图像感测装置制造方法及图纸

图像感测装置。一种图像感测装置包括：光电转换元件，其被配置为响应于入射光而生成光电荷；浮置扩散区，其被配置为临时存储由光电转换元件生成的光电荷；以及传输栅极，其被配置为将由光电转换元件生成的光电荷传输到浮置扩散区。传输栅极包括：主传输栅极，其被设置为与光电转换元件的中央部分交叠，并且被配置为响应于第一传输信号而操作；以及子传输栅极，其被设置为与光电转换元件的边界区域交叠并且被配置为响应于与第一电位电平不同的第二电位电平而操作。

【技术实现步骤摘要】
图像感测装置
该专利文献中公开的技术和实现总体上涉及图像感测装置。
技术介绍
图像感测装置是将光学图像转换成电信号的半导体装置。随着计算机行业和通信行业的不断发展，在例如数码相机、便携式摄像机、个人通信系统(PCS)、游戏机、监控摄像机、医疗微型相机、机器人等的各种领域中，对高质量和高性能图像传感器的需求快速增长。
技术实现思路
所公开技术的各种实现涉及图像感测装置。所公开技术的一些实现涉及用于通过改进传输(Tx)晶体管(或传送(Tx)晶体管)的栅极结构来解决电位袋(potentialpocket)问题的图像感测装置。根据所公开技术的一个实施方式，一种图像感测装置可以包括：光电转换元件，该光电转换元件被配置为响应于入射光而生成光电荷；浮置扩散区，该浮置扩散区位于所述光电转换元件的附近，并被配置为临时存储由所述光电转换元件生成的光电荷；以及传输栅极，该传输栅极被设置为与所述光电转换元件交叠，并且被配置为将由所述光电转换元件生成的光电荷传输到所述浮置扩散区。所述传输栅极包括：主传输栅极，该主传输栅极被设置为与所述光电转换元件的中央部分交叠，并且被配置为响应于第一电位电平而操作；以及子传输栅极，该子传输栅极被定位为与所述主传输栅极间隔开并且被设置为与所述光电转换元件的边界区域交叠，并且被配置为响应于与所述第一电位电平不同的第二电位电平而操作。根据所公开技术的另一实施方式，一种图像感测装置可以包括：第一光电转换元件至第四光电转换元件，该第一光电转换元件至该第四光电转换元件被配置为响应于入射光而生成光电荷；浮置扩散区，该浮置扩散区被所述第一光电转换元件至所述第四光电转换元件共享，并且被配置为临时存储由所述第一光电转换元件至所述第四光电转换元件生成的光电荷；以及第一传输栅极至第四传输栅极，该第一传输栅极至该第四传输栅极被设置为分别与所述第一光电转换元件至所述第四光电转换元件交叠。所述第一传输栅极至所述第四传输栅极中的每一个包括：主传输栅极，该主传输栅极被设置为与相应光电转换元件的中央部分交叠，并且被配置为响应于第一信号而将所述相应光电转换元件生成的光电荷传输到所述浮置扩散区；以及子传输栅极，该子传输栅极被设置为与相应光电转换元件的边界区域交叠，并且被配置为响应于幅值与所述第一信号不同的第二信号而将所述相应光电转换元件生成的光电荷传输到所述浮置扩散区。应当理解，所公开技术的前述概括描述和以下详细描述都是说明性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的本公开的进一步解释。附图说明参照以下详细描述和附图，所公开技术的上述和其它特征以及有益方面将变得显而易见。图1是例示了基于所公开技术的一种实现的图像感测装置的框图的示例。图2是例示了基于所公开技术的在图1中所示的像素阵列中形成的像素块的示意图的示例。图3是例示了基于所公开技术的在图2中所示的像素块的等效电路图的示例。图4A是例示了基于相关技术的由传输栅极下部处的电位袋中的残留光电荷引起的问题的电位分布。图4B是基于所公开技术的在图2中所示的子传输栅极中使用的电位分布。具体实施方式现在将参照一些实施方式详细进行说明，在附图中示出了一些实施方式的示例。尽可能地，相同的附图标记将在附图中始终用于指代相同或相似的部件。在以下描述中，将省略并入本文的相关已知配置或功能的详细描述，以避免使主题变得模糊。图1是例示了基于所公开技术的一种实现的图像感测装置的框图。参照图1，图像感测装置可以包括像素阵列100、相关双采样器(CDS)200、模数转换器(ADC)300、缓冲器400、行驱动器500、时序发生器600、控制寄存器700和斜坡信号发生器800。像素阵列100可以包括以矩阵形状布置的多个单位像素(PX)。每个像素块(PB)可以包括被配置为彼此共享浮置扩散(FD)区和一些像素晶体管的多个单位像素(PX)。例如，像素块(PB)可以形成为共享像素结构，在共享像素结构中四个单位像素(PX)共享浮置扩散(FD)区、复位晶体管、源极跟随晶体管和选择晶体管。每个单位像素(PX)可以包括用于通过转换从外部接收的入射光信号来生成光电荷的光电转换元件以及用于将光电转换元件生成的光电荷传输到浮置扩散(FD)区的传输(Tx)晶体管。在这种情况下，每个传输(Tx)晶体管可以由包括多个传输栅极的多传输栅极结构组成。在下文中将给出上述像素块(PB)的详细描述。像素块(PB)可以通过列线将指示单位像素的电图像信号的像素信号输出到相关双采样器(CDS)200。像素块(PB)可以联接到行线和列线。通信地联接到像素阵列100和时序发生器600的相关双采样器(CDS)200可以保持从像素阵列100的像素块(PB)接收的像素信号并对其进行采样。例如，相关双采样器(CDS)200可以响应于从时序发生器600接收到的时钟信号而执行参考电压电平和所接收的电图像信号的电压电平的采样，并且可以向模数转换器(ADC)300发送与参考电压电平和接收到的电图像信号的电压电平之间的差相对应的模拟信号。通信地联接到CDS200和时序发生器600的模数转换器(ADC)300可以将从斜坡信号发生器800接收的斜坡信号与从相关双采样器(CDS)200接收的采样信号进行比较，并且因此可以输出指示斜坡信号和采样信号之间的比较结果的比较信号。模数转换器(ADC)300可以响应于从时序发生器600接收的时钟信号而对比较信号的电平过渡时间进行计数，并且可以向缓冲器400输出指示所计数的电平过渡时间的计数值。通信地联接到ADC300的缓冲器400可以存储从模数转换器(ADC)300接收的每个数字信号，可以感测和放大每个数字信号，并且可以输出每个放大后的数字信号。因此，缓冲器400可以包括存储器(未示出)和读出放大器(未示出)。存储器可以存储计数值，并且计数值可以与多个单位像素(PX)的输出信号相关联。读出放大器可以感测和放大从存储器接收的每个计数值。通信地联接到像素阵列100和时序发生器600的行驱动器500可以响应于时序发生器600的输出信号而驱动像素阵列100的像素块。例如，行驱动器500可以生成能够选择多条行线中的至少一条的控制信号。控制信号可以包括用于控制选择晶体管的选择信号和用于控制稍后将描述的多个传输栅极的传输(Tx)信号。通信地联接到行驱动器500、相关双采样器(CDS)200、模数转换器(ADC)300和斜坡信号发生器800的时序发生器600可以生成定时信号，以控制行驱动器500、相关双采样器(CDS)200、模数转换器(ADC)300和斜坡信号发生器800。通信地联接到斜坡信号发生器800、时序发生器600和缓冲器400的控制寄存器700可以生成控制信号，以控制斜坡信号发生器800、时序发生器600和缓冲器400。通信地联接到缓冲器400和时序发生器600的斜坡信号发生器800可以响应于从时序发生器600接收的控制信号而生成斜坡信号，以控制从缓冲器400接收的图像信号。图2是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：/n光电转换元件，该光电转换元件被配置为响应于入射光而生成光电荷；/n浮置扩散区，该浮置扩散区位于所述光电转换元件的附近，并被配置为临时存储由所述光电转换元件生成的光电荷；以及/n传输栅极，该传输栅极被设置为与所述光电转换元件交叠，并且被配置为将由所述光电转换元件生成的光电荷传输到所述浮置扩散区，/n其中，所述传输栅极包括：/n主传输栅极，该主传输栅极被设置为与所述光电转换元件的中央部分交叠，并且被配置为响应于第一电位电平而操作；以及/n子传输栅极，该子传输栅极被定位为与所述主传输栅极间隔开并且被设置为与所述光电转换元件的边界区域交叠，该子传输栅极被配置为响应于与所述第一电位电平不同的第二电位电平而操作。/n

【技术特征摘要】
20190702 KR 10-2019-00793331.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：
光电转换元件，该光电转换元件被配置为响应于入射光而生成光电荷；
浮置扩散区，该浮置扩散区位于所述光电转换元件的附近，并被配置为临时存储由所述光电转换元件生成的光电荷；以及
传输栅极，该传输栅极被设置为与所述光电转换元件交叠，并且被配置为将由所述光电转换元件生成的光电荷传输到所述浮置扩散区，
其中，所述传输栅极包括：
主传输栅极，该主传输栅极被设置为与所述光电转换元件的中央部分交叠，并且被配置为响应于第一电位电平而操作；以及
子传输栅极，该子传输栅极被定位为与所述主传输栅极间隔开并且被设置为与所述光电转换元件的边界区域交叠，该子传输栅极被配置为响应于与所述第一电位电平不同的第二电位电平而操作。


2.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述第一电位电平具有比所述第二电位电平更高的电位电平。


3.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述主传输栅极被定位为与所述光电转换元件的最大电容点交叠。


4.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述子传输栅极包括分别位于所述主传输栅极的不同侧的第一子传输栅极和第二子传输栅极。


5.根据权利要求4所述的图像感测装置，其中，所述第一子传输栅极和所述第二子传输栅极关于所述主传输栅极对称布置。


6.根据权利要求4所述的图像感测装置，其中，所述第一子传输栅极和所述第二子传输栅极中的每一个基于不同的电位电平进行操作。


7.根据权利要求4所述的图像感测装置，其中，所述第一子传输栅极和所述第二子传输栅极中的每一个基于相同的电位电平进行操作。


8.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述主传输栅极具有三角形状，并且其中，所述三角形状的第一顶点区域与所述浮置扩散区交叠，并且所述三角形状的第二顶点区域和第三顶点区域与所述光电转换元件交叠。


9.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述子传输栅极与所述光电转换元件部分交叠，并且与所述浮置扩散区部分交叠。


10.根据权利要求1所述的图像感测装置，该图像感测装置还包括：
接触件，所述接触件被设置在所述主传输栅极和所述子传输栅极的顶表面处，
其中，所述接触件与所述光电转换元件的所述边界区域交叠。


11.一种图像感测装置，该图...

【专利技术属性】
技术研发人员：具太林，杨允熙，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR