[发明专利]图像感测装置

说明书

本申请涉及一种图像感测装置，该图像感测装置包括多个单位像素，其中，各个单位像素包括：光电转换区域，其设置在基板中，并且被配置为响应于入射光而生成光电荷；控制区域，其设置在基板中，并且被配置为接收控制信号并基于该控制信号在基板中生成电流以承载并移动光电转换区域中生成的光电荷；检测区域，其设置在基板中，并且被配置为接收电流并捕获由电流承载的光电荷；以及保护环区域，其被配置为围绕控制区域，其中，空穴电流在控制区域和保护环区域之间流动。

技术领域

本专利文献中所公开的技术和实现方式总体上涉及图像感测装置，更具体地，涉及一种能够感测到目标对象的距离的图像传感器。

背景技术

图像感测装置是利用对入射在其上的光做出反应以生成图像的半导体特性来捕获至少一个图像的装置。近年来，随着计算机行业和通信行业的不断发展，在例如智能电话、数字相机、游戏机、物联网(IoT)、机器人、监控相机、医疗微型相机等的各种电子装置中对高质量和高性能图像传感器的需求快速增加。

图像感测装置可被大致分类为基于CCD(电荷耦合器件)的图像感测装置和基于CMOS(互补金属氧化物半导体)的图像感测装置。在噪声和图像质量方面，CCD图像感测装置可优于CMOS图像感测装置。然而，CMOS图像感测装置可比CCD图像感测装置更容易驱动，并且可使用比CCD图像感测装置的扫描方案多许多的扫描方案来实现。

另外，CMOS图像感测装置可使用半导体制造工艺将信号处理电路集成到单个芯片中，使得CMOS图像感测装置可被容易地制造成小尺寸产品并且具有非常低的功耗，导致生产成本降低。近来，CMOS图像感测装置已被设计为与移动装置更兼容，使得CMOS图像感测装置得到深入研究并且快速得到广泛使用。

发明内容

所公开的技术的各种实施方式涉及一种具有为了在相邻单位像素之间辨别检测信号而优化的结构的图像感测装置。

根据所公开的技术的实施方式，一种图像感测装置可包括多个单位像素，其中，各个单位像素包括：光电转换区域，其设置在基板中，并且被配置为响应于入射光而生成光电荷；控制区域，其设置在基板中，并且被配置为接收控制信号并基于该控制信号在基板中生成电流以承载并移动光电转换区域中生成的光电荷；检测区域，其设置在基板中，并且被配置为接收电流并捕获由电流承载的光电荷；以及保护环区域，其被配置为围绕控制区域，并且其中，空穴电流在控制区域和保护环区域之间流动。

在一些实现方式中，所述多个单位像素布置成像素阵列的多行和多列，并且保护环区域被配置为控制两个相邻单位像素之间生成的光电荷的移动。

在一些实现方式中，控制区域被配置为接收具有第一电压或第二电压的控制信号。

在一些实现方式中，控制信号相对于入射光具有特定度数的相位差。

在一些实现方式中，其中，所述多个单位像素包括构成(2×2)矩阵阵列的四个单位像素，并且这四个单位像素的控制区域被配置为接收具有彼此不同的相位的控制信号。

在一些实现方式中，其中，具有不同相位的控制信号包括：相对于第二控制信号具有90°的相位差的第一控制信号；相对于第三控制信号具有90°的相位差的第二控制信号；相对于第四控制信号具有90°的相位差的第三控制信号；以及相对于第一控制信号具有90°的相位差的第四控制信号。

在一些实现方式中，检测区域被设置为围绕控制区域，并且保护环区域被设置为围绕控制区域。

在一些实现方式中，保护环区域被配置为接收电压。

在一些实现方式中，各个单位像素还包括漏极区域，该漏极区域设置在基板中并且被配置为去除基板中的光电荷。

在一些实现方式中，漏极区域连接到漏极晶体管，该漏极晶体管被配置为接收漏极晶体管控制信号以使漏极晶体管导通。