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TWI569435B - 具有介電電荷捕捉裝置之影像感測器 - Google Patents

具有介電電荷捕捉裝置之影像感測器 Download PDF

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TWI569435B
TWI569435B TW103126489A TW103126489A TWI569435B TW I569435 B TWI569435 B TW I569435B TW 103126489 A TW103126489 A TW 103126489A TW 103126489 A TW103126489 A TW 103126489A TW I569435 B TWI569435 B TW I569435B
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trapping device
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dielectric charge
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歐蕊 奧昆 席勒克
大江 楊
信崇 胡
菲利浦 約翰 奇迪索
戴森Ｈ 戴
剛 陳
楊存宇
林志強
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豪威科技股份有限公司
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Description

具有介電電荷捕捉裝置之影像感測器
本發明大體上係關於影像感測器，且特定而言但不排他地，係關於CMOS影像感測器。
影像感測器廣泛用於數位相機、蜂巢式電話、保全相機以及醫療、汽車及其他應用中。互補金屬氧化物半導體(「CMOS」)技術用於在矽基板上製造低成本影像感測器。在大量影像感測器中，影像感測器通常包含若干光感測器單元或像素。一典型之個別像素包含一微透鏡、一濾光片、一光敏元件、一浮動擴散區域及用於自光敏元件讀出一信號之一或多個電晶體。該等光敏元件、浮動擴散區域及閘極氧化物佈置在一基板上。
在操作期間，將一CMOS影像感測器曝露於轉換成作為一影像讀出之一電信號之光。然而，在習知CMOS影像感測器中，一所獲取之影像之電記錄(electrical signature)可經常保持嵌入在影像感測器之部分中，其接著出現在隨後獲取之影像之隨後讀出之電信號中。保持在影像感測器中之一先前感測到之影像之電記錄通常稱為「重影」、「一重影假影」或「一記憶效應」。通常而言，此記憶效應係非所要的且影像感測器設計者付出大量努力來試圖消除或至少減緩其之存在。
100‧‧‧成像系統
102‧‧‧像素陣列
136‧‧‧讀出電路
138‧‧‧控制電路
140‧‧‧功能邏輯
200‧‧‧像素電路
210‧‧‧電荷捕捉裝置
215‧‧‧光學擦除信號
220‧‧‧轉移電晶體
228‧‧‧讀出行線
240‧‧‧重設電晶體
250‧‧‧源極隨耦器電晶體
260‧‧‧選擇電晶體
300‧‧‧影像感測器像素/像素
302‧‧‧基板
304‧‧‧磊晶層
308‧‧‧金屬堆疊
310‧‧‧光敏元件/光電二極體區域
315‧‧‧轉移多晶矽閘極/轉移閘極/多晶矽閘極
320‧‧‧浮動擴散(FD)區域/浮動擴散
325‧‧‧電荷捕捉層
330‧‧‧氧化物層
335‧‧‧金屬接觸件
340‧‧‧金屬接觸件
345‧‧‧金屬接觸件
350‧‧‧發光二極體/雷射
355‧‧‧波導
402‧‧‧垂直軸
404‧‧‧光學擦除信號
500‧‧‧背照式(BSI)影像感測器像素/像素
600‧‧‧BSI影像感測器像素/像素
700‧‧‧前照式(FSI)影像感測器像素/像素
800‧‧‧BSI影像感測器像素/像素
802‧‧‧電荷捕捉層
C1‧‧‧行
C2‧‧‧行
C3‧‧‧行
C4‧‧‧行
C5‧‧‧行
Cx‧‧‧行
FD‧‧‧浮動擴散節點/浮動擴散
M‧‧‧金屬接觸件
M0‧‧‧金屬層
M1‧‧‧金屬層
M2‧‧‧金屬層
PD‧‧‧光電二極體
P1‧‧‧像素
P2‧‧‧像素
P3‧‧‧像素
Pn‧‧‧像素
RS‧‧‧選擇信號
RST‧‧‧重設信號
R1‧‧‧列
R2‧‧‧列
R3‧‧‧列
R4‧‧‧列
Ry‧‧‧列
TX‧‧‧轉移信號
VDD‧‧‧電源軌
VDDrst‧‧‧電源軌
V1‧‧‧通孔
V_BIAS‧‧‧可變偏壓
參考隨附圖式描述例示性實施例，其中相同元件符號在各種視圖中始終指代相同部件，除非另有指示。
圖1為繪示根據本發明之一實施例之一成像系統之一方塊圖。
圖2為繪示根據本發明之一實施例之一影像感測器像素之樣本像素電路之一示意圖。
圖3為根據一實施例之包含一電荷捕捉層之一影像感測器像素之一橫截面圖。
圖4A至圖4C為根據本發明之一實施例之用於操作具有一電荷捕捉層之一影像感測器像素之一程序之橫截面圖。
圖5為根據本發明之一實施例之包含佈置在影像感測器之一前側上之一電荷捕捉層之一背照式(BSI)影像感測器像素之一橫截面圖，其中該電荷捕捉層自前側擦除。
圖6為根據本發明之一實施例之包含佈置在轉移閘極之一部分上之一電荷捕捉層之一BSI影像感測器像素之一橫截面圖。
圖7為根據本發明之一實施例之包含佈置在影像感測器之一前側上之一電荷捕捉層之一前照式(FSI)影像感測器像素之一橫截面圖，其中電荷捕捉層自前側擦除。
圖8為根據本發明之一實施例之包含佈置在影像感測器之一背側上之一電荷捕捉層之一BSI影像感測器像素之一橫截面圖，其中該電荷捕捉層自背側擦除。
在本文中描述一像素、影像感測器、成像系統及製造一像素、影像感測器及具有一介電電荷捕捉裝置之成像系統之方法之實施例。在以下描述中，陳述許多具體細節以提供對實施例之一透徹理解。然而，熟悉此項技術者將認知，本文描述之技術可在沒有該等具體細節之一或多者之情況下實踐或以其他方法、組件或材料等等實踐。在其 他情況中，未詳細展示或描述熟知結構、材料或操作以避免模糊某些態樣。舉例而言，雖然未繪示，但應瞭解，影像感測器像素可包含用於製造CIS像素之若干習知層(例如，抗反射膜等等)。此外，本文中繪示之影像感測器像素之所繪示之橫截面不一定繪示與各像素相關聯之所有像素電路。然而，應瞭解，各像素可包含耦合至其收集區域以執行各種功能(諸如開始影像獲取、重設所累積之影像電荷、轉移出所獲取影像資料或其他)之像素電路。
貫穿本說明書之對「一個實施例」或「一實施例」之參考表示結合該實施例描述之一特定特徵、結構或特性包含在本發明之至少一實施例中。因此，片語「在一個實施例中」或「在一實施例中」在貫穿本說明書之各種地方之出現不一定全都係指相同實施例。此外，在一或多個實施例中，特定特徵、結構或特性可以任何合適方式組合。
如上文提及，重影或記憶效應之存在在習知CMOS影像感測器中係非所要的。通常而言，記憶效應為包含在影像感測器中之一或多個介電層之光學充電之結果。本發明之實施例意欲利用一介電層之光學輔助充電來提供一經改良之影像感測器。在一實例中，一介電電荷捕捉裝置包含在CMOS影像感測器中且經組態以藉由利用電荷捕捉及讀出而非習知感測器中使用之光電導及讀出來偵測x射線。在另一實例中，一介電電荷捕捉裝置包含在CMOS影像感測器中以偵測紅外線輻射且使紅外線輻射成像。
下文詳細描述上文之各種組態，其中CMOS影像感測器係前照式或背照式的且其中介電電荷捕捉裝置定位在感測器之前側或背側上。此外，本發明之實施例可包含包括在前側或背側上之影像感測器中之一光源以在介電電荷捕捉裝置上發射光學擦除信號以擦除任何所捕捉之電荷。
圖1為繪示根據本發明之一實施例之一成像系統100之一方塊 圖。所繪示之成像系統100之實施例包含像素陣列102(其具有上文提及之改良特性之一或多者)、讀出電路136、功能邏輯140及控制電路138。像素陣列102為影像感測器像素(例如，P1、P2...、Pn)之一二維(「2D」)陣列。在一實施例中，使用下文描述之圖2至圖8之像素200、300、500、600、700及800之一或多者實施各像素。在一實施例中，各像素為一互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器(CIS)像素。在一實施例中，像素陣列102包含一彩色濾光片陣列，該彩色濾光片陣列包含紅色、綠色及藍色濾光片之一彩色圖案(例如，拜耳(Bayer)圖案或馬賽克)。如所繪示，各像素佈置成一列(例如，列R1至Ry)及一行(例如，行C1至Cx)以獲取一人物、場所或物件之影像資料，接著可使用該影像資料呈現人物、場所或物件之一2D影像。
在各像素已獲取其影像資料或影像電荷之後，影像資料由讀出電路136讀出且被轉移至功能邏輯140。讀出電路136可包含放大電路、類比轉數位(「ADC」)轉換電路或其他電路。功能邏輯140可簡單地儲存影像資料或甚至藉由施加後影像效果(例如，剪裁、旋轉、移除紅眼、調整亮度、調整對比度或其他)來操縱影像資料。在一實施例中，讀出電路136可沿著讀出行線(繪示如位元線118)每次讀出一列資料或可使用各種其他技術(未繪示)(諸如，一行/列讀出、一串列讀出或同時完全並行讀出所有像素)讀出影像資料。控制電路138與像素陣列102連接以控制像素陣列102之操作特性。舉例而言，控制電路138可產生用於控制影像獲取之一快門信號。
圖2為繪示根據本發明之一實施例之一單個影像感測器像素之樣本像素電路200之一示意圖。雖然圖2將像素電路200繪示為一像素陣列內之一四電晶體(「4T」)像素架構，但像素電路200只是用於實施圖1之像素陣列102內之各像素之一可行像素電路架構。即，應瞭解本發明之實施例不限於4T像素架構；實情係，受益於本發明之一般技術 者將理解本教示亦適用於3T設計、5T設計及各種其他像素架構。
在圖2中，像素電路200包含一光敏元件(例如，光電二極體PD)、一轉移電晶體220、一重設電晶體240、一源極隨耦器(「SF」)電晶體250及一選擇電晶體260。一電荷捕捉裝置210靜電地耦合至光電二極體PD。在一實施例中，圖1之像素P1-Pn使用像素電路200來實施。在操作期間，轉移電晶體T1接收一轉移信號TX，該轉移信號在捕捉在電荷捕捉裝置210中之電荷之影響下將累積在光電二極體PD中之電荷轉移至一浮動擴散節點FD。在一實施例中，浮動擴散節點FD可耦合至一儲存電容器以暫時儲存影像電荷。
電荷捕捉裝置210耦合至光電二極體PD之陰極且亦經耦合以接收一可變偏壓V_BIAS。如將在下文論述，電荷捕捉裝置210可在給捕捉在電荷捕捉裝置210中之電荷充電且/或感測捕捉在電荷捕捉裝置210中之電荷時接收正偏壓V_BIAS。隨後，當電荷捕捉裝置210以光學擦除信號215照射以擦除所捕捉之電荷時，電荷捕捉裝置210可接收零或負偏壓V_BIAS。
重設電晶體T2耦合在一電源軌VDDrst與浮動擴散節點FD之間以在一重設信號RST之控制下使像素重設(例如，將FD及PD放電或充電至一預設電壓)。浮動擴散節點FD經耦合以控制SF電晶體T3之閘極。SF電晶體T3耦合在電源軌VDD與選擇電晶體T4之間。在一實施例中，SF電晶體T3之汲極區域耦合至電荷捕捉裝置210使得VDDrst與偏壓V_BIAS相同。SF電晶體T3作為一源極隨耦器而操作，從而提供與浮動擴散FD之一高阻抗連接。選擇電晶體260在一選擇信號RS之控制之下將像素電路200之輸出耦合至讀出行線228。
圖3為根據一實施例之包含一電荷捕捉層325之一影像感測器像素300之一橫截面圖。在所繪示之實例中，影像感測器像素300為一前照式(FSI)影像感測器像素，其經組態以藉由電荷捕捉進行直接x射線 光子偵測。
一金屬堆疊308可包含金屬層(例如，金屬層M1及M2)，其等以某一方式圖案化以產生一光通路，入射在像素300上之光可透過該光通路到達光敏或光電二極體(「PD」)元件310。一般而言，一影像感測器包含在一較大基板(即，延伸超過如所展示之基板302)中以二維列及行之陣列配置之若干影像感測器像素300。像素300進一步包含佈置在磊晶層304中之一摻雜井(未展示)中之一浮動擴散(FD)區域320。如圖3中所展示，磊晶層304佈置在基板302上。淺溝渠隔離(未展示)亦可包含在磊晶層304中或磊晶層304上以使像素300與鄰近像素分離。具有一轉移多晶矽閘極315之一轉移電晶體佈置在光敏元件310與FD區域320之間，且用於在電荷捕捉層325之影響下將自光敏元件310輸出之信號轉移至浮動擴散區域320。
在圖3中進一步展示的是一氧化物層330，其佈置在磊晶層304之前側表面上。在一實例中，氧化物層330及電荷捕捉層325具有約100微米至約1毫米之一厚度以用於10keV至約50keV之x射線光子偵測。接著，將電荷捕捉層325佈置在氧化物330上。在一實施例中，電荷捕捉層325包含一介電質，諸如氮化矽(SiN)、氧化鉿(HfO)、氧化鉭(TaO)、氧化矽(SiO)或氮氧化矽(SiON)。亦展示佈置於介電層306中之金屬接觸件335、340及345。金屬接觸件335、340及345之一或多者可包含鈦(Ti)、鎢(W)及鋁(Al)。金屬接觸件335電耦合至金屬層M1且電耦合至金屬層M0以向電荷捕捉層325提供一偏壓V_BIAS。在一實施例中，金屬接觸件335進一步耦合至一源極隨耦器電晶體之一汲極區域(例如，圖2之SF電晶體250之汲極)。
金屬接觸件340電耦合至金屬層M1且電耦合至多晶矽閘極315以向閘極315提供一控制信號，諸如轉移信號TX。金屬接觸件345藉由通孔V1及金屬層M1電耦合至金屬層M2。金屬接觸件345亦電耦合至 浮動擴散區域320。
如圖3中所展示，像素300亦可包含光源，其經耦合以發射一光學擦除信號以擦除捕捉在電荷捕捉層325中之電荷。像素300之光源包含一發光二極體350及一平面波導355。在一實施例中，由二極體350及/或波導355發射之光學擦除信號為具有約405奈米之一波長之一藍光。
現將參考圖4A至圖4C描述像素300之操作。圖4A繪示一曝光週期，其中x射線輻射給介電電荷捕捉層325充電。如所展示，電荷捕捉層325經佈置以接收沿著垂直軸402之x射線輻射。亦展示介電捕捉層325在此週期期間以一正偏壓V_BIAS偏置。圖4B繪示感測及讀出收集在光敏元件310中之由所捕捉之電荷引致之過量或減少之暗電流。在一實施例中，多次讀出所引致之暗電流且在多個圖框上使所引致之暗電流平均化以增加像素之信號雜訊比。圖4C說明藉由施加零或負偏壓V_BIAS且藉由使電荷捕捉層325曝露於光學擦除信號404來擦除捕捉在電荷捕捉層325中之正電荷。如上文提及，雷射350可為發射具有約405nm之一波長之藍光之一藍色雷射。
圖5為根據本發明之一實施例之一背照式(BSI)影像感測器像素500之一橫截面圖，該背照式(BSI)影像感測器像素500包含佈置在影像感測器之一前側上之電荷捕捉層325，其中電荷捕捉層自前側擦除。在一實施例中，影像感測器像素500為經組態以用於使小於矽帶隙之紅外/熱波長能量成像之一像素。此係因為介電電荷捕捉層325之淺陷阱能階可用於IR偵測。
如圖5中所展示，IR光及可見光係入射在像素500之背側上。IR光及可見光沿著垂直軸402傳播通過遠大於約50微米之矽。可見光在光電二極體區域310中產生電荷，而IR光繼續傳播通過磊晶層304之前側以在電荷捕捉層325處產生充電。在一讀出階段期間，像素500可被 讀出兩次，一次用於讀出歸因於可見光而累積在光電二極體區域310中之電荷且接著第二次用於讀出表示捕捉在介電電荷捕捉層325中之紅外線影像之暗信號。如同先前實施例，影像感測器像素500包含一光源，該光源佈置在像素之前側上使得光學擦除信號404沿著垂直軸402分散至電荷捕捉層325上。
圖6為根據本發明之一實施例之包含佈置在轉移閘極315之一部分上之一電荷捕捉層325之一BSI影像感測器像素600之一橫截面圖。如所展示，電荷捕捉層325與金屬接觸件335及金屬接觸件340兩者電接觸。在操作中，電荷捕捉層325之偏置可由偏壓V_BIAS及金屬接觸件340所提供之一電壓兩者控制。舉例而言，在曝光週期期間，偏壓V_BIAS可處在一正3伏特，而金屬接觸件340可提供一負一(1)伏特。
圖7為根據本發明之一實施例之包含佈置在影像感測器之一前側上之電荷捕捉層325之一前照式(FSI)影像感測器像素700之一橫截面圖，其中電荷捕捉層325自前側擦除。
圖8為根據本發明之一實施例之包含佈置在影像感測器之一背側上之一電荷捕捉層802之一BSI影像感測器像素800之一橫截面圖，其中電荷捕捉層802自背側擦除。如圖8中所展示，一氧化物層330佈置在影像感測器像素800之背側上且介電電荷捕捉層802佈置在氧化物層330上。亦展示一金屬接觸件M，其佈置在裝置之背側上以提供偏壓V_BIAS。在一實施例中，金屬接觸件M藉由通孔(未展示)或其他佈線(未展示)耦合至金屬層M1。在操作中，影像感測器像素800接收入射在像素800之背側上之IR及可見光。IR光在電荷捕捉層802中產生電荷，而可見光在釘紮光電二極體區域310中產生電荷。平面波導355進一步佈置在像素800之背側上。如所展示，波導355對於可見光及IR光兩者係透射的。
在所揭示之實施例中，基板302可經P型摻雜，epi層304可經P型 摻雜，浮動擴散320可經N型摻雜，光敏元件310可經N型摻雜，釘紮層(未展示)可經P型摻雜且轉移閘極315可經N型摻雜。應瞭解，所有元件之導電類型可交換使得(例如)基板302可經N+摻雜，epi層304可經N-摻雜且光敏元件310可經P型摻雜。
本發明之所繪示之實施例之以上描述(包含說明書摘要中描述之內容)不旨在為詳盡的或將實施例限於所揭示之精確形式。雖然在本文中出於闡釋目的描述特定實施例，但如熟悉此項技術者將認知，各種修改在本發明範疇內係可能的。可在以上詳細描述之背景下做出該等修改。一些此等修改之實例包含摻雜劑濃度、層厚度及類似者。此外，雖然本文繪示之實施例係關於使用前照之CMOS感測器，但將瞭解其等亦可適用於使用背照之CMOS感測器。
以下申請專利範圍中使用之術語不應解釋為將本發明限於本說明書中揭示之特定實施例。實情係，本發明範疇應完全由以下申請專利範圍判定，申請專利範圍根據制定之請求項解釋規則來解釋。
300‧‧‧影像感測器像素/像素
302‧‧‧基板
304‧‧‧磊晶層
308‧‧‧金屬堆疊
310‧‧‧光敏元件/光電二極體區域
315‧‧‧轉移多晶矽閘極/轉移閘極/多晶矽閘極
320‧‧‧浮動擴散(FD)區域/浮動擴散
325‧‧‧電荷捕捉層
330‧‧‧氧化物層
335‧‧‧金屬接觸件
340‧‧‧金屬接觸件
345‧‧‧金屬接觸件
350‧‧‧發光二極體/雷射
355‧‧‧波導
M0‧‧‧金屬層
M1‧‧‧金屬層
M2‧‧‧金屬層
V1‧‧‧通孔
V_BIAS‧‧‧可變偏壓

Claims (25)

  1. 一種影像感測器像素，其包括：一光敏元件，其佈置在一半導體層中以接收沿著一垂直軸之一第一類型之電磁輻射；一浮動擴散區域，其佈置在該半導體層中；一轉移閘極，其佈置在該光敏元件與該浮動擴散區域之間之該半導體層上以控制該光敏元件中產生之電荷至該浮動擴散區域之一流動；一介電電荷捕捉裝置，其佈置在該半導體層上以接收沿著該垂直軸之一第二類型之電磁輻射且回應於該第二類型之該電磁輻射捕捉電荷，其中該介電電荷捕捉裝置經進一步組態以回應於該等所捕捉之電荷在該光敏元件中引致電荷；一第一金屬接觸件，其耦合至該介電電荷捕捉裝置以向該介電電荷捕捉裝置提供一第一偏壓；及一光源，該光源經耦合以沿著該垂直軸發射一光學擦除信號以擦除捕捉在該介電電荷捕捉裝置中之電荷，其中該光源包括：一發光二極體；及一波導，其光學地耦合至該發光二極體且經組態以沿著該垂直軸發射該光學擦除信號。
  2. 如請求項1之影像感測器像素，其中該第一金屬接觸件進一步耦合至該影像感測器像素之一源極隨耦器電晶體之一汲極區域以向該汲極區域提供該第一偏壓。
  3. 如請求項1之影像感測器像素，其進一步包括佈置在該半導體層之一表面上之一氧化物層，其中該介電電荷捕捉裝置佈置在該 氧化物層上。
  4. 如請求項1之影像感測器像素，其進一步包括一第二金屬接觸件，其耦合至該轉移閘極以控制自該光敏區域至該浮動擴散區域之一電荷轉移，其中該介電電荷捕捉裝置重疊該轉移閘極之至少一部分且耦合至該第二金屬接觸件以接收一第二偏壓。
  5. 如請求項1之影像感測器像素，其中該光學擦除信號為具有約405奈米之一波長之藍光。
  6. 如請求項1之影像感測器像素，其中該第一類型之該電磁輻射包含可見光且該第二類型之該電磁輻射包含紅外光。
  7. 如請求項1之影像感測器像素，其中該第二類型之該電磁輻射包含x射線。
  8. 如請求項1之影像感測器像素，其中該介電電荷捕捉裝置包含選自由氮化矽(SiN)、氧化鉿(HfO)、氧化鉭(TaO)、氧化矽(SiO)及氮氧化矽(SiON)組成之群組之至少一種介電質。
  9. 如請求項1之影像感測器像素，其中該第一金屬接觸件包含選自由鈦(Ti)、鎢(W)及鋁(Al)組成之群組之至少一種金屬。
  10. 如請求項1之影像感測器像素，其中該影像感測器像素為一背照式影像感測器像素，其中該第一類型及該第二類型之該電磁輻射入射在該半導體層之一背側上。
  11. 如請求項10之影像感測器像素，其中該介電電荷捕捉裝置之一第一側佈置在該半導體層之該背側上，該影像感測器像素進一步包括一光源，該光源經耦合以沿著該垂直軸發射一光學擦除信號使得該光學擦除信號入射在該介電電荷捕捉裝置之一第二側上。
  12. 如請求項10之影像感測器像素，其中該介電電荷捕捉裝置之一第一側佈置在該半導體層之一前側上，該影像感測器像素進一 步包括一光源，該光源經耦合以沿著該垂直軸發射一光學擦除信號使得該光學擦除信號入射在該介電電荷捕捉裝置之一第二側上。
  13. 如請求項1之影像感測器像素，其中該光敏元件包含一釘紮光電二極體。
  14. 一種影像感測器，其包括：影像感測器像素之一互補金屬氧化物半導體(「CMOS」)陣列，其中該等影像感測器像素之各者包含：一光敏元件，其佈置在該影像感測器之一半導體層中以接收沿著一垂直軸之一第一類型之電磁輻射；一浮動擴散區域，其佈置在該半導體層中；一轉移閘極，其佈置在該光敏元件與該浮動擴散區域之間之該半導體層上以控制該光敏元件中產生之電荷至該浮動擴散區域之一流動；一介電電荷捕捉裝置，其佈置在該半導體層上以接收沿著該垂直軸之一第二類型之電磁輻射且回應於該第二類型之該電磁輻射捕捉電荷，其中該介電電荷捕捉裝置經進一步組態以回應於該等所捕捉之電荷在該光敏元件中引致電荷；一第一金屬接觸件，其耦合至該介電電荷捕捉裝置以向該介電電荷捕捉裝置提供一第一偏壓；及一光源，該光源經耦合以沿著該垂直軸發射一光學擦除信號以擦除捕捉在各介電電荷捕捉裝置中之電荷，其中該光源包括：一發光二極體；及一波導，其光學地耦合至該發光二極體且經組態以沿著該垂直軸發射該光學擦除信號。
  15. 如請求項14之影像感測器，其中各影像感測器像素包含一源極隨耦器電晶體，其中各第一金屬接觸件進一步耦合至一各自源極隨耦器電晶體之一汲極區域以向該汲極區域提供該第一偏壓。
  16. 如請求項14之影像感測器，其進一步包括佈置在該半導體層之一表面上之一氧化物層，其中該介電電荷捕捉裝置佈置在該氧化物層上。
  17. 如請求項14之影像感測器，其中各影像感測器像素進一步包括一第二金屬接觸件，該第二金屬接觸件耦合至該轉移閘極以控制自該光敏區域至該浮動擴散區域之一電荷轉移，其中該介電電荷捕捉裝置重疊該轉移閘極之至少一部分且耦合至該第二金屬接觸件以接收一第二偏壓。
  18. 如請求項14之影像感測器，其中該第一類型之該電磁輻射包含可見光且該第二類型之該電磁輻射包含紅外光。
  19. 如請求項14之影像感測器，其中該第二類型之該電磁輻射包含x射線。
  20. 如請求項14之影像感測器，其中各介電電荷捕捉裝置包含選自由氮化矽(SiN)、氧化鉿(HfO)、氧化鉭(TaO)、氧化矽(SiO)及氮氧化矽(SiON)組成之群組之至少一種介電質。
  21. 如請求項14之影像感測器，其中該影像感測器為一背照式影像感測器，其中該第一類型及該第二類型之該電磁輻射入射在該半導體層之一背側上。
  22. 如請求項21之影像感測器，其中各介電電荷捕捉裝置之一第一側佈置在該半導體層之該背側上，該影像感測器進一步包括一光源，該光源經耦合以沿著該垂直軸發射一光學擦除信號使得該光學擦除信號入射在該介電電荷捕捉裝置之一第二側上。
  23. 如請求項21之影像感測器，其中各介電電荷捕捉裝置之一第一側佈置在該半導體層之一前側上，該影像感測器進一步包括一光源，該光源經耦合以沿著該垂直軸發射一光學擦除信號使得該光學擦除信號入射在各介電電荷捕捉裝置之一第二側上。
  24. 一種影像感測器像素，其包括：一光敏元件，其佈置在一半導體層中以接收沿著一垂直軸之一第一類型之電磁輻射；一浮動擴散區域，其佈置在該半導體層中；一轉移閘極，其佈置在該光敏元件與該浮動擴散區域之間之該半導體層上以控制該光敏元件中產生之電荷至該浮動擴散區域之一流動；一介電電荷捕捉裝置，其佈置在該半導體層上以接收沿著該垂直軸之一第二類型之電磁輻射且回應於該第二類型之該電磁輻射捕捉電荷，其中該介電電荷捕捉裝置經進一步組態以回應於該等所捕捉之電荷在該光敏元件中引致電荷；及一第一金屬接觸件，其耦合至該介電電荷捕捉裝置以向該介電電荷捕捉裝置提供一第一偏壓，其中該第一金屬接觸件進一步耦合至該影像感測器像素之一源極隨耦器電晶體之一汲極區域以向該汲極區域提供該第一偏壓。
  25. 一種影像感測器，其包括：影像感測器像素之一互補金屬氧化物半導體(「CMOS」)陣列，其中該等影像感測器像素之各者包含：一光敏元件，其佈置在該影像感測器之一半導體層中以接收沿著一垂直軸之一第一類型之電磁輻射；一浮動擴散區域，其佈置在該半導體層中； 一轉移閘極，其佈置在該光敏元件與該浮動擴散區域之間之該半導體層上以控制該光敏元件中產生之電荷至該浮動擴散區域之一流動；一介電電荷捕捉裝置，其佈置在該半導體層上以接收沿著該垂直軸之一第二類型之電磁輻射且回應於該第二類型之該電磁輻射捕捉電荷，其中該介電電荷捕捉裝置經進一步組態以回應於該等所捕捉之電荷在該光敏元件中引致電荷；及一第一金屬接觸件，其耦合至該介電電荷捕捉裝置以向該介電電荷捕捉裝置提供一第一偏壓，其中各影像感測器像素包含一源極隨耦器電晶體，其中各第一金屬接觸件進一步耦合至一各自源極隨耦器電晶體之一汲極區域以向該汲極區域提供該第一偏壓。
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