[go: up one dir, main page]

CN113675225B - 图像感测装置 - Google Patents

图像感测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113675225B
CN113675225B CN202011144057.0A CN202011144057A CN113675225B CN 113675225 B CN113675225 B CN 113675225B CN 202011144057 A CN202011144057 A CN 202011144057A CN 113675225 B CN113675225 B CN 113675225B
Authority
CN
China
Prior art keywords
unit pixel
transistor
region
floating diffusion
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011144057.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113675225A (zh
Inventor
吴先镐
朴圣根
李庚寅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SK Hynix Inc
Original Assignee
SK Hynix Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020200057387A external-priority patent/KR102785834B1/ko
Application filed by SK Hynix Inc filed Critical SK Hynix Inc
Publication of CN113675225A publication Critical patent/CN113675225A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113675225B publication Critical patent/CN113675225B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/802—Geometry or disposition of elements in pixels, e.g. address-lines or gate electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
    • H10F39/153—Two-dimensional or three-dimensional array CCD image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/802—Geometry or disposition of elements in pixels, e.g. address-lines or gate electrodes
    • H10F39/8027—Geometry of the photosensitive area
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/803—Pixels having integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H10F39/8037—Pixels having integrated switching, control, storage or amplification elements the integrated elements comprising a transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/807—Pixel isolation structures
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/811—Interconnections
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/802—Geometry or disposition of elements in pixels, e.g. address-lines or gate electrodes
    • H10F39/8023—Disposition of the elements in pixels, e.g. smaller elements in the centre of the imager compared to larger elements at the periphery
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/803—Pixels having integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H10F39/8037—Pixels having integrated switching, control, storage or amplification elements the integrated elements comprising a transistor
    • H10F39/80373—Pixels having integrated switching, control, storage or amplification elements the integrated elements comprising a transistor characterised by the gate of the transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/803—Pixels having integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H10F39/8037—Pixels having integrated switching, control, storage or amplification elements the integrated elements comprising a transistor
    • H10F39/80377—Pixels having integrated switching, control, storage or amplification elements the integrated elements comprising a transistor characterised by the channel of the transistor, e.g. channel having a doping gradient
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/813—Electronic components shared by multiple pixels, e.g. one amplifier shared by two pixels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

图像感测装置。一种图像感测装置包括：像素阵列，其包括连续地布置并且被构造为通过执行入射光的光电转换而响应于入射光生成电信号的多个单位像素。单位像素通过第一器件隔离结构彼此隔离。单位像素中的每一个包括：光电转换元件，其被构造为通过执行入射光的光电转换而产生光电荷；浮置扩散区，其被构造为接收光电荷；传输晶体管，其被构造为将由光电转换元件产生的光电荷传输到浮置扩散区；以及阱抽头区，其被构造为向阱区施加偏置电压。阱抽头区设置在相应单位像素的中心部分处。

Description

图像感测装置
技术领域
该专利文档中公开的技术和实现总体上涉及图像感测装置。
背景技术
图像感测装置用于电子装置中以将光图像转换成电信号。随着汽车、医疗、计算机和通信行业的最近发展，在诸如数码相机、便携式摄像机、个人通信系统(PCS)、视频游戏机、监控相机、医疗微型相机、机器人等的各种电子装置中，对高度集成、高性能图像传感器的需求已经迅速增长。
图像感测装置可以大致分类为基于CCD(电荷耦合器件)的图像传感器和基于CMOS(互补金属氧化物半导体)的图像传感器。相比于CCD图像传感器，CMOS图像传感器尺寸更小且功耗更低。因为使用CMOS制造技术来制造CMOS传感器，所以CMOS图像传感器和其它信号处理电路可以集成到单个芯片中并且可以被小型化。此外，相比于CCD，CMOS图像传感器在电池供电装置中具有更低的功耗。为此，CMOS图像传感器在诸如智能手机之类的许多消费产品中占主导地位。
另外，随着市场需要更高的图像分辨率，像素数量增加。随着图像传感器上的像素总数的增加，像素尺寸变小，以避免增加芯片尺寸。
发明内容
该专利文档提供了包括具有高效率布局以使操作效率最大化的像素晶体管的图像感测装置的设计等。
根据所公开技术的实施方式，一种图像感测装置可以包括：像素阵列，其包括连续地布置并且被构造为通过执行入射光的光电转换而响应于入射光生成电信号的多个单位像素。单位像素可以通过第一器件隔离结构彼此隔离。单位像素中的每一个可以包括：光电转换元件，其被构造为通过执行入射光的光电转换而产生光电荷；浮置扩散区，其被构造为接收光电荷；传输晶体管，其被构造为将由光电转换元件产生的光电荷传输到浮置扩散区；以及阱抽头区，其被构造为向阱区施加偏置电压。阱抽头区可以设置在相应单位像素的中心部分处。
根据所公开技术的另一实施方式，一种图像感测装置可以包括在第一方向和垂直于第一方向的第二方向上连续布置的多个单位像素组。每个单位像素组可以包括彼此相邻的第一单位像素至第四单位像素。第一单位像素至第四单位像素中的每一个可以包括由器件隔离结构划分的多个有源区。第一单位像素至第三单位像素中的有源区可以布置为具有相同的结构。第四单位像素中的有源区可以以与第一单位像素至第三单位像素的有源区不同的结构布置。
根据所公开技术的另一实施方式，一种图像感测装置可以包括：第一单位像素，其包括第一光电转换元件、第一浮置扩散区、第一传输晶体管、第一源极跟随器晶体管和第一选择晶体管；第二单位像素，其包括第二光电转换元件、第二浮置扩散区、第二传输晶体管、第二源极跟随器晶体管和第二选择晶体管；第三单位像素，其包括第三光电转换元件、第三浮置扩散区、第三传输晶体管、第三源极跟随器晶体管和第三选择晶体管；第四单位像素，其包括第四光电转换元件、第四浮置扩散区、第四传输晶体管和复位晶体管；第五单位像素，其包括第五光电转换元件、第五浮置扩散区、第五传输晶体管、第五源极跟随器晶体管和第五选择晶体管；以及第六单位像素，其包括第六光电转换元件、第六浮置扩散区、第六传输晶体管、第六源极跟随器晶体管和第六选择晶体管。第一单位像素至第六单位像素可以通过器件隔离结构彼此隔离。第一浮置扩散区至第四浮置扩散区可以通过导线联接至公共浮置扩散节点。公共浮置扩散节点可以通过导线联接至第三源极跟随器晶体管、第五源极跟随器晶体管和第六源极跟随器晶体管的栅极。
应当理解，所公开技术的前述概括描述和以下详细描述都是示例性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的本公开的进一步解释。
附图说明
图1是例示了基于所公开技术的一些实现的图像感测装置的示例的框图。
图2是例示了基于所公开技术的一些实现的、图1中示出的单位像素组的示例布局的图。
图3A是例示了基于所公开技术的一些实现的图2中示出的单位像素组中的单位像素PX1、PX2和PX3的示例布局的图。
图3B是例示了基于所公开技术的一些实现的、图2中示出的单位像素组中的单位像素PX4的示例布局的图。
图4是例示了基于所公开技术的一些实现的与4-共享像素结构相对应的等效电路的示例的图。
图5是例示了基于所公开技术的一些实现的、包括公共浮置扩散节点CFD的像素阵列的示例的图，以示出图4的电路图中公共浮置扩散节点CFD与源极跟随器晶体管之间的物理和电连接。
图6是例示了基于所公开技术的一些实现的、图5中所示的连接结构在图像感测装置的像素阵列中如何延伸的图。
图7是例示了基于所公开技术的一些实现的、图2中示出的单位像素组中的单位像素PX4的另一示例布局的图。
具体实施方式
该专利文档提供了图像感测装置的实现和示例，该图像感测装置包括具有高效布局以使操作效率最大化的、每个单位像素中的像素晶体管和单位像素的连接结构。基于一些实现的图像感测装置能够改进操作特性和噪声特性，并且能够将阱抽头区域保持在稳定的电压电平。
现在将参照特定实施方式详细进行说明，在附图中示出了特定实施方式的示例。尽可能地，贯穿附图将使用相同的附图标记指代相同或相似的部件。在下面的描述中，将省略在此并入的相关已知配置或功能的详细描述，以避免使主题模糊。
图1是例示了基于所公开技术的一些实现的图像传感器的示例的框图。
在一些实现中，图像传感器100可以包括像素阵列110、行解码器120、相关双采样(CDS)电路130、模数转换器(ADC)电路140、输出缓冲器150、列解码器160和定时控制器170。在这种情况下，仅出于示例性目的公开了图像感测装置100的上述组成元件，并且根据需要，可以向图像感测装置100添加至少一些元件或从图像感测装置100中省略至少一些元件。
像素阵列110可以包括以具有多个行和多个列的矩阵状阵列连续且重复地布置的多个单位像素组PXG。每个单位像素组PXG可以包括将入射光转换成电信号的多个单位像素。例如，每个单位像素组PXG可以包括以(2×2)矩阵阵列布置的四个相邻单位像素。每个单位像素可以包括通过将入射光转换成电信号来产生光电荷的感光像素。每个单位像素可以包括：光电转换元件(也称为光电转换区)，其通过入射光的光电转换来产生光电荷；以及浮置扩散区，该浮置扩散区接收由光电转换元件产生的光电荷并临时存储所接收的光电荷。单位像素组PXG中的浮置扩散区可以通过导线彼此联接。浮置扩散区可以通过导线由单位像素组PXG中的单位像素共享。每个单位像素可以通过行线从行解码器120接收包括选择信号、复位信号和传输信号的控制信号，并且可以基于控制信号进行操作。
一旦从定时控制器170接收到控制信号，行解码器120可以使能像素阵列110。在一些实现中，行解码器120可以从像素阵列110的多条行线中选择至少一条行线。为了从多条行线当中选择至少一条行线，行解码器120可以生成行选择信号。行解码器120可以针对与至少一条被选行线相对应的像素依次使能像素复位信号和传输信号。因此，可以由被选行线中的每个像素生成模拟参考信号和模拟图像信号，并将其依次传输给相关双采样(CDS)电路130。在该专利文档的上下文中，单词“像素信号”可以用于表示由每个像素生成的参考信号和图像信号。
CMOS图像传感器可以使用相关双采样(CDS)，以通过对像素信号采样两次而去除这两个采样之间的差，来去除像素的不期望的偏移值。在一个示例中，相关双采样(CDS)可以通过比较在光信号入射到像素上之前和之后所获得的像素输出电压以使得仅能够测量基于入射光的像素输出电压，来去除像素的不期望的偏移值。在所公开技术的一些实施方式中，相关双采样(CDS)电路130可以依次采样并保持从像素阵列110传输到多条列线的参考信号和图像信号。即，相关双采样(CDS)电路130可以采样并保持与像素阵列110的每一列相对应的参考信号和图像信号的电压电平。
一旦从定时控制器170接收到控制信号，相关双采样(CDS)电路130可以向ADC电路140发送与每列的参考信号和图像信号相对应的相关双采样(CDS)信号。
ADC 140用于将模拟CDS信号转换为数字信号。ADC 140的示例可以包括斜坡比较型ADC，在斜坡比较型ADC中将模拟像素信号与诸如斜坡上升或斜坡下降的斜坡信号之类的参考信号进行比较，并且计时器进行计数直到斜坡信号的电压与模拟像素信号匹配为止。在所公开技术的一些实施方式中，ADC电路140可以从CDS电路130接收每列的CDS信号，可以将接收到的CDS信号转换成数字信号，并且因此可以输出数字信号。在一些实现中，ADC 140使用参考信号对输入信号(例如，像素信号)进行多次采样，并且通过对时钟脉冲的数量进行计数直到交叉点为止，来对所采样的输入信号进行模数转换。ADC电路140可以基于每列的CDS信号和从定时控制器170接收的斜坡信号来执行计数操作和计算操作，使得ADC电路140可以生成从其去除了与各列相对应的噪声(例如，针对每个像素的独特复位噪声)的数字图像数据。
ADC电路140可以包括与像素阵列110的各列相对应的多个列计数器，并且可以使用列计数器将每列的CDS信号转换成数字信号。在另一实施方式中，ADC电路140可以包括单个全局计数器，并且可以使用从全局计数器接收的全局码，将与各列相对应的CDS信号转换为数字信号。
输出缓冲器150可以接收从ADC电路140输出的各列的图像数据。另外，输出缓冲器150可以捕获所接收的图像数据，并且可以输出所捕获的图像数据。一旦从定时控制器170接收到控制信号，输出缓冲器150可以临时存储从ADC电路140输出的图像数据。输出缓冲器150可以作为被配置为针对图像传感器100与联接至图像传感器100的另一装置之间的数据速率差或传输速度差进行补偿的接口而操作。
列解码器160可以在从定时控制器170接收到控制信号时选择输出缓冲器150的列，并且可以控制输出缓冲器150的被选列依次输出临时存储的图像数据。在一些实现中，列解码器160可以从定时控制器170接收地址信号，可以基于接收到的地址信号生成列选择信号，并且可以选择输出缓冲器150的列，以从输出缓冲器150的被选列输出图像数据，作为输出信号S0。
定时控制器170可以控制行解码器120、ADC电路140、输出缓冲器150和列解码器160。
定时控制器170可以向行解码器120、列解码器160、ADC电路140和输出缓冲器150发送用于操作或同步图像传感器100的组成元件的时钟信号、用于定时控制的控制信号、以及选择行或列所需的地址信号。根据实施方式，定时控制器170可以包括例如逻辑控制电路、锁相环(PLL)电路、定时控制电路和通信接口电路。
图2是例示了基于所公开技术的一些实现的图1中示出的单位像素组(PXG)的示例布局的图。
在一些实现中，每个单位像素组(PXG)可以包括4个单位像素PX1至PX4。单位像素PX1至PX4可以在第一方向(X轴方向)和与第一方向垂直的第二方向(Y轴方向)上彼此相邻。例如，单位像素PX1至PX4可以以(2×2)矩阵结构布置。
单位像素PX1至PX4中的每一个可以通过器件隔离结构ISO与其它相邻像素隔离。在一些实现中，单位像素PX1至PX4中的每一个包括其自己的光电转换元件PD、浮置扩散区FD、像素晶体管TX、DX、SX和RX以及阱抽头区WT，并且不与其它单位像素共享这些元件。在一个示例中，光电转换元件PD、浮置扩散区FD或晶体管被布置在与单个单位像素相对应的区域内，并且不能形成为跨两个或更多个单位像素。
在一些实现中，器件隔离结构ISO可以包括通过将高浓度P型杂质(例如，硼)注入到基板中而形成的掺杂杂质的隔离结构，或者可以包括通过将基板蚀刻至预定深度并用绝缘材料填充蚀刻区域而形成的沟槽隔离结构。这里，沟槽状隔离结构可以包括深沟槽隔离(DTI)结构、或DTI结构和浅沟槽隔离(STI)结构的组合结构。
在一些实现中，不同的单位像素可以通过形成于基板上方的导线(例如，金属线)电连接。
单位像素PX1至PX4中的每一个可以包括背面照明(BSI)结构或正面照明(FSI)结构。
在一些实现中，单位像素组PXG中的四个单位像素PX1至PX4当中的三个单位像素PX1、PX2和PX3可以形成为具有相同的结构，并且剩余的一个单位像素PX4可以在结构上与单位像素PX1、PX2和PX3不同。例如，单位像素PX1、PX2和PX3中的每一个可以包括单个光电转换元件PD、单个浮置扩散区FD、单个阱抽头区WT、单个传输晶体管TX、单个源极跟随器晶体管DX和单个选择晶体管SX。单位像素PX4可以包括单个光电转换元件PD、单个浮置扩散区FD、单个阱抽头区WT、单个传输晶体管TX和单个复位晶体管RX。
在一些实现中，单位像素PX1至PX4中的每一个包括阱抽头区WT，该阱抽头区WT用于向相应单位像素的中心部分处的阱区施加偏置电压。在一个示例中，阱区可以形成在单位像素PX1至PX4的基板中。在一些实现中，阱区可以用作其中形成有晶体管TX、DX、SX和RX的沟道的区域，并且可以包括P型杂质。在一些实现中，阱抽头区能够指示杂质掺杂区，该杂质掺杂区被构造为连接到阱区，以向阱区施加偏置电压。如上所述，由于阱抽头区WT设置在每个像素的中心部分处，所以在阱处的电压能够在整个像素上均等地分布。
在每个单位像素PX1至PX4中，像素晶体管可以形成为围绕阱抽头区WT。例如，在单位像素PX1、PX2和PX3中，可以通过在单位像素的中心处的阱区中形成阱抽头区WT，在相应单位像素的边缘区域中设置传输晶体管TX、源极跟随器晶体管DX和选择晶体管SX。当像素晶体管设置在单位像素的边缘区域中时，像素晶体管中的每一个能够增大尺寸，从而提高像素晶体管的噪声鲁棒性。类似地，在单位像素PX4中，形成为围绕阱抽头区WT的传输晶体管TX和复位晶体管RX可以设置在单位像素PX4的边缘区域中。
在一些实现中，单位像素PX1至PX4的传输晶体管TX可以布置在相应单位像素组PXG的中心部分处，如图2所示。以这种方式，能够简化用于传输晶体管TX的注入工艺的掩模图案。
尽管浮置扩散区FD和传输晶体管TX在图2中被示出为分开地形成，但是在一些实现中，光电转换元件PD和浮置扩散区FD可以形成为传输晶体管TX的源极/漏极区，因此浮置扩散区FD可以用作传输晶体管TX的一部分。光电转换元件PD可以在每个单位像素PX1至PX4的基板内以光电转换元件PD与像素晶体管TX、DX、SX和RX垂直交叠的方式形成在像素晶体管TX、DX、SX和RX下方。
在一些实现中，单位像素PX1、PX2和PX3的传输晶体管TX、源极跟随器晶体管DX、选择晶体管SX、浮置扩散区FD和阱抽头区WT可以分别关于单位像素组PXG的中心对称。在一些实现中，在第一方向上彼此相邻的单位像素PX1和PX2的传输晶体管TX、源极跟随器晶体管DX、选择晶体管SX、浮置扩散区FD和阱抽头区WT可以相对于单位像素PX1和PX2之间的边界区域分别彼此对称地布置。另外，在第二方向上彼此相邻的单位像素PX2和PX3的传输晶体管TX、源极跟随器晶体管DX、选择晶体管SX、浮置扩散区FD和阱抽头区WT可以相对于单位像素PX2和PX3之间的边界区域彼此对称地布置。
虽然图2通过示例的方式示出了复位晶体管RX形成在单位像素PX4中，但是复位晶体管RX可以形成在单位像素组PXG中的四个单位像素PX1至PX4中的任意一个中。
图3A是例示了图2中示出的单位像素组PXG中的单位像素PX1、PX2和PX3的示例布局的图。图3B是例示了图2中示出的单位像素组PXG中的单位像素PX4的示例布局的图。
参照图3A，单位像素PX1、PX2和PX3中的每一个可以包括形成为限定有源区12、14和16的器件隔离结构18。有源区12、14和16可以形成在阱区中。器件隔离结构18可以包括杂质掺杂隔离结构或沟槽状隔离结构。在一些实现中，可以通过将高浓度P型杂质(例如，硼)注入到单位像素PX1、PX2和PX3各自的基板中至预定深度来形成杂质掺杂隔离结构，并且可以通过将基板蚀刻至预定深度并用绝缘材料填充蚀刻区来形成沟槽状隔离结构。沟槽状隔离结构可以包括浅沟槽隔离(STI)结构。
源极跟随器晶体管DX的栅极DXG和选择晶体管SX的栅极SXG可以在彼此间隔开预定距离的同时形成在有源区12上方。例如，源极跟随器晶体管DX和选择晶体管SX可以形成为仅共享一个有源区12，并且可以彼此串联联接。
可以在有源区14上方形成传输晶体管TX的栅极TXG，并且可以在有源区14中的传输栅极TXG的一侧处形成浮置扩散区FD。在一些实现中，传输栅极TXG可以在基板中以预定深度形成。在一个示例中，传输栅极TXG可以以凹陷栅极形状形成，该凹陷栅极形状响应于传输信号而在光电转换元件PD与浮置扩散区FD之间形成垂直沟道区域。
有源区16可以包括阱抽头区WT，该阱抽头区WT用于向单位像素PX1、PX2和PX3中的每一个的阱区施加偏置电压。阱抽头区WT可以包括P型杂质(P+)。
有源区16可以设置在单位像素PX1、PX2和PX3各自的中心部分处。有源区12和14可以形成为在单位像素PX1、PX2和PX3的边缘区域中至少部分地围绕有源区16。例如，有源区12和14可以形成为组合地围绕有源区16，同时具有在两个位置(即，有源区12和14的边界区域)处包含开口的甜甜圈形状。换句话说，有源区12和14被形成为至少部分地围绕有源区16，但是有源区12和14彼此隔离。
在单位像素组PXG中，单位像素PX1、PX2和PX3的有源区12、14和16相对于单位像素的边界区域彼此对称地布置，并且有源区12、14和16可以在单位像素PX1、PX2和PX3中的每一个中分别具有相同的结构。虽然图3A仅例示了单位像素PX1、PX2和PX3的一种配置，但是从图2可以容易地理解，单位像素PX1、PX2和PX3中的一个单位像素的有源区12、14和16可以与单位像素PX1、PX2和PX3中的其它单位像素的有源区12、14和16对称。
例如，包括阱抽头区WT的有源区16可以设置在每个单位像素PX1、PX2和PX3的中心部分处。在单位像素PX1、PX2和PX3中，单位像素PX1、PX2和PX3中的一个单位像素的有源区16可以形成为具有与单位像素PX1、PX2和PX3中的其它单位像素的有源区16对称的相同形状。另外，两个晶体管DX和SX可以形成在单个有源区12中。在单位像素PX1、PX2和PX3中，单位像素PX1、PX2和PX3中的一个单位像素中的有源区12可以形成为具有与单位像素PX1、PX2和PX3中的其它单位像素的有源区12对称的相同形状。另外，晶体管TX可以形成在与有源区12和16隔离的单个有源区14中。在单位像素PX1、PX2和PX3中，单位像素PX1、PX2和PX3中的一个单位像素中的有源区14可以形成为具有与单位像素PX1、PX2和PX3中的其它单位像素的有源区14对称的相同形状。如上所述，在单位像素PX1、PX2和PX3中，有源区12、14和16可以布置为具有相同的结构。光电转换元件PD可以在单位像素PX1、PX2和PX3中的每一个的基板中以光电转换元件PD能够与有源区12、14和16垂直交叠的方式形成于有源区12、14和16下方。
在该专利文档的上下文中，术语“相同形状”和“相同结构”可以用于表示彼此对称的不同形状或结构。
参照图3B，单位像素PX4可以包括形成为限定有源区22和24的器件隔离结构26。器件隔离结构26可以包括浅沟槽隔离(STI)结构。
复位晶体管RX的栅极RXG和传输晶体管TX的栅极TXG可以至少部分地形成在有源区22上方，同时彼此间隔开预定距离。例如，复位晶体管RX和传输晶体管TX可以形成为在单位像素的任何一个PX4中共享仅一个有源区22，并且因此可以彼此串联联接。在有源区22中，可以在栅极RXG和TXG之间形成浮置扩散区FD。
在一些实现中，复位晶体管RX的栅极RXG可以形成为与在单位像素PX1、PX2和PX3中的源极跟随器晶体管DX的栅极DXG具有相同的尺寸。
可以在有源区24中形成用于向单位像素PX4的阱区施加偏置电压的阱抽头区WT。有源区24可以形成为与单位像素PX1、PX2和PX3各自的有源区16具有相同的形状。
有源区24可以设置在单位像素PX4的中心部分处，并且有源区22可以形成在单位像素PX4的边缘区域中，并且至少部分地围绕有源区24。例如，有源区22可以形成为围绕有源区24的具有开口的甜甜圈形状。
图4是例示了基于所公开技术的一些实现的、与4-共享像素结构相对应的等效电路的示例的图。为了便于描述，以下将如图4所示的包括共享至少一个公共电路元件的电路块的电路配置称为共享电路。
在一些实现中，共享电路可以包括光电转换元件PD1至PD4、浮置扩散区FD1至FD4、传输晶体管TX1至TX4、源极跟随器晶体管DX1至DX3、选择晶体管SX1至SX3和复位晶体管RX。
光电转换元件PD1至PD4中的每一个可以执行入射光的光电转换以产生与入射光的光子量相对应的光电荷。光电转换元件PD1至PD4中的每一个可以被实现为光电二极管、光电晶体管、光电栅、钉扎光电二极管或其组合。
传输晶体管TX1至TX4可以联接到光电转换元件PD1至PD4和浮置扩散区FD1至FD4。例如，传输晶体管TX1可以联接至光电转换元件PD1和浮置扩散区FD1，传输晶体管TX2可以联接至光电转换元件PD2和浮置扩散区FD2，传输晶体管TX3可以联接至光电转换元件PD3和浮置扩散区FD3，并且传输晶体管TX4可以联接至光电转换元件PD4和浮置扩散区FD4。即，传输晶体管TX1至TX4中的每一个的一个端子可以联接至同一单位像素中的光电转换元件PD1至PD4，并且传输晶体管TX1至TX4中的每一个的另一端子可以联接至同一单位像素中的浮置扩散区FD1至FD4。在这种情况下，如图3A或图3B所示，同一单位像素中的传输晶体管TX1至TX4和浮置扩散区FD1至FD4可以形成在同一有源区中，使得传输晶体管TX1至TX4和浮置扩散区FD1至FD4能够彼此电联接。传输晶体管TX1至TX4可以响应于施加到其栅极端子的传输信号TS1至TS4而导通或截止，使得传输晶体管TX1至TX4可以向相应浮置扩散区FD1至FD4传输由光电转换元件PD1至PD4产生的光电荷。
浮置扩散区FD1至FD4可以通过导线彼此电联接，并且共同联接至公共浮置扩散节点CFD。公共浮置扩散节点CFD可以被认为是并联联接至浮置扩散区FD1至FD4的单结电容器。公共浮置扩散节点CFD的电容可以由浮置扩散区FD1至FD4的电容之和表示。公共浮置扩散节点CFD可以通过传输晶体管TX1至TX4接收光电转换元件PD1至PD4的光电荷，并且可以暂时保持所接收到的光电荷。
源极跟随器晶体管DX1至DX3可以联接至电源电压(VDD)节点和与其相对应的选择晶体管SX1至SX3。例如，源极跟随器晶体管DX1的一个端子可以联接至电源电压(VDD)节点，并且源极跟随器晶体管DX1的另一端子可以联接至属于同一单位像素的选择晶体管SX1，源极跟随器晶体管DX2的一个端子可以联接至电源电压(VDD)节点，并且源极跟随器晶体管DX2的另一端子可以联接至属于同一单位像素的选择晶体管SX2，并且源极跟随器晶体管DX3的一个端子可以联接至电源电压(VDD)节点，并且源极跟随器晶体管DX3的另一端子可以联接至属于同一单位像素的选择晶体管SX3。在这种情况下，在同一单位像素中的源极跟随器晶体管DX1至DX3和选择晶体管SX1至SX3可以如图3A所示的共享相同有源区，使得源极跟随器晶体管DX1至DX3和选择晶体管SX1至SX3能够彼此电联接。源极跟随器晶体管DX1至DX3可以通过其栅极端子联接至公共浮置扩散节点CFD。因此，源极跟随器晶体管DX1至DX3可以生成与公共浮置扩散节点CFD处的电压相对应的电信号，并且可以将所生成的信号输出到相应选择晶体管SX1至SX3。即，源极跟随器晶体管DX1至DX3中的每一个可以放大公共浮置扩散节点CFD处的电压变化，并且可以将放大后的电压变化输出到选择晶体管SX1至SX3。在一些实现中，源极跟随器晶体管DX1至DX3可以共同地联接至电源电压(VDD)节点，并且可以通过其栅极端子从公共浮置扩散节点CFD接收相同的电压，使得源极跟随器晶体管DX1至DX3可以作为具有相对大的沟道宽度的单个晶体管操作。
选择晶体管SX1至SX3可以分别联接至与其相对应的源极跟随器晶体管DX1至DX3，并且选择晶体管SX1至SX3中的每一个可以联接至输出节点OUT。例如，选择晶体管SX1的一个端子可以联接至相应源极跟随器晶体管DX1，并且选择晶体管SX1的另一端子可以联接至输出节点OUT，选择晶体管SX2的一个端子可以联接至相应源极跟随器晶体管DX2，并且选择晶体管SX2的另一端子可以联接至输出节点OUT，以及选择晶体管SX3的一个端子可以联接至相应源极跟随器晶体管DX3并且选择晶体管SX3的另一端子可以联接至输出节点OUT。选择晶体管SX1至SX3可以响应于施加至其栅极端子的行选择信号(RSS)而导通或截止，使得选择晶体管SX1至SX3可以将源极跟随器晶体管DX1至DX3的输出信号传输到输出节点OUT。输出节点OUT可以联接至列线。在一些实现中，选择晶体管SX1至SX3可以共同联接至单个输出节点OUT，并且可以通过其栅极端子接收相同的行选择信号(RSS)，使得选择晶体管SX1至SX3可以作为具有相对大的沟道宽度的单个晶体管操作。
在基于所公开技术的一些实现的共享电路中，输出晶体管组包括单个源极跟随器晶体管(DX1、DX2或DX3)，并且单个选择晶体管(SX1、SX2或SX3)可以彼此串联联接，并且三个输出晶体管组可以并联联接在电源电压(VDD)节点和输出节点(OUT)之间，并且源极跟随器晶体管(DX1、DX2和DX3)联接至公共浮置扩散节点CFD。
复位晶体管RX可以联接在电源电压(VDD)节点和公共浮置扩散节点CFD之间。复位晶体管RX可以响应于施加到其栅极端子的复位信号(RS)而导通或截止，使得公共浮置扩散节点CFD能够复位为电源电压(VDD)电平。
可以从行解码器120接收传输信号TS1至TS4、行选择信号(RSS)和复位信号(RS)。
图5是例示了基于所公开技术的一些实现的、包括公共浮置扩散节点CFD的像素阵列110的示例的图，以示出图4的电路图中的公共浮置扩散节点CFD与源极跟随器晶体管之间的物理和电连接。
在一些实现中，像素阵列110可以包括在第一方向和第二方向上连续布置的多个单位像素组PXG1至PXG4，并且单位像素组PXG1至PXG4中的每一个可以包括以(2×2)矩阵阵列布置的四个单位像素。单位像素组PXG1至PXG4可以具有相同的布局。在单位像素组PXG1中，单位像素PX1、PX2和PX3中的每一个可以具有与图3A所示的单位像素相同的结构和/或布局，并且单位像素PX4可以具有与图3B所示的单位像素相同的结构和/或布局。
图5中所示的单位像素PX1至PX4中的光电转换元件、浮置扩散区和传输晶体管可以分别对应于图4中所示的光电转换元件PD1至PD4、浮置扩散区FD1至FD4和传输晶体管TX1至TX4。例如，图5中所示的单位像素PX1至PX4的传输栅极TXG1至TXG4可以分别对应于图4中所示的传输晶体管TX1至TX4的栅极。图5中所示的单位像素PX3、PX5和PX6的栅极DXG1至DXG3和SXG1至SXG3可以对应于图4中所示的源极跟随器晶体管DX1至DX3和选择晶体管SX1至SX3的栅极。另外，图5中所示的单位像素PX4的栅极RXG可以对应于图4中所示的复位晶体管RX的栅极。
属于同一单位像素组PXG1的四个单位像素PX1至PX4的浮置扩散区FD1至FD4可以通过导线彼此电联接，形成公共浮置扩散节点CFD。即，属于同一单位像素组PXG1的四个浮置扩散区FD1至FD4可以彼此共享。
公共浮置扩散节点CFD可以联接至三个单位像素中的源极跟随器晶体管的栅极。在这种情况下，从三个单位像素当中选择的一个单位像素可以是包含在其中彼此共享浮置扩散区FD1至FD4的单位像素组PXG1中的单位像素，并且三个单位像素当中的其余两个单位像素可以分别是与单位像素组PXG1相邻的两个不同单位像素组中的单位像素。
例如，公共浮置扩散节点CFD可以联接至在单位像素组PXG1中所包含的单位像素PX3中所形成的源极跟随器晶体管的栅极DXG1，并且还通过导线联接至分别包含在与单位像素组PXG1相邻的单位像素组PXG3和PXG4中的单位像素PX5和PX6中所形成的源极跟随器晶体管的栅极DXG2和DXG3。即，在图4所示的共享电路中，源极跟随器晶体管DX1和选择晶体管SX1(即，第一输出晶体管组)可以分别是形成于单位像素组PXG1的单位像素PX3中的源极跟随器晶体管和选择晶体管。源极跟随器晶体管DX2和选择晶体管SX2(即，第二输出晶体管组)可以是形成于单位像素组PXG3的单位像素PX5中的源极跟随器晶体管和选择晶体管。另外，在图4所示的共享电路中，源极跟随器晶体管DX3和选择晶体管SX3(即，第三输出晶体管组)可以分别是形成于单位像素组PXG4的单位像素PX6中的源极跟随器晶体管和选择晶体管。
在此，可以基于第一输出晶体管组的位置来确定哪个单位像素将其输出晶体管组用作第二输出晶体管组或第三输出晶体管组。例如，第二输出晶体管组可以是位于能够使第一输出晶体管组的栅极DX1联接至第二输出晶体管组的栅极DX2的导线的长度最小化的特定位置处的输出晶体管组。第三输出晶体管组可以是位于能够使第二输出晶体管组的栅极DX2联接至第三输出晶体管组的栅极DX3的导线的长度最小化的特定位置处的输出晶体管组。
如图5所示，公共浮置扩散节点CFD可以联接至形成于单位像素PX3中的源极跟随器晶体管的栅极DXG1。在这种情况下，位置最靠近栅极DXG1的源极跟随器晶体管的栅极可以用作单位像素PX5的栅极DXG2。因此，单位像素PX5中的源极跟随器晶体管和选择晶体管可以用作第二输出晶体管组。
同样，位置最靠近栅极DXG2的源极跟随器晶体管的栅极可以用作单位像素PX6的栅极DXG3。因此，单位像素PX6中的源极跟随器晶体管和选择晶体管可以用作第三输出晶体管组。
图6是例示了基于所公开技术的一些实现的、图5中所示的连接结构在图像感测装置的像素阵列中如何延伸的示意图。
尽管在图5和图6中未例示传输晶体管、选择晶体管和复位晶体管之间的互连，但是从以上描述能够容易地理解，传输晶体管、选择晶体管和复位晶体管能够如何彼此联接。
图7是例示了基于所公开技术的一些实现的、图2所示的单位像素组PXG中的单位像素PX4的另一示例布局的图。
在一些实现中，单位像素PX4′可以包括限定有源区32、34和36的器件隔离结构38。器件隔离结构38可以包括浅沟槽隔离(STI)结构。
复位晶体管RX的栅极RXG可以形成在有源区32上方。也就是说，复位晶体管RX可以形成在有源区32中。复位晶体管的栅极RXG可以形成为具有与单位像素PX1、PX2和PX3中的源极跟随器晶体管DX的栅极DXG相同的尺寸。单位像素PX4′的有源区32可以形成为具有与单位像素PX1、PX2和PX3的有源区12相同的形状和尺寸。另外，栅极RXG在与形成在单位像素PX1、PX2和PX3的有源区12中的栅极DXG对称的位置处形成在单位像素PX4′的有源区32中。
传输晶体管TX的栅极TXG可以形成于有源区34上方，并且浮置扩散区FD可以形成在有源区34中的传输栅极TXG的一侧处。传输栅极TXG可以以预定深度形成于基板中。在一个示例中，传输栅极TXG可以以凹陷栅极形状形成，该凹陷栅极形状响应于传输信号而在光电转换元件PD与浮置扩散区FD之间形成垂直沟道区。有源区34可以形成为具有与单位像素PX1、PX2和PX3的有源区14相同的形状和尺寸。
在有源区36中，可以形成用于向单位像素PX4′的阱区施加偏置电压的阱抽头区WT。有源区36可以形成为具有与单位像素PX1、PX2和PX3的有源区16相同的形状和尺寸。
有源区36可以设置在单位像素PX4′的中心部分处。有源区32和34可以形成在单位像素PX4′的边缘区域中并且围绕有源区36。例如，单位像素PX4′的有源区32、34和36可以在结构上与单位像素PX1、PX2和PX3的有源区12、14和16相同。即，与单位像素PX1、PX2和PX3相比，尽管与单位像素PX1、PX2和PX3不同的是仅复位晶体管形成在单位像素PX4′的有源区32中，但是除了形成于单位像素PX4′的有源区32中的复位晶体管之外的其它组成元件可以与单位像素PX1、PX2和PX3的组成元件相同。
从以上描述显而易见的是，基于所公开技术的一些实现的图像感测装置能够用于改善操作特性。
具体地，基于所公开技术的一些实现的图像感测装置能够用于改善噪声特性，并且能够使得在每个单位像素中产生的阱电势均匀。
尽管已经描述了许多示例性实施方式，但是应当理解，可以基于本专利文档中公开的内容做出所公开实施方式和其它实施方式的修改或变型。
相关申请的交叉引用
本专利文档要求于2020年5月13日提交的韩国专利申请No.10-2020-0057387的优先权及权益，该韩国专利申请通过引用全部合并于本文中，作为本专利文档公开的一部分。

Claims (13)

1.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：
像素阵列，该像素阵列包括多个单位像素，所述多个单位像素连续地布置并且被构造为通过执行入射光的光电转换，生成响应于所述入射光的电信号，
其中，所述多个单位像素通过第一器件隔离结构彼此隔离，并且所述多个单位像素中的每一个包括：
光电转换元件，该光电转换元件被构造为通过执行所述入射光的光电转换而产生光电荷；
浮置扩散区，该浮置扩散区被构造为接收所述光电荷；
传输晶体管，该传输晶体管被构造为将由所述光电转换元件产生的光电荷传输到所述浮置扩散区；以及
阱抽头区，该阱抽头区被构造为向阱区施加偏置电压，
其中，所述阱抽头区被设置在相应单位像素的中心部分处，
其中，所述多个单位像素被布置为分组为连续布置的多个单位像素组，每个所述单位像素组中的单位像素包括多个第一单位像素和第二单位像素，并且
其中，所述第二单位像素包括由器件隔离结构划分的两个有源区，所述两个有源区中的一个有源区设置在所述第二单位像素的中心部分处，并且所述两个有源区中的另一个有源区设置在所述第二单位像素的边缘区域中以围绕所述一个有源区。
2.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，每个所述单位像素组中的单位像素的所述浮置扩散区通过导线联接至公共浮置扩散节点。
3.根据权利要求2所述的图像感测装置，其中，每个所述单位像素组中的所述单位像素以2×2矩阵阵列布置。
4.根据权利要求2所述的图像感测装置，其中，
每个所述第一单位像素包括：源极跟随器晶体管，该源极跟随器晶体管被配置为生成与所述公共浮置扩散节点处的电压相对应的放大信号；以及选择晶体管，该选择晶体管被配置为响应于选择信号而将所述放大信号输出到输出节点，并且
所述第二单位像素包括复位晶体管，该复位晶体管被配置为响应于复位信号而复位所述公共浮置扩散节点。
5.根据权利要求4所述的图像感测装置，其中，每个所述第一单位像素包括由第二器件隔离结构划分的第一有源区、第二有源区和第三有源区，并且其中，
所述第一有源区设置在所述第一单位像素的中心部分处，并且
所述第二有源区和所述第三有源区设置在所述第一单位像素的边缘区域中并围绕所述第一有源区。
6.根据权利要求5所述的图像感测装置，其中，
所述阱抽头区形成在所述第一有源区中，
所述源极跟随器晶体管和所述选择晶体管形成在所述第二有源区中，并且
所述传输晶体管和所述浮置扩散区形成在所述第三有源区中。
7.根据权利要求4所述的图像感测装置，其中，
所述一个有源区包括所述阱抽头区，并且
所述另一个有源区包括所述复位晶体管、所述传输晶体管和所述浮置扩散区。
8.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：
像素阵列，该像素阵列包括多个单位像素，所述多个单位像素连续地布置并且被构造为通过执行入射光的光电转换，生成响应于所述入射光的电信号，
其中，所述多个单位像素通过第一器件隔离结构彼此隔离，并且所述多个单位像素中的每一个包括：
光电转换元件，该光电转换元件被构造为通过执行所述入射光的光电转换而产生光电荷；
浮置扩散区，该浮置扩散区被构造为接收所述光电荷；
传输晶体管，该传输晶体管被构造为将由所述光电转换元件产生的光电荷传输到所述浮置扩散区；以及
阱抽头区，该阱抽头区被构造为向阱区施加偏置电压，
其中，所述阱抽头区被设置在相应单位像素的中心部分处，
其中，所述多个单位像素包括第一单位像素、第二单位像素、第三单位像素、第四单位像素、第五单位像素和第六单位像素，并且其中，
所述第一单位像素包括第一源极跟随器晶体管和第一选择晶体管，
所述第二单位像素包括第二源极跟随器晶体管和第二选择晶体管，
所述第三单位像素包括第三源极跟随器晶体管和第三选择晶体管，
所述第四单位像素包括复位晶体管，
所述第五单位像素包括第五源极跟随器晶体管和第五选择晶体管，并且
所述第六单位像素包括第六源极跟随器晶体管和第六选择晶体管，
其中，所述第一单位像素至所述第四单位像素的所述浮置扩散区通过导线联接至公共浮置扩散节点，并且所述公共浮置扩散节点通过导线联接至所述第三源极跟随器晶体管、所述第五源极跟随器晶体管和所述第六源极跟随器晶体管的栅极，
其中，
所述第一单位像素至所述第四单位像素在彼此相邻布置的同时以2×2矩阵阵列布置，
所述第五单位像素被定位为在第一方向上与所述第三单位像素相邻，并且
所述第六单位像素被定位为在垂直于所述第一方向的第二方向上与所述第五单位像素相邻。
9.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：
多个单位像素组，所述多个单位像素组在第一方向和与所述第一方向垂直的第二方向上连续布置，
其中，所述多个单位像素组中的每一个包括彼此相邻的第一单位像素、第二单位像素、第三单位像素和第四单位像素，其中所述第一单位像素至所述第四单位像素中的每一个包括由器件隔离结构划分的多个有源区，并且其中，
所述第一单位像素至所述第三单位像素中的所述有源区被布置为具有相同的结构，并且
所述第四单位像素中的有源区以与所述第一单位像素至所述第三单位像素的有源区不同的结构布置，
其中，所述第四单位像素包括两个有源区，所述两个有源区中的一个有源区设置在所述第四单位像素的中心部分处，并且所述两个有源区中的另一个有源区设置在所述第四单位像素的边缘区域中以围绕所述一个有源区。
10.根据权利要求9所述的图像感测装置，其中，所述第一单位像素至所述第三单位像素中的每一个分别具有第一有源区、第二有源区和第三有源区，并且其中，
所述第一有源区设置在相应单位像素的中心部分处，并且
所述第二有源区和所述第三有源区设置在相应单位像素的边缘区域中并围绕所述第一有源区。
11.根据权利要求10所述的图像感测装置，其中，
所述第一有源区包括阱抽头区，该阱抽头区用于向相应单位像素的阱区施加偏置电压，
所述第二有源区包括源极跟随器晶体管和选择晶体管，并且
所述第三有源区包括传输晶体管和浮置扩散区。
12.根据权利要求9所述的图像感测装置，其中，
所述一个有源区包括用于向所述第四单位像素的阱区施加偏置电压的阱抽头区，并且
所述另一个有源区包括复位晶体管、传输晶体管和浮置扩散区。
13.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：
第一单位像素，该第一单位像素包括第一光电转换元件、第一浮置扩散区、第一传输晶体管、第一源极跟随器晶体管和第一选择晶体管；
第二单位像素，该第二单位像素包括第二光电转换元件、第二浮置扩散区、第二传输晶体管、第二源极跟随器晶体管和第二选择晶体管；
第三单位像素，该第三单位像素包括第三光电转换元件、第三浮置扩散区、第三传输晶体管、第三源极跟随器晶体管和第三选择晶体管；
第四单位像素，该第四单位像素包括第四光电转换元件、第四浮置扩散区、第四传输晶体管和复位晶体管；
第五单位像素，该第五单位像素包括第五光电转换元件、第五浮置扩散区、第五传输晶体管、第五源极跟随器晶体管和第五选择晶体管；以及
第六单位像素，该第六单位像素包括第六光电转换元件、第六浮置扩散区、第六传输晶体管、第六源极跟随器晶体管和第六选择晶体管，
其中，
所述第一单位像素至所述第六单位像素通过器件隔离结构彼此隔离，
所述第一浮置扩散区至所述第四浮置扩散区通过导线联接至公共浮置扩散节点，并且
所述公共浮置扩散节点通过导线联接至所述第三源极跟随器晶体管、所述第五源极跟随器晶体管和所述第六源极跟随器晶体管的栅极，
其中，
所述第一单位像素至所述第四单位像素在彼此相邻布置的同时以2×2矩阵阵列结构布置，
所述第五单位像素在第一方向上与所述第三单位像素相邻布置，并且
所述第六单位像素在垂直于所述第一方向的第二方向上与所述第五单位像素相邻布置。
CN202011144057.0A 2020-05-13 2020-10-23 图像感测装置 Active CN113675225B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200057387A KR102785834B1 (ko) 2020-05-13 이미지 센싱 장치
KR10-2020-0057387 2020-05-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113675225A CN113675225A (zh) 2021-11-19
CN113675225B true CN113675225B (zh) 2024-09-06

Family

ID=78512875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011144057.0A Active CN113675225B (zh) 2020-05-13 2020-10-23 图像感测装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11682687B2 (zh)
CN (1) CN113675225B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114630062B (zh) * 2022-03-10 2024-03-12 杭州指数星空智能设备制造有限责任公司 一种提高tof传感器动态范围的方法
KR20240069452A (ko) * 2022-11-11 2024-05-20 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 시스템
JP2025019415A (ja) * 2023-07-28 2025-02-07 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像素子および電子機器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111048537A (zh) * 2018-10-11 2020-04-21 爱思开海力士有限公司 包括有源区的图像传感器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4696596B2 (ja) * 2005-03-02 2011-06-08 ソニー株式会社 撮像素子及び撮像素子の製造方法
EP2133918B1 (en) * 2008-06-09 2015-01-28 Sony Corporation Solid-state imaging device, drive method thereof and electronic apparatus
JP6003291B2 (ja) * 2011-08-22 2016-10-05 ソニー株式会社 固体撮像装置及び電子機器
US9456157B2 (en) * 2014-11-25 2016-09-27 Semiconductor Components Industries, Llc Image sensor pixels having p-channel source follower transistors and increased photodiode charge storage capacity
JP2017069231A (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 ソニー株式会社 Ｍｏｓ型電界効果トランジスタ、半導体集積回路、固体撮像素子、及び、電子機器
KR102617389B1 (ko) 2016-10-06 2023-12-26 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센서
KR102576338B1 (ko) 2017-01-04 2023-09-07 삼성전자주식회사 이미지 센서
KR102427832B1 (ko) * 2017-04-12 2022-08-02 삼성전자주식회사 이미지 센서
US10971533B2 (en) * 2018-01-29 2021-04-06 Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas Vertical transfer gate with charge transfer and charge storage capabilities
KR102574973B1 (ko) * 2018-09-17 2023-09-06 에스케이하이닉스 주식회사 P-형 분리 구조를 갖는 이미지 센서

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111048537A (zh) * 2018-10-11 2020-04-21 爱思开海力士有限公司 包括有源区的图像传感器

Also Published As

Publication number Publication date
US11682687B2 (en) 2023-06-20
CN113675225A (zh) 2021-11-19
US20230307480A1 (en) 2023-09-28
US20210358980A1 (en) 2021-11-18
KR20210139089A (ko) 2021-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110248124B (zh) 图像传感器、包括其的图像检测系统以及操作其的方法
CN113224087B (zh) 图像感测装置
CN108777772B (zh) 图像传感器
CN113675225B (zh) 图像感测装置
CN115150569B (zh) 图像感测装置
KR20210004595A (ko) 이미지 센싱 장치
US11050960B2 (en) Image sensor
CN116112816A (zh) 像素阵列和包括该像素阵列的设备
KR100778854B1 (ko) 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법
CN114339079A (zh) 图像感测装置
KR100460773B1 (ko) 필팩터가 향상된 이미지센서 및 그 구동방법
US20150122971A1 (en) 3d stacked image sensor
US12266672B2 (en) Image sensing device
KR20230015162A (ko) 이미지 센싱 장치
CN112752043B (zh) 图像感测装置
KR102785834B1 (ko) 이미지 센싱 장치
WO2021033454A1 (ja) 半導体装置及び電子機器
CN114079737B (zh) 图像感测装置
US20230411418A1 (en) Imaging sensing device and method of manufacturing the same
KR101580323B1 (ko) 이미지 센서
CN118943149A (zh) 图像感测装置
CN115883995A (zh) 图像感测装置
CN119584665A (zh) 图像感测装置
CN116913932A (zh) 图像感测装置
CN115643493A (zh) 图像感测装置及其操作方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant