图像传感器设备制造技术

一种图像传感器设备包括：第一数字像素，包括第一光电检测器和第一存储单元，第一存储单元用于存储与来自第一光电检测器的第一输出相对应的第一数字信号；以及第二数字像素，包括第二光电检测器和第二存储单元，第二存储单元用于存储与来自第二光电检测器的第二输出相对应的第二数字信号，第二数字像素与第一数字像素的一侧相邻，第一存储单元和第二存储单元与多个位线相连，第一存储单元与第一字线和第三字线相连，第二存储单元与第二字线和第四字线相连，第二字线在第一字线与第三字线之间，并且第三字线在第二字线与第四字线之间。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器设备相关申请的交叉引用本申请要求于2019年9月24日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2019-0117504的优先权，该申请的全部公开内容通过引用合并于此。
本专利技术构思的示例性实施例涉及半导体设备，更具体地，涉及图像传感器设备。
技术介绍
图像传感器是检测并传送信息以形成图像的传感器。它通过将光信号转换为电信号来实现该目的。随着计算机和通信行业的发展，在各种电子设备(例如，数码相机、便携式摄像机、智能电话、平板个人计算机(PC)、笔记本电脑、游戏机、安全相机和医用微型相机)中对高性能图像传感器的需求不断增长。常规的图像传感器包括模拟像素。模拟像素输出光信号作为模拟信号，并且模拟信号被转换成数字信号。然而，模拟信号容易受到噪声或耦合的影响，并且可能无法很好地处理高分辨率图像信号。
技术实现思路
根据本专利技术构思的示例性实施例，一种图像传感器设备包括：第一数字像素，包括第一光电检测器和第一存储单元，所述第一存储单元被配置为存储与来自所述第一光电检测器的第一输出相对应的第一数字信号；以及第二数字像素，包括第二光电检测器和第二存储单元，所述第二存储单元被配置为存储与来自所述第二光电检测器的第二输出相对应的第二数字信号，其中，所述第二数字像素沿第一方向与所述第一数字像素的一侧相邻，其中，所述第一存储单元和所述第二存储单元与多个位线相连，其中，所述第一存储单元与第一字线和第三字线相连，其中，所述第二存储单元与第二字线和第四字线相连，其中，所述第二字线在所述第一字线与所述第三字线之间，并且其中，所述第三字线在所述第二字线与所述第四字线之间。根据本专利技术构思的示例性实施例，一种图像传感器设备包括：第一数字像素，包括第一光电检测器和第一存储单元，所述第一存储单元被配置为存储与来自所述第一光电检测器的第一输出相对应的第一数字信号；以及第二数字像素，包括第二光电检测器和第二存储单元，所述第二存储单元被配置为存储与来自所述第二光电检测器的第二输出相对应的第二数字信号，其中，所述第二数字像素沿第一方向与所述第一数字像素的第一侧相邻，其中，所述第一存储单元和所述第二存储单元形成在第一半导体晶片上，其中，所述第一半导体晶片包括：第一区域，包括所述第一存储单元；第二区域，包括所述第二存储单元，其中，所述第二区域沿所述第一方向与所述第一区域相邻；第一共享虚设图案区域，在所述第一区域的第一侧与所述第二区域的第一侧之间；第一虚设图案区域，与所述第一区域的与所述第一区域的第一侧相对的第二侧相邻；以及第二虚设图案区域，与所述第二区域的与所述第二区域的第一侧相对的第二侧相邻，并且其中，所述第一共享虚设图案区域在所述第一方向上的第一宽度小于所述第一虚设图案区域在所述第一方向上的第二宽度的两倍或所述第二虚设图案区域在所述第二方向上的第三宽度的两倍。根据本专利技术构思的示例性实施例，一种图像传感器设备包括：第一数字像素，包括第一光电检测器和第一存储单元，所述第一存储单元被配置为存储与来自所述第一光电检测器的第一检测信号相对应的第一数字信号；以及第二数字像素，包括第二光电检测器和第二存储单元，所述第二存储单元被配置为存储与来自所述第二光电检测器的第二检测信号相对应的第二数字信号，所述第二数字像素沿第一方向与所述第一数字像素相邻，并且所述第一存储单元和所述第二存储单元被包括在单个存储单元阵列中。根据本专利技术构思的示例性实施例，一种图像传感器设备包括：第一数字像素，包括第一光电检测器和第一存储单元，所述第一存储单元被配置为存储与来自所述第一光电检测器的第一检测信号相对应的第一数字信号；以及第二数字像素，包括第二光电检测器和第二存储单元，所述第二存储单元被配置为存储与来自所述第二光电检测器的第二检测信号相对应的第二数字信号，其中，所述第二数字像素沿第一方向与所述第一数字像素相邻，其中，虚设存储单元被设置在所述第一存储单元与所述第二存储单元之间，并且其中所述虚设存储单元、所述第一存储单元和所述第二存储单元被包括在单个存储单元阵列中。附图说明通过参考附图详细描述本专利技术构思的示例性实施例，本专利技术构思的上述和其他特征将变得显而易见。图1是示出了根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器设备的框图。图2A是示出了图1的像素驱动器的框图。图2B是示出了图1的数字逻辑电路的框图。图3A、图3B、图3C和图3D是用于描述图1的数字像素的示意图。图4A和图4B是示出了图1的像素阵列的配置的示意图。图5A、图5B和图5C是示出了包括在图4A的像素阵列中的上晶片和下晶片的示意性布局的平面图。图6是示出了图4A所示的像素阵列的上晶片和下晶片的布局的平面图。图7A是示出了图6所示的存储单元区域的布局的平面图。图7B是示出了应用了图7A的存储单元区域的下晶片的平面图。图8是示出了图6的存储单元区域的布局的平面图。图9是示出了包括在图1的像素阵列中的数字像素共享比较器的结构的示意图。图10A和图10B是示出了图4A的下晶片和存储单元区域的布局的平面图。图11A和图11B是示出了图4A的下晶片和存储单元区域的布局的平面图。图12是示出了根据本专利技术构思的示例性实施例的存储单元区域的平面图。图13是示出了根据本专利技术构思的示例性实施例的存储单元区域的平面图。图14A和图14B是示出了根据本专利技术构思的示例性实施例的下晶片和存储单元区域的布局的平面图。图15A和图15B是示出了根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器设备的上晶片和下晶片的布局的平面图。图16A是示出了图1的图像传感器设备的透视图。图16B是示出了图1的图像传感器设备的平面图。图17是示出了应用了根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器没备的电子设备的框图。具体实施方式下面将参考附图详细描述本专利技术构思的示例性实施例。图1是示出了根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器设备的框图。参考图1，图像传感器设备100可以包括像素阵列110、像素驱动器120和数字逻辑电路130。在本专利技术构思的示例性实施例中，图像传感器设备100可以是包括在诸如闭路电视(CCTV)、黑匣子、数码相机、智能电话、平板个人计算机(PC)和笔记本电脑等的各种电子设备中的相机模块。在常规的CMOS图像传感器(CIS)中，图像像素基于光信号输出模拟信号。在单独的模数转换器处以列为单位将来自基于CIS的图像像素的模拟信号转换为数字信号。在这种情况下，在将由基于CIS的图像像素输出的模拟信号发送给模数转换器时，可能出现噪声或耦合，从而降低了最终图像的质量。根据本专利技术构思的示例性实施例的像素阵列110可以包括多个数字像素DP。数字像素DP中的每一个可以被配置为感测来自外部的光信号并且输出与感测到的光信号相对应的数字信号DOUT。例如，数字像素DP可以包括光电检测器PDT、模数转换器ADC和存储电路MCT。光电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器设备，包括：/n第一数字像素，包括第一光电检测器和第一存储单元，所述第一存储单元被配置为存储与来自所述第一光电检测器的第一输出相对应的第一数字信号；以及/n第二数字像素，包括第二光电检测器和第二存储单元，所述第二存储单元被配置为存储与来自所述第二光电检测器的第二输出相对应的第二数字信号，/n其中，所述第二数字像素沿第一方向与所述第一数字像素的一侧相邻，/n其中，所述第一存储单元和所述第二存储单元与多个位线相连，/n其中，所述第一存储单元与第一字线和第三字线相连，/n其中，所述第二存储单元与第二字线和第四字线相连，/n其中，所述第二字线在所述第一字线与所述第三字线之间，并且/n其中，所述第三字线在所述第二字线与所述第四字线之间。/n

【技术特征摘要】
20190924 KR 10-2019-01175041.一种图像传感器设备，包括：
第一数字像素，包括第一光电检测器和第一存储单元，所述第一存储单元被配置为存储与来自所述第一光电检测器的第一输出相对应的第一数字信号；以及
第二数字像素，包括第二光电检测器和第二存储单元，所述第二存储单元被配置为存储与来自所述第二光电检测器的第二输出相对应的第二数字信号，
其中，所述第二数字像素沿第一方向与所述第一数字像素的一侧相邻，
其中，所述第一存储单元和所述第二存储单元与多个位线相连，
其中，所述第一存储单元与第一字线和第三字线相连，
其中，所述第二存储单元与第二字线和第四字线相连，
其中，所述第二字线在所述第一字线与所述第三字线之间，并且
其中，所述第三字线在所述第二字线与所述第四字线之间。


2.根据权利要求1所述的图像传感器设备，其中，所述第一字线与第一字线触点电连接，并且所述第三字线与第三字线触点电连接，其中所述第一字线触点和所述第三字线触点在所述第一存储单元的一侧上，并且
其中，所述第二字线与第二字线触点电连接，并且所述第四字线与第四字线触点电连接，其中所述第二字线触点和所述第四字线触点在所述第二存储单元的与所述第一存储单元的所述一侧相对的一侧上。


3.根据权利要求2所述的图像传感器设备，其中，所述第一字线触点与所述第三字线触点之间的第一距离和所述第二字线触点与所述第四字线触点之间的第二距离中的每一个大于所述第一字线与所述第二字线之间的距离、所述第二字线与所述第三字线之间的距离、以及所述第三字线与所述第四字线之间的距离中的每一个。


4.根据权利要求1所述的图像传感器设备，还包括：
第三数字像素，包括第三光电检测器和第三存储单元，所述第三存储单元被配置为存储与来自所述第三光电检测器的第三输出相对应的第三数字信号，所述第三数字像素沿第二方向与所述第一数字像素的一侧相邻；以及
第四数字像素，包括第四光电检测器和第四存储单元，所述第四存储单元被配置为存储与来自所述第四光电检测器的第四输出相对应的第四数字信号，所述第四数字像素沿所述第二方向与所述第二数字像素的一侧相邻，
其中，所述第三存储单元和所述第四存储单元与所述多个位线相连，
其中，所述第三存储单元与第五字线和第七字线相连，并且所述第四存储单元与第六字线和第八字线相连，并且
其中，所述第五字线在所述第四字线与所述第六字线之间，所述第七字线在所述第六字线与所述第八字线之间，并且所述第六字线在所述第五字线与所述第七字线之间。


5.根据权利要求4所述的图像传感器设备，其中，所述第五字线与第五字线触点电连接，并且所述第七字线与第七字线触点电连接，其中所述第五字线触点和所述第七字线触点在所述第三存储单元的一侧上，并且
其中，所述第六字线与第六字线触点电连接，并且所述第八字线与第八字线触点电连接，其中所述第六字线触点和所述第八字线触点在所述第四存储单元的一侧上。


6.根据权利要求4所述的图像传感器设备，其中，所述第一存储单元、所述第二存储单元、所述第三存储单元和所述第四存储单元被包括在单个存储单元阵列中，并且
其中，所述单个存储单元阵列还包括：
第一虚设图案区域，在所述第一字线的一侧上，其中所述第一虚设图案区域沿所述第一方向延伸；
第二虚设图案区域，在所述第八字线的一侧上，其中所述第二虚设图案区域沿所述第一方向延伸；
第三虚设图案区域，在所述第一存储单元至所述第四存储单元的一侧上，其中所述第三虚设图案区域沿所述第二方向延伸；以及
第四虚设图案区域，在所述第一存储单元至所述第四存储单元的一侧上，其中所述第四虚设图案沿所述第二方向延伸，所述第四虚设图案区域和所述第三虚设图案区域彼此相对。


7.根据权利要求6所述的图像传感器设备，其中，所述单个存储单元阵列还包括：
共享虚设图案区域，在所述第四字线与所述第五字线之间。


8.根据权利要求1所述的图像传感器设备，还包括：
计数器，被配置为向所述多个位线提供数字代码；
行驱动器，被配置为输出用于控制所述第一光电检测器和所述第二光电检测器的第一光电检测器控制信号和第二光电检测器控制信号以及用于控制所述第一存储单元和所述第二存储单元的第一存储器控制信号和第二存储器控制信号；以及
斜坡发生器，被配置为生成斜坡信号，
其中，所述第一光电检测器被配置为响应于所述第一光电检测器控制信号而输出所述第一输出，并且
其中，所述第二光电检测器被配置为响应于所述第二光电检测器控制信号而输出所述第二输出。


9.根据权利要求8所述的图像传感器设备，其中，所述第一数字像素还包括：第一比较器，被配置为将来自所述第一光电检测器的所述第一输出与所述斜坡信号进行比较，并且输出第一比较信号，并且
其中，所述第二数字像素还包括：第二比较器，被配置为将来自所述第二光电检测器的所述第二输出与所述斜坡信号进行比较，并且输出第二比较信号。


10.根据权利要求9所述的图像传感器设备，其中，所述第一存储单元被配置为响应于所述第一存储器控制信号和所述第一比较信号，将通过所述多个位线提供的数字代码存储为所述第一数字信号，并且
其中，所述第二存储单元被配置为响应于所述第二存储器控制信号和所述第二比较信号，将通过所述多个位线提供的所述数字代码存储为所述第二数字信号。


11.根据权利要求8所述的图像传感器设备，还包括：
共享比较器，被配置为：
将来自所述第一光电检测器的所述第一输出与所述斜坡信...

【专利技术属性】
技术研发人员：金石山，徐珉雄，秋明来，李宗渊，崔珉准，
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