[实用新型]像素电路以及传感器

说明书

本公开的实施例涉及像素电路以及传感器。像素电路包括光转化区、绝缘的垂直电极以及至少一个电荷存储区。光转化区属于半导体衬底的第一部分，并且每个电荷存储区属于衬底的第二部分，该第二部分通过绝缘的垂直电极与衬底的第一部分物理分离。利用本公开的实施例，当电荷存储区不在被读取的过程中时，大量电荷可以在电荷存储区中存储。

技术领域

本公开总体上涉及电子器件或电路。本公开更具体地涉及传感器像素电路，并且具体地，涉及以测量飞行时间的原理工作的距离传感器、或TOF传感器，以及用于控制该像素电路的方法。

背景技术

在TOF传感器中，光源向场景发射光，传感器的飞行时间检测像素电路、或TOF像素电路接收由与该像素电路相关联的场景的点返回的光。飞行时间的测量，即由光从光源行进到与像素电路相关联的场景的点、并且从该点到像素电路所花费的时间，使得能够计算将像素电路与该点分离的距离。

在希望获得场景的浮雕图像的场景中，TOF传感器包括TOF像素电路的矩阵，以测量将每个像素电路和与该像素电路相关联的场景的点分离的距离。这使得能够获得将传感器与场景的不同点分离的距离的地图，该场景与该像素电路相关联，并且场景的浮雕图像然后可以由该距离的地图来重建。

TOF传感器的像素电路包括电荷存储区，在该电荷存储区中，已在像素电路的光敏区或光转化区中光生的电荷在被读取之前接下来被临时存储。

在TOF传感器的像素电路与关联于该像素电路的场景的点之间的距离的测量精度至少部分地取决于光生电荷从像素电路的光转化区向临时电荷存储区的转移。

其他像素电路包括电荷存储区，例如全局快门类型的图像传感器的像素电路。在全局快门类型的传感器的像素电路中，利用传感器而获得的图像的质量也至少部分地取决于光生电荷从像素电路的光转化区向临时电荷存储区的转移。

本领域需要利用包括至少一个电荷存储区的像素电路来解决已知问题的至少一些问题，具体地，已知像素电路属于TOF传感器或属于全局快门图像传感器。

实用新型内容

本公开的目的是提供像素电路以及传感器，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。

本公开的一方面提供了一种像素电路，包括：光转化区；绝缘的垂直电极；以及至少一个电荷存储区；其中光转化区属于半导体衬底的第一部分；以及其中每个电荷存储区属于半导体衬底的第二部分，第二部分通过绝缘的垂直电极与半导体衬底的第一部分物理分离。

根据一个或多个实施例，其中绝缘的垂直电极从半导体衬底的第一面穿过半导体衬底，针对每个电荷存储区，像素电路还包括：第一掺杂区，与在第二部分中的电荷存储区接触；第二掺杂区，在第一部分中；栅极，放置在光转化区与第二掺杂区之间的半导体衬底的第一面上；以及电连接件，在第一掺杂区与第二掺杂区之间；其中绝缘的垂直电极被配置为针对每个电荷存储区，将包括光转化区和第二掺杂区的半导体衬底的第一部分与包括电荷存储区和第一掺杂区的半导体衬底的第二部分电绝缘并且光学绝缘。

根据一个或多个实施例，其中针对每个电荷存储区，电连接件在半导体衬底的第一面上方被布置在半导体衬底外侧。

根据一个或多个实施例，其中每个电荷存储区在宽度方向上通过彼此平行并且面对的绝缘的垂直电极的两个部分来横向界定，与电荷存储区接触的第一掺杂区被布置在电荷存储区沿长度方向上的一端处。

根据一个或多个实施例，其中：半导体衬底被掺杂有第一导电类型；光转化区包括被掺杂有第二导电类型的层，第二导电类型的层在半导体衬底的第一面上被布置在半导体衬底中；针对每个电荷存储区，第一掺杂区和第二掺杂区在半导体衬底的第一面上被布置在半导体衬底中，并且第一掺杂区和第二掺杂区被掺杂有第二导电类型；以及每个电荷存储区包括被掺杂有第二导电类型的区域，区域在半导体衬底的第一面上被布置在半导体衬底中。