背面照明的全局快门成像阵列制造技术

技术编号:22061585 阅读:80 留言:0更新日期:2019-09-07 18:50
公开了一种成像阵列及其使用方法,其适用于利用全局快门的背面照明成像阵列。成像阵列包括具有像素传感器有序阵列的多个像素传感器。每个像素传感器包括主光电二极管和校正光电二极管。控制器在第一时刻复位所有主光电二极管,该第一时刻对于所有像素传感器是相同的;在该第一时刻之后的第二时刻复位所有校正光电二极管,该第二时刻对于所有像素传感器是相同的,并且该控制器顺序读出像素传感器。在第三时刻读出该像素传感器,该第三时刻对于不同的像素传感器是不同的。测量校正电荷以校正不同的读出时刻。

Global shutter imaging array for back lighting

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背面照明的全局快门成像阵列
本专利技术涉及背面照明的全局快门成像阵列。
技术介绍
用于CMOS成像传感器的电路构造在硅晶片的一侧上,在下面的讨论中称为前侧。传感器包括像素传感器阵列,其中每个像素传感器具有光电二极管和相关的读出电路。光电二极管和有源读出电路构造在晶片的正面上。然后在正面上沉积并图案化各种金属层。金属层提供各种导体和一些无源元件,例如电容器和电阻器。在前侧照明的成像传感器中,要捕获的图像从前侧上方成像到像素传感器上。因此,必须组织金属层,使得每个光电二极管上的区域不受阻碍。结果,可以在金属层中构造的电路必须构造在像素传感器阵列的侧面,这增加了成像阵列所需的硅面积。其中图像从硅晶片的另一侧投影到像素传感器上的成像传感器具有减小成像阵列的尺寸的潜力,因为正面上的光电二极管上方的区域现在可用于电路元件的构造和用于控制和读出像素传感器的各种信号的路由。然而,背面照射的像素传感器阵列存在其它挑战,特别是当用于全局快门系统时,其中电荷存储在每个像素传感器中的浮动扩散节点上,同时等待被读出。浮动扩散节点可以被视为具有寄生光电二极管,如果被照射,该寄生光电二极管将在存储期间产生光电子。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置,包括多个像素传感器,所述像素传感器包括像素传感器有序阵列,每个像素传感器的特征在于其在所述像素传感器有序阵列中的位置,并且包括:主光电二极管;和校正光电二极管;所述装置还包括控制器,所述控制器在第一时刻复位所有所述主光电二极管,所述第一时刻对于所有所述多个像素传感器是相同的;在所述第一时刻之后的第二时刻复位所有所述校正光电二极管,所述第二时刻对于所有所述多个像素传感器是相同的;和顺序地读出所述像素传感器,在第三时刻读出所述多个像素传感器中的每一个,所述第三时刻对于所述像素传感器中的不同像素传感器是不同的,并且取决于所述像素传感器有序阵列中的所述像素传感器的所述位置,对所述多个像素...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置,包括多个像素传感器,所述像素传感器包括像素传感器有序阵列,每个像素传感器的特征在于其在所述像素传感器有序阵列中的位置,并且包括:主光电二极管;和校正光电二极管;所述装置还包括控制器,所述控制器在第一时刻复位所有所述主光电二极管,所述第一时刻对于所有所述多个像素传感器是相同的;在所述第一时刻之后的第二时刻复位所有所述校正光电二极管,所述第二时刻对于所有所述多个像素传感器是相同的;和顺序地读出所述像素传感器,在第三时刻读出所述多个像素传感器中的每一个,所述第三时刻对于所述像素传感器中的不同像素传感器是不同的,并且取决于所述像素传感器有序阵列中的所述像素传感器的所述位置,对所述多个像素传感器中的每一个的所述读取包括:测量在所述第三时刻与所述第二时刻之间在所述像素传感器中的所述校正光电二极管上累积的校正电荷;测量在所述第三时刻在所述像素传感器中的所述主光电二极管上累积的总电荷;以及计算表示在所述第二时刻在所述主光电二极管上累积的电荷的像素传感器曝光值。2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述校正光电二极管的特征在于具有第一光转换效率,所述主光电二极管的特征在于具有第二光转换效率,所述第一光转换效率小于所述第二光转换效率。3.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述主光电二极管的特征在于具有将光转换为光电子的第一硅面积,所述校正光电二极管的特征在于具有将光转换为光电子的第二硅面积,所述第一硅面积大于所述第二硅面积。4.如权利要求1所述的装置,其特征在于,每个像素传感器包括:浮动扩散节点;第一传输栅极,其响应于第一传输信号而将所述主光电二极管连接到所述浮动扩散节点;和第二传输栅极,其将所述校正光电二极管连接到所述浮动扩散节点。5.如权利要求4所述的装置,还包括位线,每个所述像素传感器包括:放大器,其放大所述浮动扩散节点上的电压从而在放大器输出上产生信号;位线栅极,其响应于行选择信号而将所述放大器输出连接到所述位线;和复位栅极,其响应于复位信号而将所述浮动扩散节点连接到第一复位电压源。6.如权利要求4所述的装置,其特征在于,所述主光电二极管和所述校正光电二极管分别通过所述第一传输栅极和所述第二传输栅极相对于所述浮动扩散节点并联连接到一起。7.如权利要求4所述的装置,其特征在于,所述主光电二极管与所述校正光电二极管相对于所述浮动扩散节点串联连接到一起,所述主光电二极管通过所述第一传输栅极而连接到所述校正光电二极管,并且所述校正光电二极管...

【专利技术属性】
技术研发人员:H·T·杜C·宫A·M·麦格纳尼
申请(专利权)人:BAE系统成像解决方案有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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