固态成像设备和成像系统技术方案

本实用新型专利技术涉及固态成像设备和成像系统。所述固态成像设备包括：第一像素和第二像素，其中每个像素包括光敏元件；以及复位晶体管，其包括：具有外周边的第一栅极区；第一掺杂区、第二掺杂区和第三掺杂区，其中掺杂区与第一栅极区的外周边相邻；其中第一掺杂区和第二掺杂区包括浮动扩散有效区；并且其中第一像素耦合至第一浮动扩散有效区并且第二像素耦合至第二浮动扩散有效区。本实用新型专利技术解决的一个技术问题是改进固态成像设备和成像系统。本实用新型专利技术实现的一个技术效果是提供改进的固态成像设备和改进的成像系统。 1

Solid-state imaging equipment and imaging system

The utility model relates to a solid state imaging device and an imaging system. The solid-state imaging device includes: a first pixel and second pixels, each of which includes a photosensitive element; and a reset transistor which includes a first gate area with an outer periphery; a first doping area, a second doping area and a third doping area, in which the doping area is adjacent to the outer periphery of the first gate region; the first addition is first admixture. The miscellaneous and second doped regions include a floating diffusion effective zone, and the first pixel is coupled to the first floating diffusion effective zone and second pixels are coupled to the second floating diffusion effective zone. A technical problem to be solved by the utility model is to improve the solid state imaging device and the imaging system. The technical effect of the utility model is to provide an improved solid state imaging device and an improved imaging system. One

【技术实现步骤摘要】
固态成像设备和成像系统
本技术涉及固态成像设备，具体地讲涉及具有多分支晶体管的固态成像设备以及相应的成像系统。
技术介绍
图像传感器的生产和制造中常使用晶体管。图像传感器可包括任何数目的光电二极管，并且这些光电二极管可共用部分或所有读出电路以减少设备数目并降低图像传感器的成本。光电二极管也可共用复位晶体管。然而，由于设计约束，可能需要多个复位晶体管。多个晶体管利用较大的芯片面积，从而减小光电二极管面积，继而减小填充因数。其它设计以及复位晶体管的放置可增大浮动扩散区的有效面积，这不利地影响转换增益。
技术实现思路
本技术解决的一个技术问题是改进固态成像设备和成像系统。在一个方面，本技术是固态成像设备，其特征在于包括：第一像素和第二像素，其中每个像素包括光敏元件；以及复位晶体管，其包括：具有外周边的第一栅极区；第一掺杂区、第二掺杂区和第三掺杂区，其中掺杂区与第一栅极区的外周边相邻；其中第一掺杂区和第二掺杂区包括浮动扩散有效区；并且其中第一像素耦合至第一浮动扩散有效区并且第二像素耦合至第二浮动扩散有效区。在上述固态成像设备的一个实施方案中，复位晶体管还包括由位于第一栅极区下方并且与掺杂区相邻的区域限定的多分支通道，并且其中多分支通道为大致T形。在上述固态成像设备的一个实施方案中，第一浮动扩散有效区电连接到第二浮动扩散有效区。在上述固态成像设备的一个实施方案中，复位晶体管的第三掺杂区连接到供电电压。在上述固态成像设备的一个实施方案中，该设备还包括放大器，该放大器包括第二栅极区，其中第一浮动扩散有效区和第二浮动扩散有效区进一步电耦合至第二栅极区。在上述固态成像设备的一个实施方案中，每个像素还包括转移栅极，其中转移栅极包括晶体管。在上述固态成像设备的一个实施方案中，第一栅极区包括固体多晶硅层。在另一方面，本技术是成像系统，其特征在于包括：图像传感器，其包括：多个以二维图案排列的像素，其中每个像素包括光敏元件；复位晶体管，其包括：具有外周边的第一栅极区；以及第一掺杂区、第二掺杂区和第三掺杂区，其中掺杂区与第一栅极区的外周边相邻；其中第一掺杂区和第二掺杂区包括浮动扩散有效区；并且其中第一像素耦合至第一浮动扩散有效区并且第二像素耦合至第二浮动扩散有效区；电耦合至图像传感器的中央处理单元；以及电耦合至中央处理单元的存储器设备。在上述成像系统的一个实施方案中，第一浮动扩散有效区电连接到第二浮动扩散有效区；并且复位晶体管的第三掺杂区连接到供电电压。在上述成像系统的一个实施方案中，复位晶体管还包括由位于第一栅极区下方并且与掺杂区相邻的区域限定的多分支通道，并且其中多分支通道为大致T形。本技术实现的一个技术效果是提供改进的固态成像设备和改进的成像系统。附图说明当结合以下示例性附图考虑时，可参照具体实施方式更全面地了解本技术。在以下附图中，通篇以类似附图标记指代各附图当中的类似元件和步骤。图1代表性地示出了根据本技术的一个示例性实施方案的成像系统；图2是根据本技术的一个示例性实施方案的图像传感器的框图；图3是根据本技术的一个示例性实施方案的4路共用像素构造的电路示意图；图4代表性地示出了根据本技术的一个示例性实施方案的设备布局；图5代表性地示出了根据本技术的一个示例性实施方案的晶体管布局；图6A-6G代表性地示出了根据本技术的一个示例性实施方案的设备的制造。具体实施方式本技术可在功能块组件和各种加工步骤方面进行描述。这样的功能块可通过被构造成执行指定功能并且实现各种结果的任何数量的部件来实现。例如，本技术可采用可执行多种功能的各种半导体器件，诸如晶体管、电容器等。此外，本技术可结合任何数量的成像系统来实施，并且所述装置仅为该技术的一个示例性应用。此外，本技术可采用任何数量的常规技术以用于捕获图像数据、对图像数据采样、读出图像数据等。根据本技术各个方面的用于晶体管的方法和装置可结合可利用多源极/漏极晶体管的任何合适系统操作。此外，用于晶体管的方法和装置可结合任何合适的成像系统操作，诸如相机系统、视频系统、机器视觉、车辆导航、监视系统、运动检测系统、图像稳定系统等。参见图1，示例性成像系统可包括电子设备，诸如数字相机100。在一个实施方案中，成像系统可包括通过总线110与各种设备通信的中央处理单元(CPU)105。连接到总线110的一些设备可提供进出系统的通信，例如输入/输出(I/O)设备115。连接到总线110的其它设备提供存储器，例如，随机存取存储器(RAM)120、硬盘驱动器以及一个或多个外围存储器设备125，诸如软盘驱动器、光盘(CD)驱动器、USB驱动器、存储卡和SD卡。虽然总线110被示为单条总线，但可使用任何数量的总线来提供通信路径以使设备互连。成像系统还可包括用于捕获图像数据的图像传感器200。例如，光可通过镜头130进入成像系统并击中图像传感器200。在各种实施方案中，镜头135可被构造成聚焦图像。例如，镜头135可包括固定镜头和/或可调镜头，并且可包括在成像设备145的表面上形成的微镜头。图像传感器200可例如通过将波的可变衰减(在它们穿过物体或被物体反射时)转换成电子信号来检测并传送构成图像的信息。图像传感器200可结合任何合适的技术来实施，诸如使用半导体电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)或N型金属氧化物半导体(NMOS、LiveMOS)中的有源像素传感器、模拟传感器和/或平板检测器。图像传感器200可与处理器(诸如，CPU105、数字信号处理器或微处理器)组合在单个集成电路中，或者可形成于单独的芯片上。成像系统还可从系统接收控制或其它数据，诸如快门释放。在本示例性实施方案中，可使用任何合适的技术和/或制造工艺使图像传感器200形成于硅中。参见图2，在一个示例性实施方案中，图像传感器200可包括像素阵列205，该像素阵列由被布置成行和列的多个像素210形成。像素210可借助金属布线或其它合适的连接件进行电连接。在各种实施方案中，可在像素阵列205的表面上设置滤色器阵列(未示出)。在各种实施方案中，图像传感器200还可包括行电路215、列电路220以及定时和控制单元225，用于选择性地激活待读出的连续像素行。参见图3，在本技术的示例性实施方案中，图像传感器200可包括多路共用像素架构300。多路共用像素架构300可包括像素210的子组340，例如像素210(1)、210(2)、210(3)、210(4)可定义为一个子组340，其中像素210(1)、210(2)、210(3)、210(4)的子组340共用读出电路，与具有自己的专用读出电路的每个单独像素210相反。在一个实施方案中，子组340可包括四个(4)像素210(即四路共用像素架构)。然而，多路共用架构可包括适用于具体应用的任何数目的像素210。读出电路从像素读取信息用于进行处理，以呈现图像。在一个示例性实施方案中，读出电路可包括复位晶体管310、浮动扩散节点350、放大器315和行选择栅极320。包括诸如四个像素210(1)、210(2)、210(3)、210(4)的多个像素的子组340可共用复位晶体管310、放大器315和行选择栅极320。在各种实施方案中，根据图像传感器200的具体应用、设计规格和/或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固态成像设备，其特征在于包括：

【技术特征摘要】
2016.08.19 US 15/242,3261.一种固态成像设备，其特征在于包括：第一像素和第二像素，其中每个像素包括光敏元件；以及复位晶体管，所述复位晶体管包括：具有外周边的第一栅极区；第一掺杂区、第二掺杂区和第三掺杂区，其中所述掺杂区与所述第一栅极区的所述外周边相邻；其中所述第一掺杂区包括第一浮动扩散有效区以及所述第二掺杂区包括第二浮动扩散有效区；并且其中所述第一像素耦合至所述第一浮动扩散有效区并且所述第二像素耦合至所述第二浮动扩散有效区。2.根据权利要求1所述的固态成像设备，其特征在于所述复位晶体管还包括由位于所述第一栅极区下方并且与所述掺杂区相邻的区域限定的多分支通道，并且其中所述多分支通道为大致T形。3.根据权利要求1所述的固态成像设备，其特征在于所述第一浮动扩散有效区电连接到所述第二浮动扩散有效区。4.根据权利要求1所述的固态成像设备，其特征在于所述复位晶体管的所述第三掺杂区连接到供电电压。5.根据权利要求1所述的固态成像设备，其特征在于还包括：放大器，所述放大器包括第二栅极区，其中所述第一浮动扩散有效区和所述第二浮动扩散有效区进一步电耦合至所...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·莫里兹森，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国,US