本发明专利技术公开了一种包括像素和读出电路的图像传感器。所述像素包括具有热电结的热电元件，所述读出电路被配置为控制所述像素，使得所述热电元件执行热电冷却操作和光电转换操作。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种包括像素和读出电路的图像传感器。所述像素包括具有热电结的热电元件，所述读出电路被配置为控制所述像素，使得所述热电元件执行热电冷却操作和光电转换操作。【专利说明】执行热复位的图像传感器及方法和包括图像传感器的设备相关申请的交叉引用本申请要求于2012年11月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请N0.10-2012-0137825的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本专利技术构思的示例实施例涉及一种图像传感器，更具体而言，涉及能够使用珀尔帖效应执行热复位的图像传感器及其操作方法，以及包括该图像传感器的设备。
技术介绍
CMOS图像传感器是一种使用互补金属氧化物半导体(CMOS)的固态图像传感设备。CMOS图像传感器比包括高压模拟电路的电荷耦合器件(CCD)图像传感器具有更低的制造成本和更小的尺寸，因此CMOS图像传感器消耗更少的能量。近年来，随着CMOS图像传感器性能的改进，CMOS图像传感器已被广泛使用在包括便携式电子设备在内的各种电子产品中，例如智能电话或数码相机中。
技术实现思路
本专利技术构思的一个示例实施例涉及一种操作图像传感器的方法。根据这个示例实施例，所述方法包括:使用具有热电结的热电元件来对像素进行热电冷却，所述热电元件与所述像素集成；以及使用所述热电元件执行光电转换操作。所述热电冷却可以包括使用具有珀尔帖结的珀尔帖元件来对所述像素进行珀尔帖冷却。所述珀尔帖冷却可以包括:在复位操作期间向形成所述珀尔帖结的N型半导体元件提供第一电压；以及在所述复位操作期间向所述N型半导体元件提供所述第一电压的同时，还向形成所述珀尔帖结的P型半导体元件提供高于所述第一电压的操作电压。所述P型半导体元件可以是P型相变材料，例如Ge2Sb2Te5。根据一个示例实施例，所述热电元件可以通过前段制程(FEOL )集成过程来形成。根据另一个示例实施例，所述热电元件可以在后段制程(BEOL)过程之后形成。根据至少一些示例实施例，所述方法还可以包括:在所述光电转换操作过程期间向执行光电转换的所述P型半导体元件提供所述操作电压。在所述光电转换操作期间向所述P型半导体元件提供所述操作电压的路径可以不同于在所述复位操作期间向所述P型半导体元件提供所述操作电压的路径。所述方法还可以包括:在所述光电转换操作期间使用所述P型半导体元件执行光电转换。所述方法还可以包括:在所述光电转换操作期间向浮置扩散节点传输(例如，直接传输)由所述P型半导体元件生成的电荷。所述方法还可以包括:在读出基于所述电荷产生的像素信号期间向所述N型半导体元件提供所述第一电压。本专利技术构思的至少另一个示例实施例针对一种图像传感器。根据至少这个示例实施例，所述图像传感器包括:像素，其包括具有热电结的热电元件；以及读出电路，其被配置为控制所述像素，使得所述热电元件对所述像素执行热电冷却操作和光电转换操作。所述热电元件可以是珀尔帖元件，其包括形成珀尔帖结的N型半导体元件和P型半导体元件。根据至少一个示例实施例，所述图像传感器可以是前照式(front sideillumination，FSI)互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。根据另一个示例实施例，所述图像传感器可以是背照式(back side illumination, BSI) CMOS图像传感器。本专利技术构思的至少另一个示例实施例涉及一种图像处理设备。根据至少这个示例实施例，所述图像处理设备包括:图像传感器和被配置为控制所述图像传感器的操作的控制电路。所述图像传感器包括:像素，其包括具有热电结的热电元件；以及读出电路，其被配置为控制所述像素，使得所述热电元件可以对所述像素执行热电冷却操作和光电转换操作。所述热电元件可以是珀尔帖元件，其包括形成珀尔帖结的N型半导体元件和P型半导体元件。在复位操作期间，当向所述N型半导体元件提供第一电压的同时，所述读出电路还可以向所述P型半导体元件提供高于所述第一电压的操作电压。所述读出电路可以被配置为:在所述光电转化操作期间向浮置扩散节点传输(例如，直接传输)由所述P型半导体元件生成的电荷；并且在读出操作期间向所述N型半导体元件提供所述第一电压。根据本专利技术构思的一个示例实施例的一种便携式电子设备包括:图像处理设备；处理器，其被配置为控制所述图像处理设备的操作；以及显示器，其被配置为显示由所述图像处理设备处理的图像数据。所述图像处理设备包括:图像传感器和被配置为控制所述图像传感器的操作的控制电路。所述图像传感器包括:像素，其包括具有热电结的热电元件；以及读出电路，其被配置为控制所述像素，使得所述热电元件可以对所述像素执行热电冷却操作和光电转换操作。本专利技术构思的至少另一个示例实施例提供了一种图像传感器像素，其包括:被配置为对所述像素进行热电冷却并且执行光电转换操作的热电元件。根据至少一些示例实施例，所述热电元件可以包括:热电结，其被配置为对所述像素执行所述热电冷却；以及光电转换部分，其被配置为执行所述光电转换操作。所述热电结可以是珀尔帖结。所述光电转换部分可以是相变材料。所述热电元件可以被配置为:在复位操作期间对所述像素进行热电冷却；并且在集成操作期间执行所述光电转换操作。本专利技术构思的至少另一个示例实施例提供了一种图像传感器，其包括:读出电路，其被配置为在复位间隔期间同时对所述图像传感器的像素执行热复位操作和电复位操作。所述读出电路可以被配置为向所述像素施加热复位电压以执行所述热复位操作，并且被配置为向所述像素施加电复位电压以执行所述电复位操作。所述电复位电压和所述热复位电压可以同时被施加至所述像素。所述电复位电压可以大于所述热复位电压。根据至少一些示例实施例，所述图像传感器还可以包括:具有热电元件的像素，所述热电元件被配置为对所述像素进行热电冷却并且执行光电转换操作。所述热电元件还可以包括:热电结，其被配置为对所述像素执行所述热电冷却；以及光电转换部分，其被配置为执行所述光电转换操作。【专利附图】【附图说明】通过参考附图来详细描述示例实施例，示例实施例的以上和其它特征和优点会变得更加明显。附图是为了描述示例实施例，而不应当解释为限制权利要求预期的范围。除非明确标出，否则附图并非按比例绘制。图1是根据本专利技术构思的一个示例实施例的CMOS图像传感器，其包括读出电路和具有热电元件的像素；图2是关于图1的读出电路的示例操作的控制信号的时序图；图3是示例前段制程(FEOL)集成前照式(FSI)互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的剖视图，其包括图1的像素和读出电路的一部分；图4是示例后段制程(BEOL)集成FSI CMOS图像传感器的剖视图，其包括图1的像素和读出电路的一部分；图5是示例背照式(BSI) CMOS图像传感器的剖视图，其包括图1的像素和读出电路的一部分；图6是包括像素阵列的CMOS图像传感器的一个示例实施例，在像素阵列中集成了执行热电冷却的多个像素；图7是CMOS图像传感器的一个示例实施例,其包括图6中示出的包括在像素阵列中的像素以及读出电路；图8是关于图7中示出的读出电路的示例操作的控制信号的示例时序图；图9是连接至不具有热电冷却的传统像素的传统读出电路中的信号的示例波形图；图10是根据本专利技术构思一个示例实施例的读出电路本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种图像传感器，其包括：像素，其包括具有热电结的热电元件；以及读出电路，其被配置为控制所述像素，使得所述热电元件执行热电冷却操作和光电转换操作。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李泰渊，郑廷圭，朴允童，李炫锡，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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