图像传感器和图像感测系统技术方案

提供一种图像传感器和图像感测系统。图像传感器包括像素组。像素组包括：第一滤色器；第一至第三光电二极管，其在第一滤色器下方，使得第一滤色器在垂直方向上与第一至第三光电二极管中的每一者交叠，其中，第一至第三光电二极管布置在垂直于垂直方向的第一方向上；第一至第一浮置扩散区，其分别被配置为累积由第一至第三光电二极管生成的电荷；源极跟随器晶体管，其被配置为基于在第一至第三浮置扩散区中的至少一者中累积的电荷来输出第一像素信号；以及第一金属层，其被配置为从源极跟随器晶体管接收第一像素信号，其中，第一金属层在与第一方向交叉的第二方向上延伸，其中，第一至第三浮置扩散区布置在第一方向上。至第三浮置扩散区布置在第一方向上。至第三浮置扩散区布置在第一方向上。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器和图像感测系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年4月19日在韩国知识产权局提交的第10
‑
2021
‑
0050317号韩国专利申请的优先权以及由此产生的所有权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用合并于此。
[0003]技术领
[0004]本专利技术构思涉及图像传感器和图像感测系统。

技术介绍

[0005]图像感测设备是将光学信息转换为电信号的半导体元件中的一种元件。这样的图像感测设备可以包括电荷耦合器件(CCD)图像感测设备和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像感测设备。
[0006]CMOS图像传感器可以被简称为CIS(CMOS图像传感器)。CIS可以具有二维布置的多个像素。每个像素可以包括例如光电二极管(PD)。光电二极管可以用于将入射光转换成电信号。
[0007]最近，随着计算机工业和电信工业的发展，在诸如数字相机、摄像机、智能电话、游戏机、安全相机、医用微型相机和机器人的各个领域中对具有改善的性能的图像传感器的需求已经增加。

技术实现思路

[0008]本专利技术构思的各方面提供了一种改善图像的图像质量的图像传感器。
[0009]然而，本专利技术构思的各方面不限于在此阐述的示例实施例。通过参照下面给出的本专利技术构思的详细描述，本专利技术构思的这些和其他方面对于本专利技术构思所属领域的普通技术人员将变得更加明显。
[0010]根据本专利技术构思的一些示例实施例，一种图像传感器可以包括像素组，其中，所述像素组包括：第一滤色器、第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管、第一浮置扩散区、第二浮置扩散区、第三浮置扩散区、源极跟随器晶体管、以及第一金属层，所述第一光电二极管、所述第二光电二极管和所述第三光电二极管在所述第一滤色器下方，使得所述第一滤色器在垂直方向上与所述第一光电二极管、所述第二光电二极管和所述第三光电二极管中的每一者交叠，其中，所述第一光电二极管、所述第二光电二极管和所述第三光电二极管布置在垂直于所述垂直方向的第一方向上；所述第一浮置扩散区被配置为累积由所述第一光电二极管生成的电荷；所述第二浮置扩散区被配置为累积由所述第二光电二极管生成的电荷；所述第三浮置扩散区被配置为累积由所述第三光电二极管生成的电荷；所述源极跟随器晶体管被配置为基于在所述第一浮置扩散区至所述第三浮置扩散区中的至少一者中累积的所述电荷来输出第一像素信号；所述第一金属层被配置为从所述源极跟随器晶体管接收所述第一像素信号，其中，所述第一金属层在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸，其中，所述第一浮置扩散区至所述第三浮置扩散区布置在所述第一方向上。
[0011]根据本专利技术构思的一些示例实施例，一种图像传感器可以包括：第一像素组、第一浮置扩散区、以及第一列线，所述第一像素组包括第一滤色器以及第一像素，所述第一像素沿第一方向和第二方向以N*M的形式在所述第一滤色器下方，使得所述第一滤色器在垂直方向上与所述第一像素交叠；所述第一浮置扩散区由所述第一像素中的布置在所述第一方向上的至少一部分第一像素共享；所述第一列线连接到所述第一像素组，其中，所述第一列线在所述第二方向上延伸，所述第一列线被配置为基于在所述第一浮置扩散区中累积的电荷量来接收第一像素信号，其中，所述第一方向与所述第二方向交叉，并且N和M是各自为3或更大的独立的整数。
[0012]根据本专利技术构思的一些示例实施例，一种图像感测系统可以包括：图像传感器以及图像信号处理器，所述图像传感器包括像素组和连接到所述像素组的读出电路；所述图像信号处理器连接到所述图像传感器；其中，所述像素组包括：第一滤色器、第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管、第一浮置扩散区、第二浮置扩散区、第三浮置扩散区、源极跟随器晶体管、以及第一金属层，所述第一光电二极管、所述第二光电二极管和所述第三光电二极管在所述第一滤色器下方，使得所述第一滤色器在垂直方向上与所述第一光电二极管、所述第二光电二极管和所述第三光电二极管中的每一者交叠，其中，所述第一光电二极管、所述第二光电二极管和所述第三光电二极管布置在垂直于所述垂直方向的第一方向上；所述第一浮置扩散区被配置为累积由所述第一光电二极管生成的电荷；所述第二浮置扩散区被配置为累积由所述第二光电二极管生成的电荷；所述第三浮置扩散区被配置为累积由所述第三光电二极管生成的电荷；所述源极跟随器晶体管被配置为基于在所述第一浮置扩散区至所述第三浮置扩散区中的至少一者中累积的所述电荷来输出第一像素信号；所述第一金属层被配置为从所述源极跟随器晶体管接收所述第一像素信号，其中，所述第一金属层在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸，其中，所述第一浮置扩散区至所述第三浮置扩散区布置在所述第一方向上，其中，所述读出电路被配置为对从所述第一金属层接收的所述第一像素信号执行模拟合并操作以输出第一图像信号，其中，所述图像信号处理器被配置为对从所述读出电路接收的所述第一图像信号执行数字合并操作以输出第二图像信号。
附图说明
[0013]在下文中，将参照附图描述根据本专利技术构思的技术思想的一些示例实施例。
[0014]图1是根据一些示例实施例的图像感测设备的框图。
[0015]图2是示出根据一些示例实施例的图像传感器的概念布局的图。
[0016]图3是根据一些示例实施例的图像传感器的俯视图。
[0017]图4是用于说明根据一些示例实施例的图3的像素阵列的图。
[0018]图5是根据一些示例实施例的沿图3的A
‑
A'截取的图像传感器的截面图。
[0019]图6A和图6B是根据一些示例实施例的图5的区域RGN的放大图。
[0020]图7是根据一些示例实施例的像素阵列的电路图。
[0021]图8是根据一些示例实施例的像素阵列的电路图。
[0022]图9是用于说明根据一些示例实施例的图像传感器的操作的时序图。
[0023]图10和图11是用于说明根据一些示例实施例的图像传感器的合并(binning)操作
的图。
[0024]图12是根据一些示例实施例的图像传感器的俯视图。
[0025]图13是用于说明根据一些示例实施例的图12的像素阵列的图。
[0026]图14是用于说明根据一些示例实施例的像素阵列的图。
[0027]图15是根据一些示例实施例的图像传感器的俯视图。
[0028]图16是根据一些示例实施例的图像传感器的截面图。
[0029]图17是示出根据一些示例实施例的图像传感器的概念布局的图。
[0030]图18是用于说明根据一些示例实施例的包括多相机模块的电子设备的框图。
[0031]图19是根据一些示例实施例的图18的相机模块的详细框图。
具体实施方式
[0032]在下文中，将参照附图描述根据本专利技术构思的技术思想的一些示例实施例。
[0033]将理解的是，当诸如层、膜、区域或衬底的元件被称为在另一元件“上”时，它可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，包括：像素组，其中，所述像素组包括：第一滤色器；第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管，所述第一光电二极管、所述第二光电二极管和所述第三光电二极管在所述第一滤色器下方，使得所述第一滤色器在垂直方向上与所述第一光电二极管、所述第二光电二极管和所述第三光电二极管中的每一者交叠，其中，所述第一光电二极管、所述第二光电二极管和所述第三光电二极管布置在垂直于所述垂直方向的第一方向上；第一浮置扩散区，所述第一浮置扩散区被配置为累积由所述第一光电二极管生成的电荷；第二浮置扩散区，所述第二浮置扩散区被配置为累积由所述第二光电二极管生成的电荷；第三浮置扩散区，所述第三浮置扩散区被配置为累积由所述第三光电二极管生成的电荷；源极跟随器晶体管，所述源极跟随器晶体管被配置为：基于在所述第一浮置扩散区至所述第三浮置扩散区中的至少一者中累积的所述电荷，来输出第一像素信号；以及第一金属层，所述第一金属层被配置为从所述源极跟随器晶体管接收所述第一像素信号，其中，所述第一金属层在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸，其中，所述第一浮置扩散区至所述第三浮置扩散区沿所述第一方向布置。2.如权利要求1所述的图像传感器，其中，所述像素组包括：第四光电二极管、第五光电二极管和第六光电二极管，所述第四光电二极管、所述第五光电二极管和所述第六光电二极管在所述第一滤色器下方，使得所述第一滤色器在所述垂直方向上与所述第四光电二极管、所述第五光电二极管和所述第六光电二极管中的每一者交叠，其中，所述第四光电二极管、所述第五光电二极管和所述第六光电二极管布置在所述第一方向上；第四浮置扩散区，所述第四浮置扩散区被配置为累积由所述第四光电二极管生成的电荷；第五浮置扩散区，所述第五浮置扩散区被配置为累积由所述第五光电二极管生成的电荷；第六浮置扩散区，所述第六浮置扩散区被配置为累积由所述第六光电二极管生成的电荷；以及第二金属层，所述第二金属层被配置为：基于在所述第四浮置扩散区至所述第六浮置扩散区中的至少一者中累积的所述电荷，来接收第二像素信号，其中，所述第二金属层在所述第二方向上延伸，其中，所述第四浮置扩散区至所述第六浮置扩散区布置在所述第一方向上。3.如权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第四光电二极管至所述第六光电二极管在所述第二方向上与所述第一光电二极管至所述第三光电二极管间隔开。4.如权利要求2所述的图像传感器，还包括：读出电路，所述读出电路连接到所述第一金属层和所述第二金属层，
其中，所述读出电路被配置为：从所述第一金属层接收所述第一像素信号，并对所述第一像素信号执行模拟合并操作以输出第一图像信号，以及从所述第二金属层接收所述第二像素信号，并对所述第二像素信号执行所述模拟合并操作以输出第二图像信号。5.如权利要求4所述的图像传感器，其中，所述读出电路被配置为：对所述第一图像信号和所述第二图像信号执行数字合并操作以输出数字图像信号。6.如权利要求1所述的图像传感器，其中，所述像素组包括：第四光电二极管和第五光电二极管，所述第四光电二极管和所述第五光电二极管在所述第一滤色器下方，使得所述第一滤色器在所述垂直方向上与所述第四光电二极管和所述第五光电二极管中的每一者交叠，其中，所述第四光电二极管和所述第五光电二极管布置在所述第一方向上并且在所述第一方向上与所述第三光电二极管间隔开；第四浮置扩散区，所述第四浮置扩散区被配置为累积由所述第四光电二极管生成的电荷；以及第五浮置扩散区，所述第五浮置扩散区被配置为累积由所述第五光电二极管生成的电荷，其中，所述源极跟随器晶体管被配置为：基于在所述第一浮置扩散区至所述第五浮置扩散区中的至少一者中累积的所述电荷，来输出第二像素信号，所述第一金属层被配置为接收所述第二像素信号，并且所述第四浮置扩散区和所述第五浮置扩散区布置在所述第一方向上。7.如权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一浮置扩散区至所述第三浮置扩散区形成在所述第一方向上延伸的金属层。8.如权利要求1所述的图像传感器，其中，所述像素组包括位于所述第一滤色器上的第一微透镜至第三微透镜，其中，所述第一微透镜至所述第三微透镜各自覆盖所述第一光电二极管至所述第三光电二极管中的单独一个光电二极管。9.如权利要求1所述的图像传感器，还包括：行线，所述行线连接到所述源极跟随器晶体管的栅极，其中，所述行线在所述第一方向上延伸。10.一种图像传感器，包括：第一像素组，所述第一像素组包括第一滤色器以及第一像素，所述第一像素沿第一方向和第二方向以N*M的形式在所述第一滤色器下方，使得所述第一滤色器在垂直方向上与所述第一像素交叠；第一浮置扩散区，所述第一浮置扩散区由所述第一像素中的布置在所述第一方向上的至少一部分第一像素共享；以及第一列线，所述第一列线连接到所述第一像素组，其中，所述第一列线在所述第二方向上延伸，所述第一列线被配置为基于在所述第一浮置扩散区中累积的电荷量来接收第一像素信号，其中，所述第一方向与所述第二方向交叉，并且N和M是各自为3或更大的独立的整数。
11.如权利要求10所述的图像传感器，还包括：第二像素组，所述第二像素组包括第二滤色器和第二像素，所述第二滤色器被配置为选择性地透射与所述第一滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔哈娜，全洪贤，李志恩，崔元喆，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：