[发明专利]电子倍增图像传感器

摘要

本发明涉及图像传感器，并且更具体地，涉及意在以低发光水平采集图像的那些传感器。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)；以及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的转移结构。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)；以及位于所述第一转移栅极和所述第二转移栅极之间的电子倍增放大结构(AMP)。所述放大结构包括两个分开的加速栅极(GA和GB)和位于两个加速栅极之间并处于固定表面电位的中间二极管区域(DI)。在电荷转移至存储节点之前，在转移结构中的渡越中，一连串交替的高和低电位施加至加速栅极。放大取决于交替的数量。

主权项

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。