CN116779623A - 图像传感器 - Google Patents

Abstract

提供了一种图像传感器。该图像传感器包括：设置在第一区域中的第一光电二极管(PD)；设置在第二区域中的第二PD，其中，第二区域小于第一区域并且与第一区域相邻；设置在第一区域中并且经由第一传输晶体管连接至第一PD的第一浮置扩散区域；经由第一复位晶体管连接至电源以及经由第二复位晶体管连接至第一浮置扩散区域的第二浮置扩散区域；第三浮置扩散区域，其设置在第二区域中，并且经由第二传输晶体管连接至第二PD，并且经由第一开关连接至第二浮置扩散区域；连接在第三浮置扩散区域和电源之间的电容器。

Description

图像传感器

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求于2022年3月15日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2022-00322235的优先权，所述申请的公开内容以引用方式全文并入本文中。

技术领域

本公开涉及一种图像传感器，具体地，涉及一种具有分离光电二极管(PD)结构的图像传感器。

背景技术

图像传感器是基于半导体的传感器，其被配置为基于光来产生电信号，并且其可以包括具有多个像素的像素阵列、用于驱动像素阵列和产生图像的电路等。图像传感器可以包括响应于外部光而产生电荷的PD、将由光电二极管产生的电荷转换为电信号的像素电路等。

图像传感器可以广泛地应用于各种装置(包括智能手机、平板个人电脑(PC)、笔记本电脑、电视、车辆等)、以及用于捕捉图像或视频的相机。最近，随着改进图像传感器的动态范围的研究的进展，对从包括引起闪烁效应的光源精确地感应光的研究也已经在积极地展开。

发明内容

本公开提供了一种图像传感器，其具有高动态范围(HDR)和改进的暗信号非均匀性(DSNU)。

本领域的普通技术人员将理解的是，可以利用本发明构思实现的目的和效果不限于上面已经特别描述的内容，并且通过下面的具体实施方式将更清楚地理解本发明构思的其它目的。

根据示例实施例，一种图像传感器包括：第一PD，其设置在第一区域中；第二PD，其设置在第二区域中，其中，第二区域小于第一区域，并且第二区域与第一区域相邻；第一浮置扩散区域，其设置在第一区域中，并且经由第一传输晶体管连接至第一PD；第二浮置扩散区域，其经由第一复位晶体管连接至电源，并且经由第二复位晶体管连接至第一浮置扩散区域；第三浮置扩散区域，其设置在第二区域中，并且经由第二传输晶体管连接至第二PD，并且经由第一开关连接至第二浮置扩散区域；以及电容器，其连接在第三浮置扩散区域和电源之间。第一PD和第二PD形成一个像素，并且第一开关设置在第二区域中。

根据示例实施例，一种图像传感器包括：衬底，其具有第一区域和第二区域；第一PD，其设置在衬底的第一区域中；第二PD，其小于第一PD，并且设置在衬底的第二区域中；第一浮置扩散区域，其设置在第一PD的上部分上，并且经由第一传输晶体管连接至第一PD；第二浮置扩散区域，其设置在第一区域中的第一PD的上部分上和第二区域中的第二PD的上部分上，并且经由第一复位晶体管连接至电源，并且经由第二复位晶体管连接至第一浮置扩散区域；第三浮置扩散区域，其设置在第二PD的上部分上，并且经由第二传输晶体管连接至第二PD并且经由第一开关连接至第二浮置扩散区域；电容器，其设置在第二PD的上部分上，并且连接在第三浮置扩散区域和电源之间；以及设置在第一区域的下部分和第二区域的下部分上的滤色器和微透镜。深沟槽隔离部(DTI)在第一区域和第二区域之间延伸穿过衬底，第一区域和第二区域形成一个像素，并且第一开关设置在第二浮置扩散区域和第三浮置扩散区域之间。

根据示例实施例，一种图像传感器包括：第一PD，其设置在第一区域中；第二PD，其设置在小于第一区域并与第一区域相邻的第二区域中；第一浮置扩散区域，其设置在第一区域中；第二浮置扩散区域，其设置在第一区域和第二区域中的每一个中；第三浮置扩散区域，其设置在第二区域中；第一传输晶体管，其设置在第一PD和第一浮置扩散区域之间；第二传输晶体管，其设置在第二PD和第三浮置扩散区域之间；第一复位晶体管，其设置在第二浮置扩散区域和电源之间；第二复位晶体管，其设置在第一浮置扩散区域和第二浮置扩散区域之间；第一开关，其在第二区域中设置在第三浮置扩散区域和第二浮置扩散区域之间；以及电容器，其在第二区域中设置在第三浮置扩散区域和电源之间。第一PD和第二PD形成一个像素，并且DTI在第一区域和第二区域之间延伸。

附图说明

将从下面结合附图的详细描述中更清楚地理解以上和其它各方面和特征，在附图中：

图1是示意性地表示根据示例实施例的包括图像传感器的图像处理设备的框图；

图2和图3是示意性地表示根据一个或多个示例实施例的包括图像传感器的图像处理设备的立体图；

图4是根据示例实施例的包括在图像传感器中的像素电路的电路图；

图5A是表示根据示例实施例的布置在第二光电二级管区域中的像素电路的概念图，并且图5B是根据比较示例的像素电路的结构；

图6是表示关于具有分离PD结构的图像传感器中的光强度的信噪比(SNR)的曲线图的示图；

图7A、图7B、图7C和图8是示意性地表示根据一个或多个示例实施例的包括在图像传感器中的像素阵列的平面图；

图9A和图9B是表示根据一个或多个示例实施例的在单位像素中，晶体管、浮置扩散区域和开关的位置的平面图；

图10是示出根据示例性实施例的沿着图9B的线I-I’截取的截面图。

具体实施方式

下文中，将结合附图描述示例实施例。在下面的描述中提供的各个示例实施例不排除与同样在本文中提供的另一示例或实施例或者没有在本文中提供但是依循本公开的另一示例或实施例的一个或多个特征相关联。将要理解的是，当元件或层被称为在另一元件或层“之上”或者“连接”或“耦接”至另一元件或层时，其可以直接在另一元件或层之上或者直接连接或直接耦接至另一元件或层，或者可以存在中间元件或中间层。相比之下，当元件被称为“直接在”另一元件或层“之上”或者“直接连接”或“直接耦接”到另一元件或层时，不存在中间元件或中间层。如本文所使用，术语“和/或”包括列出的一个或多个相关术语的任何组合和所有组合。当诸如“……中的至少一个”的表述在元件列表之后时，该表述修饰整个元件列表，而不是修饰列表中的单个元件。例如，表述“a、b和c中的至少一个”应理解为只包括a、只包括b、只包括c、包括a和b两者、包括a和c两者、包括b和c两者、或者包括a和b和c全部。相似参考数字表示附图中的相同元件，因此将省略其详细说明。

图1是示意性地表示根据示例实施例的包括图像传感器的图像处理设备的框图。

参照图1，根据示例实施例的图像处理设备1可以包括图像传感器10和图像处理器20。图像传感器10可包括像素阵列11、行驱动器12、列驱动器13、读出电路14和时序控制器15等。

图像传感器10可以根据从图像处理器20接收的控制命令来进行操作，并可以将从物体(即，待拍照目标)反射或发射的光转换为电信号，并且向图像处理器20输出电信号。包括在图像传感器10中的像素阵列11可包括多个像素PX，并且多个像素PX中的每一个可以包括接收光并且产生电荷的光电二极管(PD)。在示例实施例中，多个像素PX中的每一个可包括两个或更多个PD。

另外，多个像素PX中的每一个可以包括用于从由PD产生的电荷产生电信号的像素电路。例如，像素电路可以包括像素晶体管(诸如传输晶体管、驱动晶体管、选择晶体管、复位晶体管等)。当一个像素PX包括两个或更多个PD时，每个像素PX可以包括用于处理分别由两个或更多个PD产生的电荷的像素电路。也就是说，当一个像素PX包括两个或更多个PD时，像素电路可以包括传输晶体管、驱动晶体管、选择晶体管和复位晶体管中的两个或更多个。

在根据示例实施例的图像处理设备1中，一个像素PX可以包括第一PD和第二PD。因此，像素PX可以具有分离PD结构。此外，在根据示例实施例的图像处理设备1中，一个像素PX可以包括用于处理由第一PD产生的电荷的第一像素电路和用于处理由第二PD产生的电荷的第二像素电路。第一像素电路和第二像素电路可以分别包括多个半导体装置。第一像素电路可以从由第一PD产生的电荷产生并输出第一像素信号，第二像素电路可以从由第二PD产生的电荷产生并输出第二像素信号。第一像素信号和第二像素信号可以分别包括复位电压和像素电压。

行驱动器12可以以行为单位来驱动像素阵列11。例如，行驱动器12可以生成被配置为控制每个像素PX的传输晶体管的传输控制信号、被配置为控制每个像素PX的复位晶体管的复位控制信号、被配置为控制每个像素PX的选择晶体管的选择控制信号。

列驱动器13可以包括相关双采样器(CDS)、模数转换器(ADC)等。CDS可以执行相关双采样以通过连接至由行驱动器12供应的行选择信号选择的行中包括的像素PX的列线来获取像素信号。ADC可以将CDS的输出转换为数字信号，并且将数字信号传输至读出电路14。

读出电路14可以包括能够暂时存储数字信号的锁存电路或缓冲器电路、放大电路等。此外，读出电路14可以处理从列驱动器13接收的数字信号并产生图像数据。行驱动器12、列驱动器13和读出电路14的操作时序可以由时序控制器15确定。时序控制器15可以通过从图像处理器20传输的控制命令来操作。图像处理器20可以对从读出电路14输出的图像数据进行信号处理，并且可以向显示设备等输出信号处理过的数据，或可以将信号处理过的数据存储在诸如存储器的存储装置中。此外，当示例实施例的图像处理设备1被安装在自动驾驶车辆上时，图像处理器20可以将图像数据信号处理为信号，并在之后将信号处理过的数据传输到例如控制自动驾驶车辆的主控制器等。

图2和图3是示意性地表示根据示例实施例的包括图像传感器的图像处理设备的立体图。

参照图2，示例实施例的图像处理设备2可以包括被层压的多个芯片。例如，图像处理设备2可以包括：具有像素阵列区域或感测区域SA的上芯片40、具有逻辑电路区域LC的中间芯片50、以及具有存储器区域MC和伪区域DC的下芯片60。在一些示例实施例中，上芯片40和中间芯片50以晶圆级被层压，并且下芯片60可以以芯片级被附接到中间芯片50的下部分。

上芯片40可以包括其中布置有多个像素PX的感测区域SA、以及围绕感测区域SA的第一焊盘区域PA1。多个上焊盘PAD可以布置在第一焊盘区域PA1中。多个上焊盘PAD可以通过穿通件等分别连接至布置在中间芯片50的第二焊盘区域PA2中的焊盘，并且可以分别连接至逻辑电路区域LC的逻辑电路。

多个像素PX中的每一个可以包括接收光并产生电荷的PD和将由PD产生的电荷转换为电信号的像素电路等。PD可以包括有机PD、半导体PD等。在一些示例实施例中，多个像素PX可以各自包括多个半导体PD。像素电路可以包括用于将由PD产生的电荷转换为电信号的多个像素晶体管。

中间芯片50可以包括其中布置有逻辑电路的逻辑电路区域LC、以及围绕逻辑电路区域LC的第二焊盘区域PA2。逻辑电路区域LC的逻辑电路可以包括用于驱动布置在上芯片40上的像素电路的电路，例如，行驱动器、列驱动器、时序控制器等。逻辑电路区域LC的逻辑电路可以分别经由第一焊盘区域PA1中的焊盘和第二焊盘区域PA2中的焊盘以及穿通件连接至像素电路。

下芯片60可以包括存储器区域MC和伪区域DC。在一些示例实施例中，可以省略伪区域DC。此外，在一些示例实施例中，下芯片60可以具有封装结构。例如，存储器区域MC和伪区域DC分别被制作为芯片，然后被密封材料密封在一起，并因此，下芯片60可以具有包括两个芯片的封装结构。在存储器区域MC中，可以布置存储器装置(诸如动态随机存取存储器(DRAM)装置、静态RAM(SRAM)装置等)。然而，在存储器区域MC中的存储器装置可不限于DRAM装置或SRAM装置。存储器装置可以不布置在伪区域DC中。伪区域DC可以具有支撑上芯片40和上芯片50的功能，而不是存储数据的功能。存储器区域MC的存储器装置可以经由凸块、贯穿电极等电连接至中间芯片50的逻辑电路区域LC中的逻辑电路中的至少一些信号线。

参照图3，示例实施例的图像传感器3可以包括上芯片70和下芯片80。上芯片70可以包括其中设置有多个像素PX的感测区域SA、其中设置有用于驱动多个像素PX的装置的逻辑电路区域LC、以及围绕感测区域SA和逻辑电路区域LC的焊盘区域PA。多个上焊盘PAD布置在焊盘区域PA中，并且可以通过穿通件等分别连接至下芯片80中的存储器区域MC的存储器装置。下芯片80可以包括存储器区域MC和伪区域DC。下芯片80可以与图2的图像处理设备2中的下芯片60基本相同。因此，省略关于下芯片80的详细描述。

图4是表示根据示例实施例的包括在图像传感器中的像素电路的电路图，并且图5A是表示根据示例实施例的布置在第二PD区域中的像素电路的基本结构的概念图，并且图5B是表示根据比较示例的像素电路的基本结构的概念图。

参照图4至图5B，根据示例实施例的图像传感器100可以包括第一PD区域AR1和第二PD区域AR2。如图10所示，在第一PD区域AR1中，大PD(LPD)可以布置在衬底101上，并且在第二PD区域AR2中，小PD(SPD)可以布置在衬底101上。第一PD区域AR1可以通过使用由LPD产生的电荷来输出电信号。此外，第二PD区域AR2可以通过使用由SPD产生的电荷来输出电信号。LPD可以具有例如比SPD的尺寸大数十倍至数百倍的尺寸。在这里，尺寸可以表示水平面积。因此，如图5A和图7至图8所示，LPD可以具有比SPD的光接收区域的尺寸大数十倍至数百倍的光接收区域。

第一PD区域AR1中的像素电路可以包括第一传输晶体管TX1、第一复位晶体管RX1、第二复位晶体管RX2、驱动晶体管DX、以及选择晶体管SX。LPD可以经由第一传输晶体管TX1连接至第一浮置扩散区域FD1。第一传输晶体管TX1可以基于从行驱动器传输的传输控制信号将在LPD中积累的电荷传输至第一浮动扩散区FD1。LPD可以产生作为主要电荷载流子的电子。

在示例实施例的图像传感器100中，第一PD区域AR1可以通过使用第二复位晶体管RX2和第二浮置扩散区域FD2来调整由LPD产生的电荷的转换增益或像素容量。例如，可以导通第二复位晶体管RX2以组合第一浮置扩散区域FD1和第二浮置扩散区域FD2，并因此，可以增加像素容量和动态范围，并且可以改变转换增益。也就是说，在示例实施例的图像传感器100中，第一PD区域AR1可以具有双转换增益(DCG)结构。

由于积累在第一浮置扩散FD1中的电荷，驱动晶体管DX可以作为源极跟随器缓冲放大器来进行操作。驱动晶体管DX可以放大在第一浮置扩散区域FD1中积累的电荷，并将电荷传输至选择晶体管SX。选择晶体管SX根据由行驱动器输入的选择控制信号操作，并且可以执行开关操作和寻址操作。当选择控制信号从行驱动器施加到选择晶体管SX的栅极时，电压Vout可以通过连接至选择晶体管SX的列线输出。电压Vout可以由连接至列线的列驱动器和读出电路检测。

当电荷没有在第一浮置扩散区域FD1中积累时，列驱动器和读出电路可以检测复位电压，并且当电荷在第一浮置扩散区域FD1中积累时，列驱动器和读出电路可以检测像素电压。在示例实施例的图像传感器100中，CDS可以通过计算复位电压与像素电压之间的差来产生图像数据。

第二PD区域AR2的像素电路可以包括第二传输晶体管TX2、第一开关SW1、第二开关SW2和金属电容器Mcap。第一开关SW1和第二开关SW2可以被实施为晶体管。在一些示例实施例中，可以省略第二开关SW2。SPD可以经由第二传输晶体管TX2连接至第三浮置扩散区域FD3。基于从行驱动器传输的传输控制信号，第二传输晶体管TX2可以将在SPD中积累的电荷传输到第三浮置扩散区域FD3。SPD可以产生作为主要电荷载流子的电子。

当导通第二传输晶体管TX2时，由SPD产生的电荷可以移动到第三浮置扩散区域FD3。当截止第二传输晶体管TX2时，SPD可以响应于光而产生电荷，并且每当导通第二传输晶体管TX2时，由SPD产生的电荷可以移动并积累在第三浮置扩散区域FD3中。

此外，由SPD产生的电荷可以存储在金属电容器Mcap中。第二开关SW2可以设置在金属电容器Mcap和第三浮置扩散区域FD3之间。因此，金属电容器Mcap可以响应于由SPD、第二传输晶体管TX2的操作和第二开关SW2的操作产生的电荷的量来存储电荷。在示例实施例中，可以省略第二开关SW2，并且可以响应于由SPD和第二传输晶体管TX2的操作产生的电荷的量来将电荷存储在金属电容器Mcap中。

另外，第一开关SW1和第二开关SW2可以布置在金属电容器Mcap和第二浮置扩散区域FD2之间。因此，根据第一开关SW1和第二开关SW2的接通/关断操作，金属电容器Mcap中的电荷可以移动至第二浮置扩散区域FD2。如上所述，与LPD相比，SPD的光接收区域相对较小，并且可以更快地容易饱和。因此，如图4所示，SPD中的电荷移动并存储至金属电容器Mcap中，因此在这方面，可以防止SPD的饱和。

如图4所示，LPD和SPD可以共享列线，并在整个列线中输出电压Vout。因此，当通过列线输出与LPD的电荷相对应的第一像素电压时，SPD可以与列线分离。例如，当通过列线输出第一像素电压时，可以关断第二传输晶体管TX2和第一开关SW1中的至少一个以将SPD与列线分离。为了通过使用LPD的电荷来产生第一像素电压以及通过列线输出第一像素电压，可以导通第一传输晶体管TX1，并且可以在第一浮置扩散区域FD1中积累由LPD产生的电荷。

同样地，当通过列线输出与SPD的电荷相对应的第二像素电压时，LPD可以与列线分离。例如，当通过列线输出第二像素电压时，可以关断第一传输晶体管TX1以将LPD与列线分离。为了通过使用SPD的电荷来产生第二像素电压以及通过列线输出第二像素电压，可以导通第二传输晶体管TX2、第一开关SW1和第二复位晶体管RX2，使得第一浮置扩散区域FD1、第二浮置扩散区域FD2和第三浮置扩散区域FD3彼此连接。SPD的电荷可以在第一浮置扩散区域FD1、第二浮置扩散区域FD2和第三浮置扩散区域FD3中积累，并且由驱动晶体管DX转换为电压。

在示例实施例的图像传感器100中，SPD可以被用于感测包括闪烁效应的外部光源。例如，可以通过使用由SPD产生的电荷来产生精确代表外部光源(例如包括闪烁效应的LED)的图像，并且由LPD产生的电荷可以被用于产生通用图像。

此外，在示例实施例的图像传感器100中，可以使用SPD来改进图像传感器的动态范围。也就是说，通过调整LPD和SPD中的每一个中接收光的曝光时间，可以改进图像传感器的动态范围和图像质量。例如，为了改进图像传感器的动态范围，通过使用大约15毫秒的长效积分时间(EIT)信号，从SPD的电荷产生的第二像素电压可以只输出一次，而从LPD的电荷产生的第一像素电压可以输出多次。

在示例实施例的图像传感器100中，如图5A所示，第三浮置扩散区域FD3可以仅布置在第二PD区域AR2中。因此，第一开关SW1和第二开关SW2可以布置在第二PD区域AR2中，并且金属接触件可以不布置在第三浮置扩散区域FD3中。如上所述，可以省略将第三浮置扩散区域FD3连接至金属电容器Mcap的第二开关SW2。如图9A至图10所示，第二浮置扩散区域FD2可以分别布置在第一PD区域AR1和第二PD区域AR2中，并且可以经由金属接触件彼此连接。

在示例实施例的图像传感器100中，因为金属接触件没有设置在第三浮置扩散区域FD3中，所以暗信号非均匀性(DSNU)可以得到很大的改进。在这里，DSNU表示在没有光的黑暗条件(即，光没有入射到传感器的条件)下输出不同的像素值，并且其也可以被称为白色像素。DSNU可以是基本上由泄漏电流引起的。泄漏电流可以是由将两个PD彼此连接的金属接触件引起的，泄漏电流随着EIT的增大而增大。

作为参考，在根据比较示例的具有分离PD结构的图像传感器中，大部分像素晶体管和开关可以布置在其中布置有LPD的具有大面积第一PD区域AR1中。例如,根据如图5B表示的比较示例的图像传感器所示,第三浮置扩散区域FD3可以分别布置在LPD的第一PD区域AR1中和SPD的第二PD区域AR2中，并且为了将第一PD区域AR1中的第三浮置扩散区域FD3和第二PD区域AR2中的第三浮置扩散区域FD3彼此连接，金属接触件布置在第三浮置扩散区域中的每一个的节点上。此外，将第三浮置扩散区域连接至第二浮置扩散区域的第一开关SW1可以布置在第一PD区域AR1中。

在图5A和图5B中，TG2表示第二传输晶体管TX2的栅极，并且SWG1和SWG2可以分别表示第一开关SW1和第二开关SW2的栅极。此外，在第一PD区域AR1和第二PD区域AR2中，阴影线部分表示高浓度掺杂区域，所述高浓度掺杂区域可配置像素晶体管的第二浮置扩散区域FD2、第三浮置扩散区域FD3或源极/漏极区。另外，在第二浮置扩散区域FD2、第三浮置扩散区域FD3和金属电容器Mcap中的每一个中，指示为正方形的部分可以对应于金属接触件。

在根据比较示例的图像传感器中，在长EIT周期内，泄漏电流发生在第三浮置扩散区域FD3的金属接触件中，SPD的DSNU可能劣化，并且SNR可能下降。这是因为在用于获取HDR特性的分离PD结构中，执行了多次读出，存储在金属电容器Mcap中的信号通过第三浮置扩散区域被多次读出。在这里，如果使用信号溢出类型，则可以不执行CDS操作。因此，可不移除由在第三浮置扩散区域FD3中发生的泄漏电流造成的噪声，并因此，DSNU和SNR特性随着温度的升高而降低。

在HDR图像中，分别捕获长曝光时间图像和短曝光时间图像，并在之后将其组合，因此明亮的区域变得更加明亮，并且黑暗的区域变得更加黑暗，从而扩大亮度范围。相反，宽动态范围(WDR)是这样的技术：其通过将明亮区域的高速快门图像和黑暗区域的低速快门图像组合为一幅图像，从而改进明亮区域和黑暗区域的图像质量。

在根据示例实施例的图像传感器100中，如图5A所示，第三浮置扩散区域FD3可以仅布置在具有较小面积的SPD的第二PD区域AR2中，并且第一开关SW1和第二开关SW2可以布置在第二PD区域AR2中。图5A表示了包括在示例实施例的图像传感器100中的像素PX(见图1)中的一个的单位像素PXu的平面形状，更具体地，图5A表示了作为示例实施例的图像传感器100的核心的第二PD区域AR2中的像素电路的平面布置结构。

详细地，在示例实施例的图像传感器100中，单位像素PXu可以包括其中布置有LPD的第一PD区域AR1、以及其中布置有SPD的第二PD区域AR2。此外，第一PD区域AR1和第二PD区域AR2可以分别具有基本矩形形状，并可以通过深沟槽隔离部(DTI)结构彼此隔离。DTI结构可以被分类为从衬底的前方形成的前DTI(FDTI)结构和从衬底的后方形成的后DTI(BDTI)结构。在示例实施例的图像传感器100中，第一PD区域AR1和第二PD区域AR2可以通过FDTI结构彼此隔离。稍后将参照图10对DTI结构进行详细说明。

在第二PD区域AR2中，可以布置有第二传输晶体管TX2、第一开关SW1、第二开关SW2、第二浮置扩散区域FD2、第三浮置扩散区域FD3和金属电容器Mcap。在示例实施例的图像传感器100中，第三浮置扩散区域FD3仅布置在第二PD区域AR2中，相应地，第一开关SW1布置在第二PD区AR2中，并且可以不在第三浮置扩散区域FD3上形成额外的金属接触件。在第二PD区域AR2中，像素电路的整体结构可以具有围绕第三浮置扩散区域的T形。详细地，第二浮置扩散区域FD2、第一开关SW1、第三浮置扩散区域FD3、第二开关SW2和金属电容器Mcap布置在第一方向(X方向)上，并形成T形的头部部分。此外，第二传输晶体管TX2在第二方向(Y方向)上布置在与第三浮置扩散区域FD3相对应的部分上，并可以形成T型的尾部。

因此，在示例实施例的图像传感器100中，第三浮置扩散区域FD3可以仅布置在第二PD区域AR2中，并因此，金属接触件可以从作为泄漏电流的源的第三浮置扩散区域FD3的节点中省略，因此可以改进DSNU和SNR。在图5A中，单位像素PXu的第一PD区域AR1和第二PD区域AR2具有矩形形状，并且被布置成彼此相邻，但是单位像素PXu的形状不限于此。稍后将参照图7A至图8对单位像素的各种形状进行详细说明。

图6示出关于具有分离PD结构的图像传感器中的光强度的SNR曲线图，并且在图6中，X轴表示光强度lux*sec，并且Y轴表示SNR。

参照图6，从左至右显示了对应于LPD的高转换增益(HCG)的曲线图、对应于LPD的低转换增益(LCG)的曲线图、对应于SPD的转换增益的曲线图和对应于金属电容器Mcap的转换增益的曲线图。也就是说，位于左侧的LPD的HCG曲线图是根据第一浮置扩散区域的容量的SNR曲线图，左侧第二个的LPD的LCG曲线图是根据第一浮置扩散区域的和第二浮置扩散区域的总容量的SNR曲线图，左侧第三个的SPD的转换增益是根据第三浮置扩散区域的容量的SNR曲线图，并且位于右侧的金属电容器Mcap的转换增益是根据第三浮置扩散区域和金属电容器Mcap的总容量的SNR曲线图。

另外，在组合模式时，可能会出现诸如SNRdip或关于SNR的最小阈值(SNRmin)等问题。在这方面，SNRdip应该具有小尺寸，而SNRmin应该保持在高水平。如上所述，当金属接触件在第三浮置扩散区域FD3上时，由此产生的噪声增大并且DSNU劣化，并因此，可能会大大地降低SNRmin。在图6中，在关于SPD的转换增益和金属电容器Mcap的转换增益的曲线图中，通过黑点所示，SNRdip大规模地出现并且低于由直线指示的SNRmin。

根据示例实施例的图像传感器100，从第三浮置扩散区域FD3移除金属接触件，并因此，SDNU劣化和SNRmin的减小可以得到解决。例如，在示例实施例的图像传感器100中，通过从第三浮置扩散区域FD3移除一个金属接触件，SDNU可以改进约30％。

图7A至图8是示意性地表示根据一个或多个示例实施例的包括在图像传感器中的像素阵列的平面图。将简要提供或省略上面参照图1至图6提供的说明。

参照图7A，在示例实施例的图像传感器100a中，像素PX(见图1或图2)可以在第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)上布置成二维阵列结构。此外，每个像素PX可以包括其中布置有LPD的第一PD区域AR1、和其中布置有SPD的第二PD区域AR2。像素PX可以通过DTI结构彼此分离。在示例实施例的图像传感器100a中，像素PX可以通过DTI(例如，FDTI结构)彼此分离。

包括LPD的第一PD区域AR1和包括SPD的第二PD区域AR2可以分别具有基本矩形形状。第二PD区域AR2可以布置在第一PD区域AR1中的边缘部分。包括第一PD区域AR1和第二PD区域AR2的单位像素PXu1也可以具有基本矩形形状。因此，更详细地，除第二PD区域AR2以外，第一PD区域AR1可以具有矩形形状。如图7A所示，第二PD区域AR2可以位于第一PD区域AR1的顶点，但是第二PD区域AR2的位置不限于此。例如，第二PD区域AR2可以布置在第一PD区域AR1的一侧。另外，在示例实施例的图像传感器100a中，第一PD区域AR1和第二PD区域AR2可以通过DTI结构(例如，FDTI结构)彼此分隔。

参照图7B，在示例实施例的图像传感器100b中，像素PX可以在第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)上被布置成二维阵列结构。此外，每个像素PX可以包括其中布置有LPD的第一PD区域AR1、和其中布置有SPD的第二PD区域AR2。像素PX可以通过DTI结构彼此分离。在示例实施例的图像传感器100a中，像素PX可以通过DTI(例如，FDTI结构)彼此分离。

包括LPD的第一PD区域AR1和包括SPD的第二PD区域AR2可以分别具有基本矩形形状。第二PD区域AR2可以布置在第一PD区域AR1中的中心。包括第一PD区域AR1和第二PD区域AR2的单位像素PXu2也可以具有基本矩形形状。因此，更详细地，除第二PD区域AR2以外，第一PD区域AR1可以具有矩形环形状。如图7B所示，第二PD区域AR2可以位于第一PD区域AR1的中心，但是第二PD区域AR2的位置不限于此。例如，第二PD区域AR2可以布置成偏向于第一PD区域AR1的边缘部分，而不是在第一PD区域AR1的中心。此外，在示例实施例的图像传感器100b中，第一PD区域AR1和第二PD区域AR2可以通过DTI结构(例如，FDTI结构)彼此分隔。

参照图7C，在示例实施例的图像传感器100c中，像素PX可以在第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)上被布置成二维阵列结构。此外，每个像素PX可以包括其中布置有LPD的第一PD区域AR1、和其中布置有SPD的第二PD区域AR2。像素PX可以通过DTI结构彼此分离。在示例实施例的图像传感器100c中，像素PX可以通过FDTI结构彼此分离。

包括LPD的第一PD区域AR1和包括SPD的第二PD区域AR2可以分别具有基本矩形形状。不同于图7A的图像传感器100a和图7B的图像传感器100b，第二PD区域AR2可以被布置为遍及四个相邻的第一PD区域AR1。在图7C中，就包括像素PX的二维阵列结构而言，一个单位像素PXu3被指示为虚线矩形，其包括一个第一PD区域AR1和四个第二PD区域AR2的部分区域。然而，在功能方面，单位像素PXu3可以包括一个第一PD区域AR1和一个对应的第二PD区域AR2。例如，如图9B所示，单位像素PXu3’可以包括一个第一PD区域AR1和布置在右上方的一个第二PD区域AR2。更详细地，第一PD区域AR1可以具有拥有四个顶点的基本矩形形状，从四个顶点中的每一个移除了第二PD区域AR2的1/4。

如图7C所示，第二PD区域AR2可以被布置为遍及四个相邻的第一PD区域AR1。但是第二PD区域AR2的位置不限于此。例如，第二PD区域AR2可以被布置为遍及两个相邻的第一PD区域AR1。在上面的结构中，第二PD区域AR2可以布置在相对的两侧，并可以不布置在相对的另外两侧。这是因为单位像素PXu3必须包括第一PD区域AR1和第二PD区域AR2。此外，在示例实施例的图像传感器100c中，第一PD区域AR1和第二PD区域AR2可以通过DTI结构(例如，FDTI结构)彼此分隔。

参照图8，在示例实施例的图像传感器100d中，像素PX可以在第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)上被布置成二维阵列结构。此外，每个像素PX可以包括其中布置有LPD的第一PD区域AR1、和其中布置有SPD的第二PD区域AR2。像素PX可以通过DTI结构彼此分离。在示例实施例的图像传感器100d中，像素PX可以通过DTI结构(例如，FDTI结构)彼此分离。

在示例实施例的图像传感器100d中，包括LPD的第一PD区域AR1可以具有八边形形状，并且包括SPD的第二PD区域AR2可以具有基本矩形形状。另外，与图7C的图像传感器100c类似，第二PD区域AR2可以布置在四个相邻的第一PD区域AR1之间。更详细地，一个第二PD区域AR2可以被四个第一PD区域AR1包围。此外，四个第二PD区域AR2可以被布置为与第一PD区域AR1的八条边中的四条边相邻。

在图8中，就包括像素PX的二维阵列结构而言，一个单位像素PXu4被指示为虚线矩形，其包括一个第一PD区域AR1和四个第二PD区域AR2的部分区域。然而，在功能方面，单位像素PXu4可以包括一个第一PD区域AR1和一个对应的第二PD区域AR2。例如，单位像素PXu4可以包括一个第一PD区域AR1和布置在右上方的一个第二PD区域AR2。另外，在示例实施例的图像传感器100d中，第一PD区域AR1和第二PD区域AR2可以通过DTI结构(例如，FDTI结构)彼此分隔。

在示例实施例中，如上所述，LPD的第一PD区域AR1具有矩形形状或八边形形状，并且SPD的第二PD区域AR2具有矩形形状。然而，包括在每个像素PX中的第一PD区域AR1和第二PD区域AR2的形状并不限于上述形状。例如，第一PD区域AR1可以具有六边形形状。另外，第二PD区域AR2可以通常具有基本矩形形状。然而，当第二PD区域AR2布置在第一PD区域AR1中时，第二PD区域AR2可以具有各种形状，例如圆形形状、椭圆形形状、并非矩形形状的多边形形状等。

图9A和图9B是表示在图7C的图像传感器的单位像素中，晶体管、浮置扩散区域和开关的位置的平面图，并且图10是示出沿着图9B的线I-I’截取的截面图。

参照图9A，在示例实施例的图像传感器100c中，单位像素PXu3可以包括：包括LPD的第一PD区域AR1和包括SPD的第二PD区域AR2。如上所述，第一PD区域AR1和第二PD区域AR2可以通过DTI结构(例如，FDTI结构)彼此分隔。如上参照图7C所述，第一PD区域AR1和第二PD区域AR2可以各自具有基本矩形形状，并且第二PD区域AR2可以被布置为遍及四个相邻的第一PD区域AR1。

第一PD区域AR1可以包括：第一传输晶体管TX1、第一复位晶体管RX1、第二复位晶体管RX2、驱动晶体管DX和选择晶体管SX。此外，第一浮置扩散区域FD1和第二浮置扩散区域FD2可以布置在第一PD区域AR1中。另外，在电路连接关系方面，根据图4所示的电路图，第一PD区域AR1的第二浮置扩散区域FD2可以经由金属接触件连接至第二PD区域AR2的第二浮置扩散区域FD2。此外，第一浮置扩散区域FD1可以连接至驱动晶体管DX的栅极DG，并且电源电压Vpix可以连接至第一复位晶体管RX1和驱动晶体管DX的源极。列线可以连接至选择晶体管SX的漏极以输出电压Vout。

另外，在第一PD区域AR1中，TG1对应于第一传输晶体管TX1的栅极，RG1和RG2对应于第一复位晶体管RX1的栅极和第二复位晶体管RX2的栅极，DG对应于驱动晶体管DX的栅极，并且SG对应于选择晶体管SX的栅极。此外，在第一PD区域AR1中，阴影线部分表示高浓度掺杂区域，该区域可以配置第一浮置扩散区域FD1、第二浮置扩散区域FD2或像素晶体管的源极/漏极区域。

布置在第二PD区域AR2中的像素电路的结构与上面参照图5A的描述相同。然而，图9A中的第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)可以对应于图5A中的第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)旋转90°的状态。因此，在示例实施例的图像传感器100c中，第三浮置扩散区域FD3仅布置在SPD的第二PD区域AR2中，并且第一开关SW1也可以仅布置在第二PD区域AR2中。因此，金属接触件不布置在第三浮置扩散区域FD3上，并因此，可以改进DSNU和SNR。

参照图9B和图10，在示例实施例的图像传感器100c’中，单位像素PXu3'可以包括：包括LPD的第一PD区域AR1和包括SPD的第二PD区域AR2。第一PD区域AR1和第二PD区域AR2可以通过DTI结构(例如，FDTI结构)彼此分隔。第一PD区域AR1和第二PD区域AR2的形状可以与图9A所示的图像传感器100c的单位像素PXu3中的第一PD区域AR1和第二PD区域AR2的形状基本相同。

另外，关于像素电路，第二PD区域AR2的像素电路可以具有与图9A的图像传感器100c中的第二PD区域AR2的像素电路基本相同的结构。然而，第一PD区域AR1中的像素电路可以具有与图9A的图像传感器100c中的第一PD区域AR1不同的结构。更具体地,在图9A的图像传感器100c中,驱动晶体管DX和选择晶体管SX布置在第一PD区域AR1的中心部分,第一传输晶体管TX1和第二复位晶体管RX2可以布置在第一PD区域AR1的下端部分,并且第一复位晶体管RX1可以布置在第一PD区域AR1的与第二PD区域AR2相邻的右侧边缘部分。此外，由阴影线指示的高浓度掺杂剂区域可以被布置为彼此分离。

相反地，在示例实施例的图像传感器100c'中，第一传输晶体管TX1和第二复位晶体管RX2可以布置在第一PD区域AR1的中心部分，并且驱动晶体管DX和选择晶体管SX可以布置在第一PD区域AR1的下端部分。此外，第一复位晶体管RX1可以布置在第一PD区域AR1的右侧边缘部分，以与第二PD区AR2相邻。高浓度掺杂区域可以彼此连接。在一些示例实施例中，高浓度掺杂区域可以彼此分离。此外，基于图4的电路图，示例实施例的图像传感器100c’中的电路连接关系可以与图9A的图像传感器100c的电路连接关系基本相同。

参照图10，当描述了示例实施例的图像传感器100c’的竖直结构时，可以在衬底101上限定第一PD区域AR1和第二PD区域AR2。衬底101可以包括硅。然而，包括在衬底101中的材料并不限于硅。例如，衬底101可以包括单一半导体元素(诸如锗(Ge))、或化合物半导体(诸如碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、砷化铟(InAs)或磷化铟(InP))。

滤色器170和微透镜180可以布置在衬底101的下表面。滤色器170可以通过金属光栅172分离。金属光栅172可以包括例如钨(W)。然而，包括在金属光栅172中的材料不限于W。示例实施例的图像传感器100c’可以包括后侧照明(BSI)结构，在BSI结构中，滤色器170和微透镜180被布置为基于衬底101与像素电路和布线层相对。因此，光可以入射在衬底101的下表面上。另外，滤色器和微透镜基于衬底101在与像素电路和布线层相同的方向上形成的结构(即，滤色器和微透镜布置在布线层上的结构)被称为前侧照明(FSI)结构。

在衬底101中，LPD 110L可以布置在第一PD区域AR1中，并且SPD 110S可以布置在第二PD区域AR2中。LPD 110L和SPD 110S可以占据衬底101在竖直方向上的除衬底101的上部分之外的大部分。在这里，竖直方向可以表示垂直于衬底101的上表面或下表面的方向。另外，第一PD区域AR1和第二PD区域AR2可以通过DTI 130彼此分离。

DTI 130可以具有在竖直方向上穿过衬底101的结构。由于DTI130具有穿过衬底101的结构，因此可以防止倾斜入射到衬底101的光所引起的串扰。此外LPD 110L和SPD110S可以被形成为与DTI 130相邻，因此，可以增大光接收区域，并且可以改进填充因子。

DTI 130可以包括导电层132和绝缘层134。导电层132可以包括例如多晶硅或掺杂杂质的多晶硅。然而，导电层132的材料并不限于上面的示例。例如，导电层132可以包括金属、金属硅化物、含金属导电材料等。绝缘层134可以包围导电层132的外部部分，并且可以将导电层132与衬底101绝缘。绝缘层134可以包括例如氧化物材料或氮化物材料(诸如氧化硅、氮化硅、氧化氮化硅等)。然而，绝缘层134的材料并不限于上面的示例。

像素电路可以布置在衬底101的上部分上。图10只显示了沿着图9B的线I-I’暴露的像素电路，其它没有在图中显示的像素电路可以沿着垂直于纸平面的方向被布置在内部或外部。图10所示的像素电路可以包括布置在第一PD区域AR1中的衬底101的上部分上的第一传输晶体管TX1、第二复位晶体管RX2、驱动晶体管DX、以及选择晶体管SX。

第一传输管TX1的栅极TG1可以具有竖直结构150V。因此，第一传输晶体管TX1的栅极TG1可以沿着竖直方向延伸穿过衬底101的上部分，并且可以连接至LPD 110L。第一传输晶体管TX1的栅极TG1可以包括诸如掺杂硅的导电材料。

第二复位晶体管RX2的栅极RG2、驱动晶体管DX的栅极DG和选择晶体管SX的栅极SG可以具有水平结构150S。因此，具有水平结构150S的栅极RG2、栅极DG和栅极SG可以布置在衬底101的上表面上。

高浓度掺杂区域140可以布置在衬底101的上表面的部分中，并且可以形成像素晶体管的第一浮置扩散区域FD1、第二浮置扩散区域FD2和源极/漏极区域。例如，第一传输晶体管TX1的栅极TG1和第二复位晶体管RX2的栅极RG2之间的高浓度掺杂区域140可以形成第一浮置扩散区域FD1。此外，位于第二复位晶体管RX2的栅极RG2的与第一浮置扩散区域FD1相对的一侧的高浓度掺杂区域140可以形成第二浮置扩散区域FD2。另外，位于驱动晶体管DX的栅极DG以及选择晶体管SX的栅极SG的相对侧的高浓度掺杂区域140可以形成驱动晶体管DX和选择晶体管SX的源极/漏极区域。

势垒层(PBL)120可以形成在衬底101的位于LPD 110L上面的上部分中。PBL 120可以对应于p型掺杂区域。高浓度掺杂区域140可以包括n型掺杂区域。如图10所示，第一传输晶体管TX1的栅极TG1可以穿过PBL 120，并且可以连接至大PD 110L。p型阱103可以布置在衬底101的位于势垒层上面的上部分上。

第二传输晶体管TX2和第一开关SW1可以在第二PD区域AR2中布置在衬底101的上部分上。第二传输管TX2的栅极TG2可以具有竖直结构150V。因此，第二传输晶体管TX2的栅极TG2可以沿着竖直方向延伸穿过衬底101的上部分，并且可以连接至小PD 110S。第二传输晶体管TX2的栅极TG2可以包括例如导电材料(诸如掺杂硅)。第一开关SW1的栅极SWG1可以具有水平结构150S。因此，具有水平结构150S的栅极SWG1可以布置在衬底101的上表面上。

另外，高浓度掺杂区域140可以布置在衬底的上表面的部分中，并且形成第二浮置扩散区域FD2和第三浮置扩散区域FD3。例如，在第一开关SW1的栅极SWG1和第二传输晶体管TX2的栅极TG2之间的高浓度掺杂区140可以形成第三浮置扩散区域FD3。此外，位于第一开关SW1的栅极SWG1的与第三浮置扩散区域FD3相对的一侧的高浓度掺杂区域140可以形成第二浮置扩散区域FD2。

PBL 120可以形成在衬底101的位于小PD 110S上面的上部分中。PBL 120可以对应于p型掺杂区域。如图10所示，第二传输晶体管TX2的栅极TG2可以穿过PBL 120，并且可以连接至小PD 110S。

另外，对应于图9B所示的像素电路之间的连接关系，第一PD区域AR1的第二浮置扩散区域FD2与第二PD区域AR2的第二浮置扩散区域FD2可以经由布线层160连接。此外，在第一PD区域AR1中，第一浮置扩散区域FD1可以经由布线层160连接至驱动晶体管DX的栅极DG。布线层160可以包括金属接触件。另外，电源电压Vpix经由接线层160连接至第一PD区域AR1的驱动晶体管DX的源极，并且列线可以连接至选择晶体管SX的漏极以输出电压Vout。

尽管已经特定地示出和描述了示例实施例的各方面，但是将理解的是，在不偏离所附权利要求的精神和范围的情况下，可在形式和细节上进行各种变化。

Claims (20)

1.一种图像传感器，包括：

第一光电二极管，其设置在第一区域中；

第二光电二极管，其设置在第二区域中，其中，所述第二区域小于所述第一区域，并且所述第二区域与所述第一区域相邻；

第一浮置扩散区域，其设置在所述第一区域中，并且经由第一传输晶体管连接至所述第一光电二极管；

第二浮置扩散区域，其经由第一复位晶体管连接至电源并且经由第二复位晶体管连接至所述第一浮置扩散区域；

第三浮置扩散区域，其设置在所述第二区域中，并且经由所述第二传输晶体管连接至所述第二光电二极管，并且经由第一开关连接至所述第二浮置扩散区域；以及

电容器，其连接在所述第三浮置扩散区域与所述电源之间，

其中，所述第一光电二极管和所述第二光电二极管形成一个像素，并且所述第一开关设置在所述第二区域中。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括第二开关，所述第二开关设置在所述电容器和所述第三浮置扩散区域之间。

3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，在所述第二区域中，所述第二传输晶体管、所述第一开关和所述第二开关被布置成围绕所述第三浮置扩散区域的平面T形。

4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，所述第二浮置扩散区域、所述第一开关、所述第三浮置扩散区域、所述第二开关、以及所述电容器在第一方向上布置，并形成所述平面T形的头部，并且

其中，所述第二传输晶体管在垂直于所述第一方向的第二方向上设置在与所述第三浮置扩散区域相对应的位置，并形成所述平面T形的尾部。

5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第三浮置扩散区域没有金属接触件。

6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一区域和所述第二区域通过深沟槽隔离部彼此隔离，并且

其中，所述第二浮置扩散区域的第一部分设置在所述第一区域中，并且所述第二浮置扩散区域的第二部分设置在所述第二区域中并且经由布线层连接至所述第一部分。

7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一传输晶体管具有竖直结构并且连接至所述第一光电二极管，并且

其中，所述第二传输晶体管具有竖直结构并且连接至所述第二光电二极管。

8.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，势垒层设置在所述第一光电二极管和所述第二光电二极管上，并且

其中，所述第一传输晶体管和所述第二传输晶体管穿过所述势垒层分别连接至所述第一光电二极管和所述第二光电二极管。

9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述一个像素是以二维阵列布置的多个像素中的一个，

其中，所述第一区域和所述第二区域各自具有平面矩形形状，并且

其中，所述第二区域设置在所述第一区域的中心、所述第一区域的外边缘或者多个相邻的第一区域之间。

10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述一个像素是以二维阵列布置的多个像素中的一个，

其中，所述第一区域具有八边形形状并且所述第二区域具有矩形形状，并且

其中，所述第二区域是交替地设置在所述第一区域的八条边中的四条边上的四个第二区域中的一个。

11.一种图像传感器，包括：

衬底，其具有第一区域和第二区域；

第一光电二极管，其设置在所述衬底的所述第一区域中；

第二光电二极管，其小于所述第一光电二极管，并且设置在所述衬底的所述第二区域中；

第一浮置扩散区域，其设置在所述第一光电二极管的上部分上，并且经由第一传输晶体管连接至所述第一光电二极管；

第二浮置扩散区域，其设置在所述第一区域中的所述第一光电二极管的所述上部分上以及所述第二区域中的所述第二光电二极管的上部分上，并且经由第一复位晶体管连接至电源，并且经由第二复位晶体管连接至所述第一浮置扩散区域；

第三浮置扩散区域，其设置在所述第二光电二极管的所述上部分上，并且经由第二传输晶体管连接至所述第二光电二极管，并且经由第一开关连接至所述第二浮置扩散区域；

电容器，其设置在所述第二光电二极管的所述上部分上，并且连接在所述第三浮置扩散区域和所述电源之间；以及

设置在所述第一区域的下部分和所述第二区域的下部分上的滤色器和微透镜，

其中，深沟槽隔离部在所述第一区域和所述第二区域之间延伸穿过所述衬底，所述第一光电二极管和所述第二光电二极管形成一个像素，并且所述第一开关设置在所述第二浮置扩散区域和所述第三浮置扩散区域之间。

12.根据权利要求11所述的图像传感器，还包括第二开关，所述第二开关设置在所述电容器和所述第三浮置扩散区域之间，

其中，在所述第二区域中，所述第二传输晶体管、所述第一开关、以及所述第二开关被设置成围绕所述第三浮置扩散区域的平面T形。

13.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述第一区域中的所述第二浮置扩散区域和所述第二区域中的所述第二浮置扩散区域经由布线层彼此连接。

14.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，势垒层设置在所述第一光电二极管的上部分上和所述第二光电二极管的上部分上，并且

其中，所述第一传输晶体管和所述第二传输晶体管具有竖直结构，并且穿过所述势垒层分别连接至所述第一光电二极管和所述第二光电二极管。

15.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述一个像素是以二维阵列结构布置的多个像素中的一个，

其中，所述第一区域和所述第二区域各自具有平面矩形形状，并且

其中，所述第二区域设置在所述第一区域的中心、所述第一区域的外边缘部分，或者设置在多个相邻的第一区域之间。

16.一种图像传感器，包括：

第一光电二极管，其设置在第一区域中；

第二光电二极管，其设置在小于所述第一区域并与所述第一区域相邻的第二区域中；

第一浮置扩散区域，其设置在所述第一区域中；

第二浮置扩散区域，其设置在所述第一区域和所述第二区域的每一个中；

第三浮置扩散区域，其设置在所述第二区域中；

第一传输晶体管，其设置在所述第一光电二极管和所述第一浮置扩散区域之间；

第二传输晶体管，其设置在所述第二光电二极管和所述第三浮置扩散区域之间；

第一复位晶体管，其设置在所述第二浮置扩散区域和电源之间；

第二复位晶体管，其设置在所述第一浮置扩散区域和所述第二浮置扩散区域之间；

第一开关，其在所述第二区域中设置在所述第三浮置扩散区域和所述第二浮置扩散区域之间；以及

电容器，其在所述第二区域中设置在所述第三浮置扩散区域和所述电源之间，

其中，所述第一光电二极管和所述第二光电二极管形成一个像素，并且深沟槽隔离部在所述第一区域和所述第二区域之间延伸。

17.根据权利要求16所述的图像传感器，还包括第二开关，所述第二开关设置在所述电容器和所述第三浮置扩散区域之间，

其中，在所述第二区域中，所述第二传输晶体管、所述第一开关、以及所述第二开关被设置成围绕所述第三浮置扩散区域的平面T形。

18.根据权利要求16所述的图像传感器，其中，所述第一区域中的所述第一浮置扩散区域和所述第二区域中的所述第二浮置扩散区域经由布线层彼此连接，并且

其中，所述第三浮置扩散区域没有金属接触件。

19.根据权利要求16所述的图像传感器，其中，所述一个像素是以二维阵列布置的多个像素中的一个，

其中，所述第一区域和所述第二区域各自具有平面矩形形状，并且

其中，所述第二区域设置在所述第一区域的中心、或者所述第一区域的外边缘部分、或者多个相邻的第一区域之间。

20.根据权利要求16所述的图像传感器，其中，所述一个像素是以二维阵列布置的多个像素中的一个，

其中，所述第一区域具有八边形形状，并且所述第二区域具有矩形形状，并且

其中，所述第二区域是交替地设置在所述第一区域的八条边中的四条边上的四个第二区域中的一个。