[發明專利]減少照明誘發的閃爍的圖像傳感器像素和成像系統

有效

• 申請號: 201710905557.3
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107895729B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 毛杜立;特呂格弗·維拉森;約翰內斯·索爾胡斯維克;馬渕圭司;陳剛;真鍋宗平;戴森·H·戴;比爾·潘;奧拉伊·奧爾昆·賽萊克;林志強
• 申請（專利權）人: 豪威科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/235;H04N5/341
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 劉媛媛

1.一種減少高照明誘發的閃爍的圖像傳感器像素，其包括：

光電二極管，其捕獲光且作為響應產生電荷，所述光電二極管具有電荷容量；

轉移柵極，其將電荷選擇性地轉移到第一浮動擴散區；

抗溢出柵極，當所述經產生的電荷大于所述光電二極管電荷容量時所述抗溢出柵極將過量電荷選擇性地轉移到第二浮動擴散區，所述過量電荷為大于所述光電二極管電荷容量的電荷量；

第一源極跟隨器晶體管，其通過柵極直接耦合到所述第一浮動擴散區，所述第一源極跟隨器響應于第一行選擇晶體管的啟用而選擇性地將第一信號輸出到第一位線；及

第二源極跟隨器晶體管，其電容耦合到所述第二浮動擴散區，所述第二源極跟隨器響應于第二行選擇晶體管的啟用而選擇性地將第二信號輸出到第二位線，

其中：

所述光電二極管為捕獲光且作為響應產生電荷的多個光電二極管中的一者，

所述轉移柵極為將所述電荷從所述多個光電二極管中的對應一者選擇性地轉移到所述第一浮動擴散區的多個轉移柵極中的一者，且

所述抗溢出柵極為選擇性地轉移所述多個光電二極管中的對應一者中產生的過量電荷的多個抗溢出柵極中的一者，其中所述多個抗溢出柵極的子集將所述過量電荷選擇性地轉移到所述第二浮動擴散區，且其中所述多個抗溢出柵極中的剩余者將所述過量電荷選擇性地轉移到抗溢出漏極。

2.根據權利要求1所述的圖像傳感器像素，其進一步包括：

第一及第二雙轉換增益晶體管，其分別耦合到所述第一和第二浮動擴散區；

第一及第二雙轉換增益電容器，其分別耦合在所述第一及第二雙轉換增益晶體管與參考電壓之間，

其中經耦合到所述第一及第二雙轉換增益晶體管的柵極端子的控制信號使所述第一及第二雙轉換增益電容器分別耦合到所述第一及第二浮動擴散區，以更改所述第一及第二浮動擴散區的轉換增益。

3.根據權利要求1所述的圖像傳感器像素，其進一步包括耦合到相應第一及第二浮動擴散區的第一及第二復位晶體管，所述第一及第二復位晶體管經耦合以響應于在所述第一及第二復位晶體管的柵極端子接收的復位信號將所述第一及第二浮動擴散區復位到預設電壓。

4.根據權利要求1所述的圖像傳感器像素，其進一步包括電容器來將所述第二浮動擴散區電容耦合到所述第二源極跟隨器晶體管的柵極。

5.根據權利要求4所述的圖像傳感器像素，其中所述電容器為金屬氧化物半導體電容器，其具有耦合到所述第二浮動擴散區的半導體側及耦合到所述第二源極跟隨器晶體管的所述柵極的金屬側。

6.根據權利要求1所述的圖像傳感器像素，其中在四晶體管時序下讀出轉移到所述第一浮動擴散區的所述電荷，且其中在三晶體管時序下讀出轉移到所述第二浮動擴散區的所述過量電荷。

7.根據權利要求1所述的圖像傳感器像素，其中所述第一及第二源極跟隨器晶體管為相同源極跟隨器晶體管，其中所述第一及第二信號為相同信號，其中所述第一及第二位線為相同位線，且其中所述圖像傳感器像素進一步包含雙浮動擴散區切換晶體管來選擇性地耦合所述第一及第二浮動擴散區。