[發明專利]RGBZ圖像傳感器的RGBZ像素信元單元的物理布局和結構

有效

• 申請號: 201580035890.2
• 申請日: 2015-11-03
• 公開（公告）號: CN106663688B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 溫宗晉;B.福勒
• 申請（專利權）人: 谷歌有限責任公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/369;H04N5/3745;H04N9/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邵亞麗

本發明描述了一種具有像素信元單元的圖像傳感器。該像素信元單元具有在半導體表面上的第一、第二和第三傳輸門晶體管門，其分別聯接在第一、第二和第三可見光光電二極管區域和第一電容區域之間。該像素信元單元具有在半導體表面上的第四傳輸門晶體管門，其聯接在第一紅外光電二極管區域和第二電容區域之間。

技術領域

本發明的領域總體上涉及成像技術，并且更具體地，涉及用于RGBZ圖像傳感器的RGBZ像素信元單元的物理布局和結構。

背景技術

圖1示出了圖像傳感器100的基本元件。如圖1所示，圖像傳感器包括具有組成像素信元(cell)102的像素陣列101。行解碼器103具有聯接到像素信元102的行的輸出，其聯接到像素陣列101。感測放大器104也聯接到像素陣列101的列的輸出。圖像傳感器100還包括聯接在感測放大器104下游的模數電路105。圖像傳感器100還包括定時和控制電路106，其負責產生指示圖像傳感器100的操作的時鐘和控制信號。

發明內容

本發明描述了具有像素信元單元的圖像傳感器。像素信元單元具有在半導體表面上的第一、第二和第三傳輸門晶體管門，其分別聯接在第一可見光光電二極管區域、第二可見光光電二極管區域和第三可見光光電二極管區域與第一電容區域之間。該像素信元單元具有半導體表面上的第四傳輸門晶體管門，其聯接在第一紅外光電二極管區域和第二電容區域之間。

附圖說明

以下描述和所附附圖用于說明本發明的實施例。在附圖中：

圖1示出了圖像傳感器(現有技術)的圖示；

圖2示出可見光像素信元的圖示；

圖3示出Z像素信元的圖示；

圖4示出具有RGBZ像素的像素陣列的圖示；

圖5示出了用于第一RGBZ像素單元信元設計的第一維恩圖；

圖6示出符合圖5的維恩圖的RGBZ像素單元信元的實施例；

圖7a和7b示出了圖6的RGBZ像素單元信元的布局實施例；

圖8示出了用于第二RGBZ像素單元信元設計的第二維恩圖；

圖9示出了符合圖8的維恩圖的RGBZ像素單元信元的第一實施例；

圖10a和10b示出了圖9的RGBZ像素單元信元的布局實施例；

圖11示出符合圖8的維恩圖的RGBZ像素單元信元的第二實施例；

圖12a和12b示出了圖11的RGBZ像素單元信元的布局實施例；

圖13示出符合圖8的維恩圖的RGBZ像素單元信元的第三實施例；

圖14a和14b示出了圖13的RGBZ像素單元信元的布局實施例；

圖15示出由RGBZ像素單元信元執行的方法；

圖16a至16g示出了RGBZ像素信元的制造方法；

圖17示出相機系統的實施例；

圖18示出了計算機系統的實施例。

具體實施方式

圖2示出了用于可見光像素的電路設計202。如圖2所示，首先，通過接通復位晶體管Q1，清除電容器201的負電荷(其使電容器的電壓達到電源電壓V_pixel)。當電容器的負電荷被清除并且傳輸門晶體管Q2被關斷時，曝光時間開始，其中根據在曝光時間內接收的光的強度和曝光時間的長度，光敏光電二極管203產生并收集負電荷(電子)。