[發明專利]圖像傳感器和包括該圖像傳感器的圖像處理系統

有效

• 申請號: 201310464857.4
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103716557B
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 陳暎究;丁柱煥;樸允童
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H01L27/146
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 劉燦強;張云珠

1.一種圖像傳感器，包括：

像素陣列，包括多個單位像素，每個單位像素包括單個晶體管和與單個晶體管的本體連接的光電二極管；

行驅動器塊，被構造成通過控制在讀出模式下操作的多個行中的一個行中包括的單個晶體管中的每個晶體管的源極電壓和柵極電壓，使像素陣列中的所述行能夠進入讀出模式；以及

讀出塊，被構造成感測并放大在讀出模式下操作的行中包括的多個單位像素中的每個單位像素輸出的像素信號，

其中，單個晶體管包括：

漏極和源極，形成在半導體基板中；

溝道，將源極和漏極彼此連接，光電二極管與溝道的一部分接觸；

柵極，形成在漏極和源極之間的凹陷區域中；

柵極絕緣層，形成在柵極的側部上以及柵極的下方，以使柵極絕緣，

其中，每個單位像素還包括形成在漏極、源極和柵極下方并摻雜有第一類型雜質的阱層以及形成在阱層下方并摻雜有第二類型雜質的外延層，光電二極管形成在阱層中。

2.如權利要求1所述的圖像傳感器，其中，行驅動器塊被構造成通過控制單個晶體管的源極電壓和柵極電壓，使所述多個單位像素能夠進入集成模式和重置模式，

光電二極管被構造成在集成模式下累積隨著入射光的強度而變化的光電荷，并且

單個晶體管被構造成在重置模式下消除所累積的光電荷。

3.如權利要求1所述的圖像傳感器，其中，光電二極管的頂表面低于單個晶體管的源極的頂表面和單個晶體管的漏極的頂表面。

4.如權利要求3所述的圖像傳感器，其中，光電二極管與源極相比更靠近漏極，單位像素還包括：

背柵極，被構造成從行驅動器塊接收背柵極電壓，并且光電二極管是通過背柵極電壓形成的虛擬光電二極管。

5.如權利要求1所述的圖像傳感器，其中，溝道具有接觸光電二極管的至少一個側面并且是使用硅Si、鍺Ge和硅-鍺SiGe中的一種形成的。

6.如權利要求5所述的圖像傳感器，其中，單位像素還包括：

內部光電二極管，設置在溝道和光電二極管之間，內部光電二極管是使用Ge和SiGe中的一種形成的。

7.如權利要求1所述的圖像傳感器，其中，在像素陣列的列方向上相鄰的單個晶體管共用源極和漏極中的一個并且像素陣列還包括：

在像素陣列的行方向上相鄰的單個晶體管之間的淺溝槽隔離。

8.如權利要求1所述的圖像傳感器，其中，像素陣列還包括：

在像素陣列的列方向上相鄰的單個晶體管之間的淺溝槽隔離；以及

在像素陣列的行方向上相鄰的單個晶體管之間的淺溝槽隔離。

9.如權利要求1所述的圖像傳感器，其中，基于單個晶體管的閾值電壓來確定讀出模式的柵極電壓。

10.如權利要求1所述的圖像傳感器，其中，單個晶體管具有形成為與源極相比更靠近漏極的柵極，光電二極管形成為與漏極相比更靠近源極。

11.如權利要求1所述的圖像傳感器，其中，單位像素還包括：

重置端子，被構造成消除累積在光電二極管處的光電荷。