图像传感器制造技术

一种图像传感器包括：第一光电元件；第一光电元件下方的第二光电元件；以及第二光电元件下方包括第一半导体器件和第二半导体器件的像素电路。第一半导体器件连接到第一光电元件中的至少一个。第二半导体器件连接到第二光电元件中的至少一个。第一半导体器件连接到不同的第一光电元件并且在多个像素区域中的一个像素区域中。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器相关申请的交叉引用将2017年4月12日提交的题为“图像传感器”的韩国专利申请No.10-2017-0047514的全部内容通过引用合并于此。
本文描述的一个或多个实施例涉及图像传感器。
技术介绍
基于半导体的图像传感器检测光并产生对应的电信号。一种类型的图像传感器包括具有多个像素的像素阵列、驱动像素阵列的电路等。图像传感器可用于智能电话、平板PC、膝上型计算机、电视机和用于捕获图像或运动图片的相机模块。
技术实现思路
根据一个或多个实施例，一种图像传感器包括：多个像素区域、多个第一光电元件、所述多个第一光电元件下方的多个第二光电元件；以及像素电路，包括所述多个第二光电元件下方的第一半导体器件和第二半导体器件，所述第一半导体器件连接到所述多个第一光电元件中的至少一个，并且所述第二半导体器件连接到所述多个第二光电元件中的至少一个，其中所述第一半导体器件连接到所述多个第一光电元件中的不同的第一光电元件并且位于所述多个像素区域中的一个像素区域中。根据一个或多个其他实施例，一种图像传感器包括：包括多个像素区域的半导体衬底；所述半导体衬底上的多个第一光电元件；所述半导体衬底中的多个第二光电元件；像素电路，位于所述多个第二光电元件下方并且包括与所述多个第一光电元件中的至少一个电连接的第一半导体器件和与所述多个第二光电元件中的至少一个电连接的第二半导体器件；以及过孔电极，穿透所述半导体衬底并且将所述第一半导体器件连接到所述多个第一光电元件中的至少一个，其中所述第一半导体器件的与所述过孔电极中的一个相连的部分位于所述多个像素区域中的不同像素区域中。根据一个或多个其他实施例，一种图像传感器，所述图像传感器包括：彼此相邻的第一像素组至第三像素组，其中所述第一像素组至所述第三像素组中的每一个包括多个第一光电元件、所述多个第一光电元件下方的多个第二光电元件以及像素电路，所述像素电路包括所述多个第二光电元件下方的第一半导体器件和第二半导体器件，并且其中所述第一像素组中的所述第一半导体器件中的至少一个连接到所述第二像素组中的所述多个第一光电元件中的至少一个，并且所述第一像素组中的第二半导体器件中的至少一个连接到所述第三像素组中的多个第二光电元件中的至少一个。附图说明通过参考附图详细描述示例性实施例，特征对于本领域技术人员将变得显而易见，在附图中：图1示出了图像处理装置的实施例；图2A和图2B示出了像素电路的实施例；图3A至图3C示出了像素电路的其他实施例；图4示出了图像传感器中的连接结构的实施例；图5示出了半导体器件的布局实施例；图6示出了半导体器件的另一布局实施例；图7示出了图像传感器的横截面实施例；图8示出了图像传感器的另一横截面实施例；以及图9示出了电子设备的实施例。具体实施方式图1示出了可以包括图像传感器10和图像处理器20的图像处理装置1的实施例。图像传感器10可以包括像素阵列11、行驱动器12、列驱动器13、时序控制器14和读出电路15。图像传感器10可以根据来自图像处理器20的控制命令进行操作，可以将从对象30传输的光转换成电信号，并且可以将电信号输出给图像处理器20。图像传感器10中的像素阵列11可以包括多个像素PX。多个像素PX可以包括接收光并产生对应的电荷的光电元件。光电元件可以是例如光电二极管(PD)。在示例实施例中，多个像素PX中的每一个可以包括两个或更多个光电元件，并且一个像素PX中的两个或更多个光电元件可以接收不同颜色的光并且产生对应的电荷。多个像素PX中的每一个可以包括从由光电元件产生的电荷产生电信号的像素电路。在示例实施例中，像素电路可以包括转移晶体管、驱动晶体管、选择晶体管和复位晶体管。例如，当一个像素PX包括两个或更多个光电元件时，每个像素PX可以包括像素电流以分别处理由两个或更多个光电元件产生的电荷。例如，当一个像素PX具有两个或更多个光电元件时，像素电路可以包括例如转移晶体管、驱动晶体管、选择晶体管和复位晶体管的至少两个或更多个部分。在示例实施例中，一个像素PX可以包括第一光电元件和第二光电元件。第一光电元件和第二光电元件可以分别接收不同波段的光以产生对应的电荷。在示例实施例中，第一光电元件可以是有机光电二极管并且可以从与绿光相对应的波段中的光产生电荷。第二光电元件可以是半导体光电二极管并且可以从与蓝光或红光相对应的波段中的光产生电荷。在示例实施例中，第一光电元件可以例如基于光的行进方向在第二光电元件接收光之前接收光。在示例实施例中，一个像素PX可以包括处理在第一光电元件中产生的电荷的第一电路和处理在第二光电元件中产生的电荷的第二电路。第一电路可以包括多个第一半导体器件。第二电路可以包括多个第二半导体器件。第一电路可以从在第一光电元件中产生的电荷产生第一电信号并且可以将第一电信号输出给第一列线。第二电路可以从在第二光电元件中产生的电荷产生第二电信号并且可以将第二电信号输出给第二列线。在示例实施例中，彼此相邻的两个或更多个第一电路可以共享一个第一列线。以类似的方式，两个或更多个彼此相邻的第二电路可以共享一个第二列线。彼此相邻的第二电路也可以共享第二半导体器件的一部分。行驱动器12可以以行为基础驱动像素阵列11。例如，行驱动器12可以产生用于控制相应像素PX的转移晶体管的转移控制信号、用于控制复位晶体管的复位控制信号以及用于控制选择晶体管的选择控制信号。列驱动器13可以包括相关双采样器(CDS)和模数转换器(ADC)。相关双采样器可以通过与由行驱动器12提供的行选择信号选择的行中的像素PX相连的列线接收电信号，来执行相关双采样。模数转换器可以将来自相关双采样器的输出转换为数字信号，并将该数字信号传输给读出电路15。读出电路15可以包括例如锁存器或缓冲器电路以及放大电路。锁存器或缓冲器电路可以临时存储数字信号。例如，读出电路15可以临时存储或放大来自列驱动器13的数字信号并产生图像数据。行驱动器12、列驱动器13和读出电路15的操作时序可以由时序控制器14确定。时序控制器14可以基于由图像处理器20传输的控制命令来操作。图像处理器20可以对由读出电路15传输的图像数据执行信号处理，并将经信号处理的图像数据输出给显示设备等，或者将经信号处理的图像数据存储在诸如存储器等的存储设备中。图2A和图2B示出了图像传感器中的像素电路40A和40B的电路实施例。图2A和图2B中所示的像素电路可以使用在每个像素中的有机光电二极管OPD中产生的电荷来产生电信号。参考图2A，像素电路40A可以包括3T电路结构的多个晶体管。在示例实施例中，像素电路40A可以包括复位晶体管RX、驱动晶体管DX和选择晶体管SX。驱动晶体管DX的栅极端子可以连接到浮置扩散FD(Floatindiffusion)。在有机光电二极管OPD中产生的电荷可以在浮置扩散FD中积累。在示例实施例中，有机光电二极管OPD可以包括彼此平行的第一电极和第二电极，其间具有有机光电转换层。有机光电转换层可以接收预定波段的光以产生电荷。驱动晶体管DX可以通过浮置扩散FD中积累的电荷而作为源极跟随器缓冲放大器操作。驱动晶体管DX可以对在浮置扩散FD中积累的电荷进行放大，并且将放大的电荷转移到选择晶体管SX。选择晶体管SX可以基于由行驱动器输入的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括多个像素区域的图像传感器，包括：多个第一光电元件；在所述多个第一光电元件下方的多个第二光电元件；以及像素电路，包括在所述多个第二光电元件下方的第一半导体器件和第二半导体器件，所述第一半导体器件连接到所述多个第一光电元件中的至少一个，并且所述第二半导体器件连接到所述多个第二光电元件中的至少一个，其中所述第一半导体器件连接到所述多个第一光电元件中的不同的第一光电元件并且位于所述多个像素区域中的一个像素区域中。

【技术特征摘要】
2017.04.12 KR 10-2017-00475141.一种包括多个像素区域的图像传感器，包括：多个第一光电元件；在所述多个第一光电元件下方的多个第二光电元件；以及像素电路，包括在所述多个第二光电元件下方的第一半导体器件和第二半导体器件，所述第一半导体器件连接到所述多个第一光电元件中的至少一个，并且所述第二半导体器件连接到所述多个第二光电元件中的至少一个，其中所述第一半导体器件连接到所述多个第一光电元件中的不同的第一光电元件并且位于所述多个像素区域中的一个像素区域中。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一半导体器件包括第一复位晶体管、第一选择晶体管和第一驱动晶体管，以及所述多个像素区域中的一个像素区域中的所述第一选择晶体管和所述第一驱动晶体管连接到所述多个第一光电元件中的一个第一光电元件，所述一个第一光电元件与所述多个第一光电元件中连接到所述第一复位晶体管的另一个第一光电元件不同。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述第一选择晶体管的有源区连接到所述第一驱动晶体管的有源区。4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中所述第一选择晶体管的有源区沿第一方向延伸，以及所述第一驱动晶体管的有源区沿与所述第一方向交叉的第二方向延伸。5.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述第一选择晶体管的栅极长度短于所述第一驱动晶体管的栅极长度。6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一半导体器件提供第一电路，所述第二半导体器件提供第二电路，以及所述多个像素区域中的两个或更多个相邻像素区域提供单个像素组。7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中所述单个像素组中的第一电路共享第一列线，并且所述单个像素组中的第二电路共享第二列线。8.根据权利要求6所述的图像传感器，其中所述单个像素组中的第二电路共享所述第二半导体器件中的至少一部分。9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中由所述单个像素组中的所述第二电路共享的所述第二半导体器件中的至少一个位于另一个相邻像素组中。10.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：所述多个像素区域之间的分离区域，其中所述第一半导体器件与所述分离区域相邻。11.根据权利要求10所述的图像传感器，还包括：过孔电极，将所述第一半导体器件与所述多个第一光电元件彼此电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵德，李泰渊，李光敏，石井胜，
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