[发明专利]图像传感器及其操作方法

权利要求书

1.一种图像传感器，其特征在于，包括：

衬底；

设置在所述衬底中的多个像素单元，每个像素单元包括：

栅极结构，包括：

栅极，嵌入在所述衬底中；以及

栅极电介质层，设置在所述衬底中并且围绕所述栅极的底面和侧面；

多个浮置扩散区，彼此分离地设置在所述衬底中邻近上表面处，所述多个浮置扩散区围绕所述栅极结构并且与所述栅极电介质层接触；

多个光电二极管，彼此分离地设置在所述衬底中，所述多个光电二极管与所述多个浮置扩散区一一对应地设置在所述多个浮置扩散区下方并且与所述栅极电介质层接触，其中，所述多个浮置扩散区具有第一掺杂类型，并且所述多个光电二极管各自包括具有第一掺杂类型的第一区域；以及

多个沟道形成区，每个沟道形成区设置在相应的一个浮置扩散区与相应的一个光电二极管的第一区域之间，并且具有第二掺杂类型；以及

多个处理电路，每个处理电路用于基于其所对应的一个或多个像素单元的每个浮置扩散区中的电荷来生成电信号并将所述电信号输出。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，每个处理电路由所述多个像素单元中的至少两个像素单元共用。

3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，每个处理电路由相邻的两个像素单元共用。

4.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，在每个像素单元包括M个浮置扩散区且其中M为大于1的自然数的情况下，每个处理电路包括不多于2M+4个晶体管。

5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，所述2M+4个晶体管包括：M个复位晶体管，两个源极跟随器晶体管，两个选择晶体管，以及M个选通晶体管。

6.根据权利要求5所述的图像传感器，其特征在于，

所述多个像素单元包括第一像素单元以及与所述第一像素单元相邻的第二像素单元，所述第一像素单元包括第一浮置扩散区、第二浮置扩散区、第三浮置扩散区和第四浮置扩散区，所述第二像素单元包括第五浮置扩散区、第六浮置扩散区、第七浮置扩散区和第八浮置扩散区；以及，

所述多个处理电路包括第一处理电路，并且所述第一像素单元和所述第二像素单元共用第一处理电路。

7.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，所述第一处理电路包括被配置为由所述第一浮置扩散区、所述第四浮置扩散区、所述第五浮置扩散区和所述第八浮置扩散区共用的第一源极跟随器晶体管，以及被配置为由所述第二浮置扩散区、所述第三浮置扩散区、所述第六浮置扩散区和所述第七浮置扩散区共用的第二源极跟随器晶体管。

8.根据权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，所述第一浮置扩散区和所述第五浮置扩散区通过第一选通晶体管耦接到所述第一源极跟随器晶体管的栅极，并且所述第四浮置扩散区和所述第八浮置扩散区通过第二选通晶体管耦接到所述第一源极跟随器晶体管的栅极。

9.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，所述第二浮置扩散区和所述第六浮置扩散区通过第三选通晶体管耦接到所述第二源极跟随器晶体管的栅极，并且所述第三浮置扩散区和所述第七浮置扩散区通过第四选通晶体管耦接到所述第二源极跟随器晶体管的栅极。

10.根据权利要求9所述的图像传感器，其特征在于，所述第一处理电路还包括第一选择晶体管和第二选择晶体管，其中第一选择晶体管耦接到第一源极跟随器晶体管，并且第二选择晶体管耦接到第二源极跟随器晶体管。