一种图像感测装置，该图像感测装置包括第一杂质区、第二杂质区、浮置扩散区和传输栅。第一杂质区设置在半导体基板中并包括具有第一掺杂类型的杂质，并且第一杂质区通过响应于入射光而执行光电转换来生成光电荷。第二杂质区设置在第一杂质区上方并且具有与第一掺杂类型不同的第二掺杂类型的杂质，并且第二杂质区在第一杂质区的一些部分上接触第一杂质区。浮置扩散区设置在第二杂质区上方。传输栅联接至浮置扩散区，并将由第一杂质区生成的光电荷传送到浮置扩散区。第一杂质区被布置为不与传输栅接触。栅接触。栅接触。
【技术实现步骤摘要】
图像感测装置
[0001]本专利文件中公开的技术和实施方式总体上涉及一种图像感测装置。
技术介绍
[0002]图像传感器是用于将光学图像转换成电信号的装置(或元件)。随着汽车、医疗、计算机和通信行业的最新发展，诸如数码相机、便携式摄像机、个人通信系统(PCS)、游戏机、监视相机、医疗微型相机、机器人等的各种装置对高性能图像传感器的需求正在增长。
技术实现思路
[0003]所公开的技术的各种实施方式涉及一种用于改善操作特性的图像感测装置。
[0004]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：第一杂质区，该第一杂质区设置在半导体基板中并包括具有第一掺杂类型的杂质，该第一杂质区被配置为通过响应于入射光而执行光电转换来生成光电荷；第二杂质区，该第二杂质区设置在第一杂质区上方并且具有与第一掺杂类型不同的第二掺杂类型的杂质，该第二杂质区在第一杂质区的一些部分上接触第一杂质区；浮置扩散区，该浮置扩散区设置在第二杂质区上方并被配置为存储光电荷；以及传输栅，该传输栅联接至浮置扩散区，并被配置为将由第一杂质区生成的光电荷传送到浮置扩散区。第一杂质区可以被布置为不与传输栅接触。
[0005]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：像素阵列，该像素阵列包括多个单位像素，并且被配置为提供与由像素阵列接收的入射光相对应的电信号。多个单位像素中的每一个可以包括：第一杂质区，该第一杂质区具有第一类型杂质，并被配置为通过对入射光的光电转换而生成光电荷；以及第二杂质区，该第二杂质区具有与第一类型杂质不同的第二类型杂质，并且被设置在第一杂质区上方。第一杂质区的顶表面可以具有远离第二杂质区的部分。
[0006]应当理解，所公开技术的前述一般描述和以下详细描述二者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
[0007]当结合附图考虑以下详细描述时，所公开技术的上述和其他特征以及有益方面将变得显而易见。
[0008]图1是示出基于所公开的技术的一些实施方式的图像感测装置的示例的框图。
[0009]图2是示出基于所公开的技术的一些实施方式的沿图1所示的线A-A
’
截取的单位像素的示例的截面图。
[0010]图3是示出基于所公开的技术的一些实施方式的图2所示的N型光电转换区由具有不同密度的N型杂质区的组合形成的截面图。
[0011]图4是示出基于所公开的技术的一些实施方式的图3中所示的低密度N型杂质区的示例的平面图。
[0012]图5A至图5D是示出基于所公开的技术的一些实施方式的用于形成图3所示的结构的方法的示例的截面图。
[0013]图6是示出基于所公开的技术的一些其他实施方式获取的单位像素的示例的截面图。
[0014]图7是示出了基于所公开的技术的一些实施方式的图6所示的N型光电转换区由具有不同密度的N型杂质区的组合形成的截面图。
具体实施方式
[0015]本专利文件提供了一种图像感测装置的实施方式和示例，其基本上解决了由于现有技术的局限性和缺点引起的一个或更多个问题。所公开技术的一些实施方式提出了具有新结构以改善其操作特性的图像感测装置的设计。
[0016]现在将详细参照特定实施方式，其示例在附图中示出。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记指代相同或相似的部件。在以下描述中，将省略在此并入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。
[0017]图1是示出了基于所公开的技术的一些实施方式的图像感测装置的框图的示例。
[0018]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、定时发生器600、控制寄存器700和斜坡信号发生器800。
[0019]像素阵列100可以包括以二维(2D)结构连续布置的单位像素PX，其中单位像素沿着第一方向和垂直于第一方向的第二方向布置。每一个单位像素PX可以将入射光转换成电信号以生成像素信号，并且可以通过列线将像素信号输出到相关双采样器(CDS)200。基板可以包括半导体基板，该半导体基板包括光入射在其上的第一表面和与第一表面相对或相反的第二表面。每个单位像素PX可以包括形成在基板中的光电转换区，以及用于将在光电转换区中生成的光电荷(电子)传送到浮置扩散区的凹入的传输栅(transfer gate)。在这种情况下，传输栅的底表面可以被形成为不接触光电转换区。光电转换区可以包括其中高密度N型杂质区和低密度N型杂质区彼此组合的分布结构。可以在光电转换区上方形成P型杂质区。P型杂质区可以用作像素晶体管的阱区，并且可以将光电转换区和浮置扩散区彼此隔离。如上所述，光电转换区以高密度杂质区和低密度杂质区的组合结构形成，导致光电荷的传送特性增高。另外，可以防止作为N型杂质区的光电转换区与设置在光电转换区上方的P型杂质区之间的结击穿电压劣化。稍后将描述光电转换区的上述杂质分布结构。
[0020]相关双采样器(CDS)200可以采样并保持从像素阵列100的像素PX接收的电图像信号。例如，相关双采样器(CDS)200可以响应于从定时发生器600接收的时钟信号，对参考电压电平和接收到的电图像信号的电压电平进行采样，并且可以将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相对应的模拟信号传送到模数转换器(ADC)300。
[0021]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，并且可以由此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可以对基于从定时发生器600接收的时钟信号和从斜坡信号发生器800接收的斜坡信号的比较信号的电平转换时间进行计数，并且可以将指示所计数的电平转换时间的计数值输出到缓冲器400。
[0022]缓冲器400可以存储从模数转换器(ADC)300接收的每一个数字信号，可以感测和放大每一个数字信号，并且可以输出每一个经放大的数字信号。缓冲器400可以包括存储器(未示出)和感测放大器(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。感测放大器可以感测和放大从存储器接收的每个计数值。
[0023]行驱动器500可以响应于定时发生器600的输出信号以行线为单位驱动像素阵列100。例如，行驱动器500可以生成能够选择多条行线中的任意一条的选择信号。
[0024]定时发生器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。
[0025]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、定时发生器600和缓冲器400。
[0026]斜坡信号发生器800可以基于从控制寄存器700接收的控制信号和从定时发生器600接收的定时信号来生成斜坡信号，以控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：第一杂质区，所述第一杂质区被设置在半导体基板中并且包括具有第一掺杂类型的杂质，所述第一杂质区被配置为通过响应于入射光而执行光电转换来生成光电荷；第二杂质区，所述第二杂质区被设置在所述第一杂质区上方并且具有与所述第一掺杂类型不同的第二掺杂类型的杂质，所述第二杂质区在所述第一杂质区的一些部分上与所述第一杂质区接触；浮置扩散区，所述浮置扩散区被设置在所述第二杂质区上方并且被配置为存储所述光电荷；以及传输栅，所述传输栅联接到所述浮置扩散区，并且被配置为将由所述第一杂质区生成的所述光电荷传送到所述浮置扩散区，其中，所述第一杂质区被布置为不与所述传输栅接触。2.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述第一杂质区被形成为在设置在所述浮置扩散区下方的区域中与所述第二杂质区接触。3.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述第一杂质区包括设置在所述传输栅下方并且与所述第二杂质区的底表面间隔预定距离的部分。4.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述第一杂质区包括彼此具有不同的杂质密度的多个杂质区。5.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述第一杂质区包括：下部杂质区，所述下部杂质区具有第一杂质密度，并且被设置为与所述第二杂质区间隔预定距离；以及上部杂质区，所述上部杂质区具有比所述第一杂质密度更低的第二杂质密度，并且被设置在所述下部杂质区和所述第二杂质区之间，其中，所述上部杂质区与所述下部杂质区和所述第二杂质区接触。6.根据权利要求5所述的图像感测装置，其中，所述上部杂质区具有暴露所述下部杂质区的开口，所述开口位于与所述传输栅垂直交叠的位置。7.根据权利要求6所述的图像感测装置，其中，所述上部杂质区具有包括所述开口的环形形状。8.根据权利要求5所述的图像感测装置，其中，所述上部杂质区位于所述浮置扩散区下方。9.根据权利要求5所述的图像感测装置，该图像感测装置还包括：第三杂质区，所述第三杂质区被设置在所述下部杂质区中，并且具有比所述第一杂质密度更高的第三杂质密度。10.根据权利要求9所述的图像感测装置，其中，所述第三杂质区被设置为与所述传输栅垂直交叠。11.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述传输...
【专利技术属性】
技术研发人员：李庚寅，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：
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