[發明專利]多柵極橫向溢出積分電容器傳感器

在審

• 申請號: 202011405223.8
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112995548A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 崔雲;馬渕圭司
• 申請（專利權）人: 豪威科技股份有限公司
• 主分類號: H04N5/378
• 分類號: H04N5/378;H04N5/374;H04N5/3745;H01L27/146
• 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

1.一種像素電路，其包括：

光電二極管，其安置于半導體材料層中；

浮動擴散部，其安置于所述半導體材料層中；

溢出電容器；及

多柵極轉移塊，其耦合到所述光電二極管、所述浮動擴散部及所述溢出電容器，其中所述多柵極轉移塊包括：

傳導柵極溝道，其安置于所述半導體材料層中；及

多個柵極，其安置成接近于單個傳導柵極溝道區域，其中所述傳導柵極溝道是在所述多個柵極當中共享的單個區域，

其中在積分周期期間響應于入射光而在所述光電二極管中產生的溢出圖像電荷經配置以響應于所述多個柵極中的第一柵極接收到第一柵極關斷信號且所述多個柵極中的第二柵極接收到第二柵極接通信號而從所述光電二極管泄漏到所述傳導柵極溝道中且被轉移到所述溢出電容器，所述第一柵極耦合于所述光電二極管與所述傳導柵極溝道之間，且所述第二柵極耦合于所述傳導柵極溝道與所述溢出電容器之間。

2.根據權利要求1所述的像素電路，其中所述多個柵極進一步包含耦合于傳導柵極溝道與所述浮動擴散部之間的第三柵極。

3.根據權利要求2所述的像素電路，其中所述傳導柵極溝道在所述第一柵極、所述第二柵極與所述第三柵極之間不具有結。

4.根據權利要求2所述的像素電路，其中所述光電二極管、所述溢出電容器及所述浮動擴散部經配置以通過所述傳導柵極溝道經由所述第一柵極、所述第二柵極與所述第三柵極當中的電荷耦合而通過所述多柵極轉移塊選擇性地耦合在一起。

5.根據權利要求2所述的像素電路，其中所述溢出圖像電荷進一步經配置以在所述積分周期期間響應于所述第三柵極接收到第三柵極關斷信號而從所述光電二極管泄漏到所述傳導柵極溝道中且被轉移到所述溢出電容器。

6.根據權利要求2所述的像素電路，其進一步包括耦合于電壓供應器與所述浮動擴散部之間的復位晶體管。

7.根據權利要求6所述的像素電路，其中所述浮動擴散部經耦合以響應于所述復位晶體管接收到復位接通信號、所述第一柵極接收到所述第一柵極關斷信號、所述第二柵極接收到第二柵極關斷信號且所述第三柵極接收到第三柵極關斷信號而被復位。

8.根據權利要求6所述的像素電路，其中響應于所述入射光而在所述光電二極管中產生的圖像電荷經配置以響應于所述第一柵極接收到第一柵極接通信號、所述第二柵極接收到第二柵極關斷信號、所述第三柵極接收到第三柵極接通信號且所述復位晶體管接收到復位關斷信號而從所述光電二極管被轉移到所述傳導柵極溝道中且被轉移到所述浮動擴散部。

9.根據權利要求8所述的像素電路，其進一步包括源極跟隨器晶體管，所述源極跟隨器晶體管具有耦合到所述浮動擴散部的柵極。

10.根據權利要求9所述的像素電路，其中所述溢出電容器中的所述溢出圖像電荷及所述浮動擴散部中的所述圖像電荷經配置以響應于所述第一柵極接收到所述第一柵極關斷信號、所述第二柵極接收到第二柵極接通信號、所述第三柵極接收到第三柵極接通信號且所述復位晶體管接收到所述復位關斷信號而被共享到所述源極跟隨器晶體管。

11.根據權利要求9所述的像素電路，其中所述浮動擴散部中的所述圖像電荷經配置以響應于所述第一柵極接收到所述第一柵極關斷信號、所述第二柵極接收到所述第二柵極關斷信號、所述第三柵極接收到第三柵極關斷信號且所述復位晶體管接收到所述復位關斷信號而通過所述源極跟隨器晶體管從所述像素電路被讀出。

12.根據權利要求9所述的像素電路，其中所述浮動擴散部及所述溢出電容器中的所述圖像電荷經配置以響應于所述第一柵極接收到所述第一柵極關斷信號、所述第二柵極接收到所述第二柵極接通信號、所述第三柵極接收到第三柵極接通信號且所述復位晶體管接收到所述復位關斷信號通過所述源極跟隨器晶體管從所述像素電路被讀出。