[發(fā)明專(zhuān)利]具有升壓型光電二極管驅(qū)動(dòng)的成像傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810295837.1
• 申請(qǐng)日: 2018-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108696703B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 真鍋?zhàn)谄?/a>;馬渕圭司;后藤高行;陳剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 豪威科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04N5/369
• 分類(lèi)號(hào): H04N5/369
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 劉媛媛

1.一種供在圖像傳感器中使用的像素電路，其包括：

非釘扎光電二極管，其安置于半導(dǎo)體材料中，所述非釘扎光電二極管適于在所述圖像傳感器的單次圖像捕獲的單次曝光期間響應(yīng)于入射光而光生電荷載流子；

浮動(dòng)擴(kuò)散部，其安置于半導(dǎo)體中且經(jīng)耦合以接收在所述非釘扎光電二極管中光生的所述電荷載流子；

轉(zhuǎn)移晶體管，其安置于所述半導(dǎo)體材料中且耦合于所述非釘扎光電二極管與所述浮動(dòng)擴(kuò)散部之間，其中所述轉(zhuǎn)移晶體管適于經(jīng)接通以將在所述非釘扎光電二極管中光生的所述電荷載流子轉(zhuǎn)移到所述浮動(dòng)擴(kuò)散部；以及

升壓電容器，其安置于所述半導(dǎo)體材料的表面上方、接近于所述非釘扎光電二極管，其中在所述轉(zhuǎn)移晶體管經(jīng)接通以將在所述非釘扎光電二極管中光生的所述電荷載流子進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)到所述浮動(dòng)擴(kuò)散部時(shí)，所述升壓電容器經(jīng)耦合以接收光電二極管升壓信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素電路，其進(jìn)一步包括隔離區(qū)，所述隔離區(qū)安置于所述半導(dǎo)體材料中、接近于所述非釘扎光電二極管且與所述轉(zhuǎn)移晶體管相對(duì)，使得所述非釘扎光電二極管在所述半導(dǎo)體材料中安置于所述隔離區(qū)與所述轉(zhuǎn)移晶體管之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的像素電路，其中所述隔離區(qū)包括安置于所述半導(dǎo)體材料中的淺溝槽隔離區(qū)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的像素電路，其進(jìn)一步包括完全安置于所述隔離區(qū)內(nèi)的多晶硅區(qū)，其中在所述轉(zhuǎn)移晶體管被接通時(shí)且在所述升壓電容器經(jīng)耦合以接收光電二極管升壓信號(hào)以將在所述非釘扎光電二極管中光生的所述電荷載流子進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)到所述浮動(dòng)擴(kuò)散部時(shí)，所述多晶硅區(qū)經(jīng)耦合以接收隔離升壓信號(hào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素電路，其中里面安置有所述非釘扎光電二極管的所述半導(dǎo)體材料包括摻雜外延層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的像素電路，其中所述摻雜外延層包括p摻雜硅或n摻雜硅。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的像素電路，其進(jìn)一步包括安置成接近于所述摻雜外延層的半導(dǎo)體襯底。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素電路，其中所述入射光被引導(dǎo)穿過(guò)所述半導(dǎo)體材料的后側(cè)表面。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素電路，其進(jìn)一步包括安置于所述半導(dǎo)體材料中的放大器晶體管，其中所述放大器晶體管具有耦合到所述浮動(dòng)擴(kuò)散部以產(chǎn)生所述像素電路的輸出信號(hào)的柵極端子。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的像素電路，其進(jìn)一步包括行選擇晶體管，所述行選擇晶體管安置于所述半導(dǎo)體材料中且耦合到所述放大器晶體管以將所述像素電路的所述輸出信號(hào)選擇性地耦合到輸出位線。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素電路，其進(jìn)一步包括安置于所述半導(dǎo)體材料中的復(fù)位晶體管，其中所述復(fù)位晶體管經(jīng)耦合以響應(yīng)于復(fù)位信號(hào)而將所述浮動(dòng)擴(kuò)散部選擇性地復(fù)位。

12.一種成像傳感器系統(tǒng)，其包括：

像素電路的像素陣列，其中所述像素電路中的每一個(gè)包含：

非釘扎光電二極管，其安置于半導(dǎo)體材料中，所述非釘扎光電二極管適于在圖像傳感器的單次圖像捕獲的單次曝光期間響應(yīng)于入射光而光生電荷載流子；

浮動(dòng)擴(kuò)散部，其安置于半導(dǎo)體中且經(jīng)耦合以接收在所述非釘扎光電二極管中光生的所述電荷載流子；

轉(zhuǎn)移晶體管，其安置于所述半導(dǎo)體材料中且耦合于所述非釘扎光電二極管與所述浮動(dòng)擴(kuò)散部之間，其中所述轉(zhuǎn)移晶體管適于經(jīng)接通以將在所述非釘扎光電二極管中光生的所述電荷載流子轉(zhuǎn)移到所述浮動(dòng)擴(kuò)散部；以及

升壓電容器，其安置于所述半導(dǎo)體材料的表面上方、接近于所述非釘扎光電二極管，其中在所述轉(zhuǎn)移晶體管經(jīng)接通以將在所述非釘扎光電二極管中光生的所述電荷載流子進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)到所述浮動(dòng)擴(kuò)散部時(shí)，所升述壓電容器經(jīng)耦合以接收光電二極管升壓信號(hào)；

控制電路，其耦合到所述像素陣列以控制所述像素陣列的操作；以及

讀出電路，其耦合到所述像素陣列以從多個(gè)像素讀出圖像數(shù)據(jù)。