[發明專利]鏡像像素成像裝置及其成像方法

有效

• 申請號: 201310660609.7
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN103607547B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 邵澤旭;陳碧;徐辰;楊小龍
• 申請（專利權）人: 江蘇思特威電子科技有限公司
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/3745;H04N5/378;H01L27/146
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務所11313
• 代理人: 孟銳

技術領域

本發明涉及成像領域，特別地涉及一種鏡像像素成像裝置及其成像方法。

背景技術

隨著圖像傳感器在移動裝置上的廣泛應用，對于鏡頭尺寸的要求越來越高。例如，很多情況下要求鏡頭尺寸僅為1/3.2英寸或1/4英寸。而對于圖像質量的要求也一直不斷地提高。因此，圖像傳感器的分辨率也越來越大。為了達到高分辨率，就要采用面積更小的像素設計。然而，在像素小型化的過程中會遇到各種各樣的技術問題。其中，如何在感光面積減小的情況下提高低光照感度是其中一個最重要的問題。

目前，在FSI工藝下最小的像素為1.75微米。如果像素繼續減小就無法滿足最低的低光照感度要求。雖然采用BSI工藝可以將像素減小為1.4微米，但是，BSI工藝流程復雜，不但增加了成本，而且成品率低也是一個重要的制約因素。因此，BSI工藝的應用只局限在高端的5百萬或是8百萬像素的圖像傳感器中。對于中小分辨率的圖像傳感器，因為其成本因素起決定性的作用，基本不會考慮采用BSI工藝。因此，現有技術中一直存在著一個急需解決的問題：如何在FSI工藝條件下將像素的小型化而不會導致大幅度的成本增加。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，根據本發明的一個方面，提出一種成像裝置，包括：第一組像素，其中所述第一組像素共享第一浮動擴散區域；以及第二組像素，其中所述第二組像素共享第二浮動擴散區域；其中，所述第一組像素中的第一像素和所述第二組像素中的第二像素經控制分別向所述第一浮動擴散區域和第二浮動擴散區域轉移電荷。

如上所述的成像裝置，其中所述第一組像素共享第一重置晶體管和第一輸出晶體管；所述第二組像素共享第二重置晶體管和第二輸出晶體管。

如上所述的成像裝置，其中所述第一浮動擴散區域經過第一輸出晶體管連接到第一列輸出線；所述第二浮動擴散區域經過第二輸出晶體管連接到第二列輸出線。

如上所述的成像裝置，其中所述第一像素和所述第二像素經控制同時向所述第一浮動擴散區域和第二浮動擴散區域轉移電荷。

如上所述的成像裝置，其中所述第一組像素中的第三像素和所述第二組像素中第四像素經控制同時向所述第一浮動擴散區域和第二浮動擴散區域轉移電荷。

如上所述的成像裝置，其中所述第一像素、所述第二像素、所述第三像素和所述第四像素的顏色分別為R、Gr、Gb和B。

如上所述的成像裝置，其中相同顏色像素的輸出值輸出到同一列讀出電路。

如上所述的成像裝置，進一步包括第一多選開關，其連接到所述第一和第二列輸出線，使得相同顏色像素的輸出值輸出到同一列讀出電路。

如上所述的成像裝置，其中所述第一浮動擴散區域和第二浮動擴散區域經控制同時向所述第一和第二列輸出線輸出。

如上所述的成像裝置，其中所述第一多選開關對第一和第二列輸出線進行時間分隔，以共用同一列讀出電路。

如上所述的成像裝置，進一步包括第二多選開關，所述第二多選開關連接到所述第一和第二列輸出線，所述第一和第二多選開關經控制使得相同顏色像素的輸出值輸出到同一列讀出電路。

如上所述的成像裝置，其中所述第一組像素中的每一個像素都具有各自的感光區域和轉移晶體管；所述第一浮動擴散區域位于所述第一組像素中的各個像素的各自的感光區域之間，并與所述第一組像素中的各個像素的轉移晶體管相連。

如上所述的成像裝置，其中用于形成所述第一和第二重置晶體管的柵極和有源區域位于所述第一和第二組像素中各個像素的感光區域之間橫向或縱向排列。

如上所述的成像裝置，其中用于形成所述第一和第二輸出晶體管的柵極和有源區域位于所述第一和第二組像素中各個像素的感光區域之間橫向或縱向排列。

根據本發明的另一個方面，提出一種成像方法，包括：重置第一浮動擴散區域和第二浮動擴散區域，其中第一組像素共享所述第一浮動擴散區域，第二組像素共享所述第二浮動擴散區域；將所述第一組像素中的第一像素的電荷轉移到第一浮動擴散區域，并且將第二組像素中的第二像素的電荷轉移到第二浮動擴散區域；對第一浮動擴散區域采樣，并將采樣后的電壓輸出到第一輸出線；以及對第二浮動擴散區域采樣，并將采樣后的電壓輸出到第二輸出線。

如上所述的成像方法，進一步包括：重置第一浮動擴散區域和第二浮動擴散區域；將第一組像素中的第三像素的電荷轉移到第一浮動擴散區域，并且將第二組像素中的第四像素的電荷轉移到第二浮動擴散區域；對第一浮動擴散區域采樣，并將采樣后的電壓輸出到第一輸出線；以及對第二浮動擴散區域采樣，并將采樣后的電壓輸出到第二輸出線。