CN108630715A - 图像传感器 - Google Patents

图像传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN108630715A
CN108630715A CN201711204535.0A CN201711204535A CN108630715A CN 108630715 A CN108630715 A CN 108630715A CN 201711204535 A CN201711204535 A CN 201711204535A CN 108630715 A CN108630715 A CN 108630715A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixel
pel array
imaging sensor
row
column
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711204535.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108630715B (zh
Inventor
李次寧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SK Hynix Inc
Original Assignee
Hynix Semiconductor Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hynix Semiconductor Inc filed Critical Hynix Semiconductor Inc
Publication of CN108630715A publication Critical patent/CN108630715A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108630715B publication Critical patent/CN108630715B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H01L27/14605—Structural or functional details relating to the position of the pixel elements, e.g. smaller pixel elements in the center of the imager compared to pixel elements at the periphery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636—Interconnect structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/766—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors comprising control or output lines used for a plurality of functions, e.g. for pixel output, driving, reset or power
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
    • H10K39/30—Devices controlled by radiation
    • H10K39/32—Organic image sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

一种图像传感器可以包括：像素阵列，其具有按照矩阵结构布置的多个像素；以及图像阵列，其包括按照矩阵结构来布置且通过相应的像素的输出信号来实施的多个图像点。像素阵列中的第一像素的位置可以不对应于图像阵列中的与第一像素相对应的图像点的位置，而像素阵列中的邻近于第一像素的第二像素的位置可以对应于图像阵列中的与第二像素相对应的图像点的位置。

Description

图像传感器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年3月15日提交的编号为10-2017-0032454的韩国专利申请的优先权，其内容通过引用整体合并于此。
技术领域
各种实施例涉及一种半导体器件制造技术，更具体地，涉及一种图像传感器。
背景技术
图像传感器指的是一种将光学图像转变成电信号的器件。近来，由于计算机和通信产业的发展，在诸如数码相机、摄像机、个人通信系统(PCS)、游戏机、保安摄像机、医疗微型相机和机器人的各种设备中，对具有高集成度的增强的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的图像传感器。
在一个实施例中，一种图像传感器可以包括：像素阵列，其具有按照矩阵结构布置的多个像素；以及图像阵列，其包括按照矩阵结构来布置且通过相应的像素的输出信号来实施的多个图像点。像素阵列中的第一像素的位置可以不对应于图像阵列中的与第一像素相对应的图像点的位置，以及像素阵列中的邻近于第一像素的第二像素的位置可以对应于图像阵列中的与第二像素相对应的图像点的位置。
像素阵列中的第一像素和第二像素可以定位于同一行处，而图像阵列中的与第一像素相对应的图像点可以定位于与对应于第二像素的图像点不同的行处。与像素阵列中的定位于第M行、奇数列处的像素相对应的图像点和与像素阵列中的定位于第(M-1)行或第(M+1)行、偶数列处的像素相对应的图像点可以定位于图像阵列中的同一行处，其中，M是自然数。
每个像素可以包括：光接收器，其包括一个或多个光电转换元件；以及驱动器，其包括选择晶体管，并且定位于邻近于光接收器处。第一像素的驱动器可以定位于第一像素的光接收器的第一侧处，而第二像素的驱动器可以定位于第二像素的光接收器的第二侧处。像素阵列中的定位于奇数列处的像素的驱动器可以定位于其光接收器的第二侧处，而定位于偶数列处的像素的驱动器可以定位于其光接收器的第一侧处。像素阵列中的定位于第M行、奇数列处的像素的驱动器可以分别与定位于第(M-1)行或第(M+1)行、偶数列处的像素的驱动器沿行方向对齐，其中，M是自然数。
像素阵列中的多个像素之中的定位于奇数列处的像素可以具有相同的平面形状，定位于偶数列处的像素可以具有相同的平面形状，而定位于偶数列处的像素的平面形状可以与定位于奇数列处的像素的平面形状沿列方向对称。
在一个实施例中，一种图像传感器可以包括：像素阵列，其具有按照矩阵结构布置的多个像素；以及多个选择线，其沿行方向延伸，并且分别布置在像素阵列的行处。每个像素可以包括：光接收器，其包括一个或多个光电转换元件；以及驱动器，其包括选择晶体管且定位于邻近于光接收器处，以及布置在像素阵列的每个行中的奇数列处的像素可以耦接到与布置在偶数列处的像素不同的选择线。
像素阵列中的定位于奇数列处的像素的驱动器可以定位于其光接收器的第二侧处，而定位于偶数列处的像素的驱动器可以定位于其光接收器的第一侧处。像素阵列中的定位于第M行、奇数列处的像素的驱动器可以分别与定位于第(M-1)行或第(M+1)行、偶数列处的像素的驱动器沿行方向对齐，其中，M是自然数。所述多个选择线可以耦接到相应的像素的选择晶体管的栅极。
所述多个选择线可以沿行方向成之字形耦接到所述多个像素。每个选择线可以具有沿行方向延伸的直线形状。像素阵列中的定位于第M行、奇数列处的像素的驱动器和定位于第(M-1)行或第(M+1)行、偶数列处的像素的驱动器可以耦接到同一选择线，其中，M是自然数。
像素阵列中的所述多个像素之中的定位于奇数列处的像素可以具有相同的平面形状，定位于偶数列处的像素可以具有相同的平面形状，而定位于偶数列处的像素的平面形状可以与定位于奇数列处的像素的平面形状沿列方向对称。
图像传感器还可以包括图像阵列，所述图像阵列包括按照矩阵结构来布置且通过相应的像素的输出信号来实施的多个图像点。像素阵列中的第一像素的位置可以不对应于图像阵列中的与第一像素相对应的图像点的位置，以及像素阵列中的邻近于第一像素的第二像素的位置可以对应于图像阵列中的与第二像素相对应的图像点的位置。像素阵列中的第一像素和第二像素可以定位于同一行处，而图像阵列中的与第一像素相对应的图像点可以定位于与对应于第二像素的图像点不同的行处。与像素阵列中的定位于第M行、奇数列处的像素相对应的图像点和与像素阵列中的定位于第(M-1)行或第(M+1)行、偶数列处的图像点可以定位于图像阵列中的同一行处，其中，M是自然数。
附图说明
图1是示出了根据一个实施例的图像传感器的像素阵列的一部分的示图。
图2是根据一个实施例的图像传感器中的像素的等效电路图。
图3是示出了与根据一个实施例的图像传感器的像素阵列的一部分相对应的滤色器阵列的示图。
图4是示出了与根据一个实施例的图像传感器的像素阵列的一部分相对应的图像阵列的示图。
图5是示意性地示出了包括根据一个实施例的图像传感器的电子设备的示例的示图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述各种实施例。附图不一定按比例绘制，并且在一些情况下，附图中的至少一些结构的比例可能已经放大了以便清楚地图示出所描述的示例或实施方式的某些特征。在附图或描述中展示具有多层结构中的两层或更多层的特定示例时，这些层的相对位置关系或如图所示地布置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，并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，当在所描述或图示的多层结构中的第一层被称为在第二层“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它中间层。
各种实施例提供增强的图像传感器。更具体地，各种实施例提供能够防止由固定模式噪声(FPN)导致的特性劣化的图像传感器。对于此配置，根据当前实施例的图像传感器可以包括像素阵列和图像阵列，像素阵列具有按照矩阵结构布置的多个像素，在图像阵列中，多个图像点按照矩阵结构布置从而对应于相应的像素，并且由相应的像素的输出信号来实施。像素阵列中的任何一个像素的位置可以不与图像阵列中的与该像素相对应的图像点的位置相对应。此外，邻近于像素阵列中的任何一个像素的像素的位置可以与图像阵列中的与该邻近的像素相对应的图像点的位置相对应。即使FPN物理上存在于像素阵列中，此配置也可以防止由输出信号实施的图像阵列中的FPN的表现。即，图像传感器能够显示移除了FPN的图像。
在下文中，将参照附图来描述根据一个实施例的图像传感器。
图1是示出了根据一个实施例的图像传感器的像素阵列的一部分的示图。图2是根据一个实施例的图像传感器中的像素的等效电路图。图3是示出了与根据一个实施例的图像传感器的像素阵列的一部分相对应的滤色器阵列的示图。图4是示出了与根据一个实施例的图像传感器的像素阵列的一部分相对应的图像阵列的示图。
参见图1至图4，根据实施例的图像传感器可以包括像素阵列100和多个选择线SL。像素阵列100可以包括按照M×N矩阵结构布置的多个像素PX1至PX9，其中，M和N是自然数。多个选择线SL可以沿行方向RD延伸，耦接到多个像素PX1至PX9，并且布置在像素阵列100的相应的行处。选择线SL可以具有沿行方向RD延伸的直线形状。例如，像素阵列100可以包括按照3×3矩阵结构布置的九个像素或第一像素PX1至第九像素PX9。选择线SL可以包括第一选择线SL1至第四选择线SL4，第一选择线SL1至第四选择线SL4形成为：沿行方向RD延伸的直线形状，沿列方向CD彼此分离，并且布置在像素阵列100的相应的行处。
像素PX1至PX9中的每个像素可以包括光接收器10和驱动器110，光接收器10用于响应于入射光而产生光电荷，驱动器110用于产生和输出与由光接收器10产生的光电荷相对应的信号Pout。光接收器10和驱动器110可以经由导线(未示出)来彼此电耦接。在像素阵列100中，多个像素PX1至PX9之中的定位于奇数列处的像素可以具有相同的平面形状，而多个像素PX1至PX9之中的定位于偶数列处的像素可以具有相同的平面形状。此时，在列方向CD上，定位于偶数列处的像素的平面形状可以与定位于奇数列处的像素的平面形状对称。即，定位于偶数列处的像素的平面形状可以与定位于奇数列处的像素的平面形状沿顶-到-底方向对称。这是为了防止由FPN导致的特性劣化，例如，图像质量的劣化。
光接收器10可以包括光电转换元件或光检测器PD以及传送晶体管(transfertransistor)Tx，光电转换元件或光检测器PD用于响应于入射光而产生光电荷，传送晶体管Tx用于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节点(floatingdiffusion)FD。光电转换元件PD可以包括有机和/或无机光电二极管。例如，光电转换元件PD可以用有机和无机光电二极管之中的任意一种来实施，或者具有有机和无机光电二极管的层叠结构。以资参考，图2示出了光接收器10包括一个光电转换元件PD和一个传送晶体管Tx，但是当前实施例不局限于此。在一种修改中，光接收器10可以具有包括多个光电转换元件和多个传送晶体管的2n-共享像素结构，其中n是自然数。
在像素阵列100中，各个像素PX1至PX9的光接收器10可以沿行方向RD和列方向CD对齐。例如，第一像素PX1至第三像素PX3的光接收器10可以沿行方向RD对齐。第一像素PX1、第四像素PX4和第七像素PX7的光接收器10可以沿列方向CD对齐。
驱动器110可以包括选择晶体管Sx。选择晶体管Sx可以响应于选择信号而将由驱动器110产生的输出信号Pout输出给列线(未示出)。选择信号可以经由选择线SL来施加给选择晶体管Sx。选择晶体管Sx可以将驱动晶体管Dx与列线(未示出)耦接，而且选择线SL可以耦接到选择晶体管Sx的栅极。因此，选择线SL可以称作“选择栅极控制线”。
驱动器110还可以包括复位晶体管Rx和驱动晶体管Dx。用于将浮置扩散FD与供电电压端子VDD耦接的复位晶体管Rx可以用来响应于复位信号而将浮置扩散FD复位。驱动晶体管Dx可以具有耦接到浮置扩散FD的栅极，并且将供电电压端子VDD与选择晶体管Sx耦接。驱动晶体管Dx可以用来产生与由光电转换元件PD产生的光电荷相对应的输出信号Pout。
像素PX1至PX9之中的每个像素中的驱动器110可以沿列方向CD定位于光电转换元件PD的一侧或另一侧处。例如，在像素阵列100中的定位于第N列或偶数列中的每个像素中，驱动器110可以定位于光接收器10的底部处。此外，在像素阵列100的定位于第(N-1)列或第(N+1)列或奇数列中的每个像素中，驱动器110可以定位于光接收器10的顶部处。因此，各个像素PX1至PX9的驱动器110可以按照基于行的之字形来布置。例如，第(M-1)行、第M行和第(M+1)行的每个行中的像素的驱动器110可以按照之字形布置。
虽然像素PX1至PX9的驱动器110按照基于行的之字形布置，但是像素阵列100中的各个像素PX1至PX9的驱动器110可以沿行方向RD对齐。此时，定位于任意一行处的像素之中的定位于奇数列或偶数列处的像素的驱动器110与定位于与对应行邻近的行处的像素之中的定位于偶数列或奇数列处的像素的驱动器110可以沿行方向RD对齐。选择线SL可以耦接到各个像素PX1至PX9的沿行方向RD对齐的驱动器110。例如，定位于奇数列(例如，定位于第M行处的像素之中的第(N-1)列和第(N+1)列)处的第四像素PX4和第六像素PX6的驱动器110可以与定位于偶数列(例如，定位于与第M行邻近的第(M-1)行处的像素之中的第N列)处的第二像素PX2的驱动器110沿行方向RD对齐。即，第四像素PX4、第二像素PX2和第六像素PX6的驱动器110可以耦接到定位于第M行处的第二选择线SL2。由于像素阵列100中的像素PX1至PX9的驱动器110沿行方向RD和列方向CD对齐，因此耦接到各个像素PX1至PX9的驱动器110的选择晶体管Sx的选择线SL可以具有直线形状。这样的配置能够防止由FPN导致的特性劣化(例如，图像质量的劣化)，同时降低用于包括选择线SL的导线的设计和制造工艺的难度水平。
根据当前实施例的图像传感器可以包括对应于像素阵列100的滤色器阵列120和图像阵列200。
参见图3，滤色器阵列120可以包括与各个像素PX1至PX9相对应的多个滤色器121至129。例如，滤色器阵列120可以包括分别与第一像素PX1至第九像素PX9相对应的第一滤色器121至第九滤色器129。滤色器121至129中的每个可以用单个滤色器或多滤色器来实施，单个滤色器包括从由红色滤色器、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、IR截止滤色器、IR穿透滤色器和用于通过特定波长带的带通滤色器构成的组中选择的任何一种滤色器，多滤色器包括其中的两种或更多种滤色器。例如，滤色器阵列120可以包括拜尔(Bayer)模式，在拜尔模式中，重复RGr/GbB。此时，第二滤色器122和第八滤色器128可以设置成蓝色滤色器B。邻近于蓝色滤色器的第一滤色器121、第三滤色器123、第七滤色器127和第九滤色器129可以设置成第一绿色滤色器Gb。第四滤色器124和第六滤色器126可以设置成红色滤色器R，而邻近于红色滤色器R的第五滤色器125可以设置成第二绿色滤色器Gr。
参见图4，图像阵列200可以包括多个图像点201至209，多个图像点201至209按照M×N矩阵结构布置从而对应于各个像素PX1至PX9，并且通过各个像素PX1至PX9的输出信号Pout来实施，其中，M和N是自然数。例如，图像阵列200可以包括分别与第一像素PX1至第九像素PX9相对应的第一图像点201至第九图像点209。第二图像点202和第八图像点208可以通过感测到被蓝色滤色器B分色的入射光的第二像素PX2和第八像素PX8的输出信号Pout来实施。第二图像点202和第八图像点208能够显示蓝色。第四图像点204和第六图像点206可以通过感测到由被红色滤色器R分色的入射光的第四像素PX4和第六像素PX6的输出信号Pout来实施。第四图像点204和第六图像点206能够显示红色。第一图像点201、第三图像点203、第五图像点205、第七图像点207和第九图像点209可以通过感测到被绿色滤色器Gb和Gr分色的入射光的第一像素PX1、第三像素PX3、第五像素PX5、第七像素PX7和第九像素PX9的输出信号Pout来实施。第一图像点201、第三图像点203、第五图像点205、第七图像点207和第九图像点209能够显示绿色。
在根据当前实施例的图像传感器中，图1中的像素阵列100中的任意一个像素的位置可以不对应于图4中的图像阵列200中的与该像素相对应的图像点的位置，以便于防止由FPN导致的特性劣化。此外，与像素阵列100中的任意一个像素邻近的像素的位置可以对应于图像阵列200中的与该邻近的像素相对应的图像点的位置。例如，像素阵列100中的第一像素PX1和第二像素PX2可以定位于同一行处，而与第一像素PX1相对应的第一图像点201和与第二像素PX2相对应的第二图像点202可以定位于彼此不同的行处。
更具体地，与定位于像素阵列100中的第M行、奇数列处的像素相对应的图像点以及与定位于像素阵列100中的第(M-1)行或第(M+1)行、偶数列处的像素相对应的图像点可以定位于图像阵列200中的同一行处。例如，当第二选择线SL2被使能时，第二像素PX2能够从定位于第(M-1)行处的像素之中被选中，而第四像素PX4和第六像素PX6能够从定位于第M行处的像素之中被选中。因此，第四像素PX4、第二像素PX2和第六像素PX6的输出信号Pout可以经由布置在相应的列处的列线(未示出)输出。在像素阵列100中，第四像素PX4和第六像素PX6可以定位于第M行与第(N-1)列之间的相交处和第M行与第(N+1)列之间的相交处。在图像阵列200中，与第四像素PX4和第六像素PX6相对应的第四图像点204和第六图像点206可以定位于第M行与第(N-1)列之间的相交处和第M行与第(N+1)列之间的相交处。即，像素阵列100中的第四像素PX4和第六像素PX6的位置可以对应于图像阵列200中的第四图像点204和第六图像点206的位置。此外，像素阵列100中的第二像素PX2可以定位于第(M-1)行与第N列之间的相交处，但是图像阵列200中的与第二像素PX2相对应的第二图像点202可以定位于第M行与第N列之间的相交处。即，像素阵列100中的第二像素PX2的位置可以不对应于图像阵列200中的第二图像点202的位置。
这样，当任意一个选择线SL被使能时，从奇数列输出的像素和从偶数列输出的像素可以定位于像素阵列100中的不同行处，但是定位于图像阵列200中的同一行处。即，由于定位于图像阵列200中的任意一行处的图像点具有这样的结构：在像素阵列100中布置在行处的像素和邻近于该行的像素交替布置，因此图像传感器能够防止由FPN导致的特性劣化，例如，图像质量的劣化。
即使在像素阵列100中物理上出现FPN，根据当前实施例的图像传感器也能够防止通过输出信号Pout实施的图像阵列200中的FPN的表现。即，图像传感器能够显示移除了FPN的图像。
虽然未图示，但是像素阵列100中的多个像素之中的定位于奇数行处的像素和定位于奇数列处的像素可以具有相同的平面形状，而定位于偶数行处的像素和定位于奇数列处的像素可以具有相同的平面形状，以便于在光接收器10具有共享像素结构时防止FPN的出现。同时，定位于偶数行、奇数列处的像素的平面形状与定位于奇数行、奇数列处的像素的平面形状可以沿行方向RD彼此对称。即，定位于偶数行、奇数列处的像素的平面形状与定位于奇数行、奇数列处的像素的平面形状可以沿侧-对-侧方向彼此对称。
此外，所述多个像素之中的定位于奇数行、偶数列处的像素可以具有相同的平面形状。定位于奇数行、偶数列处的像素的平面形状可以与定位于奇数行、奇数列处的像素的平面形状沿列方向CD对称。即，定位于奇数行、偶数列处的像素的平面形状可以与定位于奇数行、奇数列处的像素的平面形状沿顶-到-底方向对称。
此外，所述多个像素之中的定位于偶数行、偶数列处的像素可以具有相同的平面形状。定位于偶数行、偶数列处的像素的平面形状可以与定位于偶数行、奇数列处的像素的平面形状沿列方向CD对称。即，定位于偶数行、偶数列处的像素的平面形状可以与定位于偶数行、奇数列处的像素的平面形状沿顶-到-底方向对称。
根据以上描述的实施例的图像传感器可以用在各种电子设备或系统中。在下文中，将参照图5来描述根据实施例的图像传感器应用于相机的情形。
图5是示意性地示出了包括根据一个实施例的图像传感器的电子设备的示例的示图。
参见图5，包括根据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动态图像的相机。该电子设备可以包括图像传感器900、光学系统或光学透镜910、快门单元911、信号处理单元912和驱动单元913。驱动单元913可以控制和/或驱动图像传感器900、快门单元911和信号处理单元912。
光学系统910可以将来自物体(未示出)图像光或入射光引导至图像传感器900的像素阵列(参见图1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可以控制图像传感器900的光照时段和遮光时段。驱动单元913可以控制图像传感器900的传输操作和快门单元911的快门操作。信号处理单元912可以执行对于从图像传感器900输出的信号的各种类型的信号处理。图像信号Dout在通过信号处理单元912的信号处理之后可以储存在诸如存储器的储存介质中或者输出给监控器等。
根据当前实施例，图像传感器能够防止由FPN导致的特性劣化，并且降低包括选择线的导线的设计和制造工艺的难度水平。
虽然出于说明的目的已经描述了各种实施例，但是对于本领域技术人员将明显的是，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种改变和修改。

Claims (19)

1.一种图像传感器，包括：
像素阵列，其具有按照矩阵结构布置的多个像素；以及
图像阵列，其包括按照矩阵结构来布置且通过相应的像素的输出信号来实施的多个图像点，
其中，像素阵列中的第一像素的位置不对应于图像阵列中的与第一像素相对应的图像点的位置，以及
像素阵列中的邻近于第一像素的第二像素的位置对应于图像阵列中的与第二像素相对应的图像点的位置。
2.如权利要求1所述的图像传感器，其中，像素阵列中的第一像素和第二像素定位于同一行处，而图像阵列中的与第一像素相对应的图像点定位于与对应于第二像素的图像点不同的行处。
3.如权利要求1所述的图像传感器，其中，与像素阵列中的定位于第M行、奇数列处的像素相对应的图像点和与像素阵列中的定位于第(M-1)行或第(M+1)行、偶数列处的图像点定位于图像阵列中的同一行处，其中，M是自然数。
4.如权利要求1所述的图像传感器，其中，每个像素包括：
光接收器，其包括一个或多个光电转换元件；以及
驱动器，其包括选择晶体管，并且定位于邻近于光接收器处。
5.如权利要求4所述的图像传感器，其中，第一像素的驱动器定位于第一像素的光接收器的第一侧处，而第二像素的驱动器定位于第二像素的光接收器的第二侧处。
6.如权利要求4所述的图像传感器，其中，像素阵列中的定位于奇数列处的像素的驱动器定位于其光接收器的第二侧处，而定位于偶数列处的像素的驱动器定位于其光接收器的第一侧处。
7.如权利要求4所述的图像传感器，其中，像素阵列中的定位于第M行、奇数列处的像素的驱动器分别与定位于第(M-1)行或第(M+1)行、偶数列处的像素的驱动器沿行方向对齐，其中，M是自然数。
8.如权利要求1所述的图像传感器，其中，像素阵列中的多个像素之中的定位于奇数列处的像素具有相同的平面形状，定位于偶数列处的像素具有相同的平面形状，而定位于偶数列处的像素的平面形状与定位于奇数列处的像素的平面形状沿列方向对称。
9.一种图像传感器，包括：
像素阵列，其具有按照矩阵结构布置的多个像素；以及
多个选择线，它们沿行方向延伸，并且分别布置在像素阵列的行处，
其中，每个像素包括：
光接收器，其包括一个或多个光电转换元件；以及
驱动器，其包括选择晶体管且定位于邻近于光接收器处，以及
布置在像素阵列的每个行中的奇数列处的像素耦接到与布置在偶数列处的像素不同的选择线。
10.如权利要求9所述的图像传感器，其中，像素阵列中的定位于奇数列处的像素的驱动器定位于其光接收器的第二侧处，而定位于偶数列处的像素的驱动器定位于其光接收器的第一侧处。
11.如权利要求9所述的图像传感器，其中，像素阵列中的定位于第M行、奇数列处的像素的驱动器分别与定位于第(M-1)行或第(M+1)行、偶数列处的像素的驱动器沿行方向对齐，其中，M是自然数。
12.如权利要求9所述的图像传感器，其中，多个选择线耦接到相应的像素的选择晶体管的栅极。
13.如权利要求9所述的图像传感器，其中，多个选择线沿行方向成之字形耦接到多个像素。
14.如权利要求13所述的图像传感器，其中，每个选择线具有沿行方向延伸的直线形状。
15.如权利要求13所述的图像传感器，其中，像素阵列中的定位于第M行、奇数列处的像素的驱动器与定位于第(M-1)行或第(M+1)行、偶数列处的像素的驱动器耦接到同一选择线，其中，M是自然数。
16.如权利要求9所述的图像传感器，其中，像素阵列中的多个像素之中的定位于奇数列处的像素具有相同的平面形状，定位于偶数列处的像素具有相同的平面形状，而定位于偶数列处的像素的平面形状与定位于奇数列处的像素的平面形状沿列方向对称。
17.如权利要求9所述的图像传感器，还包括图像阵列，图像阵列包括按照矩阵结构来布置且通过相应的像素的输出信号来实施的多个图像点，
其中，像素阵列中的第一像素的位置不对应于图像阵列中的与第一像素相对应的图像点的位置，以及
像素阵列中的邻近于第一像素的第二像素的位置对应于图像阵列中的与第二像素相对应的图像点的位置。
18.如权利要求17所述的图像传感器，其中，像素阵列中的第一像素和第二像素定位于同一行处，而图像阵列中的与第一像素相对应的图像点定位于与对应于第二像素的图像点不同的行处。
19.如权利要求17所述的图像传感器，其中，与像素阵列中的定位于第M行、奇数列处的像素相对应的图像点和与像素阵列中的定位于第(M-1)行或第(M+1)行、偶数列处的像素相对应的图像点定位于图像阵列中的同一行处，其中，M是自然数。
CN201711204535.0A 2017-03-15 2017-11-27 图像传感器 Active CN108630715B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170032454A KR102398025B1 (ko) 2017-03-15 2017-03-15 이미지 센서
KR10-2017-0032454 2017-03-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108630715A true CN108630715A (zh) 2018-10-09
CN108630715B CN108630715B (zh) 2021-11-02

Family

ID=63520291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711204535.0A Active CN108630715B (zh) 2017-03-15 2017-11-27 图像传感器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10522577B2 (zh)
KR (1) KR102398025B1 (zh)
CN (1) CN108630715B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112946686A (zh) * 2019-12-09 2021-06-11 爱思开海力士有限公司 飞行时间感测系统及其中使用的图像传感器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101610367A (zh) * 2008-06-20 2009-12-23 索尼株式会社 图像处理装置、图像处理方法和制造设备
CN102158663A (zh) * 2011-04-15 2011-08-17 北京思比科微电子技术股份有限公司 Cmos图像传感器像素及其控制时序
CN103137642A (zh) * 2013-03-21 2013-06-05 北京思比科微电子技术股份有限公司 Cmos图像传感器的像素单元及cmos图像传感器
CN103913913A (zh) * 2013-12-10 2014-07-09 上海中航光电子有限公司 一种阵列基板及其制备方法、显示面板和显示装置
CN105047161A (zh) * 2015-08-26 2015-11-11 京东方科技集团股份有限公司 像素单元驱动装置、方法和显示装置
CN106098718A (zh) * 2016-08-08 2016-11-09 北京思比科微电子技术股份有限公司 一种传输空穴的图像传感器像素结构

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3976969B2 (ja) * 1999-12-02 2007-09-19 キヤノン株式会社 画像処理装置、画像処理方法及び記憶媒体

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101610367A (zh) * 2008-06-20 2009-12-23 索尼株式会社 图像处理装置、图像处理方法和制造设备
CN102158663A (zh) * 2011-04-15 2011-08-17 北京思比科微电子技术股份有限公司 Cmos图像传感器像素及其控制时序
CN103137642A (zh) * 2013-03-21 2013-06-05 北京思比科微电子技术股份有限公司 Cmos图像传感器的像素单元及cmos图像传感器
CN103913913A (zh) * 2013-12-10 2014-07-09 上海中航光电子有限公司 一种阵列基板及其制备方法、显示面板和显示装置
CN105047161A (zh) * 2015-08-26 2015-11-11 京东方科技集团股份有限公司 像素单元驱动装置、方法和显示装置
CN106098718A (zh) * 2016-08-08 2016-11-09 北京思比科微电子技术股份有限公司 一种传输空穴的图像传感器像素结构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112946686A (zh) * 2019-12-09 2021-06-11 爱思开海力士有限公司 飞行时间感测系统及其中使用的图像传感器
CN112946686B (zh) * 2019-12-09 2024-08-16 爱思开海力士有限公司 飞行时间感测系统及其中使用的图像传感器

Also Published As

Publication number Publication date
US20180269238A1 (en) 2018-09-20
KR102398025B1 (ko) 2022-05-17
KR20180105414A (ko) 2018-09-28
US10522577B2 (en) 2019-12-31
CN108630715B (zh) 2021-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070291982A1 (en) Camera module
CN106210572B (zh) 图像传感器以及操作图像传感器的方法
CN108538869B (zh) 图像传感器
TWI636560B (zh) 圖像感測器和具有該圖像感測器的電子設備
US10484620B2 (en) Image sensor having optical filter and operating method thereof
KR101714978B1 (ko) 컬러 앨리어싱의 감소를 위한 컬러 필터 어레이 패턴
KR20180013877A (ko) 반도체 장치 및 전자 기기
US20190043911A1 (en) Imaging device
US11616934B2 (en) Image sensor
US11181671B2 (en) Image sensor and electronic camera
JPWO2010100896A1 (ja) 撮像装置および両面照射型固体撮像素子
KR102551862B1 (ko) 이미지 센서
US8344312B2 (en) Color filter array having plural filter layers, image sensor including the same, and electronic device including the color filter array
US20200105818A1 (en) Image-capturing device and image sensor
CN108630715A (zh) 图像传感器
CN103443921B (zh) 背照式固态图像感测元件及其制造方法和成像装置
KR102219784B1 (ko) 컬러 필터 어레이 및 이를 구비한 이미지 센서
US10163961B2 (en) Image sensor
US20160219235A1 (en) Solid-state image pickup device
US20190306388A1 (en) Image sensor and camera
US10424609B2 (en) Image sensor with reduced fixed pattern noise
US8842203B2 (en) Solid-state imaging device and imaging apparatus
US10038018B2 (en) Image sensor having phase difference sensing pixels arranged in irregular hexagonal shape
EP3848966A1 (en) Pixel cell and method for manufacturing a pixel cell
US20230005980A1 (en) Image sensor

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant