图像传感器、像素和图像传感器的操作方法技术

提供了一种图像传感器、像素和图像传感器的操作方法。该图像传感器包括：像素阵列，包括多个像素和被配置为驱动所述像素阵列的行驱动器，其中所述多个像素中的每一个包括至少一个光电二极管、传输晶体管、选择晶体管、器件隔离结构和体区域，并且所述行驱动器被配置为在驱动第一像素的同时调整施加至所述器件隔离结构的负电压和施加至所述体区域的体控制电压的预设时段、大小和施加时序中的每一个。大小和施加时序中的每一个。大小和施加时序中的每一个。

Operation method of image sensor, pixel and image sensor

【技术实现步骤摘要】
图像传感器、像素和图像传感器的操作方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年1月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2021
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0011801的优先权，其公开以引用方式全文并入本文中。


[0003]本专利技术构思涉及一种图像传感器、像素和图像传感器的操作方法，并且更具体地说，涉及一种用于限制暗电流和漏电流的产生的图像传感器、像素和该图像传感器的操作方法。

技术介绍

[0004]图像传感器是用于捕获对象的二维或三维图像的装置。换句话说，图像传感器检测并传送用于生成图像的信息。图像传感器通过使用光电转换元件生成对象的图像，该光电转换元件对从对象反射的光的强度作出反应。图像传感器可采用互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，其相对便宜且具有低功耗。然而，当CMOS图像传感器工作时，CMOS图像传感器中的装置可产生噪声。

技术实现思路

[0005]本专利技术构思的实施例提供了一种图像传感器、像素和该图像传感器的操作方法，当将低电压施加至像素时，所述图像传感器调整施加至像素的体的负电压的时序，以限制暗电流(或者暗电平)。
[0006]本专利技术构思的实施例还提供了一种限制暗电流并且减小像素中包括的晶体管的漏电流的传感器、所述像素和该图像传感器的操作方法。
[0007]根据本专利技术构思的实施例的图像传感器包括像素阵列，该像素阵列包括像素和用于驱动像素阵列的行驱动器。每个像素可包括至少一个光电二极管、传输晶体管、选择晶体管、器件隔离结构和体区域。行驱动器被配置为在驱动像素的过程中，在初始化像素的至少一个光电二极管的同时，调整施加至器件隔离结构的负电压和施加至体区域的体控制电压的预设时段、大小和施加时序中的每一个，多个光电荷积累在至少一个光电二极管中，所述多个积累的光电荷被读取。
[0008]根据本专利技术构思的实施例，提供了一种图像传感器，该图像传感器包括：像素阵列，包括多个像素和被配置为驱动所述像素阵列的行驱动器，其中所述多个像素中的每一个包括至少一个光电二极管、传输晶体管、选择晶体管、器件隔离结构和体区域，并且所述行驱动器被配置为在驱动第一像素的同时调整施加至所述器件隔离结构的负电压和施加至所述体区域的体控制电压的预设时段、大小和施加时序中的每一个。
[0009]根据本专利技术构思的实施例，提供了一种像素，该像素包括：至少一个光电二极管、传输晶体管和选择晶体管，其中，第一体控制电压在包括读出操作的操作周期中施加至所述至少一个光电二极管的第一端子，并且第二体控制电压在其中多个光电荷积累在所述至
少一个光电二极管中的垂直空白时段中施加至所述至少一个光电二极管的所述第一端子。
[0010]根据本专利技术构思的实施例，提供了一种图像传感器的操作方法，该操作方法包括：在其中像素的光电二极管被初始化的第一时段中将第一体控制电压施加至体区域，其中，所述第一体控制电压具有负电压电平，并且控制施加至器件隔离结构的负电压电平和施加至所述像素中的所述体区域的电压电平；在其中多个光电荷积累在所述光电二极管中的第二时段中，将第二体控制电压施加至所述体区域；以及在其中输出所述像素的信号的第三时段中将所述第一体控制电压施加至所述体区域。
附图说明
[0011]从下面结合附图的详细描述中，将更加清楚地理解本专利技术构思的实施例，其中：
[0012]图1是根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的框图；
[0013]图2是根据本专利技术构思的实施例的像素的电路图；
[0014]图3是根据本专利技术构思的实施例的像素阵列的结构的竖直剖视图；
[0015]图4是根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的操作的竖直剖视图；
[0016]图5A和图5B是根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的操作的时序图；
[0017]图6A和图6B是根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的操作的时序图；
[0018]图7A和图7B是根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的操作的流程图；
[0019]图8A是图像传感器的分解立体图；
[0020]图8B是图像传感器的平面图；
[0021]图9是包括多相机模块的电子装置的框图；以及
[0022]图10是图9的相机模块的详细框图。
具体实施方式
[0023]下文中，将参照附图详细描述本专利技术构思的一个或多个实施例。
[0024]图1是根据本专利技术构思的实施例的图像传感器的框图。
[0025]图像传感器100可以安装在具有图像感测功能或者光学感测功能的电子装置上。例如，图像传感器100可以安装在诸如相机、智能手机、可穿戴装置、物联网(IoT)装置、家用电器、平板个人计算机(PC)、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、导航装置、无人机或高级驾驶辅助系统(ADAS)的电子装置上。另外，图像传感器100可以安装在作为组件被包括在车辆、家具、制造设施、门、各种测量装置等中的电子装置上。
[0026]参照图1，图像传感器100可包括像素阵列110、行驱动器120、读出电路130、斜坡信号发生器140、时序控制器150和信号处理器190。读出电路130可包括模数转换(ADC)电路131和数据总线132。
[0027]像素阵列110包括按照矩阵排列的像素PX和连接至像素PX的行线RL和列线CL。行线RL可为扫描信号线，列线CL可为数据信号线。体控制电压BCS可被包括在行线RL中并且通过行线RL提供，或者可通过分离的信号线提供。例如，体控制电压BCS可通过专用信号线提供。
[0028]行线RL可以在行方向上延伸并且可分别连接至排列在同一行中的像素PX。例如，如图2所示，行线RL可以将从行驱动器120输出的控制信号分别发送至像素电路的晶体管。
[0029]根据本专利技术构思的实施例的每个像素PX可包括至少一个光电转换元件(或光检测元件)。光电转换元件可以检测光，并且可以将检测到的光转换为光电荷。例如，光电转换元件可为诸如无机光电二极管、有机光电二极管、钙钛矿光电二极管、光电晶体管、光电门或钉扎光电二极管的光检测元件，其包括有机材料或无机材料。在本专利技术构思的实施例中，像素PX各自可以包括光电转换元件。
[0030]用于收集光的微透镜可排列在每个像素PX的上部或者包括邻近像素PX的每个像素组的上部。每个像素PX可以从通过微透镜接收到的光中检测特定光谱范围中的光。例如，像素阵列110可包括将红色光谱范围中的光转换为电信号的红色像素、将绿色光谱范围中的光转换为电信号的绿色像素和将蓝色光谱范围中的光转换为电信号的蓝色像素。在每个像素PX的上部上，可布置用于透过特定光谱范围中的光的滤色器。然而，本专利技术构思不限于此。像素阵列110可包括用于将红色、绿色、蓝色光谱范围以外的光谱范围中的光转换为电信号的像素。
[0031]在本专利技术构思的实施例中，像素PX可以具有多层结构。具有多层结构的像素PX可包括堆叠的并且将不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，包括：像素阵列，其包括多个像素和被配置为驱动所述像素阵列的行驱动器，其中所述多个像素中的每一个包括至少一个光电二极管、传输晶体管、选择晶体管、器件隔离结构和体区域，并且所述行驱动器被配置为在驱动第一像素的同时调整施加至所述器件隔离结构的负电压和施加至所述体区域的体控制电压的预设时段、大小和施加时序中的每一个。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述行驱动器被配置为在第一时段中将具有负电平的第一体控制电压施加至所述第一像素的体区域，在所述第一时段中，在将第一传输控制信号传输至所述第一像素的传输晶体管的同时将所述第一像素的所述至少一个光电二极管初始化。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述行驱动器被配置为在其中多个光电荷积累在所述第一像素的所述至少一个光电二极管中的第二时段中将高于所述第一体控制电压的第二体控制电压施加至所述第一像素的体区域。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述行驱动器被配置为在其中输出所述第一像素的信号的第三时段中将具有负电平的第一体控制电压施加至所述第一像素的体区域。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述行驱动器被配置为在所述第三时段的其中所述第一像素的选择晶体管导通的区段中将所述第一体控制电压施加至所述第一像素的体区域。6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述行驱动器被配置为在其中输出所述第一像素的信号的第三时段中将第二体控制电压施加至所述第一像素的体区域。7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述行驱动器被配置为根据施加至所述第一像素的体区域的体控制电压的电压电平改变施加至所述第一像素的传输晶体管的第二传输控制信号的电压电平。8.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括电压施加电路，其被配置为将预设负电压施加至所述第一像素的器件隔离结构。9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中，所述行驱动器被配置为，在所述预设时段之一中，通过调整所述体控制电压来控制施加至所述第一像素的器件隔离结构的所述负电压的电平与施加至所述第一像素的体区域的电压的电平之间的差。10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述体控制电压包括所述负电压或0V的电压。11.一种像素，包括：至少一个光电二...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑泰燮，李景镐，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：