[发明专利]包括额外传输门和额外浮置扩散区域的图像传感器

说明书

包括额外传输门和额外浮置扩散区域的图像传感器。提供一种图像传感器。该图像传感器包括：像素阵列，其被构造为包括用于捕获入射光的不同的像素块，其中，像素块包括各自响应于光而产生光生电荷的相邻的单位像素；浮置扩散区域，其被设置在每个单位像素的中心处，以接收所述光生电荷；以及传输门，其形成在所述浮置扩散区域的周围，以控制所述光生电荷的传输。每个像素块可包括额外浮置扩散区域和额外传输门，所述额外浮置扩散区域位于所述像素块的中心处，以从所述相邻的单位像素中的每一个接收所述光生电荷，所述额外传输门形成在所述额外浮置扩散区域与所述相邻的单位像素之间，以控制光生电荷的传输。

技术领域

在本专利文档中所公开的技术和实现方式涉及包括传输门(transfer gate)(晶体管)和浮置扩散区域的图像传感器。

背景技术

随着近期信息通信产业的发展和电子装置的数字化，具有改进性能的图像传感器已被用于诸如数码像机、摄像机、移动电话、PCS(个人通信系统)、游戏机、安全摄像机和医用微型摄像机之类的各个领域中。一般而言，图像传感器包括具有布置为行和列的单位像素的多个像素块。单位像素中的每一个包括光电二极管和传输门(晶体管)。传输门(晶体管)设置在光电二极管和浮置扩散区域之间，并且将在光电二极管中产生的光电荷传输至浮置扩散区域。

发明内容

各种实施方式提供一种图像传感器，所述图像传感器被设计为具有包括第一模式和第二模式的不同模式并且在所述不同模式下操作以改进成像性能。在下面所提供的示例中，这种图像传感器可以根据该图像传感器所接收的光的量而在第一模式或第二模式下操作。

各种实施方式提供一种图像传感器，所述图像传感器包括在第一模式下操作的传输门(晶体管)和浮置扩散区域以及在第二模式下操作的传输门(晶体管)和浮置扩散区域。

各种实施方式提供图像传感器的在第一模式和第二模式下操作的像素块。

各种实施方式提供图像传感器的包括在第一模式下操作的传输门(晶体管)和浮置扩散区域以及在第二模式下操作的传输门(晶体管)和浮置扩散区域的像素块。

在一个实施方式中，一种图像传感器可以包括：像素阵列，所述像素阵列被构造为包括用于捕获入射光的不同的像素块，其中，像素块包括各自响应于光而产生光生电荷的相邻的单位像素；浮置扩散区域，所述浮置扩散区域被设置在每个单位像素的中心处，以接收所述光生电荷；以及传输门，所述传输门形成在所述浮置扩散区域周围，以控制所述光生电荷的传输。每个像素块可包括额外浮置扩散区域和额外传输门，所述额外浮置扩散区域位于所述像素块的中心处，以与所述像素块的所述相邻的单位像素中的每一个接口连接，由此从所述相邻的单位像素中的每一个接收所述光生电荷，所述额外传输门形成在所述额外浮置扩散区域与所述相邻的单位像素之间，以控制光生电荷从所述相邻的单位像素传输至所述额外浮置扩散区域。

在一个实施方式中，一种图像传感器可以包括：像素块，所述像素块包括以行和列布置的第一单位像素、第二单位像素、第三单位像素和第四单位像素以及设置在所述像素块的中心处的额外元件。所述第一单位像素可包括第一光敏元件至第四光敏元件、第一传输门至第四传输门以及第一浮置扩散区域。所述第二单位像素可包括第一光敏元件至第四光敏元件、第一传输门至第四传输门以及第二浮置扩散区域。所述第三单位像素可包括第一光敏元件至第四光敏元件、第一传输门至第四传输门以及第三浮置扩散区域。所述第四单位像素可包括第一光敏元件至第四光敏元件、第一传输门至第四传输门以及第四浮置扩散区域，所述第一光敏元件至所述第四光敏元件被构造为接收光，并且响应于光的接收而产生光电荷，并且所述第一传输门至所述第四传输门被构造为将所产生的光电荷传输至所述第一浮置扩散区域至所述第四浮置扩散区域。所述额外元件可包括：第一额外传输门，所述第一额外传输门与所述第一单位像素交叠；第二额外传输门，所述第二额外传输门与所述第二单位像素交叠；第三额外传输门，所述第三额外传输门与所述第三单位像素交叠；第四额外传输门，所述第四额外传输门与所述第四单位像素交叠；以及额外浮置扩散区域，所述额外浮置扩散区域被设置在所述像素块的中心处。