[發明專利]包括額外傳輸門和額外浮置擴散區域的圖像傳感器

有效

• 申請號: 201811546871.8
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN110444550B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 林成祐
• 申請（專利權）人: 愛思開海力士有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N25/70
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 劉久亮;黃綸偉

包括額外傳輸門和額外浮置擴散區域的圖像傳感器。提供一種圖像傳感器。該圖像傳感器包括：像素陣列，其被構造為包括用于捕獲入射光的不同的像素塊，其中，像素塊包括各自響應于光而產生光生電荷的相鄰的單位像素；浮置擴散區域，其被設置在每個單位像素的中心處，以接收所述光生電荷；以及傳輸門，其形成在所述浮置擴散區域的周圍，以控制所述光生電荷的傳輸。每個像素塊可包括額外浮置擴散區域和額外傳輸門，所述額外浮置擴散區域位于所述像素塊的中心處，以從所述相鄰的單位像素中的每一個接收所述光生電荷，所述額外傳輸門形成在所述額外浮置擴散區域與所述相鄰的單位像素之間，以控制光生電荷的傳輸。

技術領域

在本專利文檔中所公開的技術和實現方式涉及包括傳輸門(transfer?gate)(晶體管)和浮置擴散區域的圖像傳感器。

背景技術

隨著近期信息通信產業的發展和電子裝置的數字化，具有改進性能的圖像傳感器已被用于諸如數碼像機、攝像機、移動電話、PCS(個人通信系統)、游戲機、安全攝像機和醫用微型攝像機之類的各個領域中。一般而言，圖像傳感器包括具有布置為行和列的單位像素的多個像素塊。單位像素中的每一個包括光電二極管和傳輸門(晶體管)。傳輸門(晶體管)設置在光電二極管和浮置擴散區域之間，并且將在光電二極管中產生的光電荷傳輸至浮置擴散區域。

發明內容

各種實施方式提供一種圖像傳感器，所述圖像傳感器被設計為具有包括第一模式和第二模式的不同模式并且在所述不同模式下操作以改進成像性能。在下面所提供的示例中，這種圖像傳感器可以根據該圖像傳感器所接收的光的量而在第一模式或第二模式下操作。

各種實施方式提供一種圖像傳感器，所述圖像傳感器包括在第一模式下操作的傳輸門(晶體管)和浮置擴散區域以及在第二模式下操作的傳輸門(晶體管)和浮置擴散區域。

各種實施方式提供圖像傳感器的在第一模式和第二模式下操作的像素塊。

各種實施方式提供圖像傳感器的包括在第一模式下操作的傳輸門(晶體管)和浮置擴散區域以及在第二模式下操作的傳輸門(晶體管)和浮置擴散區域的像素塊。

在一個實施方式中，一種圖像傳感器可以包括：像素陣列，所述像素陣列被構造為包括用于捕獲入射光的不同的像素塊，其中，像素塊包括各自響應于光而產生光生電荷的相鄰的單位像素；浮置擴散區域，所述浮置擴散區域被設置在每個單位像素的中心處，以接收所述光生電荷；以及傳輸門，所述傳輸門形成在所述浮置擴散區域周圍，以控制所述光生電荷的傳輸。每個像素塊可包括額外浮置擴散區域和額外傳輸門，所述額外浮置擴散區域位于所述像素塊的中心處，以與所述像素塊的所述相鄰的單位像素中的每一個接口連接，由此從所述相鄰的單位像素中的每一個接收所述光生電荷，所述額外傳輸門形成在所述額外浮置擴散區域與所述相鄰的單位像素之間，以控制光生電荷從所述相鄰的單位像素傳輸至所述額外浮置擴散區域。

在一個實施方式中，一種圖像傳感器可以包括：像素塊，所述像素塊包括以行和列布置的第一單位像素、第二單位像素、第三單位像素和第四單位像素以及設置在所述像素塊的中心處的額外元件。所述第一單位像素可包括第一光敏元件至第四光敏元件、第一傳輸門至第四傳輸門以及第一浮置擴散區域。所述第二單位像素可包括第一光敏元件至第四光敏元件、第一傳輸門至第四傳輸門以及第二浮置擴散區域。所述第三單位像素可包括第一光敏元件至第四光敏元件、第一傳輸門至第四傳輸門以及第三浮置擴散區域。所述第四單位像素可包括第一光敏元件至第四光敏元件、第一傳輸門至第四傳輸門以及第四浮置擴散區域，所述第一光敏元件至所述第四光敏元件被構造為接收光，并且響應于光的接收而產生光電荷，并且所述第一傳輸門至所述第四傳輸門被構造為將所產生的光電荷傳輸至所述第一浮置擴散區域至所述第四浮置擴散區域。所述額外元件可包括：第一額外傳輸門，所述第一額外傳輸門與所述第一單位像素交疊；第二額外傳輸門，所述第二額外傳輸門與所述第二單位像素交疊；第三額外傳輸門，所述第三額外傳輸門與所述第三單位像素交疊；第四額外傳輸門，所述第四額外傳輸門與所述第四單位像素交疊；以及額外浮置擴散區域，所述額外浮置擴散區域被設置在所述像素塊的中心處。