[发明专利]具有高动态范围的图像传感器和生成图像方法

权利要求书

1.一种图像传感器像素电路，包括：

光电二极管，所述光电二极管被配置成用于响应于暴露于光中而产生光生电荷以供在电荷收集节点处进行积分；

传输门晶体管电路，所述传输门晶体管电路耦合至所述电荷收集节点并且被配置成用于将所述积分光生电荷的第一部分传递至感测节点；

溢出晶体管，所述溢出晶体管耦合至所述电荷收集节点并且被配置成用于将所述积分光生电荷的第二部分传递至溢出感测节点；以及

读取电路，所述读取电路耦合至所述感测节点和所述溢出感测节点并且被配置成用于从所述感测节点中读出表示所述第一部分的第一信号并且从所述溢出感测节点中读出表示所述第二部分的第二信号。

2.如权利要求1所述的图像传感器像素电路，进一步包括抗晕光晶体管，所述抗晕光晶体管被配置成用于将所述积分光生电荷的第三部分传递至电源节点。

3.如权利要求2所述的图像传感器像素电路，其中，所述溢出晶体管的用于将所述积分光生电荷的所述第二部分传递至所述溢出感测节点的势垒小于用于所述抗晕光晶体管的将所述积分光生电荷的所述第三部分传递至所述电源节点的势垒。

4.如权利要求3所述的图像传感器像素电路，其中，所述溢出晶体管和所述抗晕光晶体管各自包括晶体管结构，所述晶体管结构包括：

掺杂沟道区域；以及

在所述掺杂沟道区域的相反侧上的一对电容式深沟槽隔离结构，每个电容式深沟槽隔离结构包括导电区域，所述导电区域被配置成由控制电压进行偏置，所述控制电压耗尽所述掺杂沟道区域的载流子。

5.如权利要求4所述的图像传感器像素电路，其中，所述一对电容式深沟槽隔离结构之间的间距与所述控制电压的组合设置所述势垒。

6.如权利要求1所述的图像传感器像素电路，其中，所述光电二极管产生所述光生电荷以供在单个积分周期期间进行积分。

7.如权利要求1所述的图像传感器像素电路，其中，所述传输门晶体管电路包括：

存储器传输门晶体管，所述存储器传输门晶体管耦合在所述电荷收集节点与存储器节点之间；以及

感测传输门晶体管，所述感测传输门晶体管耦合在所述存储器节点与所述感测节点之间。

8.如权利要求7所述的图像传感器像素电路，进一步包括耦合至所述存储器节点的存储电路。

9.如权利要求8所述的图像传感器像素电路，其中，所述存储电路是引脚式存储器二极管电路。

10.如权利要求1所述的图像传感器像素电路，进一步包括电荷存储电路，所述电荷存储电路耦合至所述溢出感测节点以便存储所述第二部分。

11.如权利要求10所述的图像传感器像素电路，其中，所述电荷存储电路包括电容器。

12.如权利要求11所述的图像传感器像素电路，其中，所述电容器包括：

第一电容器极板，所述第一电容器极板形成衬底区域；以及

第二电容器极板，所述第二电容器极板由与所述衬底区域相邻的电容式深沟槽隔离结构的导电区域形成。

13.如权利要求1所述的图像传感器像素电路，其中，所述读取电路包括：

第一源极跟随器晶体管，所述第一源极跟随器晶体管具有耦合至所述感测节点的栅极端子以及通过第一读取晶体管耦合至第一输出线路的源极端子；以及

第二源极跟随器晶体管，所述第二源极跟随器晶体管具有耦合至所述溢出感测节点的栅极端子以及通过第二读取晶体管耦合至第二输出线路的源极端子。