CN100561745C - 使用与浮动扩散区的肖特基和欧姆接触的双转换增益成像器像素和其制造及操作方法 - Google Patents
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Abstract
一种具有双转换增益电荷存储且因此具有改进的动态范围的成像器包括耦合在浮动扩散区与各自电容器之间的双转换增益元件(例如，肖特基二极管)。所述双转换增益元件响应于存储在所述浮动扩散区处的电荷而切换所述电容器的电容，以将所述浮动扩散区的转换增益从第一转换增益改变为第二转换增益。源极跟随器晶体管的栅极与所述浮动扩散区之间的欧姆接触帮助读出像素的双转换增益输出信号。
Description
技术领域
本发明大体上涉及成像装置，且更明确地说涉及双转换增益成像装置。
背景技术
成像装置，包含电荷耦合装置(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)成像器，普遍用于光成像应用中。
CMOS成像器电路包含像素的焦平面阵列，所述像素的每一者包含光传感器(例如，光栅、光电导体或光电二极管)，用于聚积衬底的一部分上的光产生的电荷。每一像素具有形成在衬底上或衬底中的电荷存储区，其连接到作为读出电路的一部分的输出晶体管的栅极。电荷存储区可构造为浮动扩散区。在一些成像器电路中，每一像素可包含用于将来自光传感器的电荷转移到存储区的至少一个电子装置(例如，晶体管)，以及一个用于在电荷转移之前将存储区复位为预定电荷电平的装置(通常也是晶体管)。
在CMOS成像器中，像素的有源元件执行必要的功能：(1)光子向电荷的转换；(2)影像电荷的聚积；(3)将存储区复位为已知状态；(4)伴随着电荷放大将电荷转移到存储区；(5)选择供读出的像素；和(6)输出并放大表示复位电平和像素电荷的信号。光电荷当从初始电荷聚积区移动到存储区时可被放大。存储区处的电荷通常由源极跟随器输出晶体管转换为像素输出电压。
通常已知上文论述的类型的CMOS成像器，例如转让给Micron Technology公司的第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号美国专利和第6,333,205号美国专利中所论述，所述专利全文以引用的方式并入本文。
图1中展示典型的四晶体管(4T)CMOS图像像素10。像素10包含光传感器12(例如，光电二极管、光栅等)、转移晶体管14、浮动扩散区FD、复位晶体管16、源极跟随器晶体管18和行选择晶体管20。当转移晶体管14由转移栅极控制信号TX启动时，光传感器12通过转移晶体管14连接到浮动扩散区FD。
复位晶体管16连接在浮动扩散区FD与阵列像素电源电压Vaa_pix之间。复位控制信号RST用于启动复位晶体管16，所述复位晶体管16将浮动扩散区FD复位为阵列像素电源电压Vaa_pix电平。
源极跟随器晶体管18的栅极连接到浮动扩散区FD，且源极跟随器晶体管18连接在阵列像素电源电压Vaa_pix与行选择晶体管20之间。源极跟随器晶体管18将存储在浮动扩散区FD处的电荷转换成电输出电压信号Vrst(其在复位浮动扩散区FD时产生)和Vsig(其在晶体管14将电荷从光传感器12转移到浮动扩散区FD之后产生)。行选择晶体管20可由行选择信号SEL控制，以便将源极跟随器晶体管18及其输出电压信号Vout选择性地连接到像素阵列的列线22。
任何成像器的一个重要性能特性是其动态范围。在用于感测弱光信号并捕捉照明度或亮度具有较大变化的图像的应用中需要较大动态范围。明确地说，成像器的动态范围可界定为成像器在未饱和时检测到的最小照明度与成像器在信噪比(SNR)等于1时检测到的照明度的比率。场景的动态范围也可表达为其最高照明度水平与其最低照明度水平的比率。
场景内动态范围是指成像器可在单一的图像数据帧中容纳的入射信号的范围。产生高动态范围入射信号的场景的实例包含具有室外窗户的室内房间、混合了阴影和明亮阳光的室外、将人工照明与阴影组合的夜间场景，且在汽车情境中，在明朗的天气正进入或即将离开隧道或阴影区域的汽车。
图2说明具有像素阵列240的CMOS成像器装置308的方框图，其中每一像素如上文所述或根据其它已知的像素结构而构造。像素阵列240包括排列成预定数目的列和行的多个像素。阵列240中每一行的像素全部由行选择线同时接通，且每一列的像素由各自列选择线选择性地输出。为整个阵列240提供多个行和列线。行线由行驱动器245响应于行地址解码器255而选择性地启动，且列选择线由列驱动器260响应于列地址解码器270而选择性地启动。因此，为每一像素提供行和列地址。
成像器308由控制电路250操作，所述控制电路250控制地址解码器255、270以便选择适当的行和列线以用于像素读出，并控制行和列驱动器电路245、260，所述行和列驱动器电路245、260将驱动电压施加到选定的行和列线的驱动晶体管。通常包含像素复位信号Vrst和像素图像信号Vsig的像素列信号由与列驱动器260相关联的取样保持电路261读取。微分放大器262产生并放大微分信号Vrst-Vsig。微分信号由模拟-数字转换器275数字化。模拟-数字转换器275将模拟微分信号转换为数字信号，所述数字信号被馈送到图像处理器280以形成并输出数字图像。
常规像素10(图1)的光电荷转换而成的信号Vsig的照明度-电压曲线如图3所示通常为线性的，图3说明现有技术像素10的照明度与电压曲线图。可在相对较低水平的照明度Imax时达到像素10的最大电压Vmax，这促使像素10容易饱和。当由光传感器12捕捉并转换成电荷的光大于光传感器12的容量时，多余电荷可能溢出并转移到衬底中且到达邻近的像素，这不合乎需要。因此，希望且需要成像器像素10和大体上成像器308的饱和响应的改进。改进的饱和响应将改进成像器的动态范围。
发明内容
本发明在示范性实施例中提供一种具有双转换增益电荷存储且因此具有改进的动态范围的成像器。双转换增益元件(例如，肖特基二极管)耦合在浮动扩散区与各自电容器之间。所述双转换增益元件响应于存储在所述浮动扩散区处的电荷而切换所述电容器的电容，以将所述浮动扩散区的转换增益从第一转换增益改变为第二转换增益。
在另一方面，本发明在示范性实施例中提供一种欧姆接触，其在源极跟随器晶体管的栅极与所述浮动扩散区之间，帮助读出像素的双转换增益输出信号。
附图说明
从结合附图提供的以下具体实施方式中将更好地理解本发明的这些和其它特征及优点，附图中：
图1是四晶体管(4T)像素的示意图；
图2是成像装置的方框图；
图3说明图1的像素的示范性发光度与电压曲线图；
图4说明根据本发明实施例的示范性浮动扩散区；
图5说明根据本发明实施例的示范性照明度与电压曲线图；
图6是说明图4像素的操作的电位图；
图7说明根据本发明实施例的示范性电路图；
图8说明根据本发明示范性实施例的4向共享像素实施方案的示范性自顶向下视图；以及
图9说明根据本发明实施例的并入有至少一个成像器装置的处理器系统。
具体实施方式
在以下具体实施方式中将参看附图，附图形成本文的一部分且附图中以说明的方式展示可实践本发明的特定实施例。充分详细地描述这些实施例以使所属领域的技术人员能够实践本发明，且应了解，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下利用其它实施例且可作出结构、逻辑和电方面的变化。
术语“衬底”应理解为包含硅、绝缘体上硅(SOI)或蓝宝石上硅(SOS)技术的基于半导体的材料、掺杂和未掺杂的半导体、由基础半导体基底支撑的硅的外延层，以及其它半导体结构。此外，当在以下描述中引用“衬底”时，可能已利用先前工艺步骤在基础半导体结构或基底中形成了区或结。另外，半导体不需要基于硅，而是可基于硅-锗、锗，或砷化镓。
术语“像素”是指含有用于将光辐射转换成电信号的光传感器和晶体管的像元格子单元。出于说明的目的，图中以及本文描述内容中说明了代表性像素，且通常，成像器阵列中所有像素的制造将以类似方式同时进行。
如下文所论述，本发明增加像素的浮动扩散区的存储容量，藉此增加像素的动态范围。图4说明根据本发明实施例而构造的示范性像素110的一部分的横截面。像素110含有浮动扩散区30，其通过转移晶体管14从光传感器(图4中说明为p-n-p二极管)接收电荷。像素110的双转换增益开关元件形成在浮动扩散区30与电容器C1之间。优选地，双转换增益开关元件是形成肖特基二极管的肖特基接触32。欧姆接触34形成在浮动扩散区30与源极跟随器晶体管栅极18之间。欧姆接触34由n-掺杂浮动扩散区内的n+掺杂区34形成。肖特基接触32形成在与p型层26接触的n-掺杂浮动扩散区30上。接触件32允许实现双转换增益像素。也就是说，如下文更详细解释，像素110的第一转换增益在由相对较低水平的入射光引起的转移到浮动扩散区30的较低电荷电平以下，且其第二转换增益在由相对较高水平的入射光引起的转移到浮动扩散区30的较高电荷电平以下。肖特基接触32使照明度响应中出现“拐点”(见图5)，其中所述响应和拐点由肖特基接触32的势垒高度决定。
像素110的其余部分与图1中说明的像素的部分类似。图7说明图4的像素110的等效电路图。也就是说，像素110包含连接到转移晶体管14的光传感器12。转移晶体管14将电荷转移到浮动扩散区30。复位晶体管16连接在浮动扩散区30与阵列像素电源电压Vaa_pix之间。复位控制信号RST用于启动复位晶体管16，所述复位晶体管16将浮动扩散区30复位为阵列像素电源电压Vaa_pix电平。
源极跟随器晶体管18的栅极连接到浮动扩散区30，且源极跟随器晶体管18连接在阵列像素电源电压Vaa_pix与行选择晶体管20之间。源极跟随器晶体管18将存储在浮动扩散区30处的电荷转换成电输出电压信号Vrst(其在复位浮动扩散区30时产生)和Vsig(其在晶体管14将电荷从光传感器12转移到浮动扩散区30之后产生)。行选择晶体管20可由行选择信号SEL控制，以便将源极跟随器晶体管18及其输出电压信号Vout选择性地连接到像素阵列的列线22。形成肖特基二极管的肖特基接触32连接到浮动扩散区30。一旦预定电平的电荷收集在浮动扩散区30中，肖特基二极管32就将电容器C1自动连接到浮动扩散区30，藉此增加浮动扩散区30的转换增益。
如上所述，低电阻欧姆接触34由浮动扩散区30形成，如图4中所说明。为了形成接触件34，在浮动扩散区30(其在其它地方为n-掺杂)中形成小的n+区。欧姆接触34在源极跟随器晶体管18的栅极与浮动扩散区30之间形成缓冲区。欧姆接触34的示范性掺杂水平在每cm31ex1014-4ex1015个原子之间，且优选地为每cm32ex1015个原子。低电阻欧姆接触34降低了源极跟随器晶体管的栅极势垒，并允许在源极跟随器晶体管18的输出处观察到肖特基二极管32的影响。
肖特基二极管32(也称为势垒或接触件)形成在浮动扩散区30之上。然而，尽管图4说明肖特基二极管32形成在浮动扩散区30之上，但二极管32或者可形成在浮动扩散区30内。二极管32可由纯金属或金属硅化物层32(当接触n-硅层30时)形成。可用于肖特基二极管的示范性金属硅化物材料包含钨(W6)、硅化钴(CoSi2)、硅化铂(PtSi)、硅化钛(TiSi2)和硅化钽(TaSi2)。这些硅化物中的每一者的势垒为0.55-0.93V，为了使二极管开关启动，电压必须超过所述势垒。针对特定应用选择的材料取决于基于所选的特定材料的二极管的再现性和温度稳定性。另外，也可使用纯金属，银(Ag)、铝(Al)、金(Au)、铬(Cr)、铪(Hf)、镁(Mg)、钼(Mo)、镍(Ni)、钯(Pd)、铂(Pt)、钛(Ti)和钨(W)而在n型硅上形成肖特基二极管。这些金属的势垒为约0.5-0.9V。当金属与硅反应时，所述纯金属中的若干者也可形成硅化物，如上所述。尽管这些材料均能够形成肖特基二极管32，但已知这些金属中的若干种(包含Au和Cu)在CMOS技术中是污染物且因此用于CMOS实施方案中可能并不理想。本文描述的本发明不需要非常低的势垒来实现本发明的双转换增益方面。
通常，在形成接触件32(例如，形成肖特基二极管)期间将导电金属氮化物层(例如，TiN)用作薄势垒层38，如图4所示。举例来说，已知基于Pt的肖特基二
极管导致非常低的势垒，且因此是容易再现的二极管。Ti将在n型硅上导致非常低的势垒，然而，在常规硅加工过程中使用的低温下形成TiSi会使此势垒升高。因此，可使用许多材料中的任一种实施到n型硅的极低肖特基二极管，然而，本文描述的本发明不要求相对于n型硅的极低势垒。可通过材料选择或通过调节n-掺杂浓度以产生转换增益的所需“拐点”来调节势垒高度。
一旦浮动扩散区30的电荷电位达到预定阈值电位，电荷就自动流动穿过二极管32并存储在电容器C1中。肖特基二极管32的优点为，启动晶体管以将浮动扩散区30连接到电容器C1的步骤是不必要的。预定阈值电位取决于二极管32势垒高度。流动穿过二极管32的电荷存储在连接的电容器C1中。电容器C1还连接到阵列像素电源电压Vaa_pix。肖特基二极管32与电容器C1的组合允许像素110的存储容量增加。当满足二极管32的阈值电位且电荷流动到电容器C1中时，形成照明度响应中的拐点(见图5)。
因此，肖特基接触32电性上允许实现自动双转换增益像素。源极跟随器晶体管18将浮动扩散区30处的电荷转换成电输出电压。将源极跟随器晶体管18的栅极连接到浮动扩散区30的欧姆接触34降低源极跟随器晶体管处的势垒电位，并允许源极跟随器晶体管18捕捉由存储在浮动扩散区30处以及当肖特基二极管32将电容器C1耦合到浮动扩散区30时存储在电容器C1中的电荷所产生的全范围的电压摆动。因此，如图5所示，照明度与由肖特基接触32产生的输出电压中的拐点由于欧姆接触34的缘故可在源极跟随器晶体管18的输出电压中特意地反映出来。
图5说明根据本发明的示范性像素照明度与输出电压曲线图。术语拐点反映以下事实：曲线图在照明度-电压曲线中形成一角度，使得在大于现有技术像素的照明度水平(点A)(如图3中所说明)的照明度水平(点B)处达到最大饱和电压。举例来说，图5中，照明度-电压曲线以一角度延伸直到满足二极管32的阈值电压为止。一旦满足二极管的阈值电压，就形成拐点(点C)，且形成新的照明度-电压曲线角度。如图所示，图表上的点B是当实现双转换增益的情况下发生饱和时的照明度-电压点，而对于不实现本发明的双转换增益方面的实施方案，饱和点将在点A处。
基于特定应用确定拐点响应为最佳，基于这一情况来选择肖特基二极管32的目标势垒高度。拐点是所提议的双转换增益像素的转换增益从高转换增益(低信号电平所需)变为低转换增益(高信号电平所需)的点。举例来说，如果浮动扩散区30上饱和点为1.0V，且拐点需要在0.4V，那么肖特基二极管势垒高度目标定为0.4V。
拐点可表达为饱和信号的分数。
从成本效益的观点来看，可使用当前的W/TiN/Ti接触工艺，且可通过植入来调节本征肖特基二极管32。举例来说，图4中，肖特基二极管32可由与n-浮动扩散区30直接接触的Ti层36形成，TiN势垒层38形成在Ti层36顶部上且W层40形成在TiN势垒层38顶部上。本征肖特基二极管32势垒高度归因于功函数的差，且可通过向接触区中的硅添加n型或p型掺杂物来进一步调节。因此，最终的二极管32势垒高度将取决于材料选择和退火及植入条件。
图6说明图4的像素110的示范性电位能量与电容曲线图。随着电荷收集在光电二极管PD中，其在销住电压(pinning voltage)Vpin处达到其最大收集点。当转移晶体管被启动时，电荷转移到浮动扩散区30。区域2说明单单浮动扩散区30可保持的电荷量。当添加了肖特基二极管32和电容器C1时，如区域1所说明可收集额外电荷。
上述肖特基二极管32和欧姆接触也可实施在共享像素配置中，如图8中所说明。图8说明4向共享像素实施方案的自顶向下视图。光传感器12a、12b、12c、12d各具有相应的转移晶体管14a、14b、14c、14d，其将电荷转移到浮动扩散区30。光传感器12a、12b、12c、12d共享复位晶体管16、源极跟随器晶体管18、行选择晶体管20、浮动扩散区30和电容器C1。尽管图8说明4向共享实施方案，但上述肖特基二极管32和欧姆接触34可与其它共享像素或非共享像素配置一起实施。
图9展示系统300，其是经修改以包含含有本发明的像素110的成像装置200的典型处理器系统。成像装置200类似于装置308(图2)，不同之处在于阵列240包括根据本发明而构造的像素110。基于处理器的系统300例示了具有可包含图像传感器装置的数字电路的系统。此系统可包含(不限于)计算机系统、相机系统、扫描仪、机器视觉、车辆导航、视频电话、监视系统、自动聚焦系统、星象跟踪仪系统、运动检测系统、图像稳定化系统和数据压缩系统。
系统300(例如，相机系统)通常包括中央处理单元(CPU)302(例如，微处理器)，其通过总线304与输入/输出(I/O)装置306通信。成像装置200也通过总线304与CPU302通信。基于处理器的系统300还包含随机存取存储器(RAM)310，且可包含可移除存储器315(例如，快闪存储器)，其也通过总线304与CPU 302通信。成像装置200可与处理器(例如，CPU、数字信号处理器或微处理器)组合，其中存储器处于或不处于单一集成电路上或与处理器不同的芯片上。
上述实施例可以类似于图2中说明的成像器装置的方式来实施。图2的像素阵列240可包括上述具有肖特基二极管32和欧姆接触34的像素110。
应了解，本发明的其它实施例包含一种制造如图4中所说明的本发明的电路的方法。举例来说，在一个示范性实施例中，一种制造双转换增益像素的方法包括以下动作：在衬底内制造光敏区；在衬底内形成用于复位像素的第一晶体管；在所述衬底内提供浮动扩散区，所述浮动扩散区具有第一电容；在光敏区与浮动扩散区之间提供第二晶体管，所述第二晶体管可受控而将电荷从光敏区转移到浮动扩散区；在衬底上形成电容性元件；以及在衬底内和衬底之上形成肖特基二极管，其中二极管连接在扩散区与电容性元件之间使得当二极管被启动时，电容性元件的电容被加到浮动扩散区的第一电容。
上述过程和装置说明可使用和生产的许多方法和装置中的优选方法和典型装置。以上描述和图式说明实现本发明的目的、特征和优点的实施例。然而，不希望本发明严格限于上文描述和说明的实施例。在所附权利要求书的精神和范围内的本发明的任何修改(尽管当前不可预见)均应被认为是本发明的一部分。
Claims (29)
1.一种成像器装置，其包括：
光传感器；
具有第一电容的扩散区，其经连接以从所述光传感器接收存储的电荷；以及
具有用于存储电荷的电容的电路，其通过肖特基接触连接到所述扩散区，所述电路当被所述肖特基接触启动以将所述电路耦合到所述扩散区时，向所述扩散区提供第二电容。
2.根据权利要求1所述的成像器装置，其中所述扩散区是n-扩散区，且所述肖特基接触包含与所述n-扩散区接触的至少一个导电层。
3.根据权利要求2所述的成像器装置，其进一步包括输出晶体管，所述输出晶体管的栅极经由欧姆接触连接到所述扩散区。
4.根据权利要求1所述的成像器装置，其中当收集在所述扩散区中的电荷的量超过预定阈值时，所述肖特基接触将所述电路耦合到所述扩散区。
5.根据权利要求4所述的成像器装置，其中所述预定阈值与所述肖特基接触的势垒高度相关。
6.根据权利要求1所述的成像器装置，其中所述电路的所述电容由电容器提供。
7.根据权利要求3所述的成像器装置，其中所述欧姆接触在所述扩散区内形成为n+扩散区。
8.一种成像器像素，其包括：
光传感器，其用于聚积电荷；
扩散区，其经连接以从所述光传感器接收所述电荷，所述扩散区具有相关联的第一转换增益；以及
肖特基二极管，其用于将电容性元件可切换地连接到所述扩散区以向所述扩散区提供不同于所述相关联的第一转换增益的第二相关联的转换增益。
9.根据权利要求8所述的成像器像素，其进一步包括将输出晶体管的栅极连接到所述扩散区的欧姆接触，其中所述晶体管将所存储的电荷转换成输出信号。
10.根据权利要求8所述的成像器像素，其中所述扩散区是n-区，且所述肖特基二极管包含与所述n-扩散区接触的至少一个导电层。
11.根据权利要求8所述的成像器像素，其中所述电容性元件由电容器提供。
12.一种成像器像素，其包括：
光传感器，其用于聚积电荷；
第一晶体管，其用于复位所述像素；
第二晶体管，其用于从所述光传感器转移所述电荷；
扩散区，其用于通过所述第二晶体管从所述光传感器接收所述电荷，
所述扩散区具有第一相关联的转换增益；
电容性元件；以及
肖特基接触，其耦合在所述扩散区与所述电容性元件之间，所述肖特基接触可切换地控制将所述电容性元件连接到所述扩散区，使得当所述电容性元件连接到所述扩散区时，所述扩散区获得第二相关联的转换增益。
13.根据权利要求12所述的成像器像素，其进一步包括第三输出晶体管，所述第三输出晶体管的栅极通过欧姆接触连接到所述扩散区。
14.一种成像器，其包括：
像素单元阵列，其由多个像素单元形成，每一像素包括：
光传感器，其用于聚积电荷；
第一晶体管，其用于复位所述像素；
第二晶体管，其用于从所述光传感器转移所述电荷；
扩散区，其用于通过所述第二晶体管从所述光传感器接收所述电荷，所述扩散区具有第一相关联的转换增益；
电容性元件；以及
肖特基接触，其耦合在所述扩散区与所述电容性元件之间，所述肖特基接触可切换地控制将所述电容性元件连接到所述扩散区，使得当所述电容性元件连接到所述扩散区时，所述扩散区获得第二转换增益。
15.一种成像器系统，其包括：
处理器；以及
成像装置，其电耦合到所述处理器，所述成像装置包括像素阵列，所述阵列的至少一个像素包括：
光传感器，其用于聚积电荷；
扩散区，其经连接以从所述光传感器接收所述电荷，所述扩散区具有第一相关联的转换增益，以及
转换增益改变电路，其包含连接到所述扩散区的接触件，所述转换增益改变电路经构造以响应于所述扩散区中的电荷量且自动地将所述第一相关联的转换增益改变为第二相关联的转换增益。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述转换增益改变电路包括：
电容性元件；且
其中所述接触件是肖特基二极管，其控制在何时将电荷收集在所述电容性元件中。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述扩散区具有与所述第一相关联的转换增益相关联的第一电容，所述电容性元件具有第二电容，且所述第一与第二电容的组合与所述第二相关联的转换增益相关联。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述光传感器的电容大于所述第一电容且小于所述第一与第二电容的组合。
19.根据权利要求16所述的系统，其中所述电容性元件是电容器。
20.一种操作成像器装置的方法，所述方法包括以下动作：
将光产生的电荷转移到扩散区；
当所转移电荷的量超过阈值时，启动肖特基二极管以改变所述扩散区的转换增益；以及
输出指示所述扩散区中的电荷的信号。
21.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括以下动作：将转移到所述扩散区的电荷收集在连接到所述启动的二极管的存储元件中。
22.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括以下动作：通过经由欧姆接触连接到所述扩散区的电路将来自所述扩散区的电荷转换为输出信号。
23.一种操作成像器装置的方法，所述方法包括：
提供光传感器；
提供具有第一电荷存储电容的扩散区；
将来自所述光传感器的光产生的电荷存储在所述扩散区中；以及
响应于所述存储在所述扩散区中的电荷达到预定值而自动地改变所述扩散区的存储电容。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述改变动作致使电荷流动穿过肖特基二极管到达电容性元件。
25.根据权利要求23所述的方法，其中所述改变动作由肖特基二极管执行。
26.根据权利要求23所述的方法，其进一步包括以下动作：通过具有经由欧姆接触连接到所述扩散区的栅极的晶体管将来自所述扩散区的电荷转换为输出信号。
27.一种制造双转换增益像素的方法，所述方法包括以下步骤：
制造光敏区；
在衬底内形成用于复位所述像素的第一晶体管；
提供扩散区，所述扩散区具有第一相关联的转换增益；
在所述光敏区与所述扩散区之间提供第二晶体管，所述第二晶体管用
于将收集在所述光敏区中的电荷转移到所述扩散区；以及
形成肖特基二极管，其用于将所述扩散区可切换地与电容性元件连接以向所述扩散区提供第二相关联的转换增益。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述扩散区是n-区，且所述肖特基二极管包含与所述n-扩散区接触的至少一个导电层。
29.一种成像器装置，其包括：
像素阵列，所述阵列的至少一个像素包括：
光传感器，其用于聚积电荷；
扩散区，其经连接以从所述光传感器接收所述电荷，所述扩散区具有第一相关联的转换增益，以及
转换增益改变电路，其包含连接到所述扩散区的接触件，所述转换增益改变电路经构造以响应于所述扩散区中的电荷量且自动地将所述第一相关联的转换增益改变为第二相关联的转换增益。
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