图像传感器的制作方法

本公开涉及图像传感器。

背景技术：

1、图像传感器是一种用于捕获物体的二维或三维图像的设备。图像传感器使用根据从物体反射的光的强度作出反应的光伏元件生成物体的图像。

2、最近，对在各个领域具有改进性能的图像传感器的需求正在增加。cmos(互补金属氧化物半导体)图像传感器是使用cmos工艺制造的图像拾取元件，并且与ccd(电荷耦合器件)图像传感器相比，它们的优点是制造成本低、功耗低，并且可以实现高集成度。

3、近来，随着计算机行业和通信行业的发展，对图像传感器的需求正在增加，图像传感器在各个领域的集成度和性能都得到了提高，诸如数码相机、摄像机、pcs(个人通信系统)、游戏设备、安全摄像头、医用微型摄像头、机器人等。

4、最近，随着图像传感器的尺寸减小，已经提出了各种提高功率效率的方法。

技术实现思路

1、示例性实施例提供了一种控制像素的驱动电压的图像传感器。

2、另一示例性实施例提供了一种具有改进的光电荷传输速率的图像传感器。

3、根据示例性实施例的图像传感器包括：像素阵列，像素阵列包括像素，像素包括光电元件和升压电容器，升压电容器具有连接到第一节点的一个电极，从光电元件生成的电荷被传输到第一节点，并且根据第一节点的电压输出像素电压；行驱动器，输出将第一节点的电压复位为电源电压的复位信号、施加到升压电容器的另一电极的升压控制信号以及将电荷传输到第一电极的传输信号；读出电路，在传输信号输出到像素之前，接收像素电压作为第一输入信号，在传输信号输出到像素之后，接收像素电压作为第二输入信号，并通过使用第一输入信号和第二输入信号来输出图像数据；以及控制器，控制行驱动器，以便在将复位信号从启用电平改变为禁用电平之后将升压控制信号从第一电平改变为低于第一电平的第二电平，以及控制读出电路，以便在升压控制信号保持为第二电平的部分内接收第一输入信号和第二输入信号。

4、控制器可以控制行驱动器，以便在复位在光电元件中生成的电荷和在第一节点中累积的电荷的快门部分内将复位信号从启用电平改变为禁用电平之后，将升压控制信号从第一电平改变为第二电平。

5、控制器还可以控制行驱动器，以便输出具有高于第一电平的第三电平的升压控制信号，其中在第一电平期间，传输信号输出到像素。

6、控制器还可以控制行驱动器，以便在复位在光电元件中生成的电荷和在第一节点中累积的电荷的快门部分内输出作为第三电平的升压控制信号，其中在第三电平期间，传输信号输出到像素。

7、控制器可以控制行驱动器，以便在快门部分中将复位信号从启用电平改变为禁用电平之后输出作为第二电平的升压控制信号。

8、像素还可以包括连接到第一节点的浮置扩散器，行驱动器还可以输出控制浮置扩散器的电容的增益控制信号，以及控制器可以控制行驱动器，以便在将复位信号从启用电平改变为禁用电平之后，在升压控制信号保持为第二电平的部分内，将增益控制信号从启用电平改变为禁用电平。

9、读出电路可以在传输信号在增益控制信号为启用电平的第一部分输出到像素之前接收像素电压作为第三输入信号，在传输信号在增益控制信号为启用电平的第二部分输出到像素之后接收像素电压作为第四输入信号，并且通过使用第三输入信号和第四输入信号输出图像数据。

10、控制器还可以控制行驱动器以输出具有第三电平的升压控制信号，其中在第三电平期间，传输信号输出到像素。

11、根据示例性实施例的图像传感器包括：光电元件；

12、第一晶体管，响应于传输信号连接光电元件和第一节点；第二晶体管，响应于复位信号向第一节点施加电源电压；第一浮置扩散器，连接到第一节点；第一电容器，包括连接到第一节点的一个电极和输入第一升压控制信号的另一电极；以及第三晶体管，响应于第一节点的电压生成像素信号并输出像素信号，其中，在第二晶体管截止之后，第一升压控制信号从第一电平转变为低于第一电平的第二电平。

13、在第一晶体管导通的部分中，第一升压控制信号可以是高于第一电平的第三电平。

14、还可以包括第一开关晶体管，连接在第一节点和第二晶体管之间；以及第二浮置扩散器，连接到第一开关晶体管和第二晶体管之间的第二节点，第一升压控制信号可以在第二晶体管截止之后且在第一开关晶体管截止之前从第一电平转变为第二电平。

15、在第一晶体管导通的部分，第一升压控制信号可以是高于第一电平的第三电平。

16、第二浮置扩散器的一个端子可以连接到第二节点，向第二浮置扩散器的另一端子输入第二升压控制信号，在第二晶体管截止之后并且在第一开关晶体管截止之前，第二升压控制信号可以从第一电平转变为第二电平。

17、在第一开关晶体管导通的部分中，第二升压控制信号可以是高于第一电平的第三电平。

18、还可以包括第二开关晶体管，连接在第二节点和第二晶体管之间；以及

19、第三浮置扩散器，连接到第二开关晶体管和第二晶体管之间的第三节点，在第二晶体管截止之后并且在第一开关晶体管和第二开关晶体管截止之前，第一升压控制信号可以转变为第二电平。

20、第三浮置扩散器的一个端子可以连接到第三节点，并且向第三浮置扩散器的另一端子输入第三升压控制信号，以及在第二晶体管截止之后并且在第一开关晶体管和第二开关晶体管截止之前，第三升压控制信号可以从第一电平转变为第二电平。

21、在第一晶体管导通的部分，第三升压控制信号可以是比第二电平高第一电平的第三电平。

22、第二浮置扩散器的一个端子可以连接到第二节点，并且向第二浮置扩散器的另一端子输入第二升压控制信号，在第二晶体管截止之后并且在第一开关晶体管截止之前，第二升压控制信号从第一电平转变为第二电平。

23、根据示例性实施例的图像传感器包括：光电元件；第一晶体管，响应于传输信号连接光电元件和第一节点；第二晶体管，响应于复位信号向第一节点施加电源电压；第一浮置扩散器，连接到第一节点；第一开关晶体管，连接在第一节点和第二晶体管之间；第二浮置扩散器，包括连接到第一开关晶体管和第二晶体管之间的第二节点的一个端子和输入升压控制信号的另一端子；以及第三晶体管，响应于第一节点的电压生成像素信号并输出像素信号，其中，升压控制信号在第二晶体管截止之后且在第一开关晶体管截止之前从第一电平转变为低于第一电平的第二电平。

24、在第一开关晶体管导通之后第一晶体管导通的部分期间，升压控制信号可以从第二电平转变为高于第一电平的第三电平。

技术特征：

1.一种图像传感器，包括：

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中

4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中

5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中

6.根据权利要求3所述的图像传感器，其中

7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中

8.根据权利要求7所述的图像传感器，其中

9.一种图像传感器，包括：

10.根据权利要求9所述的图像传感器，其中

11.根据权利要求9所述的图像传感器，还包括：

12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中

13.根据权利要求11所述的图像传感器，其中

14.根据权利要求13所述的图像传感器，其中

15.根据权利要求11所述的图像传感器，还包括：

16.根据权利要求15所述的图像传感器，其中

17.根据权利要求16所述的图像传感器，其中

18.根据权利要求16所述的图像传感器，其中

19.一种图像传感器，包括：

20.根据权利要求19所述的图像传感器，其中

技术总结
一种图像传感器，包括：像素，包括升压电容器，具有连接到第一节点的一个电极，从光电元件生成的电荷被传输到第一节点，并且基于第一节点输出像素电压；行驱动器，输出复位第一节点的复位信号、施加到另一电极的升压控制信号以及将电荷传输到第一电极的传输信号；读出电路，在传输信号输出到像素之前接收像素电压作为第一信号，以及在传输信号输出到像素之后接收像素电压作为第二信号。控制器，控制行驱动器在将复位信号从启用改变为禁用之后，将升压控制信号从第一电平改变为低于第一电平的第二电平，并且控制读出电路接收第一信号和第二信号，在第一信号和第二信号期间，升压控制信号处于第二电平。

技术研发人员：沈殷燮
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11