像素装置、像素矩阵、图像传感器和操作像素装置的方法制造方法及图纸

提供了一种像素装置(10)。像素装置(10)包括被配置为通过转换电磁辐射产生电信号的光敏级(20)，其中光敏级(20)形成至少一个第一类型的子像素(40)，该第一类型的子像素包括被配置为产生低灵敏度信号的光电二极管(41)，以及至少一个第二类型的子像素(50)，该第二类型的子像素包括被配置为产生高灵敏度信号的光电二极管(51)。像素装置(10)还包括采样保持级(30)，其中采样保持级(30)经由扩散节点(60)电耦合到光敏级(20)，并且被配置为采样和存储来自光敏级(20)的电信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及像素装置、像素矩阵、图像传感器和用于操作像素装置的方法。

技术介绍

1、cmos图像传感器应用广泛，其中一些需要高动态范围(hdr)。动态范围(dr)一方面受弱光条件下的本底噪声限制，另一方面受强光条件下的饱和效应限制。

2、大多数可用的dr技术是针对滚动快门像素设计的，但对全局快门并不友好。在全局快门模式下，像素矩阵的所有像素在同一时间周期内曝光。在积分时间结束时，像素矩阵的所有行的电荷传输操作同时发生。信号存储在像素级存储器中，随后被读出。

3、要实现的目标是提供一种具有高动态范围的像素装置及操作该像素装置的方法。另一个目的是提供一种图像传感器，其包括该像素装置或根据该像素装置的像素矩阵。

4、这些目的通过独立权利要求的主题实现。从属权利要求中描述了进一步的发展和实施例。

技术实现思路

1、在此处和下文中，术语“像素装置”和“像素”是指光接收元件，其可与其他像素一起布置成二维阵列，也称为矩阵。阵列中的像素按行和列布置。术语“行”和“列”可以互换使用，因为它本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种像素装置(10)，包括：

2.根据权利要求1所述的像素装置(10)，其中所述第一类型的子像素(40)的所述光电二极管(41)和所述第二类型的子像素(50)的所述光电二极管(51)被配置为检测实质相同或至少重叠的波长范围内的电磁辐射，特别是红外波长范围内的电磁辐射。

3.根据权利要求1至2之一所述的像素装置(10)，其中所述光敏级(20)和所述采样保持级(30)被布置在半导体基板(100)的主表面(101)处或所述主表面上，并且其中所述光敏级(20)被来自所述半导体基板(100)的背表面(102)的电磁辐射照射。

4.根据权利要求1至3之一所述的...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种像素装置(10)，包括：

2.根据权利要求1所述的像素装置(10)，其中所述第一类型的子像素(40)的所述光电二极管(41)和所述第二类型的子像素(50)的所述光电二极管(51)被配置为检测实质相同或至少重叠的波长范围内的电磁辐射，特别是红外波长范围内的电磁辐射。

3.根据权利要求1至2之一所述的像素装置(10)，其中所述光敏级(20)和所述采样保持级(30)被布置在半导体基板(100)的主表面(101)处或所述主表面上，并且其中所述光敏级(20)被来自所述半导体基板(100)的背表面(102)的电磁辐射照射。

4.根据权利要求1至3之一所述的像素装置(10)，还包括在所入射的电磁辐射和所述第一类型的子像素(40)之间的滤光层(110)，其中所述滤光层(110)被配置为降低所述电磁辐射的强度。

5.根据权利要求1至4之一所述的像素装置(10)，其中所述第一类型的子像素(40)的所述光电二极管(41)的积分时间比所述第二类型的子像素(50)的所述光电二极管(51)的积分时间短。

6.根据权利要求1至5之一所述的像素装置(10)，还包括：

7.根据权利要求1至6之一所述的像素装置(10)，还包括电连接在所述扩散节点(60)和所述采样保持级(30)之间并被配置为放大来自所述光敏级(20)的所述电信号的放大级(70)。

8.根据权利要求1至7之一所述的像素装置(10)，其中所述采样保持级(30)包括第一对电容器(31，32)，其中所述第一对电容器(31，32)中的一个电容器(31)被配置为在读出之前存储复位电平，并且其中所述第一对电容器(31，32)中的另一个电容器(32)被配置为在读出之前存储所述高灵敏度信号，并且其中所述扩散节点(60)被配置为在读出之前存储所述低灵敏度信号。

9.根据权利要求1至7之一所述的像素装置(10)，其中所述采样保持级(30)还包括第一对电容器(31，32)和第二对电容器(33，34)，其中所述第一对电容器(31，32)中的一个电容器(31)被配置为在读出之前存储复位电平，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·特茨，S·约翰逊，
申请(专利权)人：艾迈斯传感器美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：