[发明专利]具有低色串扰的高动态范围分割像素CMOS图像传感器

权利要求书

1.一种像素单元，其包括：

多个子像素，其中所述多个子像素中的每一者包含安置在半导体材料中以响应入射光而生成图像电荷的光电二极管，其中所述多个子像素进一步包含在所述半导体材料中被多个外部子像素横向环绕的内部子像素，其中所述多个外部子像素被分离为外部子像素的第一分组及外部子像素的第二分组；

第一多个传输门，其经安置为靠近所述内部子像素及外部子像素的所述第一分组；

第一浮动扩散部，其安置在所述半导体材料中，并经耦合以通过所述第一多个传输门从外部子像素的所述第一分组中的每一者接收所述图像电荷；

第二多个传输门，其经安置为靠近所述内部子像素及外部子像素的所述第二分组；及

第二浮动扩散部，其安置在所述半导体材料中，并经耦合以通过所述第二多个传输门从外部子像素的所述第二分组中的每一者接收所述图像电荷，

其中所述内部子像素中的所述图像电荷经耦合以通过所述第一多个传输门中的相应一者，所述第二多个传输门中的一者，或所述第一多个传输门中的所述一者与所述第二多个传输门中的所述一者两者传输到所述第一浮动扩散部、所述第二浮动扩散部或所述第一浮动扩散部与所述第二浮动扩散部两者中的一者。

2.根据权利要求1所述的像素单元，其进一步包括安置在所述多个子像素上方的彩色滤光片阵列，其中所述像素单元的所述多个子像素中的每一者经光学耦合以接收穿过所述彩色滤光片阵列的相同彩色滤光片的所述入射光。

3.根据权利要求1所述的像素单元，其进一步包括安置在所述内部子像素上方的衰减层，其中所述内部子像素经光学耦合以接收穿过所述衰减层的所述入射光，且其中所述多个外部子像素中的每一者经光学耦合以接收未穿过所述衰减层的所述入射光。

4.根据权利要求1所述的像素单元，其进一步包括安置在所述多个子像素上方的多个微透镜，其中所述多个微透镜包含安置在所述内部子像素上方的内部微透镜，其中所述多个微透镜进一步包含安置在所述多个外部子像素上方的多个外部微透镜。

5.根据权利要求4所述的像素单元，其中所述多个子像素经光学耦合以接收穿过所述多个微透镜的所述入射光。

6.根据权利要求4所述的像素单元，其中所述多个外部微透镜的数量大于所述多个外部子像素的数量。

7.根据权利要求6所述的像素单元，所述多个外部微透镜的数量等于8，且其中所述多个外部子像素的数量等于6。

8.根据权利要求1所述的像素单元，其进一步包括深沟槽隔离DTI结构，所述深沟槽隔离DTI结构安置在所述半导体材料中并环绕所述内部子像素以在所述半导体材料中将所述内部子像素与所述多个外部子像素分离。

9.根据权利要求1所述的像素单元，其进一步包括深沟槽隔离DTI结构，所述深沟槽隔离DTI结构安置在所述半导体材料中并环绕所述像素单元，其中所述DTI结构经配置以在所述半导体材料中将所述像素单元与其它像素单元分离。

10.根据权利要求1所述的像素单元，其进一步包括安置在所述半导体材料中将外部子像素的所述第一分组与外部子像素的所述第二分组分离的P阱。

11.根据权利要求1所述的像素单元，其进一步包括：

源极跟随器晶体管，其耦合到电压供应器且具有栅极，所述栅极耦合到所述第一浮动扩散部并耦合到所述第二浮动扩散部以响应于所述第一浮动扩散部及所述第二浮动扩散部中的所述图像电荷生成图像数据；

行选择晶体管，其耦合在所述源极跟随器晶体管与位线之间；及

复位晶体管，其耦合在所述电压供应器与所述源极跟随器晶体管的所述栅极之间。