成像电路和用于操作成像电路的方法技术

技术编号:13025165 阅读:105 留言:0更新日期:2016-03-16 22:39
本发明专利技术涉及成像电路和用于操作成像电路的方法。成像电路包括第一垂直沟槽栅极和相邻的第二垂直沟槽栅极。成像电路包括栅极控制电路。栅极控制电路以第一操作模式操作以生成将第一电荷载流子类型的光生电荷载流子加速至第一集电接触的第一空间电荷区域并且以第二操作模式操作以生成将第一电荷载流子类型的光生电荷载流子加速至第一集电接触的第二空间电荷区域。成像电路还包括图像处理电路,其基于在第一操作模式下第一集电接触处收集的第一电荷载流子类型的光生电荷载流子来确定对象的距离信息,并且基于在第二操作模式下第一集电接触处收集的第一电荷载流子类型的光生电荷载流子来确定对象的颜色信息。

【技术实现步骤摘要】

实施例涉及产生对象的图像并且特别是涉及。
技术介绍
各种传感器和计量器使用声学和光学脉冲或编码信号的延迟测量。在一些应用中,距离的测量与模式检测耦合。这可以是例如在使用可见或红外光的一些渡越时间(T0F)技术中的情况。红外光因为其不可见性可以是许多应用中选择的波长信号。红外光具有大约十微米或更大的穿透深度。在该深度,不能容易地借助于表面掺杂层的向外扩散而建立空间电荷区域。光子混合器件(PMD)也不能进行颜色识别,因为仅红外脉冲光被估计。所使用的光电管给出固定的光谱响应并且因此并非设计以用作颜色识别器件。
技术实现思路
需要提供一种成像电路,其能够生成三维彩色图像。这样的需要可以由权利要求的主题满足。一些实施例涉及成像电路,其包括半导体衬底和延伸到半导体衬底中的第一垂直沟槽栅极和相邻的第二垂直沟槽栅极。成像电路还包括栅极控制电路。栅极控制电路配置为以第一操作模式操作以将第一电压提供给第一垂直沟槽栅极并且将第二电压提供给第二垂直沟槽栅极,从而生成将第一电荷载流子类型的光生电荷载流子加速至第一垂直沟槽栅极附近的第一集电(collect1n)接触的第一空间电荷区域。栅极控制电路还配置为以第二操作模式操作以将第三电压提供给第一垂直沟槽栅极,从而生成将第一电荷载流子类型的光生电荷载流子加速至第一垂直沟槽栅极附近的第一集电接触的第二空间电荷区域。成像电路还包括图像处理电路,其配置为基于在第一操作模式下第一集电接触处收集的第一电荷载流子类型的光生电荷载流子来确定对象的距离信息,并且基于在第二操作模式下第一集电接触处收集的第一电荷载流子类型的光生电荷载流子来确定对象的颜色信息。一些实施例涉及成像电路,其包括半导体衬底和延伸到半导体衬底中的多个垂直沟槽栅极。每个相应的垂直沟槽栅极具有在其附近的用于收集第一电荷载流子类型的光生电荷载流子的对应的集电接触。成像电路还包括栅极控制电路,其配置为在集电时间间隔期间将不同电压提供给多个垂直沟槽栅极中的每一个。每个相应的垂直沟槽栅极生成用于将第一电荷载流子类型的光生电荷载流子加速至其相应的集电接触的相应空间电荷区域。成像电路还包括图像处理电路,其配置为确定对象的多个颜色信息类型的颜色信息,每个颜色信息类型的颜色信息基于每个对应的集电接触处收集的第一电荷载流子类型的光生电荷载流子。—些实施例涉及用于操作成像电路的方法。该方法包括在第一操作模式下,将第一电压提供给第一垂直沟槽栅极并且将第二电压提供给第二垂直沟槽栅极以生成将第一电荷载流子类型的光生电荷载流子加速至第一垂直沟槽栅极附近的第一集电接触的第一空间电荷区域。该方法还包括在第二操作模式下,将第三电压提供给第一垂直沟槽栅极以生成将第一电荷载流子类型的光生电荷载流子加速至第一垂直沟槽栅极附近的第一集电接触的第二空间电荷区域。该方法还包括基于在第一操作模式下第一集电接触处收集的第一电荷载流子类型的光生电荷载流子,来确定对象的距离信息。该方法还包括基于在第二操作模式下第一集电接触处收集的第一电荷载流子类型的光生电荷载流子,来确定对象的颜色信息。【附图说明】以下将仅作为示例并且参照附图来描述装置和/或方法的一些实施例,其中: 图1示出根据实施例的成像电路的示意截面图。图2示出根据实施例的操作在第一操作模式下的成像电路的示意截面图。图3示出根据实施例的指示由第一操作模式下的栅极控制电路提供的电压的图解。图4A示出根据实施例的操作在第二操作模式下的垂直沟槽栅极的示意截面图。图4B示出根据实施例的操作在第二操作模式下的垂直沟槽栅极的示意截面图。图4C示出根据实施例的操作在第二操作模式下的垂直沟槽栅极的示意截面图。图4D示出根据实施例的操作在第二操作模式下的垂直沟槽栅极的示意截面图。图5示出根据实施例的操作在第二操作模式下的垂直沟槽栅极的示意截面图。图6示出根据实施例的成像电路的示意截面图。图7示出根据实施例的用于操作成像电路的方法的流程图。图8A示出根据实施例的成像电路的示意俯视图。图8B示出根据实施例的成像电路的示意俯视图。图9示出指示深耗尽下空间电荷区域宽度的视图。图10示出指示光进入硅的穿透深度的图解。图11示出指示所测量的光电流作为沟槽栅极电压的函数的图解。【具体实施方式】现在将参照其中图示一些示例实施例的附图来更全面地描述各种示例实施例。在附图中,线、层和/或区域的厚度可以为了清楚而放大。因此,尽管示例实施例能够进行各种修改和替换形式,但其实施例作为示例在附图中示出并且在此将详细描述。然而,应理解,并非意在将示例实施例限制于所公开的特定形式,而是相反,示例实施例将覆盖所有落入本公开的范围内的修改、等同物和替换。在整个附图的描述中,相同标记指代相同或相似的元件。应理解,当元件被称为“连接”或“耦合”于另一元件时,其可以直接连接于或耦合于另一元件,或者可以存在介入元件。相反,当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”于另一元件时,则不存在介入元件。用于描述元件之间关系的其他用词应该以类似形式来解释(例如,“之间”相对于“直接之间”,“邻近”相对于“直接邻近”等)。在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的,并且并非意在限制示例实施例。如在此使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”也意在包括复数形式,除非上下文另有清楚指示。还应该进一步理解,术语“包括”、“包含”和/或“包含了”,在此使用时,指代存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非另外限定,所有在此使用的术语(包括技术和科学术语)具有与示例实施例所属领域的技术人员通常理解的相同含义。还应理解,例如在通常使用的字典中限定的那些术语的术语应该解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义一致的含义,而不应以理想化地或过分正式的意义来解释,除非在此明确如此限定。图1示出根据实施例的成像电路1的示意截面图。成像电路1包括半导体衬底10和延伸到半导体衬底10中的第一垂直沟槽栅极12和相邻的第二垂直沟槽栅极13。成像电路1还包括栅极控制电路239。栅极控制电路239以第一操作模式操作以将第一电压,例如VI,提供给第一垂直沟槽栅极12并且将第二电压,例如,V2,提供给第二垂直沟槽栅极13,从而生成将第一电荷载流子类型的光生电荷载流子加速至第一垂直沟槽栅极12附近的第一集电接触32的第一空间电荷区域。栅极控制电路239还以第二操作模式操作以将第三电压提供给第一垂直沟槽栅极12,从而生成将第一电荷载流子类型的光生电荷载流子加速至第一垂直沟槽栅极12附近的第一集电接触32的第二空间电荷区域。成像电路1还包括图像处理电路235,其基于在第一操作模式下第一集电接触32处收集的第一电荷载流子类型的光生电荷载流子来确定对象的距离信息,并且基于在第二操作模式下第一集电接触32处收集的第一电荷载流子类型的光生电荷载流子来确定对象的颜色信息。由于图像处理电路235、栅极控制电路239、第一垂直沟槽栅极12和第二垂直沟槽栅极13的以上实施,成像电路使得能够生成示出周围场景和颜色识别的详细图片的三维图像、彩色图像和三维彩色图像。此外,对象的距离信息和颜色信息两者可以通过相同的成像电路来确定。此外,具有关于对象的距离信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像电路(1、2、3、4、5),包括:半导体衬底(10);延伸到所述半导体衬底(10)中的第一垂直沟槽栅极(12)以及相邻的第二垂直沟槽栅极(13);栅极控制电路(239),配置为以第一操作模式操作以将第一电压提供给所述第一垂直沟槽栅极(12)并且将第二电压提供给所述第二垂直沟槽栅极(13),从而生成将第一电荷载流子类型的光生电荷载流子加速至所述第一垂直沟槽栅极(12)附近的第一集电接触(32)的第一空间电荷区域,并且以第二操作模式操作以将第三电压提供给所述第一垂直沟槽栅极(12),从而生成将所述第一电荷载流子类型的光生电荷载流子加速至所述第一垂直沟槽栅极(12)附近的所述第一集电接触(32)的第二空间电荷区域;以及图像处理电路(235),配置为基于在所述第一操作模式下所述第一集电接触(32)处收集的所述第一电荷载流子类型的光生电荷载流子来确定对象的距离信息,并且基于在所述第二操作模式下所述第一集电接触(32)处收集的所述第一电荷载流子类型的光生电荷载流子来确定所述对象的颜色信息。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:T考奇
申请(专利权)人:英飞凌科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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