图像传感器制造技术

提供了图像传感器。图像传感器可以包括在第一方向和与第一方向交叉的第二方向上排列的单元像素。单元像素中的每一个可以包括第一浮置扩散区和第二浮置扩散区以及在第一浮置扩散区和第二浮置扩散区之间的第一光栅电极和第二光栅电极。单元像素可以包括顺序排列的第一单元像素、第二单元像素和第三单元像素。第二单元像素的第一浮置扩散区可以在第一单元像素的第一光栅电极和第二单元像素的第一光栅电极之间，并且第二单元像素的第二浮置扩散区可以在第二单元像素的第二光栅电极和第三单元像素的第二光栅电极之间。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器相关申请的交叉引用本美国非临时申请要求于2018年12月20日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0166111号的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
本公开涉及图像传感器，并且具体地涉及实现三维图像的图像传感器。
技术介绍
图像传感器是将光学图像转换成电信号的电子设备。随着计算机和通信工业的最近发展，在各种应用中对高性能图像传感器的需求不断增加，所述各种应用诸如数码相机、摄像机、个人通信系统、游戏机、安全相机、用于医疗应用的微型相机和/或机器人。此外，最近正在开发用于实现三维和/或彩色图像的图像传感器。
技术实现思路
本专利技术构思的一些实施例提供了一种具有更高集成密度的图像传感器。根据本专利技术构思的一些实施例，图像传感器可以包括在第一方向和与第一方向交叉的第二方向上排列的多个单元像素。多个单元像素中的每一个可以包括第一浮置扩散区和第二浮置扩散区以及在第一浮置扩散区和第二浮置扩散区之间的第一光栅电极和第二光栅电极。多个单元像素可以包括顺序排列的第一单元像素、第二单元像素和第三单元像素，并且第二单元像素在第一单元像素和第三单元像素之间。第二单元像素的第一浮置扩散区可以在第一单元像素的第一光栅电极和第二单元像素的第一光栅电极之间，并且第二单元像素的第二浮置扩散区可以在第二单元像素的第二光栅电极和第三单元像素的第二光栅电极之间。根据本专利技术构思的一些实施例，图像传感器可以包括在第一方向和与第一方向交叉的第二方向上排列的多个单元像素。多个单元像素中的每一个可以包括在对角于第一方向和第二方向的第三方向上彼此间隔开的第一浮置扩散区和第二浮置扩散区，以及在第一浮置扩散区和第二浮置扩散区之间的第一光栅电极和第二光栅电极。第一光栅电极和第二光栅电极可以在第三方向上彼此间隔开。根据本专利技术构思的一些实施例，图像传感器可以包括在第一方向和与第一方向交叉的第二方向上排列的多个单元像素。多个单元像素中的每一个可以包括在对角于第一方向和第二方向的第三方向上彼此间隔开的第一浮置扩散区和第二浮置扩散区，以及在第一浮置扩散区和第二浮置扩散区之间的第一光栅电极和第二光栅电极。第一光栅电极和第二光栅电极可以在第三方向上彼此间隔开。多个单元像素可以包括在第一方向上彼此直接相邻的第一和第二单元像素，并且第一和第二单元像素可以相对于在第二方向上延伸的假想线彼此镜像对称。附图说明根据以下结合附图的描述，将更清楚地理解示例实施例。附图表示本文描述的非限制性示例实施例。图1是示意性示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器系统的示图。图2是示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的框图。图3A是示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的单元像素的电路图。图3B是示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的单元像素的平面图。图3C是示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的像素阵列的平面图。图3D是沿着图3C的线I-I’截取以示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的像素阵列的剖视图。图4是示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的单元像素的操作的时序图。图5A、6A、7A和8A是其中的每一个示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的单元像素的电路图。图5B、6B、7B和8B是其中的每一个示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的单元像素的平面图。图5C、6C、7C和8C是其中的每一个示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的像素阵列的平面图。图5D、6D、7D和8D是其中的每一个示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的像素阵列并且沿着图5C、6C、7C和8C的线I-I’截取的剖视图。图9A、10A和11A是其中的每一个示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的单元像素的平面图。图9B、10B和11B是其中的每一个示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的像素阵列的平面图。应当注意的是，这些附图旨在示出在某些示例实施例中利用的方法、结构和/或材料的总体特性，并补充下面提供的书面描述。然而，这些附图不是按比例绘制的，并且可能不精确地反映任何给定实施例的精确结构或性能特性，并且这些附图不应该被解释为定义或限制示例实施例所涵括的值或属性的范围。例如，为了清楚起见，层、区和/或结构元件的相对厚度和位置可以减小或放大。在不同附图中使用相似或相同的附图标记旨在指示相似或相同的元件或特征的存在。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述本专利技术构思的示例实施例，附图中示出了示例实施例。图1是示意性示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器系统的示图。参考图1，根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器系统可以被配置为将光照射到对象O，感测从对象O反射的光，以及计算到对象O的光学深度或距离D。图像传感器系统可以包括向对象O发送(例如，生成)光的光源1、感测从对象O反射的光的图像传感器2，以及被配置为向光源1和图像传感器2提供同步信号的定时控制器3。光源1可以被配置为向对象O发射光信号EL，该光信号是脉冲光信号。在一些实施例中，光源1可以被配置为发射红外光、微波和/或可见光。发光二极管(lightemittingdiode，LED)、激光二极管(laserdiode，LD)或有机发光二极管(organiclightemittingdiode，OLED)可以用作光源1。图像传感器2可以被配置为感测从对象O反射的光R1，并且向对象O输出关于光学深度的信息。由图像传感器2获得的光学深度信息可以被用于(如在红外照相机中)实现三维图像。另外，图像传感器2可以包括深度像素和可见光像素，并且因此，图像传感器2可以用于实现三维彩色图像。定时控制器3可以控制光源1和图像传感器2的操作。例如，定时控制器3可以被配置为使光源1的发光操作与图像传感器2的光感测操作同步。图2是示出根据本专利技术构思的一些实施例的图像传感器的框图。参考图2，图像传感器可以包括有源像素传感器(activepixelsensor，ASP)阵列10、行解码器20、行驱动器30、列解码器40、控制器50、相关双采样器(correlateddoublesampler，CDS)60、模数转换器(analog-to-digitalconverter，ADC)70和输入/输出缓冲器(I/O缓冲器)80。有源像素传感器阵列10可以包括二维排列的多个单元像素，并且可以用于将光信号转换成电信号。可以由从行驱动器30传输的多个驱动信号(例如，像素选择信号、复位信号和电荷转移信号)驱动有源像素传感器阵列10。由有源像素传感器阵列10转换的电信号可以被提供给相关双采样器60。行驱动器30可以被配置为基于由行解码器20解码的信息生成用于驱动单元像素的驱动信号，并且然后将驱动信号传输到有源像素传感器阵列10。当单元像素以矩阵形式(即，呈行和列)排列时，驱动信号可以被提供给各个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，包括：/n多个单元像素，所述多个单元像素排列在第一方向和与所述第一方向交叉的第二方向上，/n其中，所述多个单元像素中的每一个单元像素包括：/n第一浮置扩散区和第二浮置扩散区；以及/n第一浮置扩散区和第二浮置扩散区之间的第一光栅电极和第二光栅电极，/n其中，所述多个单元像素包括顺序排列的第一单元像素、第二单元像素和第三单元像素，并且所述第二单元像素在所述第一单元像素和所述第三单元像素之间，/n其中，所述第二单元像素的第一浮置扩散区在所述第一单元像素的第一光栅电极和所述第二单元像素的第一光栅电极之间，以及/n其中，所述第二单元像素的第二浮置扩散区在所述第二单元像素的第二光栅电极和所述第三单元像素的第二光栅电极之间。/n

【技术特征摘要】
20181220 KR 10-2018-01661111.一种图像传感器，包括：
多个单元像素，所述多个单元像素排列在第一方向和与所述第一方向交叉的第二方向上，
其中，所述多个单元像素中的每一个单元像素包括：
第一浮置扩散区和第二浮置扩散区；以及
第一浮置扩散区和第二浮置扩散区之间的第一光栅电极和第二光栅电极，
其中，所述多个单元像素包括顺序排列的第一单元像素、第二单元像素和第三单元像素，并且所述第二单元像素在所述第一单元像素和所述第三单元像素之间，
其中，所述第二单元像素的第一浮置扩散区在所述第一单元像素的第一光栅电极和所述第二单元像素的第一光栅电极之间，以及
其中，所述第二单元像素的第二浮置扩散区在所述第二单元像素的第二光栅电极和所述第三单元像素的第二光栅电极之间。


2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第二单元像素的第一浮置扩散区和第二浮置扩散区在不同于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上彼此间隔开，以及
其中，所述第二单元像素的第一光栅电极和第二光栅电极在所述第三方向上彼此间隔开。


3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第一单元像素的第一光栅电极和第二光栅电极在所述第三方向上彼此间隔开第一距离，以及
其中，所述第二单元像素的第一光栅电极和第二光栅电极在所述第三方向上彼此间隔开所述第一距离。


4.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第二单元像素的第一光栅电极和第二光栅电极相对于在与所述第三方向交叉的第四方向上延伸的假想线彼此镜像对称。


5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第二单元像素的第一浮置扩散区和第二浮置扩散区在所述第一方向上彼此间隔开，以及
其中，所述第二单元像素的第一光栅电极和第二光栅电极在所述第一方向上彼此间隔开。


6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个单元像素中的每一个进一步包括：
第一读出电路，电连接到第一浮置扩散区；以及
第二读出电路，电连接到第二浮置扩散区；以及
其中，第一读出电路和第二读出电路在不同于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上彼此间隔开。


7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个单元像素中的每一个进一步包括：
第一转移栅电极，位于第一光栅电极和第一浮置扩散区之间；以及
第二转移栅电极，位于第二光栅电极和第二浮置扩散区之间。


8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个单元像素中的每一个进一步包括：
第一转移栅电极，位于第一光栅电极和第一浮置扩散区之间；
第二转移栅电极，位于第二光栅电极和第二浮置扩散区之间；以及
溢流栅电极，邻近第一光栅电极或第二光栅电极。


9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个单元像素中的每一个进一步包括：
第一转移栅电极，位于第一光栅电极和第一浮置扩散区之间；
第一存储栅电极，位于第一转移栅电极和第一光栅电极之间；
第二转移栅电极，位于第二光栅电极和第二浮置扩散区之间；以及
第二存储栅电极，位于第二转移栅电极和第二光栅电极之间。


10.一种图像传感器，包括：
多个单元像素，所述多个单元像素排列在第一方向和与所述第一方向交叉的第二方向上，
其中，所述多个单元像素中的每一个单元像素包括：
第一浮置扩散区和第二浮置扩散区，第一浮置扩散区和第二浮置扩散区在对角于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上彼此间隔开；以及
在第一浮置扩散区和第二浮置扩散区之间的第一光栅电极和第二光栅电极，第一光栅电极和第二光栅电极在所述第三方向上彼此间隔开。


11.根据权利要求10所述的图像传感器，其中，所述多个单元像素的第一浮置扩散区和第二浮置扩散区沿所述第三方向以交替的顺序排列。


12.根据权利要求10所述的图像传感器，其中，第一浮置扩散区和第二浮置扩散区中的每一个包括在所述第一方向上延伸的第一部分和在所述第二方向上延伸的第二部分。


13.根据权利要求10所述的图像传感器，其中，所述多个单元像素中的每一个进一步包括：
第一读出电路，电连接到第一浮置扩散区；以及
第二读出电路，电连接到第二浮置扩散区；以及
其中，第一读出电路和第二读出电路在不同于所述第三方向的第四方向上彼此间隔开。


14.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈暎究，
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