[实用新型]成像像素

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求由Sergey Velichko和Vladmir Korobov发明的、提交于2016年3月1日的名称为“Imaging Pixels with a Fully Depleted Charge Transfer Path”(具有完全耗尽电荷转移路径的成像像素)的美国临时申请No.62/301969的优先权，该申请以引用方式并入本文，并且据此要求其对共同主题的优先权。

技术领域

本实用新型整体涉及成像系统，并且更具体地讲涉及具有成像像素的成像系统。

背景技术

现代电子设备(诸如移动电话、相机和计算机)通常使用数字图像传感器。图像传感器(有时称为成像器)可由二维图像感测像素阵列形成。每个像素包括光敏层，所述光敏层接收入射光子(光)并且将光子转变为电荷。有时，图像传感器被设计为使用联合图像专家组(JPEG)格式将图像提供给电子设备。

在常规成像系统中，图像伪影可能由移动物体、移动或抖动相机、闪烁光照以及图像帧中具有变化照明的物体引起。此类伪影可包括例如物体的缺失部分、边缘颜色伪影和物体失真。具有变化照明的物体的例子包括发光二极管(LED)交通标志(其可每秒闪烁几百次)以及现代汽车的LED刹车灯或车头灯。

常规成像系统还可能具有带有与低动态范围相关的伪影的图像。具有较亮部分和较暗部分的场景可在常规图像传感器中产生伪影，因为图像的各部分可能曝光过度或曝光不足。

因此希望为图像传感器提供改善的成像像素。

实用新型内容

本实用新型解决的一个技术问题是抑制成像系统中出现的伪影。

根据本实用新型的一个方面，提供一种成像像素，包括：钉扎光电二极管，所述钉扎光电二极管具有第一电势；钉扎转移二极管，所述钉扎转移二极管具有第二电势；其中所述第二电势高于所述第一电势；浮动扩散区，所述浮动扩散区具有第三电势，其中所述第三电势高于所述第二电势；第一转移晶体管，所述第一转移晶体管耦接在所述钉扎光电二极管与所述钉扎转移二极管之间；以及第二转移晶体管，所述第二转移晶体管耦接在所述钉扎转移二极管与所述浮动扩散区之间，其中所述第一转移晶体管、所述钉扎转移二极管和所述第二转移晶体管在所述钉扎光电二极管与所述浮动扩散区之间形成完全耗尽电荷转移路径。

在一个实施例中，所述钉扎光电二极管和所述钉扎转移二极管形成于上衬底中，其中所述浮动扩散区形成于下衬底中，并且所述成像像素还包括将所述上衬底耦接到所述下衬底的互连层。

在一个实施例中，所述互连层形成于不透明介电层中。

在一个实施例中，所述成像像素还包括：额外的钉扎转移二极管，所述额外的钉扎转移二极管形成于所述下衬底中，其中所述互连层将位于所述上衬底中的所述钉扎转移二极管耦接到位于所述下衬底中的所述额外的钉扎转移二极管。

在一个实施例中，所述额外的钉扎转移二极管具有第四电势，所述第四电势高于所述第二电势并低于所述第三电势。

在一个实施例中，所述成像像素还包括：存储二极管，所述存储二极管具有第五电势，其中所述第五电势是高于所述第四电势并低于所述第三电势，其中所述第二转移晶体管耦接在所述额外的钉扎转移二极管与所述存储二极管之间；以及第三转移晶体管，所述第三转移晶体管耦接在所述存储二极管与所述浮动扩散区之间。

在一个实施例中，所述第一转移晶体管被配置成，在其生效时将电荷从所述钉扎光电二极管转移到所述钉扎转移二极管，其中所述第二转移晶体管被配置成，在其生效时将电荷从所述额外的钉扎转移二极管转移到所述存储二极管，并且所述第三转移晶体管被配置成，在其生效时将电荷从所述存储二极管转移到所述浮动扩散区。

在一个实施例中，所述存储二极管为第一存储二极管，所述成像像素还包括：第二存储二极管；第四转移晶体管，所述第四转移晶体管耦接在所述额外的钉扎转移二极管与所述第二存储二极管之间；以及第五转移晶体管，所述第五转移晶体管耦接在所述第二存储二极管与所述浮动扩散区之间。

在一个实施例中，所述成像像素还包括：第三存储二极管；第六转移晶体管，所述第六转移晶体管耦接在所述额外的钉扎转移二极管与所述第三存储二极管之间；以及第七转移晶体管，所述第七转移晶体管耦接在所述第三存储二极管与所述浮动扩散区之间。

在一个实施例中，所述第一存储二极管和所述第二存储二极管具有不同大小。