[发明专利]图像传感器

说明书

公开了一种图像传感器，包括：光敏元件，响应于入射光来生成电荷；存储二极管，形成在衬底中，其中存储二极管存储由光敏元件生成的电荷；浮置扩散区域，形成在衬底的顶面中并且与存储二极管间隔开；以及转移栅极，至少部分地埋置在衬底的顶面的下方，其中转移栅极控制电荷从存储二极管向浮置扩散区域转移。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年1月9日提交的韩国专利申请No.10-2017-0002706的优先权，其主题通过引用方式整体并入本文中。

技术领域

本发明构思涉及图像传感器、CMOS图像传感器和具有全局快门的CMOS图像传感器。

背景技术

图像传感器是一种响应于入射光而生成电信号的半导体器件。电荷耦合器件(CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器是当代图像传感器的两个示例。例如，CMOS图像传感器对入射光的曝光可以由卷帘式快门系统或全局快门系统来控制。

全局快门系统通常需要复位时段，在该复位时段期间CMOS图像传感器的像素可以被曝光于入射光。各种当代CMOS图像传感器包括全局快门系统。

发明内容

本发明构思的实施例提供了一种能够使用竖直转移栅极实现全局快门的图像传感器。然而，本发明构思的实施例不仅限于本文中所阐述的所示实施例。通过参考以下给出的发明构思的详细描述，本发明构思的上述和其它实施例对于本发明构思所属领域的普通技术人员将变得更加清楚。

在一个实施例中，本发明构思提供了一种图像传感器，包括：光敏元件，响应于入射光来生成电荷；存储二极管，形成在衬底中，其中存储二极管存储由光敏元件生成的电荷；浮置扩散区域，形成在衬底的顶面中并且与存储二极管间隔开；以及转移栅极，至少部分地埋置在衬底的顶面的下方，其中转移栅极控制电荷从存储二极管向浮置扩散区域转移。

在另一实施例中，本发明构思提供了一种图像传感器，包括：衬底，具有顶面和相对的底面；沟槽，形成在衬底的顶面中；转移栅极，填充沟槽；第一电荷存储区域，形成在衬底中转移栅极的第一侧上；第二电荷存储区域，其成在衬底中转移栅极的第二侧上；以及浮置扩散区域，通过衬底的顶面而暴露，其中转移栅极响应于第一电压控制第一电荷存储区域中所存储的电荷向第二电荷存储区域转移，并且响应于不同于第一电压的第二电压控制第二电荷存储区域中所存储的电荷向浮置扩散区域转移。

在另一实施例中，本发明构思提供了一种图像传感器，包括：传感器阵列，包括分别将光信号转换成对应的电输出的像素；以及定时发生器，控制传感器阵列，其中每个像素包括响应于光信号来生成电荷的光敏元件；存储二极管，形成在衬底中、存储由光敏元件生成的电荷；浮置扩散区域，形成在衬底中并且在第一方向上与存储二极管间隔开；以及转移栅极，沿着第一方向埋置在衬底中，并且转移栅极响应于由定时发生器提供的第一转移信号控制电荷从光敏元件向存储二极管转移，并且响应于由定时发生器提供的第二转移信号控制电荷从存储二极管向浮置扩散区域转移。

附图说明

结合所附附图的描述，本发明构思的上述和其它实施例和特征将变得更加清楚，在附图中：

图1是根据本发明构思的特定实施例的图像传感器的框图；

图2是在一个实施例中进一步示出图1的传感器阵列的框图；

图3是可以用于本发明构思的特定实施例的图像传感器的等效电路图；

图4是示出了图3的图像传感器的截面图；

图5是描述了根据本发明构思的一些实施例的图像传感器的示例性操作的时序图；

图6A和图6B是示出了根据本发明构思的一些实施例的图像传感器的示例性操作的图；

图7A和图7B是示出了根据本发明构思的一些实施例的图像传感器的示例性操作的图；