CN108538869B - 图像传感器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种图像传感器件，可以包括：像素阵列，其中布置了多个像素块。像素块中的每个像素块可以包括：光接收器，包括浮置扩散部和多个单位像素，以及被配置成接收入射光和响应于所接收的入射光而产生光电荷，该多个单位像素共享浮置扩散部；第一驱动器，位于光接收器的第一侧，并包括驱动器晶体管；第二驱动器，位于光接收器的第二侧，并包括复位晶体管；以及导线，具有将驱动器晶体管耦接到浮置扩散部的第一区和将浮置扩散部耦接到复位晶体管的第二区，其中，驱动器晶体管和复位晶体管在对角方向上分别位于光接收器的第一侧和第二侧。

Description

图像传感器
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年3月6日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2017-0028056的韩国专利申请的优先权，其公开内容通过引用整体合并于此。
技术领域
本发明的示例性实施例涉及一种包括图像传感器的半导体器件制造技术。
背景技术
图像传感器指将光学图像转换成电信号的器件。近年来，随着计算机产业和通信产业的发展，在诸如数码相机、摄像机、个人通信系统(PCS)、游戏机、安全相机、医疗微型相机和机器人的各种领域中，对具有高集成度的增强型图像传感器的需求正在增加。
发明内容
各种实施例针对一种增强型图像传感器。
在一个实施例中，一种图像传感器件可以包括：像素阵列，其中布置了多个像素块。像素块中的每个像素块可以包括：光接收器，包括浮置扩散部和多个单位像素，并且被配置成接收入射光和响应于所接收的入射光而产生光电荷，该多个单位像素共享浮置扩散部；第一驱动器，位于光接收器的第一侧，并包括驱动器晶体管；第二驱动器，位于光接收器的第二侧，并包括复位晶体管；以及导线，具有将驱动器晶体管耦接到浮置扩散部的第一区和将浮置扩散部耦接到复位晶体管的第二区，其中，驱动器晶体管和复位晶体管在对角方向上分别位于光接收器的第一侧和第二侧。
导线的第一区和导线的第二区可以具有基本上相同的长度。导线的第一区和第二区可以关于浮置扩散部对称。
第一驱动器还可以包括选择晶体管，以及选择晶体管可以相比于驱动器晶体管位于更靠近浮置扩散部处。选择晶体管可以与浮置扩散部基本上位于同一线上。
导线的第一区可以电耦接到驱动器晶体管的栅极，以及导线的第二区可以电耦接到复位晶体管的源极。复位晶体管可以具有相比于复位晶体管的源极位于更靠近对应的像素块的外部处的栅极。
多个单位像素可以包括邻近于驱动器晶体管的第一单位像素和邻近于复位晶体管的第二单位像素，第一单位像素和第二单位像素被配置成感测相同的颜色。
在一个实施例中，一种图像传感器件可以包括：像素阵列，其中布置了多个像素块。像素块中的每个像素块可以包括：光接收器，包括浮置扩散部和共享浮置扩散部的第一单位像素至第四单位像素，第一单位像素至第四单位像素中的每个单位像素被配置成接收入射光以及响应于所接收的入射光而产生光电荷，其中，第一单位像素位于浮置扩散部的第一上侧，第二单位像素位于浮置扩散部的第二上侧，第三单位像素位于浮置扩散部的第一下侧，以及第四单位像素位于浮置扩散部的第二下侧；第一驱动器，位于邻近于第一单位像素处且包括驱动器晶体管；第二驱动器，位于邻近于第四单位像素处且包括复位晶体管；以及导线，具有将驱动器晶体管耦接到浮置扩散部的第一区和将浮置扩散部耦接到复位晶体管的第二区。
图像传感器件还可以包括具有与多个像素块相对应的多个颜色图案的滤色器阵列，其中，多个颜色图案中的每个颜色图案包括与第一单位像素相对应的第一滤色器、与第二单位像素相对应的第二滤色器、与第三单位像素相对应的第三滤色器和与第四单位像素相对应的第四滤色器，以及第一滤色器和第四滤色器具有相同的颜色。第一滤色器和第四滤色器可以包括绿色滤色器。
导线的第一区和导线的第二区可以具有基本上相同的长度。导线的第一区和第二区可以关于浮置扩散部对称。第一驱动器的驱动器晶体管可以位于邻近于第一单位像素处，以及第二驱动器的复位晶体管可以位于邻近于第四单位像素处。
第一驱动器还可以包括选择晶体管，以及选择晶体管可以相比于驱动器晶体管位于更靠近浮置扩散部处。选择晶体管的栅极与浮置扩散部可以基本上位于同一线上。
导线的第一区可以电耦接到驱动器晶体管的栅极，以及导线的第二区可以电耦接到复位晶体管的源极。复位晶体管可以具有相比于复位晶体管的源极位于更靠近对应的像素块的外部处的栅极。
在一个实施例中，一种图像传感器件可以包括：第一像素块，包括：第一光接收器，具有第一浮置扩散部和共享第一浮置扩散部的多个单位像素，该多个单位像素中的每个单位像素被配置成接收入射光以及响应于所接收的入射光而产生光电荷；第一驱动器，形成在第一光接收器的左上部处；以及第二驱动器，形成在第一光接收器的右下部处；以及第二像素块，位于邻近于第一像素块处，且包括：第二光接收器，具有第二浮置扩散部以及共享第二浮置扩散部的多个单位像素，该多个单位像素中的每个单位像素被配置成接收入射光以及响应于所接收的入射光而产生光电荷；第三驱动器，形成在第二光接收器的左上部处；以及第四驱动器，形成在第二光接收器的右下部处，其中，第二驱动器和第三驱动器位于同一线上。
图像传感器件还可以包括：第一导线，具有将第一驱动器晶体管与第一浮置扩散部耦接的第一区和将第一浮置扩散部与第一复位晶体管耦接的第二区；以及第二导线，具有将第二驱动器晶体管与第二浮置扩散部耦接的第三区和将第二浮置扩散部与第二复位晶体管耦接的第四区，其中，第一区和第二区具有基本上相同的长度，而第三区和第四区具有基本上相同的长度。
第一驱动器和第三驱动器可以分别包括第一驱动器晶体管和第二驱动器晶体管，而第二驱动器和第四驱动器可以分别包括第一复位晶体管和第二复位晶体管。第一像素块的多个单位像素可以包括邻近于第一驱动器的第一单位像素和邻近于第二驱动器的第二单位像素，而第二像素块的多个单位像素包括邻近于第三驱动器的第三单位像素和邻近于第四驱动器的第四单位像素，第一单位像素至第四单位像素被配置成感测相同的颜色。
附图说明
图1是图示基于所公开技术的实施例的图像传感器的像素块和与像素块相对应的颜色图案的平面图。
图2是图示基于所公开技术的实施例的图像传感器的像素阵列的一部分的平面图。
图3是图示基于所公开技术的实施例的与图像传感器的像素阵列的一部分相对应的滤色器阵列的平面图。
图4是示意性图示基于所公开技术的实施例的图像传感器的示例代表的框图。
图5是示意性图示基于所公开技术的实施例的包括图像传感器的电子设备的示例代表的示图。
具体实施方式
所公开技术的各种实施例提供了一种增强型图像传感器。增强型图像传感器可以表示能够提供高分辨率图像的图像传感器。对于该操作，图像传感器可以具有共享像素结构。例如，各种实施例提供包括共享像素结构的图像传感器，该共享像素结构用于提供高分辨率图像，由此防止单位像素的输出信号之间的差异。作为参考，仅当彼此相邻布置以感测同一颜色的两个或更多个单位像素(例如，彼此相邻的两个绿像素)的输出信号具有相同的强度时，通过感测红色、绿色和蓝色来产生图像的图像传感器可以使图像转换期间的误差和噪声最小化。然而，在具有共享像素结构的图像传感器中，布置在各个单位像素周围的结构(例如，像素晶体管)彼此不同。因此，每个单位像素的重叠电容或寄生电容变得彼此不同，且重叠电容或寄生电容中的差异导致每个单位像素的输出信号变得彼此不同。在该专利文献中的公开技术提供了图像传感器的各种实施例，图像传感器包括用于提供高分辨率图像的共享像素结构，且可以防止单位像素的输出信号彼此不同。所公开技术的各种实施方式提供了一种图像传感器，该图像传感器可以为彼此相邻布置以感测同一颜色的单位像素提供在单位像素和与单位像素相邻的结构之中的相同的重叠电容或寄生电容。
下面将参照附图来更详细地描述所公开技术的各种实施例。附图不一定成比例，且在一些情况下，可能已经放大了附图中的至少一部分结构以便清楚地图示出所描述的示例或实施方式的某些特征。在表示具有多层结构中的两层或更多层的附图或描述中的特定示例时，这些层的相对位置关系或布置所示层的顺序反映了对所描述或所图示的示例的特定实施方式，且不同的相对位置关系或布置这些层的不同顺序是可能的。此外，所描述的或图示的多层结构的示例可以不反映该特定多层结构中存在的全部层(例如，在两个图示的层之间可以存在一个或多个额外的层)。作为特定示例，当所描述或图示的多层结构中的第一层被称作在第二层“上”或“之上”或者在衬底“上”或“之上”时，第一层可以直接形成在第二层或衬底上，但也可以表示这样的结构：其中在第一层与第二层或衬底之间可以存在一个或多个其他中间层。
图1是图示基于所公开技术的实施例的图像传感器的像素块和与像素块相对应的颜色图案的平面图。作为参考，颜色图案可以包括由图1中的虚线表示的多个滤色器。在图1中，第一方向D1可以设置成行方向或水平方向，第二方向D2可以设置成列方向或垂直方向，而第三方向D3可以设置成对角方向。
如图1中所示，基于所公开技术的本实施例的图像传感器可以包括像素块110。像素块110可以包括光接收器210、第一驱动器220、第二驱动器230和导线240。光接收器210可以包括多个单位像素，该多个单位像素响应于入射光而产生光电荷且具有共享像素结构。第一驱动器220和第二驱动器230可以分别位于光接收器210的一侧和另一侧。例如，在图1中，第一驱动器220和第二驱动器230分别位于像素块110的顶部和底部。导线240可以将光接收器210电耦接到第一驱动器220和第二驱动器230。作为一个示例，图1中所示的实施例示出了像素块110包括一个光接收器210，但是其他实施方式也是可能的。例如，在其他实施方式中，像素块110可以包括两个或更多个光接收器210，且这两个或更多个光接收器210可以共享第一驱动器220和第二驱动器230。
光接收器210可以包括以M*N矩阵结构(M和N是大于0的自然数)布置的多个单位像素。单位像素共享浮置扩散部FD。例如，光接收器210可以具有包括以2×2矩阵结构布置的四个单位像素(即，第一单位像素211至第四单位像素214)的4-共享像素结构。然而，本实施例不局限于4-共享像素结构。例如，在其他实施方式中，光接收器210可以具有2n-共享结构，其中n是大于0的自然数。
浮置扩散部FD可以位于光接收器210的中心，而第一单位像素211至第四单位像素214可以围绕浮置扩散部FD。第一单位像素211至第四单位像素214布置在浮置扩散部FD的相应侧上。例如，第一单位像素211至第四单位像素214可以分别位于光接收器210的左上部、右上部、左下部和右下部。因此，第一单位像素211可以邻近于第一驱动器220，而第四单位像素214可以邻近于第二驱动器230。稍后将要进一步描述的是，第一单位像素至第四单位像素的布置可以有助于防止彼此相邻布置以感测同一颜色的单位像素的输出信号之间的差异。
第一单位像素211至第四单位像素214中的每个单位像素可以包括光电转换元件PD和传送晶体管Tx。光电转换元件PD可以响应于入射光而产生光电荷，而传送晶体管Tx可以响应于传送信号而将光电转换元件PD产生的光电荷传送给浮置扩散部FD。光电转换元件PD可以包括有机光电二极管和/或无机光电二极管。光电转换元件PD可以包括有机光电二极管和无机光电二极管中的任意一种，或者具有有机光电二极管和无机光电二极管的层叠结构。传送信号可以被施加给传送栅极TG，而光电转换元件PD和浮置扩散部FD可以用作传送晶体管Tx的源极和漏极。
第一驱动器220可以产生与由光接收器210所产生的光电荷相对应的输出信号，以及响应于经由行线(未示出)施加的选择信号而将输出信号输出给列线(未示出)。对于该操作，第一驱动器220可以包括驱动器晶体管Dx和选择晶体管Sx。驱动器晶体管Dx和选择晶体管Sx可以共享第一有源区221，且分别包括驱动器栅极DG和选择栅极SG。驱动器栅极DG可以经由导线240电耦接到浮置扩散部FD，而选择栅极SG可以耦接到行线(未示出)。第一有源区221包括第一结区至第三结区222、223和224。结区(源极和漏极)可以形成在驱动器栅极DG和选择栅极SG的两侧处。例如，第一有源区221的第一结区222可以形成在驱动器栅极DG的一侧处，第一有源区221的第二结区223可以形成在驱动器栅极DG的另一侧处(即，在驱动器栅极DG与选择栅极SG之间)，以及第一有源区221的第三结区224可以形成在选择栅极SG的与第二结区223相反的另一侧处。虽然未在图1中示出，但是第一结区222可以作为驱动器晶体管Dx的漏极来工作，且耦接到电源电压端子。第三结区224可以作为选择晶体管Sx的源极来工作，且耦接到列线(未示出)。
第一驱动器220和第二驱动器230可以在第一方向D1和第二方向D2上彼此位于光接收器210的不同侧处。例如，第一驱动器220可以位于光接收器210的左上部。第一有源区221可以包括长轴和短轴，且具有其长轴在第一方向D1上延伸的条形。在第一方向D1上，驱动器栅极DG可以比选择栅极SG具有更大的线宽或沟道长度。驱动器栅极DG的这种设计有助于有效地防止在产生输出信号时发生噪声。在像素块110中，驱动器栅极DG可以相比于选择栅极SG位于更靠近像素块110的外部区域处。相比于选择栅极SG，驱动器栅极DG位于沿第一方向D1更远离中心处。换言之，选择晶体管Sx相比于驱动器晶体管Dx位于更靠近浮置扩散部FD处。参见图1，当第一单位像素211和第二单位像素212在第一方向D1上布置时，驱动器栅极DG可以被布置得相比于比第二单位像素212更靠近第一单位像素211，且选择栅极SG可以被布置在第一单位像素211与第二单位像素212之间。例如，驱动器栅极DG可以位于选择栅极SG的左侧。如稍后将要描述的，其中驱动器栅极SG被布置得相比于选择栅极SG更靠近第一单位像素211的结构可以用于防止可能由导线240导致的输出信号之间的差异。此外，由于驱动器栅极DG被布置得相比于选择栅极SG更靠近第一单位像素211，因此选择栅极SG可以在第二方向D2上与浮置扩散部FD位于同一线上。这样的结构可以防止可能由选择晶体管Sx导致的输出信号之间的差异。
第一驱动器220还可以包括拾取区225。拾取区225可以位于第一有源区221的周围或者平行于第一有源区221，同时在第一方向D1上与第一有源区221分开预定距离。拾取区225可以将预定偏置(例如，接地电压)提供给其中形成有光接收器210以及第一驱动器220和第二驱动器230的衬底。因此，拾取区225可以改善图像传感器的操作特性。
第二驱动器230可以响应于复位信号而将光接收器210的浮置扩散部FD复位。对于该操作，第二驱动器230可以包括复位晶体管Rx。复位晶体管Rx可以包括第二有源区231。第二有源区230可以包括复位栅极RG以及第四结区232和第五结区233。第四结区232和第五结区233可以形成在复位栅极RG的两侧处。复位信号可以被施加给复位栅极RG。第四结区232可以被设置成复位晶体管Rx的源极，且经由导线240电耦接到浮置扩散部FD。虽然在图1中未示出，但是第五结区233可以被设置成复位晶体管Rx的漏极，且耦接到电源电压端子。
第二驱动器230可以与第一驱动器220在第一方向D1和第二方向D2上位于光接收器210的的不同侧处。例如，第二驱动器230可以位于光接收器210的右下部。因此，第一驱动器220和第二驱动器230可以在第三方向D3上布置，光接收器210设置在第一驱动器220与第二驱动器230之间。第二有源区231可以包括长轴和短轴，且具有其长轴在第一方向D1上延伸的条形。在像素块110中，复位栅极RG可以相比于导线240或第四结区232位于更靠近像素块110的外部区域处。相比于导线240或第四结区232，复位栅极RG位于在第一方向D1上更远离中心处。在图1中，当第三单位像素213和第四单位像素214在第一方向D1上布置时，复位栅极RG可以被布置得相比于第三单位像素213更靠近第四单位像素214。例如，复位栅极RG可以位于导线240的右侧。如稍后将要描述的，其中复位栅极RG布置得相比于第三单位像素213更靠近第四单位像素214的结构能够用来防止可能由导线240导致的输出信号之间的差异。
导线240可以用于将光接收器210电耦接到第一驱动器220和第二驱动器230。例如，导线240可以经由第一接触C1电耦接到光接收器210的浮置扩散部FD，经由第二接触C2电耦接到第一驱动器220的驱动器栅极DG，以及经由第三接触C3电耦接到第二驱动器230。在一些实施方式中，导线240可以经由第三接触C3电耦接到第二驱动器的复位晶体管Rx的源极(例如，第四结区232)。
导线240可以包括第一区240A和第二区240B。导线240的第一区240A可以对应于导线240的从第一接触C1延伸到第二接触C2的部分，而导线240的第二区240B可以对应于导线240的从第一接触C1延伸到第三接触C3的部分。第一区240A可以将光接收器210的浮置扩散部FD电耦接到第一驱动器220的驱动器栅极DG，而第二区240B可以将光接收器210的浮置扩散部FD电耦接到第二驱动器230的第四结区232。同时，导线240的第一区240A和导线240的第二区240B可以具有基本上相同的长度以防止可能由导线240导致的输出信号之间的差异。此外，导线240的第一区240A和导线240的第二区240B可以具有围绕第一接触C1的基本上相同或类似的形状。例如，导线240的第一区240A和导线240的第二区240B可以基于第一接触C1或浮置扩散部FD而彼此点对称。在一些实施方式中，导线240的第一区240A和第二区240B在空间上分离，并且分别位于浮置扩散部FD的两个不同侧处。因此，当导线240的第一区240A基于第一接触C1旋转180度时，导线240的第二区240B与导线240的第一区240A可以彼此重叠。同时，由于导线240的第一区240A和导线240的第二区240B具有基本上相同的长度和形状，因此浮置扩散部FD与第一驱动器220或第二驱动器230之间的距离可以被最小化，这使得可以使由导线240导致的整个重叠电容最小化。这样的结构可以在提升转换增益的同时使浮置扩散部FD的有效电容最小化。
像素块110的颜色图案310可以包括与像素块110中的各个单位像素相对应的多个滤色器。例如，颜色图案310可以包括第一滤色器311至第四滤色器314。每个滤色器可以用单个滤色器(例如，红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、青色滤色器、黄色滤色器、品红色滤色器、白色滤色器、黑色滤色器、红外消除滤色器、红外通过滤色器或用于通过特定波段的带通滤色器)或包括其中的两种或更多种滤色器的多滤色器来实施。
在颜色图案310中的多个滤色器之中，两个或更多个滤色器可以具有相同的颜色。例如，当像素块110包括第一单位像素211至第四单位像素214时，颜色图案310可以包括分别与第一单位像素211至第四单位像素214相对应的第一滤色器311至第四滤色器314。假定在第一滤色器311至第四滤色器314之中，两个滤色器可以具有相同的颜色。例如，颜色图案310可以包括在其中重复BGb/RGr的拜尔图案(Bayer pattern)。在一些实施方式中，第一滤色器311、第二滤色器312、第三滤色器313和第四滤色器314可以分别被设置成第一绿色滤色器Gb、蓝色滤色器B、红色滤色器R和第二绿色滤色器Gr。因此，当第一滤色器311和第四滤色器314分别对应于与第一驱动器220相邻的第一单位像素211和与第二驱动器230相邻的第四单位像素214时，第一滤色器311和第四滤色器314具有相同的颜色。滤色器的这种布置允许最靠近第一驱动器220或第二驱动器230的单位像素具有彼此相同的颜色。由于最接近于第一驱动器220和第二驱动器230的单位像素的滤色器具有相同的颜色，因此在图像转换期间可以使图像传感器的误差和噪声最小化。
在基于所公开技术的本实施例的图像传感器中，第一驱动器220和第二驱动器230位于光接收器210的不同侧处，而导线240包括具有基本上相同的长度和形状的第一区240A和第二区240B。通过如此做，可以使浮置扩散部FD与第一驱动器220之间的距离以及浮置扩散部与第二驱动器230之间的距离最小化，从而可以防止具有共享像素结构的单位像素的输出信号之间的差异。
此外，由于邻近于第一驱动器220和第二驱动器230的单位像素包括具有相同颜色的滤色器，因此图像传感器可以防止用于感测相同颜色的单位像素的输出信号之间的差异，从而使图像转换期间的误差和噪声最小化。
图2是图示基于所公开技术的本实施例的图像传感器的像素阵列的一部分的平面图，而图3是图示与基于所公开技术的本实施例的图像传感器的像素阵列的所述部分相对应的滤色器阵列的一部分的平面图。在图2和图3中，第一方向D1可以被设置成行方向或水平方向，第二方向D2可以被设置成列方向或垂直方向，而第三方向D3可以被设置成对角方向。
如图2和图3中所示，基于所公开技术的本实施例的图像传感器可以包括像素阵列100，该像素阵列100中二维地布置了多个像素块110。每个像素块110可以包括光接收器210、第一驱动器220、第二驱动器230和导线240。光接收器210可以包括多个单位像素，该多个单位像素响应于入射光而产生光电荷以及具有共享像素结构，第一驱动器220和第二驱动器230可以在第二方向D2上位于光接收器210的不同侧处，而导线240可以将光接收器210电耦接到第一驱动器220和第二驱动器230。由于已经参照图1详细描述了像素块110，因此在此省略对其的详细描述。
在图2中，像素阵列100包括多个像素块。在第一方向上，像素阵列100可以包括像素块(在下文中称作“第一像素块110-1”)和邻近于第一像素块的另一个像素块(在下文中称作“第二像素块110-2”)。在第一方向D1上，第一像素块110-1的光接收器210以及第一驱动器220和第二驱动器230可以分别与第二像素块110-2的光接收器210以及第一驱动器220和第二驱动器230位于同一线上。
在第二方向上，像素阵列100可以包括第一像素块110-1和邻近于第一像素块110-1的另一个像素块(在下文中称作“第三像素块110-3”)。第一像素块110-1的第二驱动器230和第三像素块110-3的第一驱动器220可以在第一方向D1上位于同一线上。
参见图3，滤色器阵列300可以包括多个颜色图案310，该多个颜色图案310被二维地布置以对应于各个像素块110。每个颜色图案310可以包括具有相同布置的第一滤色器311至第四滤色器314。
如上所述，基于所公开技术的本实施例的图像传感器的像素阵列100具有这样的布置：其中第一像素块110-1的第二驱动器230与第三像素块110-3的第一驱动器220在第一方向D1上位于同一线上。因此，基于所公开技术的本实施例的图像传感器可以很容易地高密度集成，且更有效地防止具有共享像素结构的多个单位像素的输出信号之间的差异。
图4是示意性地图示基于所公开技术的实施例的图像传感器的示例代表的框图。
如图4中所示，图像传感器可以包括像素阵列100(在像素阵列100中多个像素块110以矩阵结构布置)、相关双采样(CDS)120、模数转换器(ADC)130、缓冲器140、行驱动器150、时序发生器160、控制寄存器170和斜坡信号发生器180。多个像素块110中的每个像素块可以具有4-共享像素结构。
时序发生器160产生用于控制行驱动器150、相关双采样(CDS)120、模数转换器(ADC)130和斜坡信号发生器180的相应操作的一个或更多个控制信号。控制寄存器170产生用于控制斜坡信号发生器180、时序发生器160和缓冲器140的相应操作的一个或更多个控制信号。
行驱动器150经由行线耦接到像素阵列100。行驱动器150用行线来驱动像素阵列100。例如，行驱动器150可以产生用于选择多个行线之中的特定行线的选择信号。多个行线分别与多个像素块110耦接。一个行线耦接到多个像素块110的每个像素块。
多个像素块110的每个像素块感测入射光，并经由列线将图像复位信号和图像信号输出到相关双采样120。为了从像素阵列100中的像素块110接收图像复位信号和图像信号，相关双采样120经由列线耦接到像素阵列100。相关双采样120对其中接收的图像复位信号和图像信号中的每个信号执行采样。多个像素块110分别耦接到多个列线。一个列线耦接到多个像素块110中的每个像素块。模数转换器130与相关双采样120和斜坡信号发生器180耦接。模数转换器130被配置成分别从相关双采样120和斜坡信号发生器180接收采样信号和斜坡信号、将从斜坡信号发生器180输出的斜坡信号与从相关双采样120输出的采样信号进行比较以及输出比较信号。在一些实施方式中，模数转换器130耦接到将时钟信号提供给模数转换器130的时序发生器160。模数转换器130使用从时序发生器160提供的时钟信号来对比较信号的电平转变时间进行计数，以及将计数值输出到缓冲器140。在一些实施方式中，时序发生器还耦接到斜坡信号发生器180，以及斜坡信号发生器180可以在时序发生器160的控制下工作。
缓冲器140耦接到模数转换器130以从模数转换器130接收数字信号。在一些实施方式中，缓冲器140可以包括存储器(未示出)和感测放大器(未示出)。缓冲器140储存从模数转换器130输出的数字信号。在一些实施方式中，缓冲器的存储器储存由模数转换器130计数并从模数转换器130提供的计数值。计数值可以与从多个像素组110输出的信号相关联。缓冲器140还被配置成感测并放大储存的数字信号，以及输出放大的结果信号。缓冲器140的感测放大器被构建成感测并放大从存储器输出的相应计数值。
基于所公开技术的上述实施例的图像传感器可以被用在各种电子设备或系统中。在下文中，将参照图5来描述基于所公开技术的实施例的图像传感器应用于相机的情况。
图5是示意性地图示基于所公开技术的实施例的包括图像传感器的电子设备的示例代表的示图。
参见图5，包括基于所公开技术的实施例的图像传感器的电子设备可以为能够拍摄静止图像或移动图片的相机。电子设备可以包括光学系统(或光学透镜)910、快门单元911、图像传感器900、用于控制/驱动图像传感器900和快门单元911的驱动单元913以及信号处理单元912。
光学系统910将来自物体的图像光(入射光)引导至图像传感器900的像素阵列(参见图4的附图标记100)。光学系统910可以通过多个光学透镜来构建。快门单元911控制图像传感器900的光照射时段和光屏蔽时段。驱动单元913控制图像传感器900的传输操作和快门单元911的快门操作。信号处理单元912对从图像传感器900输出的信号执行各种类型的信号处理。信号处理之后的图像信号Dout可以被储存在诸如存储器的储存介质中或者被输出给监控器等。
基于本实施例，第一驱动器和第二驱动器可以位于光接收器的一侧和另一侧，以及导线的第一区和导线的第二区可以具有基本上相同的长度和形状。利用此专利文献中建议的结构，可以防止具有共享像素结构的多个单位像素的输出信号之间的差异。
此外，邻近于第一驱动器和第二驱动器的单位像素可以包括具有相同颜色的滤色器，从而防止用于感测相同颜色的单位像素的输出信号之间的差异，同时使图像转换期间的误差和噪声最小化。
虽然本专利文献包含很多细节，但是这些不应该被解释为对任何发明的范围或者可以要求保护的范围的限制，相反地，是作为可以专门用于特定发明的特定实施例的特征的描述。本专利文献中在分开的实施例的上下文中描述的的某些特征也可以在单个实施例中组合来实施。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中单独地实施或者以任何合适的子组合来实施。此外，虽然特征可以如上所述为在某些组合中起作用，甚至初始要求如此保护，但是来自要求保护的组合的一个或更多个特征可以在一些情况下从该组合中删除，以及所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变体。
类似地，虽然在附图中以特定次序描述了操作，但是这不应当被理解成要求以所示的特定次序或以顺序的次序来执行这些操作，或者执行全部示出的操作，以实现所描述的结果。此外，本专利文献中描述的实施例的各种系统组件的分离不应当被理解成在全部实施例中都要求这样的分离。仅描述了若干实施方式和示例。基于本专利文献中所描述的和图示的内容，可以作出其他实施方式、提升和变化。

Claims (17)

1.一种图像传感器件，包括：
像素阵列，其中布置了多个像素块，
其中，像素块中的每个像素块包括：
光接收器，包括浮置扩散部和多个单位像素，并且被配置成接收入射光并响应于所接收的入射光而产生光电荷，所述多个单位像素共享浮置扩散部；
第一驱动器，位于光接收器的左上侧，并包括驱动器晶体管；
第二驱动器，位于光接收器的右下侧，并包括复位晶体管；以及
导线，具有将驱动器晶体管耦接到浮置扩散部的第一区和将浮置扩散部耦接到复位晶体管的第二区，
其中，驱动器晶体管和复位晶体管在对角方向上分别位于光接收器的左上侧和右下侧，
其中，第一驱动器还包括选择晶体管，以及选择晶体管相比于驱动器晶体管位于更靠近浮置扩散部处，以及
其中，选择晶体管与浮置扩散部基本上位于同一线上。
2.如权利要求1所述的图像传感器件，其中，导线的第一区和导线的第二区具有基本上相同的长度。
3.如权利要求1所述的图像传感器件，其中，导线的第一区和第二区关于浮置扩散部对称。
4.如权利要求1所述的图像传感器件，其中，导线的第一区电耦接到驱动器晶体管的栅极，以及
导线的第二区电耦接到复位晶体管的源极。
5.如权利要求4所述的图像传感器件，其中，复位晶体管具有相比于复位晶体管的源极位于更靠近对应的像素块的外部处的栅极。
6.如权利要求1所述的图像传感器件，其中，所述多个单位像素包括邻近于驱动器晶体管的第一单位像素和邻近于复位晶体管的第二单位像素，第一单位像素和第二单位像素被配置成感测相同的颜色。
7.一种图像传感器件，包括：
像素阵列，其中以矩阵形式布置了第一像素块至第四像素块，
其中，第一像素块至第四像素块中的每个像素块包括：
光接收器，包括浮置扩散部和共享浮置扩散部的第一单位像素至第四单位像素，第一单位像素至第四单位像素中的每个单位像素被配置成接收入射光以及响应于所接收的入射光而产生光电荷，其中，第一单位像素位于浮置扩散部的左上侧，第二单位像素位于浮置扩散部的右上侧，第三单位像素位于浮置扩散部的左下侧，以及第四单位像素位于浮置扩散部的右下侧；
第一驱动器，位于邻近于第一单位像素上侧处且包括驱动器晶体管；
第二驱动器，位于邻近于第四单位像素下侧处且包括复位晶体管；以及
导线，具有将驱动器晶体管耦接到浮置扩散部的第一区和将浮置扩散部耦接到复位晶体管的第二区，
其中：
导线的第一区和导线的第二区具有基本上相同的长度，
导线的第一区和第二区关于浮置扩散部对称，
第一单位像素和第四单位像素被配置成感测绿色，
第一像素块和第二像素块在行方向上彼此相邻，
第三像素块与第四像素块在行方向上彼此相邻，
第一像素块和第三像素块在列方向上彼此相邻，
第二像素块与第四像素块在列方向上彼此相邻，
第三像素块的第一驱动器、第一像素块的第二驱动器、第四像素块的第一驱动器、以及第二像素块的第二驱动器位于延伸在该行方向上的同一线上。
8.如权利要求7所述的图像传感器件，还包括具有与所述第一像素块至第四像素块相对应的多个颜色图案的滤色器阵列，
其中，所述多个颜色图案中的每个颜色图案包括与第一单位像素相对应的第一滤色器、与第二单位像素相对应的第二滤色器、与第三单位像素相对应的第三滤色器和与第四单位像素相对应的第四滤色器，以及第一滤色器和第四滤色器具有相同的颜色。
9.如权利要求8所述的图像传感器件，其中，第一滤色器和第四滤色器包括绿色滤色器。
10.如权利要求7所述的图像传感器件，其中，第一驱动器还包括选择晶体管，以及
选择晶体管相比于驱动器晶体管位于更靠近浮置扩散部处。
11.如权利要求10所述的图像传感器件，其中，选择晶体管的栅极与浮置扩散部基本上位于延伸在该列方向上的同一线上。
12.如权利要求7所述的图像传感器件，其中，导线的第一区电耦接到驱动器晶体管的栅极，以及
导线的第二区电耦接到复位晶体管的源极。
13.如权利要求12所述的图像传感器件，其中，复位晶体管具有相比于复位晶体管的源极位于更靠近对应的像素块的外部处的栅极。
14.一种图像传感器件，包括：
第一像素块，包括：第一光接收器，具有第一浮置扩散部和共享第一浮置扩散部的第一单位像素至第四单位像素，这些单位像素中的每个单位像素被配置成接收入射光以及响应于所接收的入射光而产生光电荷；第一驱动器，形成在第一光接收器的左上部处；以及第二驱动器，形成在第一光接收器的右下部处；以及
第二像素块，在列方向上位于邻近于第一像素块处，且包括：第二光接收器，具有第二浮置扩散部和共享第二浮置扩散部的第五单位像素至第八单位像素，这些单位像素中的每个单位像素被配置成接收入射光以及响应于所接收的入射光而产生光电荷；第三驱动器，形成在第二光接收器的左上部处；以及第四驱动器，形成在第二光接收器的右下部处，
第一浮置扩散部位于第一光接收器的中心，
第一单位像素位于第一光接收器的左上侧，
第二单位像素位于第一光接收器的右上侧，
第三单位像素位于第一光接收器的左下侧，
第四单位像素位于第一光接收器的右下侧，
第二浮置扩散部位于第二光接收器的中心，
第五单元像素位于第二光接收器的左上侧，
第六单元像素位于第二光接收器的右上侧，
第七单元像素位于第二光接收器的左下侧，
第八单元像素位于第二光接收器的右下侧，
其中，第一像素块的第二驱动器和第二像素块的第三驱动器位于延伸在该列方向上的同一线上。
15.如权利要求14所述的图像传感器件，其中，第一驱动器和第三驱动器分别包括第一驱动器晶体管和第二驱动器晶体管，
第二驱动器和第四驱动器分别包括第一复位晶体管和第二复位晶体管，
第一复位晶体管和第一浮置扩散部位于沿列方向延伸的同一线上，并且
第二复位晶体管和第二浮置扩散部位于沿列方向延伸的同一线上。
16.如权利要求15所述的图像传感器件，还包括：
第一导线，具有将第一驱动器晶体管与第一浮置扩散部耦接的第一区和将第一浮置扩散部与第一复位晶体管耦接的第二区；以及
第二导线，具有将第二驱动器晶体管与第二浮置扩散部耦接的第三区和将第二浮置扩散部与第二复位晶体管耦接的第四区，
其中，第一区和第二区具有基本上相同的长度，而第三区和第四区具有基本上相同的长度。
17.如权利要求16所述的图像传感器件，其中，邻近于第一驱动器的第一单位像素、邻近于第二驱动器的第四单位像素、邻近于第三驱动器的第五单位像素、以及邻近于第四驱动器的第八单位像素被配置成感测绿色。
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