图像传感器及其制造方法和包括图像传感器的光电系统

摘要

本发明涉及一种图像传感器及其制造方法和包括图像传感器的光电系统。所述图像传感器包括操作性连接到控制单元的多个像素，所述控制单元包括读出电路，其特征在于：图像传感器包括包含上层和下层的单片三维集成电路；其中每个像素包括：光敏元件，所述光敏元件布置在所述上层并且包括与传输层相关联的光敏层；有源装置，所述有源装置布置在所述下层并且操作性地耦接到光敏元件；以及分别电路性连接到光敏元件和读出电路的第一中间端子和输出端子；其中图像传感器还包括暗电流抑制电路；并且其中控制单元被配置成一旦读出像素，就通过暗电流抑制电路将所述像素的第一中间端子和输出端子电路性连接。

主权项

一种图像传感器(100，700，725，750，775，900)，包括操作性连接到控制单元的多个像素(101，300，402，422，442，600，701，726，751，776)，所述控制单元包括选择地读出由入射到所述多个像素的光产生的光信号的读出电路(102)，其特征在于：所述图像传感器包括单片三维集成电路(104，302，800)，所述单片三维集成电路包括具有多个第一堆叠层的上层(105，604)以及具有多个第二堆叠层的下层(106，605)，所述下层置于所述上层的下方；其中，所述多个像素中的每个像素包括：—光敏元件(107，301，403，423，443，500，601，710，727，752，777)，所述光敏元件布置在所述上层的选定位置，所述光敏元件包括与传输层(109，304，607)相关联的光敏层(108，303，606)，所述传输层包括至少一个二维材料层；—有源装置(110，603)，所述有源装置布置在所述下层的选定位置，所述有源装置包括至少一个半导体材料层并且操作性地耦接到所述光敏元件；—第一中间端子(404a，424a，444，703，730，778)，所述第一中间端子电路性连接至所述光敏元件；以及—输出端子(706，732，757，780)，所述输出端子电路性连接至所述读出电路(102)；其中所述图像传感器还包括暗电流抑制电路(400，420，440)，所述暗电流抑制电路被配置成大体上抑制在曝光周期中由所述像素的光敏元件产生的暗电流；并且其中所述控制单元至少部分地布置在所述下层(106，605)并且被配置成，在给定的像素待要被读出时，将所述像素的第一中间端子(404a，424a，444)：—通过所述暗电流抑制电路(400，420，440)与所述像素的输出端子(706，732，757，780)电路性连接；或者—与所述像素的输出端子以及与所述暗电流抑制电路电路性连接。