图像传感器及相关芯片、图像传感器操作方法及手持装置制造方法及图纸

本申请公开了一种图像传感器(100/200)，包括：光电二极管、传输门(102)以及读取电路(112)，所述读取电路具有输入端(Vin)及输出端(Vout)，所述读取电路包括：积分器(114)，用来针对所述读取电路的输入端进行积分，并输出至所述读取电路的所述输出端；以及开关(108)，和所述积分器并联设置；其中所述传输门耦接于所述光电二极管和所述读取电路的所述输入端之间。

Image sensor and related chips, image sensor operation method and handheld device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像传感器及相关芯片、图像传感器操作方法及手持装置
本申请涉及一种触摸控制器及相关芯片、触摸控制系统及触摸控制方法，尤其涉及一种基于相位调制的触摸控制器及相关芯片、触摸控制系统及触摸控制方法。
技术介绍
传统的电容跨阻抗放大器(capacitivetransimpedanceamplifier,CTIA)像素结构和主动式像素传感器(active-pixelsensor,APS)结构不同，前者是利用光电二极管产生的光电流实时地对读取电路中的积分器的电容积分，在光电二极管和读取电路之间并不需要传输门来决定何时将光电二极管产生的光电流送到读取电路的积分器；相反的，主动式像素传感器需要靠光电二极管积累电荷再一次将积累的电荷倒入后方的源极随耦器，因此在光电二极管尚未完成曝光时，需要一个传输门来将光电二极管和源极随耦器断开，待光电二极管完成曝光后才通过将传输门导通来将电荷倒入后方的源极随耦器。然而，电容跨阻抗放大器像素结构中，由于没有传输门的存在，故光电二极管会通过金属层导线来直接连接至读取电路，金属层导线势必需要通过导孔(via)来连接光电二极管，由于半导体工艺上的不完美，光电二极管上的导孔往往造成一定程度的暗电流，形成噪声。
技术实现思路
本申请的目的之一在于公开一种基于相位调制的触摸控制器及相关芯片、触摸控制系统及触摸控制方法，来解决上述问题。本申请的一实施例公开了一种图像传感器，包括：光电二极管传输门以及读取电路，所述读取电路具有输入端及输出端，所述读取电路包括：积分器，用来针对所述读取电路的输入端进行积分，并输出至所述读取电路的所述输出端；以及开关，和所述积分器并联设置；其中所述传输门耦接于所述光电二极管和所述读取电路的所述输入端之间。本申请的一实施例公开了一种芯片，包括：上述的图像传感器。本申请的一实施例公开了一种图像传感器操作方法，用来操作上述的图像传感器，所述图像传感器操作方法包括：在重置阶段，控制所述传输门以及所述开关导通，以重置所述积分器；以及在曝光及采样阶段，使所述光电二极管曝光，同时控制所述传输门导通，以及使所述开关不导通，使所述光电二极管产生的光电流对所述积分器进行积分。本申请的一实施例公开了一种图像传感器操作方法，用来操作上述的图像传感器，所述图像传感器操作方法包括：在曝光及重置阶段，使所述光电二极管曝光，同时控制所述开关导通以及所述传输门不导通，以重置所述积分器；以及在基准值采样阶段，使所述光电二极管停止曝光，同时控制所述传输门以及所述开关不导通，使所述读取电路的输出端产生基准值采样结果。本申请的一实施例公开了一种手持装置，用以感测一特定对象的指纹，包括：显示面板；以及上述的图像传感器，用以获得所述特定对象的指纹信息。本申请实施例利用额外的传输门来避免在光电二极管上形成导孔，以降低暗电流的发生。附图说明图1为本揭露的图像传感器的第一实施例的示意图。图2为图1的图像传感器的部分电路的布局示意图。图3为图1的图像传感器的操作的示意图。图4为本揭露的图像传感器的第二实施例的示意图。图5为图4的图像传感器的操作的示意图。图6为本申请手持装置的实施例的示意图。其中，附图标记说明如下：100、200图像传感器102光电二极管104传输门106电容108开关110放大器112读取电路114积分器116采样电路120、122导线600手持装置602显示屏组件具体实施方式以下揭示内容提供了多种实施方式或例示，其能用以实现本揭示内容的不同特征。下文所述之组件与配置的具体例子系用以简化本揭示内容。当可想见，这些叙述仅为例示，其本意并非用于限制本揭示内容。举例来说，在下文的描述中，将一第一特征形成于一第二特征上或之上，可能包括某些实施例其中所述的第一与第二特征彼此直接接触；且也可能包括某些实施例其中还有额外的组件形成于上述第一与第二特征之间，而使得第一与第二特征可能没有直接接触。此外，本揭示内容可能会在多个实施例中重复使用组件符号和/或标号。此种重复使用乃是基于简洁与清楚的目的，且其本身不代表所讨论的不同实施例和/或组态之间的关系。再者，在此处使用空间上相对的词汇，譬如「之下」、「下方」、「低于」、「之上」、「上方」及与其相似者，可能是为了方便说明图中所绘示的一组件或特征相对于另一或多个组件或特征之间的关系。这些空间上相对的词汇其本意除了图中所绘示的方位之外，还涵盖了装置在使用或操作中所处的多种不同方位。可能将所述设备放置于其他方位(如，旋转90度或处于其他方位)，而这些空间上相对的描述词汇就应该做相应的解释。虽然用以界定本申请较广范围的数值范围与参数皆是约略的数值，此处已尽可能精确地呈现具体实施例中的相关数值。然而，任何数值本质上不可避免地含有因个别测试方法所致的标准偏差。在此处，「约」通常系指实际数值在一特定数值或范围的正负10％、5％、1％或0.5％之内。或者是，「约」一词代表实际数值落在平均值的可接受标准误差之内，视本申请所属
中具有通常知识者的考虑而定。当可理解，除了实验例之外，或除非另有明确的说明，此处所用的所有范围、数量、数值与百分比(例如用以描述材料用量、时间长短、温度、操作条件、数量比例及其他相似者)均经过「约」的修饰。因此，除非另有相反的说明，本说明书与附随申请专利范围所揭示的数值参数皆为约略的数值，且可视需求而更动。至少应将这些数值参数理解为所指出的有效位数与套用一般进位法所得到的数值。在此处，将数值范围表示成由一端点至另一端点或介于二端点之间；除非另有说明，此处所述的数值范围皆包括端点。传统的主动式像素传感器(active-pixelsensor,APS)结构的读取电路面积较小，因此多半搭配比较小的像素；相对的传统的电容跨阻抗放大器(capacitivetransimpedanceamplifier,CTIA)像素结构的读取电路面积较大，例如其中的积分器的面积较大，因此在搭配比较小的像素时，会使填充系数(fillfactor)明显地减少，故一般搭配较大的光电二极管来使用。在使用图像传感器进行指纹辨识的应用中，由于指纹按压时，反射进图像传感器的光线往往较暗，故此应用中图像传感器的光电二极管和一般拍照用的图像传感器相比，会设计的比较大以增加感光能力，故指纹辨识应用中适合使用电容跨阻抗放大器像素结构。此外，电容跨阻抗放大器像素结构的读取电路使用积分器，使其线性度较主动式像素传感器结构来的好，对于指纹辨识的应用来说，对于线性度的需求比一般拍照来的高，所以电容跨阻抗放大器像素结构刚好满足其对线性度的需求。为了解决
技术介绍
中电容跨阻抗放大器像素结构的暗电流问题，本揭露提出的电容跨阻抗放大器像素结构在光电二极管和读取电路之间设置传输门，传输门的源极/漏极直接通过衬底连接至光电二极管，传输门的另一源极/漏极则连接至读取电路，因此光电二极管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：/n光电二极管；/n传输门；以及/n读取电路，具有输入端及输出端，所述读取电路包括：/n积分器，用来针对所述读取电路的输入端进行积分，并输出至所述读取电路的所述输出端；以及/n开关，和所述积分器并联设置；/n其中所述传输门耦接于所述光电二极管和所述读取电路的所述输入端之间。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：
光电二极管；
传输门；以及
读取电路，具有输入端及输出端，所述读取电路包括：
积分器，用来针对所述读取电路的输入端进行积分，并输出至所述读取电路的所述输出端；以及
开关，和所述积分器并联设置；
其中所述传输门耦接于所述光电二极管和所述读取电路的所述输入端之间。


2.如权利要求1所述的图像传感器，其中所述光电二极管的上方具有金属连接层，且所述光电二极管和所述金属连接层在重叠的范围内，不具有导孔连接所述光电二极管和所述金属连接层。


3.如权利要求2所述的图像传感器，其中所述光电二极管和所述金属连接层在彼此重叠的范围内完全被介电层隔开。


4.如权利要求3所述的图像传感器，其中所述光电二极管和所述金属连接层在彼此重叠的范围外，通过所述传输门彼此耦接。


5.如权利要求1所述的图像传感器，其中所述传输门具有闸极，所述闸极耦接至参考电压，所述参考电压使所述传输门固定在导通状态。


6.如权利要求1所述的图像传感器，其中所述积分器包括：
放大器，耦接于所述读取电路的所述输入端及所述输出端之间；以及
电容，和所述放大器并联设置。


7.如权利要求4所述的图像传感器，其中所述放大器为差动放大器。


8.如权利要求1所述的图像传感器，其中所述光电二极体具有正极与负极，所述负极耦接至所述传输门。


9.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括：
如权利要求1-8任一项中所述的图像传感器。


10.一种图像传感器操作方法，用来操作如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器操作方...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨孟达，詹昶，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44