[发明专利]具有减少的建立时间的图像传感器

说明书

提供了包括能够在非常短的时间内建立输出电压以实现高速图像传感器的结构的图像传感器。该图像传感器包括：像素区域，其中设置光电二极管(PD)和传输晶体管(Tr)，传输晶体管(Tr)被配置为将PD中累积的电荷传输到浮置扩散(FD)区域；以及Tr区域，其与像素区域相邻设置，并包括第一Tr、第二Tr和第三Tr，其中设置在第一Tr的第一栅电极下方的第一栅极氧化物膜和设置在第二Tr的第二栅电极下方的第二栅极氧化物膜包括比传输Tr的栅极氧化物膜薄的沟道氧化物膜。

技术领域

本发明构思总体上涉及传感器，更具体地，涉及具有减少的建立时间(settingtime)的图像传感器。

背景技术

图像传感器通常包括布置为二维阵列的多个单位像素。通常，单位像素可以包括单个光电二极管和多个像素晶体管(Tr)。所述多个像素晶体管可以包括例如传输Tr(TGTr)、复位Tr(RG Tr)、源极跟随器Tr(SF Tr)和选择Tr(SEL Tr)。随着设备变得更紧凑/集成且像素尺寸变得更精细，图像传感器中正在使用共用像素结构，并且正在开发能够高速拍摄图像的高速图像传感器。

发明内容

本发明构思的一些实施方式提供了一种图像传感器，其包括：像素区域，其中设置光电二极管(PD)和传输晶体管(Tr)，传输晶体管(Tr)被配置为将PD中累积的电荷传输到浮置扩散(FD)区域；以及Tr区域，其与像素区域相邻设置，并包括第一Tr、第二Tr和第三Tr，其中设置在第一Tr的第一栅电极下方的第一栅极氧化物膜和设置在第二Tr的第二栅电极下方的第二栅极氧化物膜包括比传输Tr的栅极氧化物膜薄的沟道氧化物膜。

本发明构思的另外的实施方式提供了一种图像传感器，其包括：像素区域，其中布置有共用像素和传输晶体管(Tr)，在像素区域中浮置扩散(FD)区域由至少两个光电二极管(PD)共用，并且传输晶体管(Tr)对应于PD；以及Tr区域，其与像素区域相邻设置，并在其中布置有与共用像素对应的第一Tr、第二Tr和第三Tr，其中设置在第一Tr的第一栅电极下方的第一栅极氧化物膜包括比传输Tr的栅极氧化物膜薄的第一沟道氧化物膜。

本发明构思的又一些实施方式提供了一种图像传感器，其包括：共用像素，其具有多个光电二极管(PD)共用一个浮置扩散(FD)区域的结构；以及像素Tr，其对应于共用像素并包括传输Tr、第一Tr、第二Tr和第三Tr，这里，设置在第一Tr的第一栅电极下方的第一栅极氧化物膜包括比传输Tr的栅极氧化物膜薄的第一沟道氧化物膜。

附图说明

本发明构思的实施方式将由以下结合附图的详细描述被更清楚地理解，附图中：

图1A是根据本发明构思的一些实施方式的图像传感器的单位像素的电路图。

图1B是图1A的电路图中的源极跟随器晶体管部分的电路图。

图1C是示出图1A的电路图中的电压建立时间的概念的信号波形图。

图2A是根据本发明构思的一些实施方式的图像传感器的共用单位像素的电路图。

图2B是与图2A的电路图对应的共用单位像素的示意性俯视图。

图2C是沿图2B的线I-I'和II-II'获得的剖视图。

图2D是以放大的方式示出图2C的源极跟随器(SF)晶体管(Tr)的剖视图。

图3A至3E是根据本发明构思的一些实施方式的图像传感器中的应用各种类型的栅极氧化物膜的SF Tr的俯视图。

图4A是根据本发明构思的一些实施方式的具有共用像素结构的图像传感器的电路图。

图4B是与图4A的电路图对应的共用单位像素的示意性俯视图。

图4C是沿图4B的线III-III'获得的剖视图。