图像感测装置制造方法及图纸

一种图像感测装置包括像素阵列。像素阵列包括：感测区域，在该感测区域中布置有用于产生对应于入射光的光电荷并且捕获所产生的光电荷的多个单位像素；偏置场区域，其沿感测区域的边缘设置；以及接触部分，其向偏置场区域提供偏置电压。光电荷通过偏置电压移动。光电荷通过偏置电压移动。光电荷通过偏置电压移动。

【技术实现步骤摘要】
图像感测装置


[0001]本专利文档中公开的技术和实现总体上涉及图像感测装置，该图像感测装置包括被构造为检测入射光并测量图像感测装置与目标对象之间的距离的像素。

技术介绍

[0002]图像感测装置是一种通过使用对光起反应的光敏半导体材料将光转换为电信号来捕获光学图像的装置。随着汽车、医疗、计算机和通信行业的发展，在诸如智能电话、数码相机、游戏机、IoT(物联网)、机器人、安防摄像头和医疗微型相机之类的各个领域中，对高性能图像感测装置的需求不断增加。
[0003]图像感测装置大致可以分为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。与CMOS图像感测装置相比，CCD图像感测装置提供更好的图像质量，但它们往往消耗更多的电力并且体积更大。
[0004]CMOS图像感测装置比CCD图像感测装置尺寸更小且消耗更少电力。此外，CMOS传感器是使用CMOS制造技术制造的，因此光敏元件和其它信号处理电路能够集成到单个芯片中，使得能够以低成本制造小型化图像感测装置。由于这些原因，正在为包括移动装置在内的许多应用开发CMOS图像感测装置。

技术实现思路

[0005]所公开技术的各种实施方式涉及能够提高光电荷检测效率并降低由暗电流产生的噪声的图像感测装置。
[0006]根据所公开技术的实施方式，一种图像感测装置可以包括像素阵列。像素阵列包括：感测区域，其包括多个单位像素，每个单位像素检测入射光以产生指示检测到的入射光的光电荷；偏置场区域，其掺杂有杂质并且沿感测区域的边缘设置；以及接触部分，其连接到偏置场区域，以向偏置场区域施加偏置电压以使感测区域中的光电荷移动。
[0007]在一些实现中，像素阵列还包括：钝化区域，其形成为与感测区域交叠，其中像素阵列形成在半导体层中，其中偏置场区域位于半导体层内的第一深度处，并且钝化区域位于半导体层内的第二深度处，并且其中第一深度大于第二深度。
[0008]在一些实现中，偏置场区域形成为围绕钝化区域，并且偏置场区域形成为与接触部分接触。
[0009]在一些实现中，偏置场区域沿钝化区域的边缘设置；以及钝化区域形成为与偏置场区域交叠。
[0010]在一些实现中，每个单位像素包括：控制区域，其在设置有单位像素的半导体层中产生电流；以及检测区域，其捕获通过电流移动的光电荷。
[0011]在一些实现中，解调控制信号被施加到控制区域，其中解调控制信号是通过使第一电压和第二电压以预定时间间隔重复而形成的。
[0012]在一些实现中，解调控制信号为各自之间具有180度的相位差的两个不同解调控
制信号中的任意一个。
[0013]在一些实现中，解调控制信号为各自之间具有90度的相位差的四个不同解调控制信号中的任意一个。
[0014]在一些实现中，光电荷在从偏置场区域到控制区域的方向上移动。
[0015]在一些实现中，偏置电压低于第一电压和第二电压中的每一个。
[0016]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：感测区域，其包括多个单位像素，每个单位像素包括用于接收第一电压或第二电压的控制区域和用于捕获通过第一电压或第二电压移动的电子的检测区域；偏置场区域，其沿感测区域的边缘设置；接触部分，其连接到偏置场区域以向偏置场区域施加偏置电压；以及偏置电压控制器，其向接触部分传送偏置电压，其中偏置电压低于第一电压和第二电压中的每一个。
[0017]在一些其它实现中，该图像感测装置还可以包括：钝化区域，其形成为与感测区域交叠，其中，偏置场区域位于半导体层内的第一深度处并且钝化区域位于半导体层内的第二深度处，并且其中第一深度大于第二深度。
[0018]在一些其它实现中，偏置场区域形成为围绕钝化区域；以及偏置场区域形成为与接触部分接触。
[0019]在一些其它实现中，偏置场区域沿钝化区域的边缘设置；以及钝化区域形成为与偏置场区域交叠。
[0020]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：感测区域，其包括形成在基板中的多个单位像素，以产生光电荷并捕获所产生的光电荷；偏置场区域，其掺杂有第一杂质，并且沿感测区域的边缘从基板的表面形成至基板中的第一深度；钝化区域，其掺杂有第一杂质，并且在感测区域上方从基板的表面形成至基板中的第二深度；以及接触部分，其连接到偏置场区域，以向偏置场区施加偏置电压以使光电荷移动，其中第一深度大于第二深度。
[0021]在一些其它实现中，偏置场区域形成为围绕钝化区域；以及偏置场区域形成为与接触部分接触。
[0022]在一些其它实现中，偏置场区域沿钝化区域的边缘设置；以及钝化区域形成为与偏置场区域交叠。
[0023]在一些其它实现中，每个单位像素包括：控制区域，其在设置有单位像素的半导体层中产生电流；以及检测区域，其捕获通过电流移动的光电荷。
[0024]应当理解，对所公开技术的前述概括描述和以下详细描述都是示例性和解释性的，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
[0025]图1是例示了基于所公开技术的一些实现的图像感测装置的示例的框图。
[0026]图2是例示了基于所公开技术的一些实现的像素阵列的示例的示意图。
[0027]图3是例示了基于所公开技术的一些实现的沿图2所示的线A
‑
A
′
截取的单位像素的截面的示意图和连接到单位像素的构成电路的电路图。
[0028]图4是例示了基于所公开技术的一些实现的沿图2所示的线B
‑
B
′
截取的像素阵列的示例的截面图。
[0029]图5是例示了基于所公开技术的一些实现的沿图2所示的线B
‑
B
′
截取的像素阵列的另一示例的截面图。
[0030]图6是例示了基于所公开技术的一些实现的沿图2所示的线B
‑
B
′
截取的像素阵列的又一示例的截面图。
[0031]图7是例示了基于所公开技术的一些其它实现的像素阵列的包括接触部分的局部结构的截面图。
[0032]图8是例示了基于所公开技术的一些实现的解调控制信号之间的相位差的示例的定时图。
[0033]图9是例示了基于所公开技术的一些实现的解调控制信号之间的相位差的示例的定时图。
[0034]图10是例示了基于所公开技术的一些实现的响应于偏置电压而产生的电位梯度的示例的曲线图。
具体实施方式
[0035]本专利文档提供了图像感测装置设计的实现和示例，该图像感测装置设计可以用于配置中以基本上解决一个或更多个技术问题或工程问题并减轻在一些其它图像感测装置设计中遇到的限制或缺点。所公开技术的一些实现涉及可以在降低由暗电流产生的噪声的同时提高光电荷检测效率的图像感测装置。为了解决以上问题，所公开的技术可以在一些实施方式中实现为提供这样的图像感测装置：其包括沿感测区域边缘本文档来自技高网...

【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：像素阵列；其中，所述像素阵列包括：感测区域，该感测区域包括多个单位像素，每个单位像素检测入射光以产生指示所检测到的入射光的光电荷；偏置场区域，该偏置场区域掺杂有杂质并且沿所述感测区域的边缘设置；以及接触部分，该接触部分连接到所述偏置场区域，以向所述偏置场区域施加偏置电压以使所述感测区域中的光电荷移动。2.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述像素阵列还包括：钝化区域，该钝化区域形成为与所述感测区域交叠，其中，所述像素阵列形成在半导体层中，其中，所述偏置场区域位于所述半导体层内的第一深度处，并且所述钝化区域位于所述半导体层内的第二深度处，并且其中所述第一深度大于所述第二深度。3.根据权利要求2所述的图像感测装置，其中，所述偏置场区域形成为围绕所述钝化区域；并且所述偏置场区域形成为与所述接触部分接触。4.根据权利要求2所述的图像感测装置，其中，所述偏置场区域沿所述钝化区域的边缘设置；并且所述钝化区域形成为与所述偏置场区域交叠。5.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，每个所述单位像素包括：控制区域，该控制区域在设置有所述单位像素的半导体层中产生电流；以及检测区域，该检测区域捕获通过所述电流移动的所述光电荷。6.根据权利要求5所述的图像感测装置，其中，解调控制信号被施加到所述控制区域，其中，所述解调控制信号是通过使第一电压和第二电压以预定时间间隔重复而形成的。7.根据权利要求6所述的图像感测装置，其中，所述解调控制信号为各自之间具有180度的相位差的两个不同解调控制信号中的任意一个。8.根据权利要求6所述的图像感测装置，其中，所述解调控制信号为各自之间具有90度的相位差的四个不同解调控制信号中的任意一个。9.根据权利要求6所述的图像感测装置，其中，所述光电荷在从所述偏置场区域到所述控制区域的方向上移动。10.根据权利要求6所述的图像感测装置，其中，所述偏置电压低于所述第一电压和所述第二电压中的每一个。11.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：感测区域，该感测区域包括多个单位像素，每个单位像素包括用于接收第一电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张在亨，金钟采，李在原，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：