[发明专利]图像传感器

说明书

一种图像传感器包括：基板；光电转换元件，其设置在基板中并且被配置为响应于入射光而产生光电荷；第一浮置扩散节点和第二浮置扩散节点，其设置在基板中，以在光电转换元件的相对两侧间隔开；第一传输栅极，其设置在基板上，以至少部分地与光电转换元件和第一浮置扩散节点交叠；以及第二传输栅极，其设置在基板上，以至少部分地与光电转换元件和第二浮置扩散节点交叠。第一传输栅极和第二传输栅极中的每一个包括至少部分地与光电转换元件交叠的第一栅极电介质层和至少部分地与第一浮置扩散节点或第二浮置扩散节点交叠的第二栅极电介质层。第一栅极电介质层的厚度大于第二栅极电介质层的厚度。

技术领域

本专利文献中公开的技术和实现方式总体上涉及一种用于感测与目标对象的距离的图像传感器。

背景技术

图像传感器是一种通过利用半导体对光做出反应(react to)的特性来拍摄(capture)图像的半导体装置。随着计算机行业和通信行业的发展，对高性能图像感测装置(例如，智能电话、数码相机、游戏机、物联网、机器人、监控摄像头、医用微型摄像头等)的需求日益增加。

图像传感器通常可以分为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图像传感器具有更小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，并且因此在一些应用中可能是优选的。此外，CMOS图像传感器可以在单个芯片中集成信号处理电路，使得用于在产品中实现的CMOS图像传感器能够容易进行小型化，并具有功耗极低的额外好处。可以使用CMOS制造技术来制造CMOS图像传感器，由此获得低廉的制造成本。CMOS图像感测装置由于其适于实现在移动装置中而得到广泛使用。

发明内容

所公开的技术的各种实施方式涉及一种能够有效地执行感测操作以测量距离的图像传感器。在各种实现方式中，还可以减少图像传感器的感测操作的时间。

本公开要实现的各种目的不限于上述目的，并且本公开所属领域的技术人员可以从以下描述中清楚地理解其它目的。

在一个实施方式中，一种图像传感器可以包括：基板；光电转换元件，其设置在基板中，并且被配置为响应于入射光而产生光电荷；第一浮置扩散节点和第二浮置扩散节点，其设置在基板中，以在光电转换元件的相对两侧间隔开；第一传输栅极，其设置在基板上，以至少部分地与光电转换元件和第一浮置扩散节点交叠；以及第二传输栅极，其设置在基板上，以至少部分地与光电转换元件和第二浮置扩散节点交叠。第一传输栅极和第二传输栅极中的每一个包括至少部分地与光电转换元件交叠的第一栅极电介质层和至少部分地与第一浮置扩散节点或第二浮置扩散节点交叠的第二栅极电介质层。第一栅极电介质层的厚度大于第二栅极电介质层的厚度。

在一个实施方式中，一种图像传感器可以包括：基板；光电转换元件，其设置在基板中，并且被配置为响应于入射光而产生光电荷；第一传输栅极，其设置在基板上，以至少部分地与光电转换元件的一侧交叠；第二传输栅极，其设置在基板上，以至少部分地与光电转换元件的另一侧交叠；以及光电转换栅极，其设置在第一传输栅极和第二传输栅极之间。第一传输栅极和第二传输栅极中的每一个包括第一栅极电介质层和第二栅极电介质层，第一栅极电介质层至少部分地与光电转换元件交叠并且具有第一厚度，第二栅极电介质层具有小于第一厚度的第二厚度。第一传输栅极被配置为接收对应于逻辑高电平的第一传输信号，该第一传输信号提供从第二传输栅极的下侧到第一传输栅极的下侧增大的电势分布。

根据本文件中公开的实施方式，可以在飞行时间(ToF)图像传感器的高速操作中提高光电荷传输效率和光电荷传输速度。

此外，可以提供通过本文件直接或间接理解的各种效果。

附图说明

图1是示意性地示出根据所公开的技术的实施方式的图像传感器的配置的示例的表示的图。

图2A是示出图1所示的单位像素的实施方式的截面图。