多向共用像素上的高动态范围/抗溢出共同栅极制造技术

本发明专利技术在各种示范性实施例中提供一种具有多个像素单元的像素阵列架构，其中所述像素单元具有共用的像素单元组件。所述像素架构增加潜在的填充因数，且进而增加像素阵列的量子效率。所述共同像素组件可由所述阵列中的许多像素共用，且可包括用于提供所述像素的优于常规像素的抗溢出特性的共用栅极。实施例包括高动态范围／抗溢出栅极的多向共用和操作方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及图像传感器，且尤其涉及一种像素阵列架构，其在阵列的像素单 元中具有共用的组件。
技术介绍
通常，数字成像器阵列包括像素单元的焦平面阵列，所述单元的每一者包括光传感 器，例如，光栅、光导体或光电二极管。在互补金属氧化物半导体(CMOS)成像器中， 读出电路连接到每一像素单元，其通常包括源极跟随器输出晶体管。光传感器将光子转 换为电子，通常将所述电子转移到连接到源极跟随器输出晶体管的栅极的浮动扩散区域。 可包括电荷转移装置(例如，晶体管)以用于将电荷从光传感器转移到浮动扩散区域。 另外，所述成像器单元通常具有用于在电荷转移之前将浮动扩散区域复位为预定电荷电 平的晶体管。通过行选择晶体管来栅控源极跟随器晶体管的输出作为像素输出信号。在(例如)第6,140,630号美国专利、第6,376,868号美国专利、第6,310,366号美国 专利、第6,326,652号美国专利、第6,204,524号美国专利和第6,333,205号美国专利中描 述了示范性CMOS成像电路、其处理步骤和成像电路的各种CMOS元件的功能的详细描 述，上述专利每一者均转让给Micron Techn本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种像素阵列，其包含：　　　　第一光传感器，其用于响应于所施加的光而产生电荷；　　　　第二光传感器，其用于响应于所施加的光而产生电荷；以及　　　　第一和第二高动态范围／抗溢出（“ＨＤＲ／ＡＢ”）晶体管，其分别耦合到所述第一光传感器和所述第二光传感器以用于将所述产生的电荷从所述光传感器排出到共同漏极区域，所述晶体管具有共同ＨＤＲ／ＡＢ栅极。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-8-22 11/207,7441.一种像素阵列，其包含第一光传感器，其用于响应于所施加的光而产生电荷；第二光传感器，其用于响应于所施加的光而产生电荷；以及第一和第二高动态范围/抗溢出(“HDR/AB”)晶体管，其分别耦合到所述第一光传感器和所述第二光传感器以用于将所述产生的电荷从所述光传感器排出到共同漏极区域，所述晶体管具有共同HDR/AB栅极。2. 根据权利要求l所述的像素阵列，其中所述第一光传感器和所述第二光传感器在所 述阵列的第一行中。3. 根据权利要求l所述的像素阵列，其中所述第一光传感器和所述第二光传感器共用 一共同读出电路，所述共同读出电路用于读出表示从所述第一光传感器和所述第二 光传感器转移的电荷量的信号。4. 根据权利要求3所述的像素阵列，其中所述读出电路包含位于第一有源区域中用于 从所述光传感器转移所述电荷的至少第一和第二晶体管，和位于第二有源区域中用 于在第二有源区域中产生所述信号的至少一第三晶体管。5. 根据权利要求4所述的像素阵列，其中所述第一有源区域和所述第二有源区域彼此 在物理上隔离但彼此电连接。6. 根据权利要求4所述的像素阵列，其中所述至少第一和第二晶体管包含用于将所述 电荷转移到中间存储节点的存储晶体管。7. 根据权利要求6所述的像素阵列，其进一步包含用于将所述电荷从所述中间存储节 点转移到共同浮动扩散区域的第一和第二转移晶体管。8. 根据权利要求4所述的像素阵列，其中所述至少一第一和第二晶体管包含转移栅极。9. 根据权利要求1所述的像素阵列，其进一步包含第三和第四光传感器，其用于响应于所施加的光而产生各自的电荷；以及 第三和第四HDR/AB晶体管，其分别耦合到所述第三光传感器和第四光传感器以 用于将所述产生的电荷从所述第三光传感器和第四光传感器排出到所述共同漏极 区域，所述第三HDR/AB晶体管和第四HDR/AB晶体管包括所述共同HDR/AB栅 极。10. 根据权利要求9所述的像素阵列，其中所述四个光传感器中的至少两者共用用于将 所述产生的电荷转移到浮动扩散区域的共同转移晶体管栅极。11. 根据权利要求10所述的像素阵列，其中所述共同转移晶体管栅极位于所述至少两 个光传感器的与所述共同HDR/AB栅极相对的一侧处。12. 根据权利要求9所述的像素阵列，其中所述第一光传感器和所述第二光传感器是所 述阵列的第一行中的行邻近光传感器。13. 根据权利要求12所述的像素阵列，其中所述第三光传感器和所述第四光传感器是 所述阵列的第二行中的行邻近光传感器。14. 根据权利要求9所述的像素阵列，其中所述第一光传感器、第二光传感器、第三光 传感器和第四光传感器与各自的第一读出电路、第二读出电路、第三读出电路和第 四读出电路相关联。15. —种包含以多个行和列布置的多个像素单元的像素阵列，其中第一行包含像素对，其包含两个像素单元，每一所述像素单元包含一光传感器，所述两个像 素单元共用共同像素组件，所述共同像素组件包括存储节点，其用于存储由所述光传感器产生的电荷； 复位晶体管，其用于复位所述存储节点处的所述电荷； 至少一晶体管，其用于从所述存储节点读出一值；以及HDR/AB栅极，其电连接到第一侧上的所述光传感器以用于将电荷从所述光传感 器排出到所述HDR/AB栅极的第二侧上的漏极区域。16. 根据权利要求15所述的像素阵列，其进一步包含用于将电荷从所述光传感器转移 到第一和第二中间存储节点的第一和第二存储栅极。17. 根据权利要求16所述的像素阵列，其进一步包含用于将电荷从所述中间存储节点 转移到所述存储节点的至少一转移晶体管栅极。18. 根据权利要求15所述的像素阵列，其中所述漏极区域是第二行的复位晶体管的漏 极区域。19. 根据权利要求15所述的像素阵列，其中所述存储节点邻近于与所述HDR/AB栅极 相对的一侧上的所述光传感器。20. 根据权利要求19所述的像素阵列，其中所述HDR/AB栅极的至少一部分相对于所 述第一光传感器和所述第二光传感器成一角度而定位。21. 根据权利要求15所述的像素阵列，其中所述HDR/AB栅极是电容器的电极。22. 根据权利要求21所述的像素阵列，其中所述电容器电连接到邻近的像素对。23. —种像素单元阵列，其包含多个像素，其布置成行和列，所述多个像素包括第一、第二、第三和第四像素，其具有用于产生光电荷的各自第一、第二、第三 和第四光传感器；第一、第二、第三和第四HDR/AB晶体管，其用于将多余光电荷从所述第一光传 感器、第二光传感器、第三光传感器和第四光传感器排放到漏极区域中； 共同存储节点，其用于存储所述产生的光电荷；以及至少一共同晶体管，其用于将来自所述共同存储节点的表示所产生的光电荷量的 信号读出到列线上。24. 根据权利要求23所述的像素阵列，其进一步包含用于分别将所产生的电荷从所述 第一光传感器、第二光传感器、第三光传感器和第四光传感器转移到各自存储区域 中的第一、第二、第三和第四存储栅极。25. 根据权利要求24所述的像素阵列，其进一步包含用于分别将电荷从所述各自的第 一、第二、第三和第四存储区域转移到所述共同存储节点中的各自第一、第二、第 三和第四转移晶体管。26. 根据权利要求23所述的像素阵列，其进一步包含读出电路，所述读出电路包括用 于存储所述列线上所输出的信号的至少两组电容器。27. 根据权利要求25所述的像素阵列，其进一步包含用于将第一信号引导到第一组电 容器中且将第二信号引导到第二组电容器中的开关。28. —种成像器，其包含像素阵列，其包含第一和第二像素，其具有用于响应于所施加的光而产生电荷的各自第一和第二光 传感器；以及第一和第二HDR...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里A麦基，乔伊沙阿，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]