[发明专利]电子倍增图像传感器

权利要求书

1.一种形成于半导体基底(10)中的有源像素图像传感器，每个像素在半导体有源层(12)的表面处包括：光电二极管区域(PHD)；电荷存储节点(18)；用于读取存储在所述存储节点中的电荷的读取晶体管；用于重置所述存储节点的电位的重置晶体管；以及转移结构，用于对于光在所述光电二极管中生成的电荷，在电荷累积时间之后将电荷从所述光电二极管转移至所述存储节点，其特征在于，所述转移结构包括：

与所述光电二极管相邻的第一转移栅极(TR1)；

与所述存储节点相邻的第二转移栅极(TR2)；以及

放大结构(AMP)，位于所述第一转移栅极和所述第二转移栅极之间，并包括：

两个分开的加速栅极(GA)和(GB)；

位于所述两个加速栅极之间且处于固定表面电位的中间二极管区域(DI)；

用于首先向所述第一转移栅极(TR1)施加第一转移脉冲，以将电荷从所述转移栅极转移至至少一个第一加速栅极(GA)的构件；

用于然后给所述加速栅极施加一连串交替的高和低电位，以连续地将电荷通过所述中间二极管区域从一个加速栅极转移至另一加速栅极的构件；以及

用于然后给所述第二转移栅极(TR2)施加第二转移脉冲，以将电荷从所述加速栅极转移至所述存储节点的构件。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述中间二极管区域是相对于参考电位具有固定表面电位的钉扎二极管，并且其特征在于，交替的相反电位是高电位和低电位，使得栅极以下的电位在比所述固定表面电位低的电平与高的电平之间交替。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的传感器，其特征在于，所述半导体基底包括保持在所述参考电位的p型半导体有源层，并且所述中间二极管包括在所述层中的N型扩散区域，此区域由连接至所述有源层的电位的P型表面区域覆盖。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的传感器，其特征在于，其包括用于在偶数帧和奇数帧期间施加不同的放大因子的构件。

5.根据权利要求1至3中的一项所述的传感器，其特征在于，其包括：用于在相同帧的过程中连续地在第一累积时间执行测量和在第二累积时间执行测量的构件；以及用于在所述第一时间上执行的累积放大之后或在所述第二时间上执行的累积放大之后，根据所述存储节点上的电位电平来选择所述两个测量之一的构件。