[发明专利]具有非破坏性读出的图像传感器像素单元

权利要求书

1.一种像素单元，其包括：

光电二极管，其经耦合以响应于入射光而光生图像电荷；

深沟槽隔离结构，其接近于所述光电二极管而安置以通过所述深沟槽隔离结构提供到所述光电二极管的电容性耦合；

放大器晶体管，其耦合到所述深沟槽隔离结构以响应于通过由所述深沟槽隔离结构提供的所述电容性耦合从所述光电二极管读出的所述图像电荷而产生经放大图像数据；

行选择晶体管，其耦合到所述放大器晶体管的输出以将所述经放大图像数据选择性地输出到耦合到所述行选择晶体管的列位线；

浮动扩散部，其耦合到所述放大器晶体管；

转移晶体管，其耦合于所述光电二极管与所述浮动扩散部之间以将所述浮动扩散部选择性地耦合到所述光电二极管；

复位晶体管，其耦合到所述浮动扩散部以选择性地对所述浮动扩散部及所述光电二极管中的电荷进行复位；及

耦合于所述深沟槽隔离结构与所述浮动扩散部之间的切换晶体管，其中所述放大器晶体管及所述复位晶体管通过所述切换晶体管选择性地耦合到所述深沟槽隔离结构。

2.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述放大器晶体管为第一放大器晶体管，其中所述行选择晶体管为第一行选择晶体管，且其中由所述第一行选择晶体管选择性地输出的所述经放大图像数据为第一经放大图像数据，所述像素单元进一步包括：

第二放大器晶体管，其耦合到所述浮动扩散部以响应于通过所述浮动扩散部从所述光电二极管读出的所述图像电荷而产生第二经放大图像数据；及

第二行选择晶体管，其耦合到所述第二放大器晶体管的输出以将所述第二经放大图像数据选择性地输出到耦合到所述第二行选择晶体管的所述列位线。

3.根据权利要求2所述的像素单元，其中所述复位晶体管进一步耦合到所述深沟槽隔离结构以选择性地对所述深沟槽隔离结构中的电荷进行复位。

4.根据权利要求1所述的像素单元，其进一步包括：

导电材料，其安置于所述深沟槽隔离结构内；及

氧化物材料，其给所述深沟槽隔离结构的内部加衬。

5.根据权利要求4所述的像素单元，其中所述导电材料包括多晶硅。

6.根据权利要求5所述的像素单元，其中所述氧化物材料为带电氧化物沟槽衬里。

7.一种成像系统，其包括：

像素阵列，其包含多个像素单元，其中所述像素单元中的每一者包含：

光电二极管，其经耦合以响应于入射光而光生图像电荷；

深沟槽隔离结构，其接近于所述光电二极管而安置以通过所述深沟槽隔离结构提供到所述光电二极管的电容性耦合；

放大器晶体管，其耦合到所述深沟槽隔离结构以响应于通过由所述深沟槽隔离结构提供的所述电容性耦合从所述光电二极管读出的所述图像电荷而产生经放大图像数据；及

行选择晶体管，其耦合到所述放大器晶体管的输出以将所述经放大图像数据选择性地输出到耦合到所述行选择晶体管的列位线；

浮动扩散部，其耦合到所述放大器晶体管；

转移晶体管，其耦合于所述光电二极管与所述浮动扩散部之间以将所述浮动扩散部选择性地耦合到所述光电二极管；

复位晶体管，其耦合到所述浮动扩散部以选择性地对所述浮动扩散部及所述光电二极管中的电荷进行复位；及

耦合于所述深沟槽隔离结构与所述浮动扩散部之间的切换晶体管，其中所述放大器晶体管及所述复位晶体管通过所述切换晶体管选择性地耦合到所述深沟槽隔离结构；

控制电路，其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，其耦合到所述像素阵列以从所述像素阵列的所述多个像素单元中的每一者读出所述经放大图像数据。

8.根据权利要求7所述的成像系统，其进一步包括耦合到所述读出电路以存储从所述像素阵列读出的所述经放大图像数据的功能逻辑。