CN216435905U - 图像传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种图像传感器，包括半导体结构层，半导体结构层内具有呈阵列分布的感光像素区以及将多个感光像素区间隔开的沟槽隔离结构，沟槽隔离结构内设有第一电容极板和第二电容极板，第一电容极板和第二电容极板共同形成电容，电容电性连接于转换增益控制晶体管和复位晶体管之间。通过将电容设于沟槽隔离结构内，电容的设计不受像素大小及版图布局的限制，电容值可以做得更大，在降低低增益数值的同时，保持了像素高增益数值的特点，以得到更高的高低增益比例，为更好的HDR性能提供可能性，而且也不会影响沟槽隔离结构的性能。

Description

图像传感器

技术领域

本实用新型涉及图像传感器技术领域，特别是涉及一种图像传感器。

背景技术

图像传感器是指将光信号转换为电信号的装置，通常大规模商用的图像传感器芯片包括电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器芯片两大类。CMOS图像传感器和传统的CCD传感器相比，具有低功耗，低成本和与CMOS工艺兼容等特点，因此得到越来越广泛的应用。现在CMOS图像传感器不仅用于消费电子领域，例如微型数码相机(DSC)，手机摄像头，摄像机和数码单反(DSLR)中，而且在汽车电子，监控，生物技术和医学等领域也得到了广泛的应用。

CMOS图像传感器的像素单元是图像传感器实现感光的核心器件。最常用的像素单元为包含一个感光元件和多个晶体管的有源像素结构。这些器件中感光元件是感光单元，实现对光线的收集和光电转换，其它的MOS晶体管是控制单元，主要实现对感光元件的选中，复位，信号放大和读出的控制。

CMOS图像传感器按照入射光进入感光元件的路径不同，可以分为前照式和背照式两种图像传感器，前照式是指入射光从靠近电路连接层的一面进入感光元件的图像传感器，而背照式是指入射光从远离电路连接层的一面进入感光元件的图像传感器。

现有标准图像传感器具有大致60dB至70dB的有限动态范围。然而，现实世界的亮度的动态范围要大得多。自然景象通常跨越90dB及以上的范围。为同时捕获强光及阴影，已在图像传感器中使用了高动态范围(HDR)技术来增大所捕获的动态范围。增大动态范围的最常见技术为将用标准(低动态范围)图像传感器捕获的多个曝光合并成单个线性高动态图像，所述单个线性高动态范围图像具有比单个曝光图像大得多的动态范围。

最常见的高动态范围图像传感器解决方案中的方法中，为使得多个曝光进入单个图像传感器，在具有不同曝光积分时间或不同灵敏度的情况下，一个图像传感器可在单帧中具有多个不同的曝光，使用这种高动态范围图像传感器，可在单次拍摄中得到多个曝光图像。然而，与正常分辨率图像传感器相比，在使用这种高动态图像传感器的情况下，总图像分辨率降低了，举例来说，对应在一个图像传感器中组合4个不同曝光，每一个高动态范围图像传感器的分辨率仅为全分辨率图像的四分之一。另一种高动态范围图像传感器则是采用器件电容或直接利用复位晶体管RST和DCG控制晶体管的连接点对地产生的寄生电容以增强图像传感器的转换增益，提高图像传感器输出的动态范围。但是这种电容的设置会受到像素大小及版图布局的限制，电容的电容值无法做得更大，提高动态范围的效果并不理想。因此急需一款在不影响图像传感器的分辨率情况下，能够提高动态范围的图像传感器。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种图像传感器，以解决现有技术中图像传感器中动态范围难以有效提高等问题。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

本实用新型提供一种图像传感器，所述图像传感器包括：

半导体结构层，所述半导体结构层内具有呈阵列分布的感光像素区以及将多个所述感光像素区间隔开的沟槽隔离结构；

所述感光像素区内设有感光元件，所述沟槽隔离结构内设有第一电容极板和第二电容极板，所述第一电容极板和所述第二电容极板共同形成电容；

复位晶体管及转换增益控制晶体管，所述电容电性连接于所述转换增益控制晶体管和所述复位晶体管之间。

可选地，所述第一电容极板包括依次连接的第一极板部、中间弯折部及第二极板部，其中，所述第一极板部与所述第二极板部相对设置，所述第二电容极板设置于所述第一极板部与所述第二极板部之间。

可选地，所述第一电容极板的纵截面形状包括“V”字形或“U”字形。

可选地，所述沟槽隔离结构在所述半导体结构层表面的投影的形状与所述电容的在所述半导体结构层表面的投影的形状相同；或所述沟槽隔离结构的在所述半导体结构层表面的投影的形状为网格状，所述沟槽隔离结构内设有多个所述电容。

可选地，所述电容在所述半导体结构层表面的投影的形状包括直线形、“T”字形、倒“T”字形及“十”字形中的至少一种。

可选地，所述第一电容极板和所述第二电容极板其中之一与所述转换增益控制晶体管和复位晶体管电性连接，所述第一电容极板和所述第二电容极板其中之另一接地或接可变电压。

可选地，所述图像传感器包括设置在所述半导体结构层上的电路连接层，所述电路连接层中设有导电部，其中，所述第二电容极板通过所述导电部与所述转换增益控制晶体管和所述复位晶体管电性连接。

可选地，所述图像传感器还包括传输晶体管、浮动扩散区域、源极跟随晶体管以及选择晶体管；

所述传输晶体管连接于所述感光元件和所述浮动扩散区域，所述传输晶体管用于将所述感光元件的电信号转移至所述浮动扩散区域，所述源极跟随晶体管和所述复位晶体管均与所述浮动扩散区域电性连接，所述选择晶体管与所述源极跟随晶体管电性连接。

可选地，所述转换增益控制晶体管和所述复位晶体管设于两行所述感光像素区之间并沿着行方向排列；和/或，所述源极跟随晶体管和所述选择晶体管设于两列所述感光像素区之间并沿着列方向排列。

可选地，每个所述浮动扩散区域与相邻两个所述传输晶体管的栅极电性连接；和/或，每个所述源极跟随晶体管的栅极与相邻两个所述浮动扩散区域电性连接。

可选地，所述图像传感器包括光学结构层，所述沟槽隔离结构包括相对应的第一反射结构和第二反射结构，其中，所述第一反射结构位于所述光学结构层与所述第二反射结构之间，所述第一电容极板和所述第二电容极板设于第二反射结构内。

可选地，所述沟槽隔离结构包括相互对应的反射结构和吸光结构，所述反射结构位于所述沟槽隔离结构靠近所述光学结构层的一端并用于反射光线，所述吸光结构位于所述沟槽隔离结构靠近所述电路连接层的一端并用于吸收光线。

可选地，所述第一电容极板和所述第二电容极板设于吸光结构内。

本实用新型有益效果在于：通过将电容设于沟槽隔离结构内，电容的设计不受像素大小及版图布局的限制，电容的电容值可以做得更大，在降低低增益数值的同时，保持了像素高增益数值的特点，可以使得双增益的低增益部分继续降低，得到更高的高低增益比例，为更好的HDR性能提供可能性。

附图说明

图1是本实用新型中图像传感器的截面结构示意图；

图2是本实用新型中沟槽隔离结构的截面结构示意图；

图3是本实用新型中图像传感器的像素电路图之一；

图4是本实用新型中图像传感器的平面示意图之一；

图5是本实用新型中图像传感器的平面示意图之二；

图6是本实用新型图4中A-A处的截面结构示意图；

图7是本实用新型另一实施例中图像传感器的像素电路图；

图8是本实用新型另一实施例中图像传感器的像素电路图；

图9是本实用新型另一实施例中图像传感器的截面结构示意图；

图10是本实用新型另一实施例中沟槽隔离结构的截面结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的图像传感器的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

图1是本实用新型中图像传感器的截面结构示意图，图2是本实用新型中沟槽隔离结构的截面结构示意图，图3是本实用新型中图像传感器的像素电路图之一，图4是本实用新型中图像传感器的平面示意图之一，图5是本实用新型中图像传感器的平面示意图之二，图6是本实用新型中电容与转换增益控制晶体管和复位晶体管连接处的截面结构示意图，图7是本实用新型另一实施例中图像传感器的平面示意图，图8是本实用新型又一实施例中图像传感器的平面示意图，图9是本实用新型另一实施例中图像传感器的截面结构示意图，图10是本实用新型另一实施例中沟槽隔离结构的截面结构示意图。

实施例一：

如图1至图6所示，本实用新型提供的一种图像传感器，包括半导体结构层20，半导体结构层20内具有呈阵列分布的感光像素区21(像素单元)以及将多个感光像素区21间隔开的沟槽隔离结构22。其中，感光像素区21内设有感光元件(如，光电二极管PD)，感光元件用于在曝光过程中将包含图像信息的光信号经光电效应转换为电信号。另外，在一示例中，可以是沟槽隔离结构22贯穿半导体结构层20。

另外，在半导体结构20的感光像素区21中还设有复位晶体管RST和转换增益控制晶体管DCG。复位晶体管RST根据复位控制信号对浮动扩散区域FD的电压进行复位，转换增益控制晶体管DCG分别与复位晶体管RST和浮动扩散区FD电性连接。

本实用新型中，电容VC设于转换增益控制晶体管DCG和复位晶体管RST之间并与转换增益控制晶体管DCG和复位晶体管RST电性连接，以通过高低增益模式切换，实现像素电路的转换增益控制，提高图像传感器的动态范围。进一步地，沟槽隔离结构22内设有第一电容极板221和第二电容极板222，第一电容极板221和第二电容极板222相互绝缘且间隔设置，第一电容极板221和第二电容极板222共同形成电容VC，电容VC与转换增益控制晶体管DCG和复位晶体管RST电性连接。其中，第一电容极板221和第二电容极板222可以通过沟槽隔离结构22的材料绝缘间隔开，当然，也可以通过其他介质层绝缘间隔开。

本实用新型通过将电容VC设于沟槽隔离结构22内，电容VC的设计不受像素大小及版图布局的限制，电容VC的电容值可以做得更大，在降低低增益数值的同时，保持了像素高增益数值的特点，双增益的低增益部分可以继续降低，以得到更高的高低增益比例，为更好的HDR性能提供可能性，而且将电容VC设于沟槽隔离结构22内，在版图设计上增加了电容VC的可用空间，在不影响像素间隔离性能的同时，增加了低增益的电容，为进一步降低低增益提供可能性，提高了图像传感器的整体性能。

在一示例中，第一电容极板221的数量为两个且在远离复位晶体管及转换增益控制晶体管的栅极的一端连接在一起，第二电容极板222位于两个第一电容极板221之间。在另一示例中，所述第一电容极板221包括依次连接的第一极板部、中间弯折部及第二极板部，其中，所述第一极板部与所述第二极板部相对设置，所述第二电容极板222设置于所述第一极板部与所述第二极板部之间。需要说明的是，所述第一极板部与所述第二极板部相对设置可以是完全正对，也可以是具有部分错位，第二电容极板222形成在二者之间，同时与两侧的第一极板部与第二极板部同时形成电容VC。

优选地，第一电容极板221的截面形成倒“V”字形或倒“U”字形。当然，在其他实施例中，第一电容极板221和第二电容极板222的数量均可设置多个，多个第一电容极板221的截面呈梳状，多个第二电容极板222的截面呈梳状，第一电容极板221和第二电容极板222相互嵌合。

作为示例，电容VC的平面结构为直线形(图4和图5)、“T”字形、倒“T”字形(图7)或“十”字形(图8)，从而可以根据需要最大化的利用沟槽隔离结构22，使得电容VC的电容值更大，进一步适用于本实用新型的像素布局。其中，需要说明的是，电容VC的平面结构可以理解为电容的在半导体结构层20表面的投影的形状。

本实施例中，沟槽隔离结构22平面结构(所述沟槽隔离结构在所述半导体结构层表面的投影的形状)与电容VC的平面结构(所述电容的在所述半导体结构层表面的投影的形状)相同，即一个沟槽隔离结构22上设有一个电容VC，半导体结构层20内设有多个沟槽隔离结构22，感光像素区21通过多个沟槽隔离结构22相互间隔开。当然，在其他实施例中，沟槽隔离结构22的平面结构为网格状结构，沟槽隔离结构22内设有多个电容VC，即沟槽隔离结构22为一个网格状结构，多个感光像素区21通过一个网格状结构的沟槽隔离结构22间隔开，多个电容VC布置在沟槽隔离结构22内。

作为示例，第一电容极板221和第二电容极板222其中之一与转换增益控制晶体管DCG和复位晶体管RST电性连接，第一电容极板221和第二电容极板222其中之另一接地或者接可变电压，可以通过感光像素区21上方的金属层(如M1、M2等)实现电性引出。

进一步地，如图6所示，所述图像传感器包括设置在所述半导体结构层20上的电路连接层10，电路连接层10设有导电部11，导电部11将电容VC与转换增益控制晶体管DCG和复位晶体管RST导电连接。

具体地，电路连接层10设有覆盖转换增益控制晶体管DCG、复位晶体管RST以及电容VC的介质层101，介质层101在对应电容VC、转换增益控制晶体管DCG以及复位晶体管RST的位置设有接触孔，导电部11通过接触孔将电容VC与转换增益控制晶体管DCG和复位晶体管RST导电连接。

本实施例中，第二电容极板222与转换增益控制晶体管DCG的漏极和复位晶体管RST的源极电性连接，接触孔与第二电容极板222、转换增益控制晶体管DCG的漏极以及复位晶体管RST的源极相对应，可选地，转换增益控制晶体管DCG以及复位晶体管RST为源漏共用结构，即，转换增益控制晶体管DCG的漏极以及复位晶体管RST的源极共用有源区，而第一电容极板221接地或者接可变电压。当然，也可以是第一电容极板221与转换增益控制晶体管DCG的漏极和复位晶体管RST的源极电性连接，第二电容极板222接地或者接可变电压。

作为示例，所述半导体结构层20中还设有传输晶体管TX、浮动扩散区域FD、源极跟随晶体管SF以及选择晶体管RS。其中，传输晶体管TX连接于感光元件PD和浮动扩散区域FD，传输晶体管TX用于将感光元件PD的电信号转移至浮动扩散区域FD。源极跟随晶体管SF和复位晶体管RST均与浮动扩散区域FD电性连接，源极跟随晶体管SF用于对浮动扩散区域FD的电信号放大，复位晶体管RST根据复位控制信号对浮动扩散区域FD的电压进行复位。选择晶体管RS与源极跟随晶体管SF电性连接，选择晶体管RS用于将源极跟随晶体管SF放大后的信号选择输出至列线(PIEOUT)。转换增益控制晶体管DCG与复位晶体管RST电性连接，电容VC设于转换增益控制晶体管DCG和复位晶体管RST之间并与转换增益控制晶体管DCG和复位晶体管RST电性连接，以通过高低增益模式切换，实现像素电路的转换增益控制，提高图像传感器的动态范围。

作为示例，转换增益控制晶体管DCG和复位晶体管RST设于两行感光像素区21之间并沿着行方向排列，源极跟随晶体管SF和选择晶体管RS设于两列感光像素区21之间并沿着列方向排列。当然，在其他实施例中，转换增益控制晶体管DCG和复位晶体管RST设于两列感光像素区21之间并沿着列方向排列，源极跟随晶体管SF和选择晶体管RS设于两行感光像素区21之间并沿着行方向排列。

在一示例中，每个感光元件PD连接于一个传输晶体管TX，每个浮动扩散区域FD与两个传输晶体管TX的栅极电性连接，每个源极跟随晶体管SF的栅极与两个浮动扩散区域FD电性连接，即两个感光像素区21共享一个浮动扩散区域FD，四个感光像素区21共享一个源极跟随晶体管SF，使得源极跟随晶体管SF和选择晶体管RS连接处附近的四个感光像素区21也共享一个电容VC。将多个感光像素区21共享一个浮动扩散区域FD或一个源极跟随晶体管SF，可以使得像素电路更加紧凑，提高感光像素区21的开口率和转换增益。当然，在其他实施例中，也可以是每个感光区的感光元件PD连接于一个传输晶体管TX，每个浮动扩散区域FD与一个传输晶体管TX的栅极电性连接，每个源极跟随晶体管SF的栅极与一个浮动扩散区域FD电性连接。或者，也可以是每个浮动扩散区域FD与两个传输晶体管TX的栅极电性连接，每个源极跟随晶体管SF的栅极与一个浮动扩散区域FD电性连接，即两个感光像素区21共享一个浮动扩散区域FD。

本实施例中，复位晶体管RST和转换增益控制晶体管DCG设置于两个像素单元之间，同一列中相邻两个像素单元沿复位晶体管RST对称。选择晶体管RS设置于两个像素单元之间，选择晶体管RS与源极跟随晶体管SF相同的方向布局设置，同一行中相邻两个像素单元沿选择晶体管RS对称。从而使得像素电路的布局设计具有较好的对称性，各器件性能差异性小，利于提升像素电路的性能。

在一示例中，可以将沟槽隔离结构22朝向电路连接层10的一端伸入电路连接层10内。当然，在其他实施例中，沟槽隔离结构22朝向电路连接层10的一端也可不用伸入电路连接层10内，通过增加接触孔的深度使得导电部11与第二电容极板222导电连接。

作为示例，电路连接层10和半导体结构层20之间设有第一绝缘层40。可选地，沟槽隔离结构22朝向电路连接层10的一端也贯穿第一绝缘层40。

作为示例，沟槽隔离结构22由折射率低于半导体结构层20的折射率的材料制成，优选地，沟槽隔离结构22的折射率n小于2.5，使沟槽隔离结构22与半导体结构层20之间形成全反射，沟槽隔离结构22可以采用氧化物(OX)、氮化硅(SiN)、高介电材料或空气。通过光线在沟槽隔离结构22之间发生反射，使感光元件PD可以接受更多的光线，如增加对收红色光线及近红外光线的接收性能，同时还可避免或减少光线穿沟槽隔离结构22射入其他感光像素区21内，光学串扰。在一示例中，沟槽隔离结构22采用浅沟槽隔离结构(STI)制备，电容VC制备在浅沟槽隔离结构中。

在其他实施例中，参考图9和图10所示，图像传感器包括光学结构层30，进一步示例中，半导体结构层20位于光学结构层30及电路连接层10之间。其中，沟槽隔离结构22包括相互对应的第一反射结构和第二反射结构，第一反射结构位于沟槽隔离结构22靠近光学结构层30的一端并用于反射光线，第二反射结构位于沟槽隔离结构22靠近电路连接层10的一端并用于反射光线。其中，第一电容极板221和第二电容极板222设于第二反射结构内。其中，第一反射结构和第二反射结构的材料可以相同也可以不同。反射结构22a由折射率低于半导体结构层20的折射率的材料制成，优选地，反射结构22a的折射率n小于2.5，使反射结构22a与半导体结构层20之间形成全反射，反射结构22a可以采用氧化物(OX)、氮化硅(SiN)、高介电材料或空气。而第二反射结构采用不导电的材料制成，以防止第一电容极板221和第二电容极板222短路。在一示例中，第一反射结构采用背面深沟槽隔离结构(BDTI)，第二反射结构采用正面的浅沟槽隔离结构(STI)，二者共同构成沟槽隔离结构22。

进一步地，光学结构层30包括滤色层31和微透镜阵列结构32，滤色层31包括红(R)、绿(G)、蓝(B)三色滤色层并呈阵列分布，每个滤色层31对应一个像素单元，微透镜阵列结构32具有聚光作用，使光线汇聚至感光元件上。其中，每个像素单元可以包括一个像素，也可以包括多个共享像素。半导体结构层20与光学结构层30之间设有第二绝缘层50，滤色层31设于第二绝缘层50与微透镜阵列结构32之间。至于背照式图像传感器更详细的介绍请参考现有技术，这里不再赘述。

在其他实施例中，如图9和图10所示，沟槽隔离结构22包括相互对应的反射结构22a和吸光结构22b，反射结构22a位于沟槽隔离结构22靠近光学结构层30的一端并用于反射光线，吸光结构22b位于沟槽隔离结构22靠近电路连接层10的一端并用于吸收光线。其中，第一电容极板221和第二电容极板222设于吸光结构22b内。反射结构22a由折射率低于半导体结构层20的折射率的材料制成，优选地，反射结构22a的折射率n小于2.5，使反射结构22a与半导体结构层20之间形成全反射，反射结构22a可以采用氧化物(OX)、氮化硅(SiN)、高介电材料或空气。而吸光结构22b需采用不导电的材料制成，以防止第一电容极板221和第二电容极板222短路。

实施例二：

参见图1-10所示，本实用新型还提供一种图像传感器的制备方法，适用于如实施例一中任意一项方案的图像传感器，其中，本实施例二的制备方法中所涉及的特征的具体描述可以参见实施例一。所述制备方法包括如下步骤：

S1，提供衬底，所述衬底包括相对的第一表面和第二表面。

具体的，衬底的材料可以任意图像传感领域难以使用的衬底，如可以为硅、锗、锗硅、碳化硅、三五族半导体化合物以及SOI等。当然，也可以是由硅等基底与外延层(epi)构成的叠层。其中，所述衬底在后续工艺制备完成后形成实施例一中的所述半导体结构层20。另外，此处，衬底的第一表面和第二表面可以是衬底的相对的上表面和下表面。

S2，于所述衬底中形成隔离结构，并在所述隔离结构内制备电容，所述电容包括第一电容极板221和第二电容极板222；

S3，自所述第一表面于所述衬底中形成呈阵列分布的感光像素区21，所述感光像素区内设有感光元件，且所述隔离结构将所述感光像素区隔开。

S4，于所述感光像素区制备复位晶体管及转换增益控制晶体管，并使所述电容电性连接于所述转换增益控制晶体管和所述复位晶体管之间。

其中，关于第一电容极板、第二电容极板、隔离结构、感光像素区以及复位晶体管和转换增益晶体管的结构及布置等相关描述可以参见实施例一的描述，在此不再赘述。另外，此处隔离结构可以理解为实施例一中的沟槽隔离结构。此外，还需要说明的是，上述步骤S1-S4仅为一示例，各个步骤的制备顺序可以依据本领域常识进行调整，不局限于此。

作为示例，所述制备方法还包括步骤：

自所述衬底的第二表面减薄所述衬底，得到减薄表面，并自所述减薄表面一侧在所述衬底中制备与所述隔离结构对应的背面补偿隔离结构，相对应的一组所述隔离结构及所述背面补偿隔离结构构成沟槽隔离结构。

具体的，该示例中，可以基于BSI工艺图像传感器，进而使得本实用新型的设计适用于BSI结构，其中，可以是步骤S2中的隔离结构采用浅沟槽隔离结构(STI)，进一步作为实施例一中的第二反射结构，而此处的背面补偿隔离结构采用背面深沟槽隔离结构(BDTI)，进一步作为实施例一中的第一反射结构，二者共同构成图像传感器的所述沟槽隔离结构。当然，在他实施例中，还可以是基于FSI工艺制备图像传感器，使得本实用新型的设计适用于BSI结构。

作为示例，所述图像传感器的制备方法还包括制备电路连接层10的步骤，所述电路连接层10可以是包括若干金属层及介质层的结构，可以作为器件的互连、重新布线以及电性引出之用。其中，所述复位晶体管与所述转换增益晶体管之间具有共用有源区，制备所述电路连接层包括如下步骤：

1)在所述衬底的第一表面形成介质层，其中，所述介质层可以采用现有的互连层的材料，包括但不限于高k介质层；

2)至少于所述介质层中制备与所述电容的一个极板对应的第一接触孔及与所述共用有源区对应的第二接触孔，可以采用光刻刻蚀工艺制备各接触孔；

3)在所述介质层上制备导电层，所述导电层基于所述第一接触孔及所述第二接触孔实现所述电容与所述复位晶体管和所述转换增益晶体管的电连接。其中，所述导电层的材料可以是常用的作为互连的金属，如铜。

作为示例，制备所述电路连接层的过程中还包括：

于所述介质层中制备第三接触孔，且所述导电层基于所述第三接触孔实现所述感光像素区中的晶体管的电性引出和/或各晶体管之间的电性互连。

具体的，该示例中，电容与复位晶体管和转换增益晶体管的电性连接的制备可以与现有图像传感器中晶体管的互连线及电性引出线基于同一工艺制备，在提高器件性能的同时无需额外的互连工艺，简化工艺。

在本文中，所涉及的上、下、左、右、前、后等方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。还应当理解，本文中使用的术语“第一”和“第二”等，仅用于名称上的区分，并不用于限制数量和顺序。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限定，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰，为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：

半导体结构层，所述半导体结构层内具有呈阵列分布的感光像素区以及将多个所述感光像素区间隔开的沟槽隔离结构；

所述感光像素区内设有感光元件，所述沟槽隔离结构内设有第一电容极板和第二电容极板，所述第一电容极板和所述第二电容极板共同形成电容；

复位晶体管及转换增益控制晶体管，所述电容电性连接于所述转换增益控制晶体管和所述复位晶体管之间。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一电容极板包括依次连接的第一极板部、中间弯折部及第二极板部，其中，所述第一极板部与所述第二极板部相对设置，所述第二电容极板设置于所述第一极板部与所述第二极板部之间。

3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述第一电容极板的纵截面形状包括“V”字形或“U”字形。

4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述沟槽隔离结构在所述半导体结构层表面的投影的形状与所述电容的在所述半导体结构层表面的投影的形状相同；或所述沟槽隔离结构的在所述半导体结构层表面的投影的形状为网格状，所述沟槽隔离结构内设有多个所述电容。

5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述电容在所述半导体结构层表面的投影的形状包括直线形、“T”字形、倒“T”字形及“十”字形中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一电容极板和所述第二电容极板其中之一与所述转换增益控制晶体管和复位晶体管电性连接，所述第一电容极板和所述第二电容极板其中之另一接地或接可变电压。

7.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括设置在所述半导体结构层上的电路连接层，所述电路连接层中设有导电部，其中，所述第二电容极板通过所述导电部与所述转换增益控制晶体管和所述复位晶体管电性连接。

8.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括传输晶体管、浮动扩散区域、源极跟随晶体管以及选择晶体管；

所述传输晶体管连接于所述感光元件和所述浮动扩散区域，所述传输晶体管用于将所述感光元件的电信号转移至所述浮动扩散区域，所述源极跟随晶体管和所述复位晶体管均与所述浮动扩散区域电性连接，所述选择晶体管与所述源极跟随晶体管电性连接。

9.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，所述转换增益控制晶体管和所述复位晶体管设于两行所述感光像素区之间并沿着行方向排列；和/或，所述源极跟随晶体管和所述选择晶体管设于两列所述感光像素区之间并沿着列方向排列。

10.根据权利要求9所述的图像传感器，其特征在于，每个所述浮动扩散区域与相邻两个所述传输晶体管的栅极电性连接；和/或，每个所述源极跟随晶体管的栅极与相邻两个所述浮动扩散区域电性连接。

11.根据权利要求1-10中任意一项所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括光学结构层，所述沟槽隔离结构包括相对应的第一反射结构和第二反射结构，其中，所述第一反射结构位于所述光学结构层与所述第二反射结构之间，所述第一电容极板和所述第二电容极板设于第二反射结构内。

12.根据权利要求1-10中任意一项所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括设置在所述半导体结构层相对两侧的电路连接层和光学结构层，所述沟槽隔离结构包括相互对应的反射结构和吸光结构，所述反射结构位于所述沟槽隔离结构靠近所述光学结构层的一端并用于反射光线，所述吸光结构位于所述沟槽隔离结构靠近所述电路连接层的一端并用于吸收光线，所述第一电容极板和所述第二电容极板设于吸光结构内。

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