[发明专利]像素单元和形成方法以及成像系统组件

权利要求书

1.一种像素单元，包括：

光电二极管，设置于第一半导体芯片的第一基底内，用于累积图像电荷以响应到其上的入射光；

读出电路，设置于第二半导体芯片的第二基底内；以及

垂直通道传输晶体管，连接于所述光电二极管和所述读出电路之间，将图像电荷从所述光电二极管传输至所述读出电路；

所述垂直通道传输晶体管设置于第二半导体芯片的第二基底内；

所述垂直通道传输晶体管为一MOSFET晶体管，包括：

源极区域，所述光电二极管区域作为所述源极区域；

垂直半导体通道区域，连接到所述源极区域；

漏极区域，连接到所述垂直半导体通道区域和所述读出电路，所述漏极区域作为浮动扩散有源区；以及

绝缘栅极，紧邻设置在所述垂直半导体通道区域外。

2.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述垂直半导体通道区域由P型半导体构成，且源极和漏极区域由N型半导体构成。

3.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述垂直半导体通道区域由N型半导体构成，且源极和漏极区域由P型半导体构成。

4.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述绝缘栅极由至少一种金属和形成在绝缘层上的掺杂半导体构成，所述绝缘层形成于所述垂直半导体通道区域上。

5.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述垂直半导体通道区域包括圆柱体外墙，所述圆柱体内填充绝缘材料，所述圆柱体的轴垂直于半导体芯片基底的平面。

6.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述垂直半导体通道区域包括完全由半导体材料填充的圆柱体，所述圆柱体的轴垂直于半导体芯片基底的平面。

7.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述垂直半导体通道区域形成于一多边形平台的至少一个垂直墙面上，所述多边形平台内填充绝缘材料，所述垂直墙面垂直于半导体芯片基底的平面。

8.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述读出电路包括一复位晶体管，一源极跟随晶体管，及一行选择晶体管。

9.一种像素单元，包括：

光电二极管，设置于第一半导体芯片的第一基底内，用于累积图像电荷以响应到其上的入射光；

读出电路，设置于第二半导体芯片的第二基底内；以及

垂直通道传输晶体管，连接于所述光电二极管和所述读出电路之间，将图像电荷从所述光电二极管传输至所述读出电路；

所述垂直通道传输晶体管设置于第一半导体芯片的第一基底内；

所述垂直通道传输晶体管为一MOSFET晶体管，包括：

源极区域，所述光电二极管区域作为所述源极区域；

垂直半导体通道区域，连接到所述源极区域；

漏极区域，连接到所述垂直半导体通道区域和所述读出电路，所述漏极区域作为浮动扩散有源区；以及

绝缘栅极，紧邻设置在所述垂直半导体通道区域外；

所述垂直半导体通道区域形成于一多边形平台的至少一个垂直墙面上，所述多边形平台内填充绝缘材料，所述垂直墙面垂直于半导体芯片基底的平面，或者，所述垂直半导体通道区域包括圆柱体外墙，所述圆柱体内填充绝缘材料，所述圆柱体的轴垂直于半导体芯片基底的平面。

10.根据权利要求9所述的像素单元，其特征在于，所述垂直半导体通道区域由P型半导体构成，且源极和漏极区域由N型半导体构成。

11.根据权利要求9所述的像素单元，其特征在于，所述垂直半导体通道区域由N型半导体构成，且源极和漏极区域由P型半导体构成。

12.根据权利要求9所述的像素单元，其特征在于，所述绝缘栅极由至少一种金属和形成在绝缘层上的掺杂半导体构成，所述绝缘层形成于所述垂直半导体通道区域上。