专利名称：用于高性能图像传感器的基于透明沟道薄膜晶体管的像素的制作方法
技术领域：
所揭示实施例涉及半导体装置领域，特定来说涉及使用薄膜技术的图像传感器。
背景技术：
通常，图像传感器阵列包括像素的焦平面阵列，所述像素中的每一者包括光转
换装置，例如光栅极、光电导体或光电二极管。图1A图解说明使钉扎光电二极管114 作为其光转换装置的常规CMOS成像器像素100的一部分的截面。图IB以示意形式 说明完整像素100电路。光电二极管114毗邻隔离区域110，其被描绘为浅沟槽隔离
(STI)区域。光电二极管U4包括下伏于p+表面层116下面的n型区域115。
光电二极管114将光子转换成电荷载流子(例如电子)，其通过转移晶体管119 转移到浮动扩散区域140。此外，所图解说明的像素100通常包括复位晶体管121， 其连接到源极/漏极区域136，用于将浮动扩散区域140复位为电荷转移之前的预定电 平(显示为Vaapix)。在操作中，当启动用于包含像素100的行的行选择晶体管152
(图1B)时，源极跟随器晶体管142 (图1B)将表示浮动扩散区域140上的电荷的 电压输出到列线150 (图1B)。
CMOS图像传感器电路、其处理步骤及图像传感器电路的各种CMOS元件的功 能的详细说明说明于(举例来说)颁发给美光科技公司(MicronTechnology, Inc.)的 第6，140,630号美国专利、第6,376,868号美国专利、第6,310,366号美国专利、第 6,326,652号美国专利、第6,204,524号美国专利及第6,333,205号美国专利。上述专
利中的每一者的全部揭示内容以引用的方式并入本文中。
在常规像素100中，当入射光撞击光电二极管114的表面时，电荷载流子(电 子)在光电二极管114的p-n接面(在区域115与区域116之间)的空旷区域中产生。
如可从图1A及1B看出，CMOS传感器通常在每一像素中使用数个晶体管用于 包括放大在内的各种功能。虽然图1A及1B说明四晶体管(4T)设计，但还已知具 有更少(例如3T)以及更多(例如5T、 6T等)晶体管的像素电路。随着在高分辨率 传感器中縮小像素大小，这些晶体管及对应的互连所占据的区域变大且减小光转换装 置可用的像素区域。应尽可能将光转换装置区域制造得较大以提高成像器灵敏性及量 子效率。
此外，存在需要高量子效率、小像素且具有唯一波长要求(例如较短可见波长 及紫外光)的若干成像应用。增加光转换装置区域的大小在此类情况下特别重要。
发明内容
图1A图解说明常规成像器像素电路的一部分的截面图。 图IB图解说明常规成像器像素电路的示意图。
图2图解说明根据第一实施例构造的成像器像素电路的初始形成阶段的截面图。 图3图解说明成像器像素电路的在图2所图解说明的阶段之后的后续形成阶段 的截面图。
图4图解说明成像器像素电路的在图3所图解说明的阶段之后的后续形成阶段 的截面图。
图5图解说明成像器像素电路的在图4所图解说明的阶段之后的后续形成阶段 的截面图。
图6图解说明成像器像素电路的在图5所图解说明的阶段之后的后续形成阶段 的截面图。
图6A以示意形式图解说明另一实施例。
图7图解说明根据实施例的图像传感器的方块图。
图8图解说明利用并入有所说明实施例的成像器像素电路的图像传感器的处理 系统。
具体实施例方式
在以下详细说明中，参照形成其一部分且以例示方式显示其中可实践本发明的 具体实施例的附图。充分详细地说明这些实施例以使所属技术领域中的技术人员能够 实践所述实施例，且应了解可利用其它实施例，且可做出结构、逻辑及电改变。所说 明处理步骤的进程是实例；然而步骤的序列并不限于本文所论述的序列且可如所属技 术领域中所熟知的那样改变，除了必须以某一次序发生的步骤之外。
如本文所使用，应将术语"晶圆"及"衬底"理解为包括硅、绝缘体上硅(SOI) 或蓝宝石上硅(SOS)技术、经掺杂及未经掺杂半导体及其它半导体结构。此外，当 在以下说明中提及"晶圆"或"衬底"时，可能已利用先前处理步骤在基底半导体结 构或基础中或上形成区域、接面或材料层。此外，半导体未必是基于硅，而可基于硅 锗、锗、砷化镓或其它半导体。
如本文所使用，术语"像素"是指光元件单位单元，其包含用于将光子转换成 电信号的光敏元件及相关联的晶体管。出于例示的目的，在本文的图式及说明中图解 说明单个代表性像素及其形成方式；然而，多个相似像素的制造通常同时进行。因此，
不应将以下详细说明视为限制意义，且所说明的实施例仅由随附权利要求书来定义。 如本文所使用，应将术语"透明""理解为包括使用半透明材料的实施例。 所揭示实施例涉及一种像素电路，其包括光转换装置；浮动扩散区域，其用 于从所述光转换装置接收并存储电荷；及透明薄膜晶体管，其可至少部分地形成在所 述光转换装置上方，同时允许图像光穿过其而到达所述光转换装置。所述薄膜晶体管 可用作一个或一个以上常规像素晶体管的替代物，例如源极跟随器晶体管、复位晶体 管、行选择晶体管、抗晕光晶体管等(如果使用的话)，并特别用作用于将所存储电 荷从所述光转换装置递送到所述浮动扩散区域的转移晶体管。还揭示形成所述像素电 路的方法。
绝缘体上半导体(SOI)技术的有源半导体材料通常将在绝缘材料(通常为氧化 物)上形成为薄膜，所述半导体膜的厚度(举例来说)小于或等于2000 A。比较来 说，松散半导体材料通常将具有至少约200微米的厚度。SOI技术的薄半导体可允许
在集成电路中实现比使用利用松散材料的类似电路所能实现的性能高的性能及比所 能实现的功率消耗低的功率消耗。
可利用SOI技术形成的集成电路装置包括所谓的薄膜晶体管(TFT)，其中术语 "薄膜"是指SOI构造的薄半导体膜。特定来说，所述SOI构造的半导体材料可以 是硅，且因此可使用再结晶非晶硅或多晶硅来制作所述TFT。所述硅可由电绝缘材料 (例如二氧化硅)来支撑，电绝缘材料又由适当的衬底支撑。如果所述半导体材料包 含硅，那么术语SOI偶尔用以指绝缘体上硅构造，而非更通常概念的绝缘体上半导体 构造。然而，应了解，在此揭示内容的上下文中，术语SOI是指绝缘体上半导体构造。 因此，在此揭示内容的上下文中所指的SOI构造的半导体材料可包含除硅之外或替代 硅的其它半导体材料。
现在参照图式，其中相同数字指示相同元件，图2图解说明根据一个实施例构 造的成像器像素电路200的初始形成阶段的截面图，其中所形成的晶体管是用于像素 电路的转移晶体管。像素电路200包括第一传导性类型的硅(Si)衬底205; STI区 域210，其形成于衬底205中且包围并隔离像素。STI区域210填充有电介质材料。 第二传导性类型的经掺杂区域215形成于衬底205中，且其将变成光转换装置214(图 3)的部分且二氧化硅(Si02)层220 (举例来说)通过剥离/再生工艺而形成于衬底 205上。在此实例中，光转换装置214 (图3)是钉扎光电二极管。而且在此实例中， 所述第一传导性类型是p型，而所述第二传导性类型是n型。通常来说，光转换装置 214 (图3)可延伸到衬底205内约1 ^m的深度。
图3图解说明成像器像素电路200的后续形成阶段的截面图。植入用于光转换 装置214的经掺杂表面层216。经掺杂表面层216被掺杂为所述第一传导性类型。例 示性地，经掺杂表面层216是高度掺杂p+表面层并形成为约0.1 pm的深度。可使用 p型掺杂剂(例如硼、铟或任何其它适当p型掺杂剂)形成p+表面层216。氧化锌锡 (ZTO)层225形成于STI区域210的一部分、经掺杂区域215、 216及部分Si02层
220上方。ZTO层225对于短波长的可见高频光及近紫外线以及所有可见波长是透明 的，且是将形成用于转移晶体管219的有效第二选择性导电沟道(图6)的半导体材 料，如下文所述。视需要，可在沉积(原位掺杂ZTO)期间或稍后将所述p型掺杂 剂并入到ZTO层225内。
ZTO薄膜具有在3.3到3.9 eV范围内的较宽直接光学带隙特性。此是因为此材 料中的较大柏斯坦-摩斯(Burstein-Moss)偏移。柏斯坦-摩斯效应是充满增加自由电 子浓度的导电带。ZTO还具有有用性质，包括相对于氧化及蚀刻的化学稳定性及物 理健固性。ZTO中的载流子迁移率是已知透明金属氧化物中的最好一者，且因此相 对于其它基于透明金属氧化物栅极材料的晶体管，ZTO可具有较高的接通及关断电 流比。ZTO层225的部分用作用于像素的晶体管的沟道区域。可通过常规掺杂来在 ZTO层225中形成源极/漏极区域281，优选地具有极低的肖特基(Sehottky)势垒。 另一选择为，源极/漏极区域281可通过直接金属沉积形成于ZTO层225上。
图4图解说明成像器像素电路200的后续形成阶段的截面图。透明电介质层230 形成于ZTO层225的部分上方。电介质层230通常由例如氧化铝(A1203)、氧化锡 (Ti03)或原子层沉积二氧化硅(ALDSi02)等材料构成。
图5图解说明成像器像素电路200的后续形成阶段的截面图。转移栅极电极240 形成于电介质层230的至少部分上方。用于复位晶体管221的复位栅极电极241形成 于SiO2层220的部分上方。转移栅极电极240可以是任何适当导电材料，其优选地 是一种对辐射能量透明的材料，包括但不限于惨杂多晶硅或透明材料，例如氧化铟锡 (ITO)。转移栅极电极240可覆盖部分或全部电介质层230。将透明材料用于转移 晶体管219允许将转移晶体管219 (图6)直接放置在光转换装置214的至少一部分 上方。还可将其全部放置在光转换装置214上，从而提供对填充因数及量子效率的显 著改善。实施例包括ZTO层225的约100 A到2500 A、电介质层230的约50 A到 300 A及转移栅极电极240的约500 A到1000 A的厚度范围。可针对不同应用来改 变ZTO层225的厚度。举例来说，更薄以降低吸收损失，及更厚以用于平面化。"填 充因数"是在光电二极管中相对于像素的表面区域对感光区域的大小的测量。在有源 像素传感器(APS)技术中，每一像素包括形成有源电路的晶体管。
一般来说，这些晶体管并非感光区域，且因此降低像素的填充因数，因为其占 据否则可用于增加光电二极管的区域的空间(表面区域)。
可通过熟知的方法来植入复位晶体管221 (图6)的浮动扩散区域245及源极/ 漏极区域251，所述方法包括等离子辅助掺杂(PLAD)工艺。将复位晶体管221的 浮动扩散区域245及源极/漏极区域251形成为第二传导性类型(其在此实例中是n 型)的区域。可使用任何适当的n型掺杂剂，例如磷、砷或锑。浮动扩散区域245形 成于转移晶体管219 (图6)栅极堆叠与复位晶体管221栅极堆叠之间。复位晶体管 221的源极/漏极区域251形成于复位晶体管221与第二STI区域211之间。浮动扩散 区域245存储穿过经掺杂区域215与浮动扩散区域245之间的在用作电介质的Si02
层220下方的第一沟道从光转换装置214收集的电荷。
图6图解说明根据所说明的实施例构造的成像器像素电路200的后续形成阶段 的截面图。转移晶体管219栅极堆叠此时包括Si02层220、 ZTO层225、电介质层 230及转移栅极电极240。复位晶体管221栅极堆叠此时包括Si02层220及复位栅极 电极241。侧壁255及顶部覆盖层256通常通过氧化物生长，随后通过(举例来说) 干式蚀刻工艺或通过材料沉积及回蚀而形成于每一栅极堆叠上。ZTO层225中的源 极/漏极区域281通过若干可行方案而连接到浮动扩散区域245，从而使ZTO层225 能够用作转移晶体管219的第二沟道。所述方案包括(1)穿过使浮动扩散区域245 接触线260的金属化及触点的互连工艺；(2)使用硅化的局部互连工艺；及(3)通 过导电间隔物将浮动扩散区域245连接到线260的毗连触点。因此，转移晶体管219 具有功能为在栅极控制信号施加到栅极电极240上之后转移来自光转换装置214的电 荷的两个沟道衬底205的在经掺杂区域215与浮动扩散区域245之间的区域，及源 极/漏极区域281之间的ZTO层225。光转换装置214中所收集的电荷可通过载流子 漂移(作为存在于ZTO层225中的电场)或通过扩散(例如，对于红光子)到达ZTO 层225。复位晶体管221的源极/漏极区域251连接到像素供应电压Vaapix，从而使复 位晶体管221能够复位浮动扩散区域245。
读出电路600 (以示意形式显示)经由线260连接到浮动扩散区域245。读出电 路600包括源极跟随器晶体管610，其具有通过线260连接到浮动扩散区域245的栅 极及连接到像素供应电压Vaapix的第一源极/漏极区域。读出电路600还包括行选择晶 体管620，其用于响应于在行选择晶体管620的栅极处所接收的信号来选择供读出的 像素200。行选择晶体管620具有连接到源极跟随器晶体管610的第二源极/漏极区域 的第一源极/漏极区域及连接到阵列列输出线的第二源极/漏极区域。
所图解说明的实施例提供用于转移晶体管的透明薄膜晶体管(TFT)，可将其部 分或整体提供于光转换装置214上方。可使用常规处理方法来完成像素200。举例来 说，可形成用于将栅极线连接到像素200及其它连接的绝缘、屏蔽及金属化层。而且， 整个表面可覆盖有(举例来说)二氧化硅、BSG、 PSG或BPSG的钝化层(未显示)， 其经CMP平面化及蚀刻以提供接触孔，然后将所述接触孔金属化以提供触点。还可 使用常规导体层及绝缘体层来互连所述结构并将像素200连接到外围电路。
此外，还可以上文针对转移晶体管219所说明的方式来构造像素电路内的其它 晶体管。使用图6所示的所图解说明的四晶体管像素，转移晶体管219、复位晶体管 221、源极跟随器晶体管610及行选择晶体管620中的任一个或一个以上可以关于晶 体管元件225、 230、 240、 255、 256、 281的实施例中所图解说明的方式构造成TFT， 且部分或整体提供在光转换装置214上方。
而且，所述实施例可用于具有比图6所图解说明的少或多的晶体管的像素内。 应了解，可如上文相对于转移晶体管219所说明的那样来构造所述像素晶体管中的任 一者或全部。举例来说，如图6A所图解说明，某些像素采用抗晕光晶体管343及/
或存储栅极晶体管345，其耦合到光转换装置214。这些晶体管也可以上文所说明的 方式形成为TFT晶体管，且部分或整体放置于光转换装置214上方。所说明的实施 例通过使对于可见光及/或高频及近紫外光透明的晶体管形成于光转换装置24的至 少一部分上方来增加填充因数，并改善经縮放像素中的量子效率。实施例包括小于 10%的因散射产生的信号损失，但半透明的量可被其它构件的增益抵消，例如增加的 填充因数。
薄、透明TFT沟道构造在二氧化硅膜上以用于像素中的特定晶体管。所述沟道 区域由透明材料制成，使得其可被直接放置于光转换装置(例如光转换装置214)的 顶部上，从而实现填充因数及量子效率的改善。还存在其中仅晶体管的一部分(包括 除栅极堆叠以外的部分)为透明的多个实施例。存在可增加ITO及ZTO材料中的透 射(即，降低膜内损失)的技术。通常来说，改变这些膜中的组成元素的化学量可改 变透射系数。而且，通过并入有稀土元素(例如铒)可进一步降低光学损失。还存在 降低顶部介面的反射的其它技术，例如将抗反射(AR)膜放置在ITO或ZTO层的顶 部。
如图7所图解说明，可将根据所述实施例构造的像素形成为具有像素阵列的图 像传感器的部分。图7图解说明单芯片CMOS图像传感器U00,其具有包含以行及 列布置的多个像素单元的像素阵列1111。阵列1111包括一个或一个以上像素200， 其如上文结合图2-6A所说明的那样构造。
阵列1111中的每一行像素均通过行选择线同时接通，而每一列的像素信号通过 相应的列选择线而选择性地输出到列读出线上。所述行线由行驱动器1151响应于行 地址解码器1150来选择性地启动。所述列选择线由列驱动器1153响应于列地址解码 器1154来选择性地启动。所述像素阵列由时序及控制电路1152来操作，其控制地址 解码器1150、 1154以选择用于像素信号读出的适当行及列线。
所述列读出线上的信号通常包括用于每一像素的像素复位信号(Vrst)及像素图 像信号(Vph。t。)。两个信号均读入与列驱动器1153相关联的取样及保持电路(S/H) 1155。差动信号(Vret-Vph。t。)由差动放大器(AMP) 1156针对每一像素来产生，且 每一像素的差动信号由模拟到数字转换器(ADC) 1157放大及数字化。模拟到数字 转换器1157将所述经数字化的像素信号供应到图像处理器1158，所述图像处理器 1158在输出定义图像的数字信号之前执行适当的图像处理。虽然结合CMOS图像传 感器IIOO说明了所述实施例，但所述实施例还适用于电荷耦合装置(CCD)图像传 感器的类似结构。
图8图解说明处理器系统500 (举例来说，静态摄像机或视频摄像机系统)，其 通常包含中央处理单元(CPU) 505 (例如用于控制摄像机功能的微处理器)，所述 中央处理单元通过总线515与一个或一个以上输入/输出(I/O)装置510进行通信。 成像器1100还通过总线515与CPU 505进行通信。系统500还包括随机存取存储器 (RAM) 520，并可包括可抽换式存储器525 (例如快闪存储器)，其也通过总线515
与CPU505进行通信。成像器1100可在单个集成电路或在不同于处理器的芯片上与 具有或不具有存储器存储的处理器(例如CPU、数字信号处理器或微处理器)组合。
处理器系统500是具有可包括图像传感器装置的数字电路的系统的实例。在非 限制性的情况下，此类系统可包括电脑系统、摄像机系统、扫描机、机器视觉、车辆 导航、视频电话、监视系统、自动聚焦系统、星体追踪仪系统、运动侦测系统、图像 稳定系统及资料压縮系统。
虽然结合pnp型钉扎光电二极管的形成说明了以上实施例，但所述实施例并不 局限于此。还存在对用于电荷产生的其它类型的光转换装置或光传感器的适用性，例 如由衬底中的叩或叩n区域形成的光电二极管、光栅极或光电导体。如果形成叩n 型光电二极管，那么所有结构的掺杂剂及传导性类型将相应地改变。此外，虽然已在 四晶体管(4T)像素的环境下图解说明了所述实施例，但应了解所述实施例并不受限 制且可在存在或不存在转移晶体管的情况下将像素电路200实施于具有更高或更低 晶体管数量的设计中。所述实施例还可用于其它固态阵列的像素中。
以上说明及图式中的工艺及装置图解说明许多方法及装置的实例，可使用及生 产所述实例以实现本文所说明实施例的目标、特征及优点。举例来说，可将所述所说 明的实施例用于数字摄像机、视频摄像机或采用图像像素的任何其它装置。因此，不 应将其视为受所述实施例的上述说明限制，而仅受随附权利要求书限制。
权利要求
1、一种像素电路，其包含光转换装置；浮动扩散区域，其用于接收及存储来自所述光转换装置的电荷；及透明晶体管，其用于所述像素的操作，其中所述透明晶体管至少部分地在所述光转换装置上方，使得所述光转换装置接收穿过所述透明晶体管的光。
2、 如权利要求l所述的像素电路，其中所述透明晶体管包含转移晶体管，所述 转移晶体管可操作以将所存储的电荷从所述光转换装置递送到所述浮动扩散区域。
3、 如权利要求2所述的像素电路，其中所述转移晶体管包含用于将电荷传递穿 过所述转移晶体管的第一及第二沟道区域。
4、 如权利要求l所述的像素电路，其中所述透明晶体管包含复位晶体管，所述 复位晶体管可操作以将所述浮动扩散区域复位为预定的复位电压状态。
5、 如权利要求1所述的像素电路，其中所述透明晶体管包含源极跟随器晶体管， 所述源极跟随器晶体管耦合到所述浮动扩散区域。
6、 如权利要求l所述的像素电路，其中所述透明晶体管包含行选择晶体管，所 述行选择晶体管用作耦合到源极跟随器晶体管的切换装置。
7、 如权利要求l所述的像素电路，其中所述透明晶体管包含用于防止电荷从所 述光转换装置溢出的抗晕光晶体管。
8、 如权利要求l所述的像素电路，其中所述透明晶体管包含存储栅极晶体管。
9、 如权利要求l所述的像素电路，其中所述透明晶体管包含薄膜晶体管。
10、 如权利要求2所述的像素电路，其进一步包含复位晶体管，其用于将所述浮动扩散区域复位到预定的复位电压状态； 读出电路，其用于基于所述浮动扩散区域及所述第一电容电路处存储的电荷读出信号；源极跟随器晶体管，其耦合到所述浮动扩散区域；及 行选择晶体管，其用作耦合到所述源极跟随器晶体管的切换装置。
11、 如权利要求1所述的像素电路，其中所述透明晶体管包含晶体管沟道，所 述晶体管沟道包含氧化锌锡。
12、 如权利要求ll所述的像素电路，其中所述透明晶体管进一步包含栅极电介 质，所述栅极电介质包含氧化铝(A1203)。
13、 如权利要求ll所述的像素电路，其中所述透明晶体管进一步包含栅极电介 质，所述栅极电介质包含氧化锡(Ti03)。
14、 如权利要求ll所述的像素电路，其中所述透明晶体管进一步包含栅极电介 质，所述栅极电介质包含原子层沉积二氧化硅(ALDSi02)。
15、 如权利要求11所述的像素电路，其中所述透明晶体管进一步包含栅极电极， 所述栅极电极包含氧化铟锡。
16、 如权利要求l所述的像素电路，其中所述光转换装置包含光电二极管。
17、 一种像素电路，其包含 光电二极管；浮动扩散区域，其用于接收及存储来自所述光电二极管的电荷；及 透明转移晶体管，其用于将来自所述光转换装置的电荷转移到所述浮动扩散区域，其中所述透明转移晶体管至少部分地在所述光电二极管上方，使得所述光电二 极管接收穿过所述透明晶体管的光。
18、 如权利要求17所述的像素电路，其中所述透明转移晶体管包含 第一沟道区域，所述沟道包含氧化锌锡；及栅极电极，所述栅极电极包含氧化铟锡。
19、 如权利要求18所述的像素电路，其中所述透明转移晶体管包含第二沟道区 域，所述第二沟道包含硅。
20、 一种成像器装置，其包含 像素电路阵列，至少某些所述像素电路包含光电二极管；浮动扩散区域，其用于接收及存储来自所述光电二极管的电荷；及 透明晶体管，其用于所述像素的操作，所述透明晶体管至少部分地在所述光 电二极管上方，使得所述光电二极管接收穿过所述透明晶体管的光；及 读出电路，其用于基于所述浮动扩散区域中的电荷读出信号。
21、 如权利要求20所述的成像器装置，其中所述透明晶体管包含转移晶体管， 所述转移晶体管可操作以将所存储电荷从所述光电二极管递送到所述浮动扩散区域。
22、 如权利要求21所述的成像器装置，其中所述转移晶体管包含用于传递电荷 穿过所述转移晶体管的第一及第二沟道区域。
23、 如权利要求20所述的成像器装置，其中所述透明晶体管包含复位晶体管， 所述复位晶体管可操作以将所述浮动扩散区域复位为预定的复位电压状态。
24、 如权利要求20所述的成像器装置，其中所述透明晶体管包含源极跟随器晶 体管，所述源极跟随器晶体管耦合到所述浮动扩散区域。
25、 如权利要求20所述的成像器装置，其中所述透明晶体管包含行选择晶体管， 所述行选择晶体管用作耦合到源极跟随器晶体管的切换装置。
26、 如权利要求20所述的成像器装置，其中所述透明晶体管包含用于防止电荷 从所述光转换装置溢出的抗晕光晶体管。
27、 如权利要求20所述的成像器装置，其中所述透明晶体管包含存储栅极晶体管。
28、 如权利要求20所述的成像器装置，其中所述透明晶体管包含薄膜晶体管。
29、 如权利要求20所述的成像器装置，其中所述透明晶体管包含晶体管沟道， 所述晶体管沟道包含氧化锌锡。
30、 如权利要求29所述的成像器装置，其中所述透明晶体管进一步包含栅极电 介质，所述栅极电介质包含氧化铝(A1203)。
31、 如权利要求29所述的成像装置，其中所述透明晶体管进一步包含栅极电介 质，所述栅极电介质包含氧化锡(Ti03)。
32、 如权利要求29所述的成像器装置，其中所述透明晶体管进一步包含栅极电 介质，所述栅极电介质包含原子层沉积二氧化硅(ALDSi02)。
33、 如权利要求29所述的成像器装置，其中所述透明晶体管进一步包含栅极电 极，所述栅极电极包含氧化铟锡。
34、 如权利要求20所述的成像器装置，其中所述光转换装置包含光电二极管。
35、 一种形成像素电路的方法，其包含.-在衬底中形成光转换装置；在所述衬底中形成用于接收及存储来自所述光转换装置的电荷的浮动扩散区 域；及形成用于所述像素的操作的透明晶体管，所述透明晶体管至少部分地形成于所 述光转换装置上方。
36、 如权利要求35所述的方法，其中所述透明晶体管的所述形成包含形成可操 作以将所存储电荷从所述光转换装置递送到所述浮动扩散区域的转移晶体管。
37、 如权利要求36所述的方法，其中所述转移晶体管的所述形成包含形成用于 传递电荷穿过所述转移晶体管的第一及第二沟道。
38、 如权利要求35所述的方法，其中所述透明晶体管的所述形成包含形成可操 作以将所述浮动扩散区域复位为预定的复位电压状态的复位晶体管。
39、 如权利要求35所述的方法，其中所述透明晶体管的所述形成包含形成耦合 到所述浮动扩散区域的源极跟随器晶体管。
40、 如权利要求35所述的方法，其中所述透明晶体管的所述形成包含形成用作 耦合到源极跟随器晶体管的切换装置的行选择晶体管。
41、 如权利要求35所述的方法，其中所述透明晶体管的所述形成包含形成可操 作以防止电荷从所述光转换装置溢出的抗晕光晶体管。
42、 如权利要求35所述的方法，其中所述透明晶体管的所述形成包含形成存储 栅极晶体管。
43、 如权利要求35所述的方法，其中所述透明晶体管的所述形成包含形成薄膜 晶体管。
44、 如权利要求35所述的方法，其中所述光转换装置的所述形成包含形成光电二极管。
45、 如权利要求35所述的方法，其中所述透明晶体管的所述形成包含形成晶体 管沟道，所述晶体管沟道包含氧化锌锡。
46、 如权利要求45所述的方法，其中所述透明晶体管的所述形成进一步包含形 成栅极电介质，所述栅极电介质包含氧化铝(A1203)。
47、 如权利要求45所述的方法，其中所述透明晶体管的所述形成进一步包含形 成栅极电介质，所述栅极电介质包含氧化锡(Ti03)。
48、 如权利要求45所述的方法，其中所述透明晶体管的所述形成进一步包含形 成栅极电介质，所述栅极电介质包含原子层沉积二氧化硅(ALDSi02)。
49、 如权利要求45所述的成像器装置，其中所述透明晶体管的所述形成进一步 包含形成栅极电极，所述栅极电极包含氧化铟锡。
50、 一种处理系统，其包含 处理器；及 成像器装置，其包含像素电路阵列，至少某些所述像素电路包含-光电二极管；浮动扩散区域，其用于接收及存储来自所述光电二极管的电荷；及 透明晶体管，其用于所述像素的操作，所述透明晶体管至少部分地在所述 光电二极管上方，使得所述光电二极管接收穿过所述透明晶体管的光；及 读出电路，其用于基于所述浮动扩散区域中的电荷读出信号。
51、 如权利要求50所述的处理系统，其中所述透明晶体管包含转移晶体管，所 述转移晶体管可操作以将所存储电荷从所述光电二极管递送到所述浮动扩散区域。
52、 如权利要求51所述的处理系统，其中所述转移晶体管包含用于传递电荷穿 过所述转移晶体管的第一及第二沟道区域。
53、 如权利要求50所述的处理系统，其中所述透明晶体管包含复位晶体管，所 述复位晶体管可操作以将所述浮动扩散区域复位为预定的复位电压状态。
54、 如权利要求50所述的处理系统，其中所述透明晶体管包含源极跟随器晶体 管，所述源极跟随器晶体管耦合到所述浮动扩散区域。
55、 如权利要求50所述的处理系统，其中所述透明晶体管包含行选择晶体管， 所述行选择晶体管用作耦合到源极跟随器晶体管的切换装置。
56、 如权利要求50所述的处理系统，其中所述透明晶体管包含用于防止电荷从 所述光转换装置溢出的抗晕光晶体管。
57、 如权利要求50所述的处理系统，其中所述透明晶体管包含存储栅极晶体管。
58、 如权利要求50所述的处理系统，其中所述透明晶体管包含薄膜晶体管。
59、 如权利要求50所述的处理系统，其中所述透明晶体管包含晶体管沟道，所 述晶体管沟道包含氧化锌锡。
60、 如权利要求59所述的处理系统，其中所述透明晶体管进一步包含栅极电介 质，所述栅极电介质包含氧化铝(A1203)。
61、 如权利要求59所述的处理系统，其中所述透明晶体管进一步包含栅极电介 质，所述栅极电介质包含氧化锡(Ti03)。
62、 如权利要求59所述的处理系统，其中所述透明晶体管进一步包含栅极电介 质，所述栅极电介质包含原子层沉积二氧化硅(ALDSi02)。
63、 如权利要求59所述的处理系统，其中所述透明晶体管进一步包含栅极电极， 所述栅极电极包含氧化铟锡。
64、 如权利要求50所述的处理系统，其中所述光转换装置包含光电二极管。
65、 一种像素电路，其包含 光转换装置；浮动扩散区域，其用于接收及存储来自所述光转换装置的电荷；及晶体管，其用于所述像素的操作，所述晶体管的至少一部分透射可见光波长内的光，而散射不超过10%，其中所述晶体管至少部分地在所述光转换装置上方，使得所述光转换装置接收穿过所述晶体管的光。
66、 如权利要求65所述的像素电路，其中所述晶体管的透射光的所述部分能够 透射可见光波长内的光。
67、 如权利要求65所述的像素电路，其中所述晶体管的透射光的所述部分能够 以不超过10%的散射透射光。
68、 一种像素电路，其包含 光转换装置；浮动扩散区域，其用于接收及存储来自所述光转换装置的电荷；及 晶体管，其用于所述像素的操作，所述晶体管的至少一部分透射光。
全文摘要
本发明揭示一种像素电路及形成像素电路、成像器装置及处理系统的方法，其包括光转换装置、用于从所述光转换装置接收并存储电荷的浮动扩散区域，及用于像素的操作的透明晶体管，其中所述透明晶体管至少部分地在所述光转换装置上方，使得所述光转换装置接收穿过所述透明晶体管的光。
文档编号H01L27/146GK101366120SQ200780001753
公开日2009年2月11日 申请日期2007年8月28日 优先权日2006年8月31日
发明者钱德拉·穆利 申请人:美光科技公司