像素以及包括其的图像传感器制造技术

像素以及包括其的图像传感器。一种图像传感器的像素包括：控制区域，其被配置为在基板中生成空穴电流；以及检测区域，其被配置为捕获由入射光生成并且可通过空穴电流移动的电子，其中，检测区域的外检测区域的深度比检测区域的内检测区域的深度更深。

【技术实现步骤摘要】
像素以及包括其的图像传感器
本专利文献中所公开的技术和实现方式涉及一种包括像素电路的图像传感器。
技术介绍
图像传感器是捕获入射的光以生成图像的半导体装置。近来，随着计算机行业和通信行业的发展，对具有改进的性能的图像传感器的需求与诸如智能电话、数字相机、视频游戏设备、用于物联网的装置、机器人、安全相机和医疗微型相机的各种电子装置中的改进相呼应而不断增加。图像传感器通常可分为CCD(电荷耦合器件)图像传感器和CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器。与CMOS图像传感器相比，CCD图像传感器具有更少的噪声和更好的图像质量。然而，CMOS图像传感器具有更简单和更方便的驱动方案，因此在一些应用中可能优选。另外，CMOS图像传感器可将信号处理电路集成在单个芯片中，使得易于将传感器小型化以实现于产品中，额外益处是消耗非常低的功率。CMOS图像传感器可使用CMOS工艺技术来制造，这导致低制造成本。CMOS图像感测装置已由于其适合于实现在移动装置中而被广泛使用。
技术实现思路
所公开的技术涉及一种图像传感器像素和包括图像传感器像素的图像传感器。所公开的技术的一些实现方式允许减少或避免例如噪声和串扰的不期望的影响的出现。在实施方式中，一种图像传感器的像素可包括：控制区域，其被配置为在基板中生成空穴电流；以及检测区域，其被配置为捕获由入射光生成并且可通过空穴电流移动的电子，其中，检测区域的外检测区域的深度比检测区域的内检测区域的深度更深。在实施方式中，一种图像传感器可包括：彼此相邻设置的第一像素和第二像素，其中，第一像素和第二像素中的每一个包括在基板中生成空穴电流的控制区域以及捕获由入射光生成并且通过空穴电流移动的电子的检测区域，并且其中，检测区域的外检测区域的深度比检测区域的内检测区域的深度更深。在实施方式中，一种图像传感器可包括：多个像素，各个像素包括在基板中生成空穴电流的第一控制区域和第二控制区域以及捕获由入射光生成并且通过空穴电流移动的电子的第一检测区域和第二检测区域；行解码器，其被配置为驱动多个像素；以及像素信号处理电路，其被配置为针对从多个像素输出的像素信号执行噪声去除和模数转换，其中，各个检测区域的外检测区域的深度比各个检测区域的内检测区域的深度更深。根据本文献所公开的实施方式，通过防止位于相邻CAPD像素之间的基板中生成的电子移动到CAPD像素中的现象，可减少包括在像素信号中的噪声和串扰，并且由于串扰分量的减少，解调对比度的均匀性可改进。作为在没有用于像素隔离的诸如背面深沟槽隔离(BDTI)或正面深沟槽隔离(FDTI)的工艺的情况下改进串扰的方法，工艺可简化，并且可防止工艺中产生的诸如噪声或暗电流的副作用。此外，可提供通过本文献直接或间接理解的各种效果。附图说明图1是示出基于所公开的技术的一些实现方式的示例图像传感器的框图。图2是图1所示的像素阵列中所包括的像素的示例俯视图。图3是图2所示的像素的横截面图的示例。图4A至图4C是各自示出图3所示的第一外检测区域的示例的表示的图。图5是用于说明图3所示的第一外检测区域和第二外检测区域的功能的图的示例。图6A和图6B是用于说明形成图3所示的第一检测区域和第二检测区域的工艺的像素的示图的示例。图7A和图7B是用于说明形成图3所示的第一检测区域和第二检测区域的工艺的示图的示例。图8A和图8B示出仿真结果，其示出包括具有对称结构和不对称结构的检测区域的相邻像素中的空穴电流的流动。图9A和图9B示出包括具有对称结构和不对称结构的检测区域的相邻像素中的解调对比度的仿真结果。图中的各个元件的符号100：图像传感器110：像素阵列120：行解码器130：CDS140：ADC150：输出缓冲器160：列解码器170：定时控制器具体实施方式本专利文献提供了图像感测装置的实现方式和示例。所公开的技术的一些实现方式提供了可减少和防止噪声和串扰的图像感测装置的设计。在一些实现方式中，当图像感测装置是间接型ToF感测装置时，在CAPD像素电路的操作期间可导致噪声和串扰。已对使用图像传感器测量范围和深度进行了许多开发和研究。在包括安全、医疗装置、汽车、游戏机、VR/AR和/或移动装置的各种领域中，对测量范围和深度的技术的需求快速增加。代表性技术包括三角测量系统、飞行时间系统或干涉测量系统。在这些系统当中，飞行时间系统由于其广泛的利用、高处理速度和成本优点而受到更多关注。飞行时间(ToF)系统使用所发射的光和所反射的光来测量距离。ToF系统可根据确定距离的是往返时间还是相位差而被分类为两种不同的类型，即，直接型和间接型。在直接型ToF系统中，通过计算往返时间来测量距离。在间接型ToF系统中，使用相位差来测量距离。直接型ToF系统通常用于汽车，因为其适合于测量长距离。间接型ToF系统通常用于与更短距离关联并且需要更快处理速度的游戏装置或移动相机。与直接型ToF系统相比，间接型ToF系统具有多个优点，包括具有更简单的电路、低存储器要求和相对低的成本。电流辅助光子解调器(CAPD)是一种用在间接ToF传感器中的像素电路。在CAPD中，使用通过施加基板电压而创建的多数载流子电流在像素电路中生成电子，并且使用电场的电位差来检测所生成的电子；由于使用多数载流子电流，所以可快速地检测电子。另外，通过检测设置在深位置中的电子，CAPD具有优异的效率。以下，将参照附图描述所公开的技术的各种实施方式。然而，该描述并非旨在将本公开限于特定实施方式，应该解释为包括根据所公开的技术的实施方式的各种修改、等同形式和/或另选形式。图1是示出根据所公开的技术的实施方式的图像传感器的示例的表示的框图。参照图1，图像传感器100可包括像素阵列110、行解码器120、相关双采样器(CDS)130、模数转换器(ADC)140、输出缓冲器150、列解码器160和定时控制器170。如图1所示的图像传感器100的各个组件仅是示例。可省略一些组件，或者可基于附加需要添加附加组件。图像传感器100可以是能够使用飞行时间(ToF)技术检测距对象的距离的范围/深度传感器。在一些实现方式中，照明装置(未示出)可朝着要由图像传感器100捕获的场景发射调制为预定波长的调制光，并且图像传感器100可感测从场景中的对象反射的调制光(入射光)并计算各个像素的深度信息。调制光和入射光可以是红外波长带内的光。根据图像传感器100与对象之间的距离，在调制光的发送与反射光的接收之间存在时间延迟，并且这种时间延迟被表示为图像传感器100所生成的信号之间的相位差。图像处理器(未示出)可通过计算从图像传感器100输出的信号之间的相位差来生成包括关于各个像素的深度信息的深度图像。在一些实现方式中，照明装置(未示出)和图像处理器(未示出)可与图像传感器100集成以形成单个单元。然而，所公开的技术不限于此，其它实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器像素，该图像传感器像素包括：/n控制区域，该控制区域布置在基板中并且被配置为接收控制信号并生成与该控制信号对应的电流，该电流控制响应于入射光而生成的电子的移动；以及/n内检测区域和外检测区域，所述内检测区域和所述外检测区域布置在所述控制区域的两侧并且被配置为捕获所生成的电子，/n其中，所述外检测区域的厚度大于所述内检测区域的厚度。/n

【技术特征摘要】
20190701 KR 10-2019-00786991.一种图像传感器像素，该图像传感器像素包括：
控制区域，该控制区域布置在基板中并且被配置为接收控制信号并生成与该控制信号对应的电流，该电流控制响应于入射光而生成的电子的移动；以及
内检测区域和外检测区域，所述内检测区域和所述外检测区域布置在所述控制区域的两侧并且被配置为捕获所生成的电子，
其中，所述外检测区域的厚度大于所述内检测区域的厚度。


2.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中，所述外检测区域包括掺杂有N-杂质的N-区域和掺杂有N+杂质的N+区域。


3.根据权利要求2所述的图像传感器像素，其中，所述N-区域的宽度小于所述N+区域的宽度。


4.根据权利要求2所述的图像传感器像素，其中，所述N-区域的宽度大于所述N+区域的宽度。


5.根据权利要求2所述的图像传感器像素，其中，所述N-区域的宽度基本上等于所述N+区域的宽度。


6.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中，所述外检测区域被设置为比所述内检测区域更靠近相邻像素。


7.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中，所述内检测区域和所述外检测区域被设置为围绕所述控制区域。


8.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中，所述内检测区域和所述外检测区域彼此集成以具有八边形或圆形形状。


9.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中，所述图像传感器像素是电流辅助光子解调器CAPD像素。


10.一种图像传感器，该图像传感器包括：
设置在基板中以形成相邻像素的第一像素和第二像素，
其中，所述第一像素和所述第二像素中的每一个包括：
控制区域，该控制区域布置在所述基板中并被配置为生成在所述基板中流动的电流；以及
内检测区域和外检测区域，所述内检测区域和所述外检测区域布置在所述控制区域的两侧并且被配置为捕获由入射光生成并且能够通过所述电流移动的电子，并且
其中，所述外检测区域的厚度大于所述内检测区域的厚度。


11.根据权利要求10所述的图像传感器，其中，所述第一像素和所述第二像素中的每一个的所述外检测区域包括掺杂有N-杂质的N-区域和掺杂有N+杂质的N+区域。


12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述N-区域的宽度小于所述N+区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：张在亨，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR