[发明专利]具有多抽头结构的深度像素和包括深度像素的飞行时间传感器

说明书

一种飞行时间(ToF)传感器的深度像素，包括：公共光电门，设置在所述深度像素的中心区域中；多个浮置扩散区域，设置在围绕所述中心区域的外围区域中；多个解调传输门，设置在所述外围区域中；以及多个溢流门，设置在所述外围区域中。所述解调传输门将由所述公共光电门收集的光电荷传输到所述多个浮置扩散区域。所述解调传输门关于穿过所述深度像素的中心且基本上彼此垂直的水平线和竖直线中的每条线对称。所述溢流门排出由所述公共光电门收集的所述光电荷，并且关于所述水平线和所述竖直线中的每条线对称。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年7月15日向韩国知识产权局(KIPO)递交的韩国专利申请No.10-2020-0087667的优先权，其公开整体合并于此以作参考。

技术领域

本发明构思的实施例大体上涉及半导体集成电路，并且更具体地，涉及具有多抽头结构的深度像素和包括深度像素的飞行时间(ToF)传感器。

背景技术

近来，对于获取对象的三维信息的图像感测的兴趣日益增长，并且各种三维相机正处于开发。飞行时间(ToF)传感器是一种三维相机，包括简单的电路配置和高距离分辨率。ToF传感器使用光源以透射光照射对象，并且通过使用解调信号测量从对象反射的接收光的飞行时间的相位差来计算到对象的距离。

发明内容

本发明构思的实施例可以提供深度像素和包括至少一个深度像素的飞行时间(ToF)传感器，其能够有效地测量到对象的距离。

根据本发明构思的实施例，一种ToF传感器的深度像素，包括：公共光电门，设置在深度像素的中心区域中；多个浮置扩散区域，设置在围绕中心区域的外围区域中；多个解调传输门，设置在外围区域中；以及多个溢流门，设置在外围区域中。多个解调传输门将公共光电门收集的光电荷传输到多个浮置扩散区域。多个解调传输门关于穿过深度像素的中心且基本上彼此垂直的水平线和竖直线中的每条线对称。多个溢流门排出由公共光电门收集的光电荷。多个溢流门关于水平线和竖直线中的每条线对称。

根据本发明构思的实施例，一种ToF传感器，包括：光源，被配置为用透射光照射对象；像素阵列，包括一个或多个深度像素，该一个或多个深度像素被配置为基于作为被对象反射的透射光的反射光来提供关于到对象的距离的信息；以及控制器，被配置为控制光源和像素阵列。深度像素包括：公共光电门，设置在深度像素的中心区域中；多个浮置扩散区域，设置在围绕中心区域的外围区域中；以及多个解调传输门，设置在外围区域中，并且被配置为将公共光电门收集的光电荷传输到多个浮置扩散区域。多个解调传输门关于穿过深度像素的中心且基本上彼此垂直的水平线和竖直线中的每条线对称。深度像素还包括多个溢流门，该多个溢流门设置在外围区域中并被配置为排出由公共光电门收集的光电荷。多个溢流门关于水平线和竖直线中的每条线对称。

根据本发明构思的实施例，一种ToF传感器的深度像素，包括：公共光电门，设置在深度像素的中心区域中。公共光电门包括至少一个竖直光电门，该至少一个竖直光电门在基本上垂直于半导体衬底的上表面的竖直方向上延伸，并且该至少一个竖直光电门设置在沟槽中，该沟槽形成在半导体衬底的上部中。深度像素还包括：多个浮置扩散区域，设置在围绕中心区域的外围区域中；多个解调传输门，设置在外围区域中，并且被配置为将公共光电门收集的光电荷传输到多个浮置扩散区域中；以及多个溢流门，设置在外围区域中，并且被配置为排出由公共光电门收集的光电荷。

根据本发明构思的实施例的深度像素可以通过应用公共光电门来减小包括深度像素的ToF传感器的尺寸和功耗。另外，根据实施例的深度像素可以通过公共光电门的对称结构和修改结构来提高感测精度和感测灵敏度，并且可以提高包括深度像素的ToF传感器的性能。

附图说明

通过参考附图详细地描述其实施例，本公开的以上和其他特征将变得更清楚明白，在附图中：

图1是示出了根据本发明构思实施例的深度像素的布局的示图。