[发明专利]紧凑型像素中高动态范围成像

权利要求书

1.一种成像传感器像素，其包括：

浮动扩散FD区；

光敏元件，其用以获取图像电荷；

存储晶体管，其用以存储所述图像电荷；

转移栅极，其用以将所述图像电荷从所述光敏元件选择性地转移到所述FD区；及

控制节点，其耦合到所述FD区以控制所述图像电荷到读出节点的转移，所述控制节点用以将所述FD区复位到参考电压且具有与不同阈值电压值相关联的多个电容区，当转移到所述FD区的所述图像电荷超过其阈值电压值时，所述电容区中的每一者将具有大于其最小电容值的电容值。

2.根据权利要求1所述的成像传感器像素，其中所述控制节点的所述多个电容区包括不同的掺杂剂水平。

3.根据权利要求1所述的成像传感器像素，其中所述控制节点的所述多个电容区中的每一者包括不同的最大电容值。

4.根据权利要求1所述的成像传感器像素，其中所述多个电容区中的每一者的最小电容值为零。

5.根据权利要求1所述的成像传感器像素，其中所述控制节点的所述多个电容区中的一者的平带电压等于所述多个电容区中的另一者的阈值电压。

6.根据权利要求1所述的成像传感器像素，其中所述光敏元件安置于半导体裸片内，用于响应于入射于所述成像传感器像素的背侧上的光而积累图像电荷。

7.根据权利要求1所述的成像传感器像素，其中所述光敏元件安置于半导体裸片内，用于响应于入射于所述成像传感器像素的前侧上的光而积累图像电荷。

8.根据权利要求1所述的成像传感器像素，其中所述成像传感器像素包括互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器。

9.根据权利要求1所述的成像传感器像素，其中所述成像传感器像素包括电荷耦合装置CCD图像传感器。

10.一种系统，其包括：

成像像素阵列，其中每一成像像素包含：

浮动扩散FD区；

光敏元件，其用以获取图像电荷；

存储晶体管，其用以存储所述图像电荷；

转移栅极，其用以将所述图像电荷从所述光敏元件选择性地转移到所述FD区；及

控制节点，其耦合到所述FD区以控制所述图像电荷到读出节点的转移，所述控制节点用以将所述FD区复位到参考电压且具有与不同阈值电压值相关联的多个电容区，当转移到所述FD区的所述图像电荷超过其阈值电压值时，所述电容区中的每一者将具有大于其最小电容值的电容值；

控制单元，其耦合到所述成像像素阵列的所述控制节点以控制所述成像像素阵列的图像数据捕获；及

读出电路，其包括一个或一个以上读出节点且耦合到所述成像像素阵列以从所述成像像素中的每一者读出所述图像数据。

11.根据权利要求10所述的系统，其中对于所述成像像素阵列中的每一成像像素，每一电容区包括不同的掺杂剂水平。

12.根据权利要求10所述的系统，其中对于所述成像像素阵列中的每一成像像素，所述多个电容区中的一者的平带电压等于所述多个电容区中的另一者的阈值电压。

13.根据权利要求10所述的系统，其中对于所述成像像素阵列中的每一成像像素，所述多个电容区中的每一者包括不同的最大电容值。

14.根据权利要求10所述的系统，其中对于所述成像像素阵列中的每一成像像素，

所述多个电容区中的每一者的最小电容值为零。

15.根据权利要求10所述的系统，其中对于所述成像像素阵列中的每一成像像素，所述光敏元件安置于半导体裸片内，用于响应于入射于所述成像像素的背侧上的光而积累图像电荷。

16.根据权利要求10所述的系统，其中对于所述成像像素阵列中的每一成像像素，所述光敏元件安置于半导体裸片内，用于响应于入射于所述成像像素的前侧上的光而积累图像电荷。

17.根据权利要求10所述的系统，其中所述成像像素中的每一者包括互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器。

18.根据权利要求10所述的系统，其中所述成像像素中的每一者包括电荷耦合装置CCD图像传感器。