[发明专利]RGBZ图像传感器的RGBZ像素信元单元的物理布局和结构

说明书

本发明描述了一种具有像素信元单元的图像传感器。该像素信元单元具有在半导体表面上的第一、第二和第三传输门晶体管门，其分别联接在第一、第二和第三可见光光电二极管区域和第一电容区域之间。该像素信元单元具有在半导体表面上的第四传输门晶体管门，其联接在第一红外光电二极管区域和第二电容区域之间。

技术领域

本发明的领域总体上涉及成像技术，并且更具体地，涉及用于RGBZ图像传感器的RGBZ像素信元单元的物理布局和结构。

背景技术

图1示出了图像传感器100的基本元件。如图1所示，图像传感器包括具有组成像素信元(cell)102的像素阵列101。行解码器103具有联接到像素信元102的行的输出，其联接到像素阵列101。感测放大器104也联接到像素阵列101的列的输出。图像传感器100还包括联接在感测放大器104下游的模数电路105。图像传感器100还包括定时和控制电路106，其负责产生指示图像传感器100的操作的时钟和控制信号。

发明内容

本发明描述了具有像素信元单元的图像传感器。像素信元单元具有在半导体表面上的第一、第二和第三传输门晶体管门，其分别联接在第一可见光光电二极管区域、第二可见光光电二极管区域和第三可见光光电二极管区域与第一电容区域之间。该像素信元单元具有半导体表面上的第四传输门晶体管门，其联接在第一红外光电二极管区域和第二电容区域之间。

附图说明

以下描述和所附附图用于说明本发明的实施例。在附图中：

图1示出了图像传感器(现有技术)的图示；

图2示出可见光像素信元的图示；

图3示出Z像素信元的图示；

图4示出具有RGBZ像素的像素阵列的图示；

图5示出了用于第一RGBZ像素单元信元设计的第一维恩图；

图6示出符合图5的维恩图的RGBZ像素单元信元的实施例；

图7a和7b示出了图6的RGBZ像素单元信元的布局实施例；

图8示出了用于第二RGBZ像素单元信元设计的第二维恩图；

图9示出了符合图8的维恩图的RGBZ像素单元信元的第一实施例；

图10a和10b示出了图9的RGBZ像素单元信元的布局实施例；

图11示出符合图8的维恩图的RGBZ像素单元信元的第二实施例；

图12a和12b示出了图11的RGBZ像素单元信元的布局实施例；

图13示出符合图8的维恩图的RGBZ像素单元信元的第三实施例；

图14a和14b示出了图13的RGBZ像素单元信元的布局实施例；

图15示出由RGBZ像素单元信元执行的方法；

图16a至16g示出了RGBZ像素信元的制造方法；

图17示出相机系统的实施例；

图18示出了计算机系统的实施例。

具体实施方式

图2示出了用于可见光像素的电路设计202。如图2所示，首先，通过接通复位晶体管Q1，清除电容器201的负电荷(其使电容器的电压达到电源电压V_pixel)。当电容器的负电荷被清除并且传输门晶体管Q2被关断时，曝光时间开始，其中根据在曝光时间内接收的光的强度和曝光时间的长度，光敏光电二极管203产生并收集负电荷(电子)。