图像传感器颜色校正制造技术

本申请案涉及图像传感器颜色校正。一种图像传感器包含安置于半导体材料中的多个光电二极管及多个转移晶体管。所述多个转移晶体管中的个别转移晶体管耦合到所述多个光电二极管中的个别光电二极管。浮动扩散部也耦合到所述多个转移晶体管以从所述多个光电二极管接收图像电荷。所述浮动扩散部经耦合以接收预设电压，且所述预设电压实质上等于暗条件稳态读取电压。

Color correction of image sensor

This application relates to color correction of image sensors. An image sensor includes a plurality of photodiodes arranged in a semiconductor material and a plurality of transfer transistors. Individual transfer transistors in the plurality of transfer transistors are coupled to individual photodiodes in the plurality of photodiodes. The floating diffusion unit is also coupled to the plurality of transfer transistors to receive image charges from the plurality of photodiodes. The floating diffusion unit is coupled to receive the preset voltage, and the preset voltage is substantially equal to the steady-state read voltage of the dark condition.

【技术实现步骤摘要】
图像传感器颜色校正
本专利技术大体来说涉及图像传感器操作，且特定来说(但非排他性地)涉及图像传感器中的颜色校正。
技术介绍
图像传感器已变得普遍存在。其广泛用于数字静态相机、蜂窝式电话、安全摄像机以及医学、汽车及其它应用中。用于制造图像传感器的技术一直持续快速地发展。举例来说，对较高分辨率及较低电力消耗的需求已促进了这些装置的进一步小型化及集成。在现代图像传感器中，颜色成像通常是通过在图像传感器装置的表面上制作彩色滤光片层而完成。彩色滤光片层通常使用经布置成图案的红色、绿色及蓝色滤光片，所述滤光片允许使用颜色重建(demosaicing)算法来内插缺失的颜色信号。此技术允许颜色图像的重建，从而对最终图像产生极少失真。然而，尽管彩色成像已有所发展，但图像传感器仍可出于多种原因产生不完美的颜色信号。举例来说，光串扰(即，到达打算接收另一光颜色的光电二极管的错误光颜色)可致使一些颜色被人为地加强。电串扰(即，在两个单独像素之间流动的电子)可导致图像噪声。
技术实现思路
在一个方面中，本申请案涉及一种图像传感器。所述图像传感器包括：多个光电二极管，其安置于半导体材料中以响应于经引导到所述多个光电二极管中的入射光而积累图像电荷；多个转移晶体管，其中所述多个转移晶体管中的个别转移晶体管耦合到所述多个光电二极管中的个别光电二极管；及浮动扩散部，其安置于所述半导体材料中，其中所述浮动扩散部耦合到所述多个转移晶体管以从所述多个光电二极管接收所述图像电荷，且其中所述浮动扩散部经耦合以接收预设电压，且所述预设电压实质上等于暗条件稳态读取电压。在另一方面中，本申请案涉及一种成像系统。所述成像系统包括：多个光电二极管；多个转移晶体管，其中所述多个转移晶体管中的个别转移晶体管耦合到所述多个光电二极管中的个别光电二极管；浮动扩散部，其耦合到所述多个转移晶体管以从所述多个光电二极管接收图像电荷，且其中所述浮动扩散部经耦合以接收预设电压且所述预设电压实质上等于暗条件稳态读取电压，且其中所述浮动扩散部经耦合以在从所述多个光电二极管中的第一光电二极管读出所述图像电荷之前接收所述预设电压；及预设电压地址解码器，其经耦合以将所述预设电压供应到所述浮动扩散部。在又一方面中，本申请案涉及一种图像传感器操作的方法。所述方法包括：将预设电压施加到浮动扩散部，其中所述预设电压实质上等于暗条件稳态读取电压；响应于入射光而在多个光电二极管中产生图像电荷；及经由耦合到所述多个光电二极管的个别转移晶体管而将所述图像电荷从所述多个光电二极管转移到所述浮动扩散部，其中所述转移晶体管响应于转移信号而将所述图像电荷从所述多个光电二极管依序转移到所述浮动扩散部，且其中所述将所述预设电压施加到所述浮动扩散部发生在从所述多个光电二极管转移所述图像电荷之前。附图说明参考以下各图来描述本专利技术的非限制性及非穷尽性实例，其中除非另有规定，否则贯穿各种视图，相似参考编号是指相似零件。图1A是图解说明颜色通道不匹配的效果的图。图1B是根据本专利技术的教示的实例性图像传感器的图解。图1C展示可对应于图1B中的图像传感器的图像传感器操作的实例性第一方法。图1D展示根据本专利技术的教示的可对应于图1B中的图像传感器的图像传感器操作的实例性第二方法。图2是图解说明根据本专利技术的教示的包含图1B的图像传感器的成像系统的一个实例的框图。贯穿图式的数个视图，对应参考符号指示对应组件。所属领域的技术人员将了解，图中的元件是为简单及清晰起见而图解说明，且未必按比例绘制。举例来说，为帮助改进对本专利技术的各种实施例的理解，各图中的元件中的一些元件的尺寸可能相对于其它元件被夸大。此外，通常未绘示在一商业上可行实施例中有用或必需的常见而众所周知的元件以便促进对本专利技术的这些各种实施例的较不受阻挡的观察。具体实施方式本文中描述实例用于图像传感器颜色校正的设备及方法。在以下说明中，陈述众多特定细节以提供对实例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可在无所述特定细节中的一者或多者的情况下或借助其它方法、组件、材料等实践本文中所描述的技术。在其它实例中，为避免使一些方面模糊，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作。贯穿本说明书对“一个实例”或“一个实施例”的提及意指结合所述实例所描述的特定特征、结构或特性包含于本专利技术的至少一个实例中。因此，在贯穿本说明书的各个地点中出现的短语“在一个实例中”或“在一个实施例中”未必全部是指同一实例。此外，特定特征、结构或特性可以任一适合方式组合于一个或多个实例中。贯穿本说明书使用数个技术术语。除非本文中明确定义或其使用的上下文将另外清楚地建议，否则这些术语应具有其在所属领域中的一般含义。值得注意的是，特定电路元件可替代逻辑上等效或模拟电路或者可以软件仿真。图1A是图解说明颜色通道不匹配的效果的图。颜色通道不匹配是指其中甚至在完全暗条件中一个颜色的像素输出大于另一颜色的像素的信号的现象。换句话说，当无光到达图像传感器像素时，由于图像传感器像素不产生任何图像电荷(无光子到达光电二极管)，因此全部图像传感器像素应读出同一值。然而有时，一个颜色的像素将输出高于另一颜色的像素的基础信号。此可导致后处理图像假象且可使在低照明度条件中捕获的图像失真。图1A展示此现象的一个实例，其中蓝色像素(菱形线)正输出大于绿色或红色像素的暗信号。根据本专利技术的教示的实例通过将预读出电压施加到图像传感器中的浮动扩散部而纠正此问题。图1B是实例性图像传感器100的一部分的图解。在所描绘实例中，图像传感器100包含：半导体材料101、多个光电二极管(PD103、PD105、PD107及PD109)、多个转移晶体管(TX113、TX115、TX117及TX119)、浮动扩散部121、复位晶体管123、放大器晶体管131及行选择晶体管133。所述多个光电二极管安置于半导体材料101中以响应于经引导到所述多个光电二极管中的入射光而积累图像电荷。在一个实例中，半导体材料101可包含硅、锗、砷或其它适合半导体/掺杂剂。多个转移晶体管也安置于半导体材料101中，且所述多个转移晶体管中的个别转移晶体管(TX113、TX115、TX117及TX119)耦合到所述多个光电二极管中的个别光电二极管(PD103、PD105、PD107及PD109)。浮动扩散部121安置于半导体材料101中，且浮动扩散部121耦合到所述多个转移晶体管以响应于依序施加到每一个别转移晶体管的控制端子的转移信号而从所述多个光电二极管接收图像电荷(参见下文图1C，TX113、TX115、TX117及TX119)。换句话说，在所描绘实例中，转移信号经施加到TX113的控制端子，接着转移信号经施加到TX115的控制端子，接着转移信号经施加到TX117的控制端子，且最后转移信号经施加到TX119的控制端子。在一个实例中，根据本专利技术的教示，浮动扩散部121经耦合以接收预设电压(例如，预设电压151，参见下文图1D)，且所述预设电压实质上等于暗条件稳态读取电压(例如，暗条件稳态读取电压161，参见下文图1D)。在所描绘实例中，浮动扩散部121经耦合以在从多个光电二极管中的第一光电二极管103读出图像电荷之前接收预设电压。复位晶体管123耦合到浮动扩散部121以从浮动扩散部1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，其包括：多个光电二极管，其安置于半导体材料中以响应于经引导到所述多个光电二极管中的入射光而积累图像电荷；多个转移晶体管，其中所述多个转移晶体管中的个别转移晶体管耦合到所述多个光电二极管中的个别光电二极管；及浮动扩散部，其安置于所述半导体材料中，其中所述浮动扩散部耦合到所述多个转移晶体管以从所述多个光电二极管接收所述图像电荷，且其中所述浮动扩散部经耦合以接收预设电压，且所述预设电压实质上等于暗条件稳态读取电压。

【技术特征摘要】
2015.12.17 US 14/973,0171.一种图像传感器，其包括：多个光电二极管，其安置于半导体材料中以响应于经引导到所述多个光电二极管中的入射光而积累图像电荷；多个转移晶体管，其中所述多个转移晶体管中的个别转移晶体管耦合到所述多个光电二极管中的个别光电二极管；及浮动扩散部，其安置于所述半导体材料中，其中所述浮动扩散部耦合到所述多个转移晶体管以从所述多个光电二极管接收所述图像电荷，且其中所述浮动扩散部经耦合以接收预设电压，且所述预设电压实质上等于暗条件稳态读取电压。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述个别光电二极管耦合到所述个别转移晶体管以响应于依序施加到每一个别转移晶体管的控制端子的转移信号而将所述图像电荷读出到所述浮动扩散部，且其中所述浮动扩散部经耦合以在从所述多个光电二极管中的第一光电二极管读出所述图像电荷之前接收所述预设电压。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述预设电压被施加到所述浮动扩散部达长于所述多个光电二极管的稳定时间的时间段。4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中所述预设电压被施加到所述浮动扩散部的所述时间段为固定的。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括耦合到所述浮动扩散部的复位晶体管，其中所述复位晶体管经耦合以从所述浮动扩散部提取所述图像电荷。6.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括耦合到所述浮动扩散部的放大器晶体管；及耦合于所述放大器晶体管的输出与位线输出之间的行选择晶体管。7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中所述放大器晶体管包含源极跟随器耦合晶体管。8.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括控制电路及读出电路，其中所述控制电路控制所述多个光电二极管的操作，且所述读出电路从所述多个光电二极管读出所述图像电荷。9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中所述控制电路包含：预设电压地址解码器，其经耦合以供应所述预设电压；快门地址解码器，其经耦合以控制图像传感器快门操作；及读出地址解码器，其经耦合以控制所述图像电荷的读出。10.根据权利要求9所述的图像传感器，其进一步包括行解码器与驱动器，其中所述行解码器与驱动器耦合到所述多个光电二极管，且其中所述行解码器与驱动器耦合到所述预设电压地址解码器、所述快门地址解码器及所述读出地址解码器。11.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述预设电压的量值经动态确定为实质上等于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晴飞，单庆伟，白晋彰，
申请(专利权)人：豪威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US