具有经移位彩色滤光片阵列图案及位线对的图像传感器制造技术

本公开涉及具有经移位彩色滤光片阵列图案及位线对的图像传感器。一种成像装置包含具有四个光电二极管的光电二极管分组。转移晶体管在每一光电二极管与浮动扩散区之间。每一浮动扩散区通过转移晶体管在某个时刻耦合到每分组的最多两个光电二极管。缓冲晶体管耦合到每一浮动扩散区。缓冲晶体管可在缓冲晶体管的第一或第二分组中。在某个时刻第一位线耦合到第一分组的最多两个缓冲晶体管且第二位线耦合到第二分组的最多两个缓冲晶体管。含彩色滤光片的多个分组的彩色滤光片阵列经安置在光电二极管阵列的相应光电二极管上，其中彩色滤光片的每一分组包含具有相同色彩的四个彩色滤光片，其中彩色滤光片的每一分组与光电二极管的两个分组重叠。管的两个分组重叠。管的两个分组重叠。

【技术实现步骤摘要】
具有经移位彩色滤光片阵列图案及位线对的图像传感器
[0001]分案申请的相关信息
[0002]本申请是申请号为202110436145.6、申请日为2021年4月22日、专利技术名称为“具有经移位彩色滤光片阵列图案及位线对的图像传感器”的中国专利技术专利申请的分案申请。


[0003]本公开大体上涉及图像传感器，且特定来说但非排他性地，涉及包含彩色滤光片阵列的图像传感器。

技术介绍

[0004]图像传感器已变得无处不在且现在广泛用于数码相机、蜂窝电话、监控摄像机以及医疗、汽车及其它应用中。随着图像传感器经集成到更广范围的电子装置中，期望通过装置架构设计以及图像采集处理两者以尽可能多的方式(例如，分辨率、功耗、动态范围等)来增强其功能性、性能指标等。
[0005]典型的图像传感器响应于来自外部场景的图像光入射在所述图像传感器上而操作。所述图像传感器包含具有光敏元件(例如，光电二极管)的像素阵列，所述光敏元件吸收入射图像光的一部分且在吸收所述图像光之后生成图像电荷。可将所述像素中的每一者的图像电荷测量为来自每一光敏元件的依据入射图像光而变动的输出信号。换句话说，经生成图像电荷的量与所述图像光的强度成比例，其用于产生表示外部场景的数字图像(即，图像数据)。

技术实现思路

[0006]本公开的一方面涉及一种成像装置，其包括：光电二极管阵列的光电二极管的多个分组，其中光电二极管的每一分组包含在像素阵列中相邻的四个光电二极管；转移晶体管的多个分组，其中转移晶体管的每一分组经耦合到光电二极管的相应分组，其中转移晶体管的每一分组包含四个转移晶体管，其中所述四个转移晶体管中的每一者经耦合到光电二极管的所述相应分组的所述四个光电二极管中的相应一者；多个浮动扩散区，其中每一浮动扩散区经耦合到转移晶体管的相应分组，其中所述每一浮动扩散区在某个时刻通过转移晶体管的所述相应分组选择性地经耦合到光电二极管的所述相应分组的所述四个光电二极管中的最多两者；多个缓冲晶体管，其中每一缓冲晶体管经耦合到所述多个浮动扩散区中的相应浮动扩散区，其中所述多个缓冲晶体管包括缓冲晶体管的第一分组及缓冲晶体管的第二分组；及多个位线，其经布置成成对位线，其中每一对位线经耦合到所述像素阵列中的光电二极管的分组的相应单个列，其中所述每一对位线包含：第一位线，其在某个时刻选择性地经耦合到缓冲晶体管的所述第一分组的最多两个缓冲晶体管；及第二位线，其在某个时刻选择性地经耦合到缓冲晶体管的所述第二分组的最多两个缓冲晶体管。
[0007]本公开的另一方面涉及一种成像系统，其包括：像素阵列，其经耦合以响应于入射光而生成图像数据，所述像素阵列包含：光电二极管的多个分组，其中光电二极管的每一分
组包含在所述像素阵列中相邻的四个光电二极管；转移晶体管的多个分组，其中转移晶体管的每一分组经耦合到光电二极管的相应分组，其中转移晶体管的每一分组包含四个转移晶体管，其中所述四个转移晶体管中的每一者经耦合到光电二极管的所述相应分组的所述四个光电二极管中的相应一者；多个浮动扩散区，其中每一浮动扩散区经耦合到转移晶体管的相应分组，其中所述每一浮动扩散区在某个时刻通过转移晶体管的所述相应分组选择性地经耦合到光电二极管的所述相应分组的所述四个光电二极管中的最多两者；多个缓冲晶体管，其中每一缓冲晶体管经耦合到所述多个浮动扩散区中的相应浮动扩散区，其中所述多个缓冲晶体管包括缓冲晶体管的第一分组及缓冲晶体管的第二分组；多个位线，其经布置成成对位线，其中每一对位线经耦合到所述像素阵列中的光电二极管的分组的相应单个列，其中所述每一对位线包含：第一位线，其在某个时刻选择性地经耦合到缓冲晶体管的所述第一分组的最多两个缓冲晶体管；及第二位线，其在某个时刻选择性地经耦合到缓冲晶体管的所述第二分组的最多两个缓冲晶体管；控制电路系统，其经耦合到所述像素阵列以控制所述像素阵列的操作；及读出电路系统，其经耦合到所述像素阵列以从所述像素阵列读出所述图像数据。
附图说明
[0008]参考以下附图描述本专利技术的非限制性及非详尽性实施例，其中除非另外指定，否则贯穿各种视图，类似参考数字是指类似部件。
[0009]图1A说明根据本专利技术的教示的包含具有经移位彩色滤光片阵列图案及位线对的图像传感器的成像系统的一个实例。
[0010]图1B说明根据本专利技术的教示的具有包含在具有经移位彩色滤光片阵列图案及位线对的成像系统中的光电二极管的分组的像素电路的一个实例。
[0011]图2A说明具有通过一个浮动扩散区接近的相同色彩的光电二极管的分组的彩色像素阵列的实例。
[0012]图2B说明根据本专利技术的教示的具有与经移位彩色滤光片阵列图案的两个彩色滤光片重叠且通过两个浮动扩散区接近的光电二极管的分组的彩色像素阵列的实例。
[0013]图3展示根据本专利技术的教示的包含在具有经移位彩色滤光片阵列图案及位线对的成像系统中的光电二极管的分组的列的实例示意图的读出的一个实例。
[0014]图4展示根据本专利技术的教示的包含在具有经移位彩色滤光片阵列图案及位线对的成像系统中的光电二极管的分组的列的另一实例示意图的读出的一个实例。
[0015]图5A到5E展示根据本专利技术的教示的包含在具有经移位彩色滤光片阵列图案及位线对的成像系统中的光电二极管的分组的列的又一实例示意图的读出的一个实例。
[0016]图6A到6C展示根据本专利技术的教示的包含在具有经移位彩色滤光片阵列图案及位线对的成像系统中的光电二极管的分组的列的再一实例示意图的读出的一个实例。
[0017]贯穿附图的若干视图，对应参考字符指示对应组件。所属领域的技术人员将明白，附图中的元件是为了简单及清楚而说明且不一定按比例绘制。例如，附图中的一些元件的尺寸可能相对于其它元件被放大以有助于改进对本专利技术的各种实施例的理解。另外，通常不描绘在商业上可行的实施例中有用或必需的常见但易于理解的元件以便促进本专利技术的这些各种实施例的更清晰观察。
具体实施方式
[0018]本文中描述涉及读出包含在具有经移位彩色滤光片阵列图案及位线对的成像系统中的光电二极管的分组的各种实例。在以下描述中，阐述众多特定细节以提供对所述实例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，本文中所描述的技术可在没有一或多个特定细节的情况下或利用其它方法、组件、材料等实践。在其它例子中，未详细地展示或描述众所周知的结构、材料或操作以便避免混淆某些方面。
[0019]贯穿本说明书对“一个实例”或“一个实施例”的引用表示结合所述实例所描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术的至少一个实例中。因此，本说明书通篇出现的短语“在一个实例中”或“在一个实施例中”不一定全部是指同一实例。此外，在一或多个实例中可以任何合适方式组合所述特定特征、结构或特性。
[0020]为了便于描述，在本文中可使用空间相对术语，例如“在...下面”、“在...下方”、
[0021][0022]“中心”、“中间”等以描述一个元件或特征与另一(些)元件或特征的关系，如附图中所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成像装置，其包括：光电二极管阵列的光电二极管的多个分组，其中光电二极管的每一分组包含在像素阵列中相邻的四个光电二极管；转移晶体管的多个分组，其中转移晶体管的每一分组经耦合到光电二极管的相应分组，其中转移晶体管的每一分组包含四个转移晶体管，其中所述四个转移晶体管中的每一者经耦合到光电二极管的所述相应分组的所述四个光电二极管中的相应一者；多个浮动扩散区，其中每一浮动扩散区经耦合到转移晶体管的相应分组，其中所述每一浮动扩散区在某个时刻通过转移晶体管的所述相应分组选择性地经耦合到光电二极管的所述相应分组的所述四个光电二极管中的最多两者；多个缓冲晶体管，其中每一缓冲晶体管经耦合到所述多个浮动扩散区中的相应浮动扩散区，其中所述多个缓冲晶体管包括缓冲晶体管的第一分组及缓冲晶体管的第二分组；多个位线，其经布置成成对位线，其中每一对位线经耦合到所述像素阵列中的光电二极管的分组的相应单个列，其中所述每一对位线包含：第一位线，其在某个时刻选择性地经耦合到缓冲晶体管的所述第一分组的最多两个缓冲晶体管；及第二位线，其在某个时刻选择性地经耦合到缓冲晶体管的所述第二分组的最多两个缓冲晶体管；彩色滤光片阵列，所述彩色滤光片阵列包含安置在所述光电二极管阵列的相应光电二极管上的彩色滤光片的多个分组，其中彩色滤光片的每一分组包含具有相同色彩的四个彩色滤光片，其中彩色滤光片的每一分组与光电二极管的两个分组重叠，其中在所述第一位线经耦合到所述第一分组的仅一个缓冲晶体管，且所述第二位线经耦合到所述第二分组的仅一个缓冲晶体管的时刻，所述第一分组的所述仅一个缓冲晶体管及所述第二分组的所述仅一个缓冲晶体管中的至少一者经耦合到与两个光电二极管耦合的相应浮动扩散区，所述两个光电二极管经配置作为所述像素阵列的相位检测自动聚焦PDAF光电二极管。2.根据权利要求1所述的成像装置，其中与彩色滤光片的所述分组重叠的光电二极管的所述两个分组在所述像素阵列中的光电二极管的分组的同一单个列中。3.根据权利要求1所述的成像装置，其中在所述第一位线经耦合到所述第一分组的两个缓冲晶体管的时刻，所述第一分组的所述两个缓冲晶体管经耦合到所述像素阵列中的相邻浮动扩散区，且其中在所述第二位线经耦合到所述第二分组的两个缓冲晶体管的时刻，所述第二分组的所述两个缓冲晶体管经耦合到所述像素阵列中的相邻浮动扩散区。4.根据权利要求1所述的成像装置，其中在所述第一位线经耦合到所述第一分组的两个缓冲晶体管的时刻，所述第一分组的所述两个缓冲晶体管经耦合到各自经耦合到均与具有所述相同色彩的彩色滤光片重叠的两个相应光电二极管的相应浮动扩散区，且其中在所述第二位线经耦合到所述第二分组的两个缓冲晶体管的时刻，所述第二分组的所述两个缓冲晶体管经耦合到各自经耦合到均与具有所述相同色彩的彩色滤光片重叠的两个相应光电二极管的相应浮动扩散区。5.根据权利要求1所述的成像装置，其进一步包括多个选择晶体管，其中所述多个选择
晶体管包括选择晶体管的第一分组及选择晶体管的第二分组，其中选择晶体管的所述第一分组的每一选择晶体管经耦合在缓冲晶体管的所述第一分组的相应缓冲晶体管与耦合到所述像素阵列中的光电二极管的分组的所述相应单个列的每一对位线中的所述第一位线之间，且其中选择晶体管的所述第二分组的每一选择晶体管经耦合在缓冲晶体管的所述第二分组的相应缓冲晶体管与耦合到所述像素阵列中的光电二极管的分组的所述相应单个列的每一对位线中的所述第二位线之间。6.根据权利要求5所述的成像装置，其中光电二极管的所述多个分组沿着所述像素阵列中的光电二极管的分组的每一列以重复图案布置，其中所述重复图案依次包括：耦合到通过选择晶体管的所述第一分组的相应选择晶体管与所述第一位线耦合的相应缓冲晶体管的光电二极管的N个相邻分组；及耦合到通过选择晶体管的所述第二分组的相应选择晶体管与所述第二位线耦合的相应缓冲晶体管的光电二极管的N个相邻分组。7.根据权利要求1所述的成像装置，其中每一缓冲晶体管具有栅极端子，所述栅极端子经耦合到所述相应浮动扩散区以响应于由所述相应浮动扩散区从光电二极管的所述相应分组的所述四个光电二极管中的所述最多两者接收的图像电荷而生成输出信号。8.根据权利要求7所述的成像装置，其中所述第一位线选择性地经耦合以在某个时刻接收来自缓冲晶体管的所述第一分组的所述最多两个缓冲晶体管的所述输出信号的总和，且其中所述第二位线选择性地经耦合以在某个时刻接收来自缓冲晶体管的所述第二分组的所述最多两个缓冲晶体管的所述输出信号的总和。9.一种成像系统，其包括：像素阵列，其经耦合以响应于入射光而生成图像数据，所述像素阵列包含：光电二极管的多个分组，其中光电二极管的每一分组包含在所述像素阵列中相邻的四个光电二极管；转移晶体管的多个分组，其中转移晶体管的每一分组经耦合到光电二极管的相应分组，其中转移晶体管的每一分组...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晴飞，王睿，王巍巍，詹智勇，王昕，单庆伟，K，
申请(专利权)人：豪威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：