[发明专利]图像感测装置

说明书

一种图像感测装置包括像素阵列。像素阵列包括：感测区域，在该感测区域中布置有用于产生对应于入射光的光电荷并且捕获所产生的光电荷的多个单位像素；偏置场区域，其沿感测区域的边缘设置；以及接触部分，其向偏置场区域提供偏置电压。光电荷通过偏置电压移动。

技术领域

本专利文档中公开的技术和实现总体上涉及图像感测装置，该图像感测装置包括被构造为检测入射光并测量图像感测装置与目标对象之间的距离的像素。

背景技术

图像感测装置是一种通过使用对光起反应的光敏半导体材料将光转换为电信号来捕获光学图像的装置。随着汽车、医疗、计算机和通信行业的发展，在诸如智能电话、数码相机、游戏机、IoT(物联网)、机器人、安防摄像头和医疗微型相机之类的各个领域中，对高性能图像感测装置的需求不断增加。

图像感测装置大致可以分为CCD(电荷耦合器件)图像感测装置和CMOS(互补金属氧化物半导体)图像感测装置。与CMOS图像感测装置相比，CCD图像感测装置提供更好的图像质量，但它们往往消耗更多的电力并且体积更大。

CMOS图像感测装置比CCD图像感测装置尺寸更小且消耗更少电力。此外，CMOS传感器是使用CMOS制造技术制造的，因此光敏元件和其它信号处理电路能够集成到单个芯片中，使得能够以低成本制造小型化图像感测装置。由于这些原因，正在为包括移动装置在内的许多应用开发CMOS图像感测装置。

发明内容

所公开技术的各种实施方式涉及能够提高光电荷检测效率并降低由暗电流产生的噪声的图像感测装置。

根据所公开技术的实施方式，一种图像感测装置可以包括像素阵列。像素阵列包括：感测区域，其包括多个单位像素，每个单位像素检测入射光以产生指示检测到的入射光的光电荷；偏置场区域，其掺杂有杂质并且沿感测区域的边缘设置；以及接触部分，其连接到偏置场区域，以向偏置场区域施加偏置电压以使感测区域中的光电荷移动。

在一些实现中，像素阵列还包括：钝化区域，其形成为与感测区域交叠，其中像素阵列形成在半导体层中，其中偏置场区域位于半导体层内的第一深度处，并且钝化区域位于半导体层内的第二深度处，并且其中第一深度大于第二深度。

在一些实现中，偏置场区域形成为围绕钝化区域，并且偏置场区域形成为与接触部分接触。

在一些实现中，偏置场区域沿钝化区域的边缘设置；以及钝化区域形成为与偏置场区域交叠。

在一些实现中，每个单位像素包括：控制区域，其在设置有单位像素的半导体层中产生电流；以及检测区域，其捕获通过电流移动的光电荷。

在一些实现中，解调控制信号被施加到控制区域，其中解调控制信号是通过使第一电压和第二电压以预定时间间隔重复而形成的。

在一些实现中，解调控制信号为各自之间具有180度的相位差的两个不同解调控制信号中的任意一个。

在一些实现中，解调控制信号为各自之间具有90度的相位差的四个不同解调控制信号中的任意一个。

在一些实现中，光电荷在从偏置场区域到控制区域的方向上移动。

在一些实现中，偏置电压低于第一电压和第二电压中的每一个。

根据所公开技术的另一实施方式，一种图像感测装置可以包括：感测区域，其包括多个单位像素，每个单位像素包括用于接收第一电压或第二电压的控制区域和用于捕获通过第一电压或第二电压移动的电子的检测区域；偏置场区域，其沿感测区域的边缘设置；接触部分，其连接到偏置场区域以向偏置场区域施加偏置电压；以及偏置电压控制器，其向接触部分传送偏置电压，其中偏置电压低于第一电压和第二电压中的每一个。