶体管接收到所述复位关断信号而被共享到所述源极跟随器晶体管。

11.根据权利要求9所述的像素电路，其中所述浮动扩散部中的所述图像电荷经配置以响应于所述第一栅极接收到所述第一栅极关断信号、所述第二栅极接收到所述第二栅极关断信号、所述第三栅极接收到第三栅极关断信号且所述复位晶体管接收到所述复位关断信号而通过所述源极跟随器晶体管从所述像素电路被读出。

12.根据权利要求9所述的像素电路，其中所述浮动扩散部及所述溢出电容器中的所述图像电荷经配置以响应于所述第一栅极接收到所述第一栅极关断信号、所述第二栅极接收到所述第二栅极接通信号、所述第三栅极接收到第三栅极接通信号且所述复位晶体管接收到所述复位关断信号通过所述源极跟随器晶体管从所述像素电路被读出。