[实用新型]成像像素

说明书

技术领域

本实用新型整体涉及成像系统，并且更具体地涉及具有全局快门功能的成像系统。

背景技术

现代电子设备(诸如移动电话、相机和计算机)通常使用数字图像传感器。成像器(即，图像传感器)常常包括图像感测像素的二维阵列。每个像素通常包括光传感器，诸如光电二极管，所述光传感器接收入射光子(入射光)并把光子转变为电信号。

常规图像传感器是通过使用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术或电荷耦接器件(CCD)技术在半导体衬底上制造而成。在CMOS图像传感器中，可使用卷帘快门或全局快门。在全局快门中，图像传感器中的每个像素均可同时捕获图像，而在卷帘快门中，每行像素可依次捕获图像。在具有全局快门的CMOS图像传感器中，电荷存储区通常被并入每个像素以存储来自光电二极管的电荷直到电荷被读出。但是，这些像素可能无法获取高动态范围(HDR)图像，这限制了图像传感器的功能。此外，这些像素可能无法使用相关双采样(CDS)技术来获取图像。这可增大像素中的噪声，并降低图像传感器的图像质量。

因此，能够提供改善的带全局快门功能的CMOS图像传感器甚为理想。

实用新型内容

本实用新型解决的一个技术问题是使用相关双采样(CDS)技术获取高动态范围(HDR)图像。

根据本实用新型的一个方面，提供一种成像像素，包括：上衬底层；下衬底层；浮动扩散区；所述上衬底层中耦接到所述浮动扩散区的光电二极管；插入所述上衬底层和所述下衬底层之间的互连层，所述互连层将所述上衬底层耦接到所述下衬底层；以及所述下衬底层中的第一存储电容器。

根据一个实施例，所述成像像素还包括：耦接到所述浮动扩散区的源极跟随器晶体管；另一个浮动扩散区；耦接到所述另一个浮动扩散区的另一个源极跟随器晶体管；以及耦接在所述源极跟随器晶体管和所述另一个浮动扩散区之间的采样晶体管。

根据一个实施例，所述互连层插入所述源极跟随器晶体管和所述采样晶体管之间。

根据一个实施例，所述浮动扩散区和所述源极跟随器晶体管在所述上衬底层中形成，并且其中所述采样晶体管、所述另一个浮动扩散区和所述另一个源极跟随器晶体管在所述下衬底层中形成。

在上述实施例的进一步实施例中，所述成像像素还包括：在所述下衬底层中形成的第二存储电容器和第三存储电容器。

根据一个实施例，所述成像像素还包括：在所述下衬底层中形成的耦接到所述浮动扩散区的源极跟随器晶体管，其中所述浮动扩散区在所述上衬底层中形成，并且其中所述互连层插入所述浮动扩散区和所述源极跟随器晶体管之间。

在上述实施例的进一步实施例中，所述成像像素还包括：在所述下衬底层中形成的第二存储电容器和第三存储电容器。

根据一个实施例，所述成像像素还包括：在所述上衬底层中形成的耦接到所述浮动扩散区的转移晶体管，其中所述浮动扩散区在所述下衬底层中形成，并且其中所述互连层插入所述转移晶体管和所述浮动扩散区之间。

在上述实施例的进一步实施例中，所述成像像素还包括：在所述下衬底层中形成的第二存储电容器和第三存储电容器。

根据本实用新型的一个方面，提供一种成像像素，包括：第一浮动扩散区；耦接到所述第一浮动扩散区的光电二极管；耦接到所述第一浮动扩散区的第一源极跟随器晶体管；第二浮动扩散区；耦接到所述第二浮动扩散区的第二源极跟随器晶体管；第一存储电容器；第二存储电容器；和第三存储电容器。

根据一个实施例，所述成像像素还包括插入所述第二浮动扩散区和所述第一源极跟随器晶体管之间的采样晶体管。

根据一个实施例，所述成像像素还包括：插入所述第一浮动扩散区和第一正电源端子之间的第一重置晶体管；和插入所述第二浮动扩散区和第二正电源端子之间的第二重置晶体管。

根据一个实施例，所述成像像素还包括：插入所述采样晶体管和所述第一存储电容器之间的晶体管；插入所述采样晶体管和所述第二存储电容器之间的晶体管；和插入所述采样晶体管和所述第三存储电容器之间的晶体管。

根据一个实施例，所述成像像素还包括插入输出线和所述第二源极跟随器晶体管之间的行选择晶体管。

本实用新型实现的一个技术效果是提供可以使用相关双采样(CDS)技术获取高动态范围(HDR)图像的改善的CMOS图像传感器。

附图说明

图1是根据本实用新型的实施例的示例性成像系统的示意图，该成像系统可包括具有带全局快门的图像像素的图像传感器。