[发明专利]图像感测装置

说明书

公开了一种图像感测装置。该图像感测装置包括：半导体基板、多个信号检测器、绝缘层和至少一个栅极。半导体基板包括第一表面和与第一表面相对的第二表面，并且响应于入射在第一表面上的光而产生信号载流子。多个信号检测器形成于半导体基板上，并且多个信号检测器的位置相比于靠近半导体基板的第一表面而言更靠近第二表面，并且多个信号检测器利用电位差来检测信号载流子。绝缘层设置在半导体基板的第二表面处，并且将信号检测器彼此隔离。至少一个栅极设置于被插置在信号检测器之间的绝缘层处，并将到达半导体基板的第二表面的光反射回半导体基板。

技术领域

本专利文件中公开的技术和实现方式总体上涉及一种图像感测装置。

背景技术

图像传感器是用于将光学图像转换成电信号的半导体装置。近年来，随着计算机工业和通信工业的不断发展，对高质量和高性能图像传感器的需求与诸如数码相机、便携式摄像机、个人通信系统(PCS)、视频游戏机、监控相机、医疗微型相机、机器人等的各种电气装置一起迅速增长。

为了使用图像传感器获取三维(3D)图像，需要3D图像的颜色信息以及目标对象与图像传感器之间的距离(或深度)。

用于获取关于目标对象与图像传感器之间的距离的信息的方法可以分为被动方法和主动方法。

被动方法可以在不向目标对象发射光的情况下仅使用目标对象的图像信息来计算目标对象与图像传感器之间的距离。被动方法可以应用于立体相机。

主动方法可以分类为三角测量法(triangulation method)、飞行时间(TOF)法等。在已经从与图像传感器间隔开预定距离的光源(例如，激光源)发射光之后，三角测量法可以感测从目标对象反射的光，并且可以使用感测结果来计算目标对象与图像传感器之间的距离。在已经从光源向目标对象发射光之后，TOF方法可以测量光从目标对象反射并返回到图像传感器的持续时间，从而TOF方法可以使用测量结果计算目标对象与图像传感器之间的距离。

图像传感器可以分类为基于CCD(电荷耦合器件)的图像传感器和基于CMOS(互补金属氧化物半导体)的图像传感器。CMOS图像传感器可以制造为比CCD图像传感器具有更低的功耗、更低的生产成本和更小的尺寸。因此，CMOS图像传感器已被广泛用于例如智能电话、数码相机等的移动装置中。

发明内容

本公开的技术涉及一种测量诸如从图像感测装置到目标对象的距离之类的深度信息的图像感测装置。

本公开的技术涉及一种包括与线路层(或互连层)的布局结构无关地自由形成的反射结构的图像感测装置。

根据本公开的技术的实施方式，图像感测装置可以包括：半导体基板，其包括第一表面和与第一表面相对的第二表面，并且被配置为响应于入射在第一表面上的光而产生信号载流子；多个信号检测器，其形成于半导体基板上，并且多个信号检测器的位置相比于靠近半导体基板的第一表面而言更靠近第二表面，并且多个信号检测器被配置为利用电位差来检测信号载流子；绝缘层，其设置在半导体基板的第二表面处，并且被配置为将信号检测器彼此隔离；以及至少一个栅极，其设置于被插置在信号检测器之间的绝缘层处，并被配置成将到达半导体基板的第二表面的光反射回半导体基板。

根据所公开技术的另一实施方式，图像感测装置可以包括：像素阵列，其包括在第一方向和垂直于第一方向的第二方向上连续布置的多个单位像素，该单位像素被配置为响应于入射到半导体基板上的光的接收而产生信号载流子。像素阵列可以包括：子像素阵列，每个子像素阵列包括在第一方向上布置的单位像素，以及设置在单位像素之间的一个或更多个栅极，该一个或更多个栅极被配置为将光反射到半导体基板中；以及像素晶体管阵列，其在第二方向上设置于子像素阵列之间，并且包括在第一方向上布置的像素晶体管，并且像素晶体管被配置为读出从单位像素获取的光电转换信号，该光电转换信号对应于信号载流子。

应当理解，本公开的技术的前述一般描述和以下详细描述都是示例性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的本公开的进一步解释。