[发明专利]包括具有两个栅极的感应晶体管的图像传感器及操作方法

权利要求书

1.一种图像传感器，包括：

光电转换装置；

感应晶体管，具有连接到浮置扩散区的第一栅极以及与第一栅极分开的 第二栅极，其中，在浮置扩散区中存储从光电转换装置产生的电荷；

重置晶体管，连接到浮置扩散区并重置浮置扩散区的电势；

控制电压源，将控制电压提供到第二栅极；

列输出线，连接到感应晶体管的源极；

行选择晶体管，所述行选择晶体管包括连接到感应晶体管的源极的漏极 和连接到列输出线的源极，并在像素阵列中选择包括感应晶体管的行。

2.如权利要求1所述的图像传感器，还包括传输晶体管，所述传输晶体 管形成在浮置扩散区和光电转换装置之间，将从光电转换装置产生的电荷传 输到浮置扩散区。

3.如权利要求1所述的图像传感器，其中，感应晶体管的漏极连接到外 部输入电压。

4.如权利要求1所述的图像传感器，其中，第一栅极和第二栅极在晶体 管沟道上分隔开。

5.如权利要求4所述的图像传感器，其中，第一栅极的一部分与第二栅 极的一部分结合，并且在第一栅极和第二栅极之间插入介电层。

6.如权利要求1所述的图像传感器，其中，第一栅极和第二栅极设置在 晶体管沟道的两侧上以彼此面对。

7.如权利要求6所述的图像传感器，其中，第一栅极和第二栅极垂直设 置。

8.一种操作如权利要求1所述的图像传感器的方法，所述方法包括如下 步骤：

重置浮置扩散区的电势；

将光照射到光电转换装置上；

当在逐渐增加施加到第二栅极的电压的同时感应晶体管导通时，确定提 供到第二栅极的第一电压；

计算第一栅极电压；

通过第一栅极电压计算照射到光电转换装置上的光的强度。

9.如权利要求8所述的方法，其中，计算第一栅极电压的步骤包括通过 参照预先准备的查找表来得到根据第一电压的第一栅极电压。

10.如权利要求8所述的方法，其中，确定第一电压的步骤包括当从列 输出线测量的列电流大于参考电流时确定感应晶体管导通。

11.如权利要求8所述的方法，其中，第一栅极和第二栅极在晶体管沟 道上分隔开。

12.如权利要求8所述的方法，其中，第一栅极的一部分与第二栅极的 一部分结合，并且在第一栅极和第二栅极之间插入介电层。

13.如权利要求8所述方法，其中，第一栅极和第二栅极设置在晶体管 沟道的两侧上以彼此面对。

14.如权利要求13所述的方法，其中，第一栅极和第二栅极垂直设置。

15.一种操作如权利要求1所述的图像传感器的方法，所述方法包括如 下步骤：

重置浮置扩散区的电势；

将光照射到光电转换装置上；

将第二电压施加到第二栅极；

确定感应晶体管是否导通；

当在感应晶体管没有导通的情况下，通过逐渐增加施加到第二栅极的电 压而导通感应晶体管时，测量提供到第二栅极的第三电压；

计算第一栅极电压；

通过第一栅极电压的值来计算照射到光电转换装置上的光的强度。

16.如权利要求15所述的方法，其中，确定感应晶体管是否导通的步骤 包括确定从列输出线测量的输出电流是否大于参考电流，如果输出电流大于 参考电流，则使用输出电流计算第一栅极电压。

17.如权利要求15所述的方法，其中，计算第一栅极电压的步骤包括通 过参照预先准备的查找表来得到根据第三电压的第一栅极电压。