图像感测装置制造方法及图纸

技术编号:36588790 阅读:12 留言:0更新日期:2023-02-04 17:53
本申请涉及图像感测装置。一种图像感测装置可以包括:第一传输栅极,该第一传输栅极被配置为将在光电转换区中生成的光电荷传输到第一浮置扩散区;以及第二传输栅极,该第二传输栅极被配置为将存储在第一浮置扩散区中的光电荷传输到第二浮置扩散区。第二传输栅极可以邻接第一传输栅极的侧表面,第一浮置扩散区可以邻接第二传输栅极的底表面和第一传输栅极的侧表面,并且第二浮置扩散区可以邻接第二传输栅极的一个表面,该一个表面面对第二传输栅极和第一传输栅极邻接所在的表面。栅极和第一传输栅极邻接所在的表面。栅极和第一传输栅极邻接所在的表面。

【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现方式总体涉及一种图像感测装置。

技术介绍

[0002]图像感测装置是一种半导体装置,其用于捕获光学图像的光并将其转换成电信号,以用于显示捕获的图像并进一步处理捕获的图像。包括汽车、医疗、计算机和通信行业的各种行业和部门近来的发展在各种电子装置(例如智能手机、数码相机、游戏机、IOT(物联网)、机器人、安全摄像头和医用微型摄像头)中产生了对高性能图像感测装置的各种需求。
[0003]图像感测装置可以粗略地分为CCD(电荷耦合器件)图像感测装置和CMOS(互补金属氧化物半导体)图像感测装置。CCD图像感测装置比CMOS图像感测装置提供更高的图像质量,但是比CMOS图像感测装置具有更大的尺寸并且消耗更多的功率。与CCD图像感测装置相比,CMOS图像感测装置具有更小的尺寸并且消耗更少的功率。此外,CMOS图像感测装置和信号处理电路可以集成到单个芯片中,从而可以使电子装置小型化,同时实现生产成本的降低。这些特性使得CMOS图像感测装置更适合在移动装置中实现。

技术实现思路

[0004]各种实施方式涉及一种能够执行全局快门功能而不增加其尺寸的图像感测装置。
[0005]根据所公开技术的一个实施方式,一种图像感测装置包括:光电转换区,该光电转换区被构造成将入射光转换成对应于对象的光学图像的光电荷;第一传输栅极,该第一传输栅极被构造成将由光电转换区生成的光电荷传输到被构造成存储光电荷的第一浮置扩散区;以及第二传输栅极,该第二传输栅极被构造成将传输到第一浮置扩散区的光电荷传输到被构造成存储光电荷以用于读出的第二浮置扩散区,其中,第二传输栅极的第一侧表面邻接第一传输栅极的侧表面,第一浮置扩散区邻接第二传输栅极的底表面和第一传输栅极的侧表面,并且第二浮置扩散区邻接第二传输栅极的背离第二传输栅极的第一侧表面的第二侧表面。
[0006]在一些实现方式中,第一传输栅极形成在基板中并且具有第一长度,第二传输栅极形成在基板中并且具有第二长度,并且其中,第一长度大于第二长度。
[0007]在一些实现方式中,图像感测装置还可以包括邻接光电转换区、第一浮置扩散区和第一传输栅极的第一沟道。
[0008]在一些实现方式中,图像感测装置还可以包括邻接第一浮置扩散区、第二浮置扩散区和第二传输栅极的第二沟道。
[0009]在一些实现方式中,第二沟道可以沿着第二传输栅极的底表面的一部分和第二传输栅极的第二侧表面的一部分延伸。
[0010]在一些实现方式中,第二传输栅极可以比第一浮置扩散区具有更大的宽度。
[0011]在一些实现方式中,第一传输栅极可以邻接光电转换区的至少一部分。
[0012]在一些实现方式中,第一传输栅极和光电转换区可以形成在基板中,并且其中,当从基板的第一表面观看时,第一传输栅极与光电转换区交叠。
[0013]在一些实现方式中,根据施加到第一传输栅极的第一传输信号的电压电平,光电荷可以从光电转换区迁移到第一浮置扩散区。
[0014]在一些实现方式中,根据施加到第二传输栅极的第二传输信号的电压电平,光电荷可以从第一浮置扩散区迁移到第二浮置扩散区。
[0015]在一些实现方式中,第一传输信号可以对应于有效电压电平、无效电压电平和防泄漏电压电平中的一个,并且可以根据第一传输信号的电压电平调整第一传输栅极的电压电平。
[0016]在一些实现方式中,当光电荷存储在第一浮置扩散区中时,第一传输信号的电压电平是防泄漏电压电平。
[0017]在一些实现方式中,第一传输栅极和第二传输栅极可以从基板的第一表面到基板中的一定深度形成在基板中,并且其中,第一传输栅极在基板的第一表面处的面积小于第二传输栅极在基板的第一表面处的面积。
[0018]在一些实现方式中,第一传输栅极可以包括第一栅极电极和第一栅极电介质层,并且第二传输栅极可以包括第二栅极电极和第二栅极电介质层。
[0019]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:光电转换区,该光电转换区形成在基板中并且被构造成将入射光转换成对应于对象的光学图像的光电荷;第一传输栅极,该第一传输栅极被构造成传输光电荷,第一传输栅极邻接光电转换区并且从基板的第一表面延伸;第二传输栅极,该第二传输栅极被构造成传输光电荷,第二传输栅极邻接第一传输栅极并且从基板的第一表面延伸;第一浮置扩散区,该第一浮置扩散区被构造成存储光电荷并且邻接第一传输栅极和第二传输栅极;以及第二浮置扩散区,该第二浮置扩散区被构造成存储光电荷并且邻接第二传输栅极,其中,第一浮置扩散区邻接第一传输栅极的侧表面和第二传输栅极的底表面。
[0020]在一些实现方式中,根据施加到第一传输栅极的第一传输信号的电压电平,第一传输栅极可以将由光电转换区生成的光电荷传输到第一浮置扩散区。
[0021]在一些实现方式中,第一传输信号可以对应于有效电压电平、无效电压电平和防泄漏电压电平中的一个。
[0022]在一些实现方式中,当光电荷存储在第一浮置扩散区中时,第一传输信号可以具有防泄漏电压电平。
[0023]在一些实现方式中,根据施加到第二传输栅极的第二传输信号的电压电平,第二传输栅极可以将第一浮置扩散区的光电荷传输到第二浮置扩散区。
[0024]在一些实现方式中,第二传输信号可以对应于有效电压电平和无效电压电平中的一个。
[0025]应当理解,所公开的技术的前述一般描述和以下详细描述都是说明性和解释性的,并且旨在提供对所要求保护的公开内容的进一步解释。
附图说明
[0026]图1是示出基于所公开技术的一些实施方式的图像感测装置的框图。
[0027]图2是示出基于所公开技术的一些实施方式的图像感测装置中包括的单位像素的一部分的图。
[0028]图3是沿着图2的第一线A

A

截取的单位像素的截面图。
[0029]图4是基于所公开技术的一些实施方式的单位像素的示例电路图。
[0030]图5示出基于所公开技术的一些实施方式的响应于电势或电压变化以及传输晶体管的操作而发生的光电荷迁移的一个示例。
[0031]图6示出基于所公开技术的一些实施方式的响应于电势或电压变化以及传输晶体管的操作而发生的光电荷迁移的另一个示例。
[0032]图7示出基于所公开技术的一些实施方式的响应于电势或电压变化以及传输晶体管的操作而发生的光电荷迁移的另一个示例。
[0033]图8示出基于所公开技术的一些实施方式的响应于电势或电压变化以及传输晶体管的操作而发生的光电荷迁移的另一个示例。
具体实施方式
[0034]根据各个实施方式,图像感测装置中包括的单位像素可以包括各自具有传输栅极(transmission gate)的多个传输晶体管,从而执行全局快门操作。
[0035]此外,图像感测装置可以识别施加到单位像素中包括的第一传输栅极和第二传输栅极的传输信号,使得光本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像感测装置,所述图像感测装置包括:光电转换区,所述光电转换区被构造成将入射光转换成对应于对象的光学图像的光电荷;第一传输栅极,所述第一传输栅极被构造成将由所述光电转换区生成的所述光电荷传输到被构造成存储所述光电荷的第一浮置扩散区;以及第二传输栅极,所述第二传输栅极被构造成将传输到所述第一浮置扩散区的所述光电荷传输到被构造成存储所述光电荷以用于读出的第二浮置扩散区,其中,所述第二传输栅极的第一侧表面邻接所述第一传输栅极的侧表面,所述第一浮置扩散区邻接所述第二传输栅极的底表面和所述第一传输栅极的侧表面,并且所述第二浮置扩散区邻接所述第二传输栅极的背离所述第二传输栅极的所述第一侧表面的第二侧表面。2.根据权利要求1所述的图像感测装置,其中,所述第一传输栅极形成在基板中并且具有第一长度,所述第二传输栅极形成在所述基板中并且具有第二长度,并且其中,所述第一长度大于所述第二长度。3.根据权利要求1所述的图像感测装置,所述图像感测装置还包括邻接所述光电转换区、所述第一浮置扩散区和所述第一传输栅极的第一沟道。4.根据权利要求1所述的图像感测装置,所述图像感测装置还包括邻接所述第一浮置扩散区、所述第二浮置扩散区和所述第二传输栅极的第二沟道。5.根据权利要求4所述的图像感测装置,其中,所述第二沟道沿着所述第二传输栅极的所述底表面的一部分和所述第二传输栅极的所述第二侧表面的一部分延伸。6.根据权利要求1所述的图像感测装置,其中,所述第二传输栅极比所述第一浮置扩散区具有更大的宽度。7.根据权利要求1所述的图像感测装置,其中,所述第一传输栅极邻接所述光电转换区的至少一部分。8.根据权利要求7所述的图像感测装置,其中,所述第一传输栅极和所述光电转换区形成在基板中,并且其中,当从所述基板的第一表面观看时,所述第一传输栅极与所述光电转换区交叠。9.根据权利要求1所述的图像感测装置,其中,根据施加到所述第一传输栅极的第一传输信号的电压电平,所述光电荷从所述光电转换区迁移到所述第一浮置扩散区。10.根据权利要求1所述的图像感测装置,其中,根据施加到所述第二传输栅极的第二传输信号的电压电平,所述光电荷从所述第一浮置扩散区迁移到所述第二浮置扩散区。11.根据权利要求9所述的图像感测装置,其中,所述第一传输信号对应于有效电压电平、无效电压电平和防泄漏电压电平中的一个,并且根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:朴淳烈
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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