DE102017209872A1 - Device and method for a buried channel switch - Google Patents

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Daniel Tekleab
Muhammad Maksudur RAHMAN
Eric G. Stevens
Bartosz Piotr BANACHOWICZ
Robert Michael Guidash
Vladimir Korobov
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Abstract

Ein Bildsensorpixel kann eine Photodiode, eine Floating-Diffusion und eine Weiche enthalten. Unter der Weiche kann ein Buried-Channel gebildet sein. Der Buried-Channel kann sich von der Floating-Diffusion aus erstrecken, um einen Teil der Weiche zu überlappen, ohne sich vollständig unter der Weiche zu erstrecken oder die Photodiode zu erreichen. Der Buried-Channel kann einen Pfad für einen Anti-Blooming-Strom von der Photodiode bereitstellen, um die Floating-Diffusion zu erreichen, während die Weichentrennspannung hoch genug bleibt, um einen Dunkelstrom der Weiche daran zu hindern, in die Photodiode zu fließen.An image sensor pixel may include a photodiode, a floating diffusion, and a switch. Under the switch a buried channel can be formed. The buried channel may extend from the floating diffusion to overlap a portion of the switch without fully extending under the switch or reaching the photodiode. The buried channel may provide a path for anti-blooming current from the photodiode to achieve floating diffusion while the switch disconnect voltage remains high enough to prevent dark current from the switch from flowing into the photodiode.

Description

HINTERGRUNDBACKGROUND

Dies bezieht sich im Allgemeinen auf bildgebende Vorrichtungen und insbesondere auf bildgebende Vorrichtungen mit Pixeln in Buried-Channel-Weichen.This generally refers to imaging devices, and more particularly to imaging devices having pixels in buried channel switches.

Bildsensoren werden üblicherweise in elektronischen Einrichtungen verwendet, wie z. B. in Mobiltelefonen, Kameras und Computern zum Erfassen von Bildern. In einer typischen Anordnung ist eine elektronische Vorrichtung mit einem Array von Bildpixeln ausgestattet, die in Pixelreihen und Pixelspalten angeordnet sind. Die Bildpixel beinhalten eine Photodiode (oder einen anderen Photodetektor) zur Erzeugung einer Ladung als Reaktion auf Licht (z. B. durch eine photoelektronische Umwandlung). Die Schaltung ist üblicherweise mit jeder Pixelspalte gekoppelt, um die Bildsignale aus den Bildpunkten auszulesen.Image sensors are commonly used in electronic devices such. In mobile phones, cameras and computers for capturing images. In a typical arrangement, an electronic device is provided with an array of image pixels arranged in pixel rows and pixel columns. The image pixels include a photodiode (or other photodetector) for generating a charge in response to light (eg, by photoelectronic conversion). The circuit is usually coupled to each pixel column to read the image signals from the pixels.

In bestimmten Anwendungen kann eine Photodiode mit Elektronen gefüllt (aufgeladen) werden, und zu viel erzeugte Elektronen „laufen über” oder wandern in die benachbarte Photodiode. Diese überzähligen Elektronen, die auch als Blooming-Strom oder Blooming-Ladung bezeichnet werden können, können entstehen, wenn der Bildsensor hellem Licht ausgesetzt ist. In diesen Szenarien kann Blooming-Strom verschiedene unerwünschte Artefakte in einem resultierenden Bild erzeugen.In certain applications, a photodiode may be charged (charged) with electrons, and too much generated electrons may "overflow" or migrate into the adjacent photodiode. These excess electrons, which may also be referred to as blooming or blooming charges, may be generated when the image sensor is exposed to bright light. In these scenarios, blooming stream can produce various unwanted artifacts in a resulting image.

Es wäre daher wünschenswert, bildgebende Vorrichtungen mit einer verbesserten -Anti-Blooming-Steuerung bereitzustellen.It would therefore be desirable to provide imaging devices with improved anti-blooming control.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist ein Diagramm einer exemplarischen elektronischen Vorrichtung mit einem Bildsensor und einer Verarbeitungsschaltung zum Aufnehmen von Bildern unter Verwendung eines Pixel-Arrays gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 FIG. 12 is a diagram of an exemplary electronic device including an image sensor and a processing circuit for capturing images using a pixel array according to an embodiment of the present invention.

2 ist ein Diagramm eines veranschaulichenden Pixel-Arrays und einer zugeordneten Ausleseschaltlogik zum Auslesen von Bildsignalen aus dem Pixel-Array gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 Figure 4 is a diagram of an illustrative pixel array and associated readout logic for reading image signals from the pixel array in accordance with one embodiment of the present invention.

3 ist ein schematisches Diagramm eines veranschaulichenden Bildsensorpixels gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 FIG. 10 is a schematic diagram of an illustrative image sensor pixel according to an embodiment of the present invention. FIG.

4 ist eine Querschnittsseitenansicht eines Bereichs eines veranschaulichenden Bildsensorpixels mit einer Weiche, die einen Oberflächenkanal (Surface Channel) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet. 4 FIG. 12 is a cross-sectional side view of a portion of an illustrative image sensor pixel having a switch incorporating a surface channel according to an embodiment of the present invention. FIG.

5 ist eine Querschnittsseitenansicht eines Bereichs eines veranschaulichenden Bildsensorpixels mit einer Weiche und einem verdeckten Buried-Channel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 FIG. 12 is a cross-sectional side view of a portion of an illustrative image sensor pixel having a switch and a buried buried channel in accordance with an embodiment of the present invention. FIG.

6 ist eine Querschnittsseitenansicht eines Bereichs eines veranschaulichenden Bildsensorpixels mit einer Weiche und einem verdeckten Buried-Channel, der sich gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der Photodiode aus erstreckt. 6 FIG. 12 is a cross-sectional side view of a portion of an illustrative image sensor pixel having a switch and buried buried channel extending from the photodiode in accordance with one embodiment of the present invention. FIG.

7 ist eine Querschnittsseitenansicht eines Bereichs eines veranschaulichenden Bildsensorpixels mit einer Weiche und einem verdeckten Buried-Channel, der sich gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der Floating-Diffusion aus erstreckt. 7 FIG. 12 is a cross-sectional side view of a portion of an illustrative image sensor pixel having a switch and buried buried channel extending from the floating diffusion in accordance with an embodiment of the present invention. FIG.

8 ist eine Draufsicht eines Bereichs eines veranschaulichenden Bildsensorpixels mit einer Weiche und einem Buried-Channel, der sich gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer Floating-Diffusion aus erstreckt. 8th FIG. 10 is a top view of a portion of an illustrative image sensor pixel having a switch and a buried channel extending from a floating diffusion according to an embodiment of the present invention. FIG.

9 ist eine Querschnittsseitenansicht eines Bereichs eines veranschaulichenden Bildsensorpixels mit einer Weiche und einem ersten Bereich des Buried-Channel, der sich gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der Floating-Diffusion aus erstreckt, und einem zweiten Bereich des Buried-Channel, der sich gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der Photodiode aus erstreckt. 9 FIG. 12 is a cross-sectional side view of a portion of an illustrative image sensor pixel having a switch and a first region of the buried channel extending from the floating diffusion in accordance with one embodiment of the present invention and a second region of the buried channel, according to one embodiment. FIG of the present invention extends from the photodiode.

10 ist eine Querschnittsseitenansicht eines Bereichs eines veranschaulichenden Bildsensorpixels mit einer Weiche und einem ersten Bereich des Buried-Channel, der sich gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der Floating-Diffusion aus erstreckt, und einem zweiten Bereich des Buried-Channel, der sich gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch die Photodiode erstreckt. 10 FIG. 12 is a cross-sectional side view of a portion of an illustrative image sensor pixel having a switch and a first region of the buried channel extending from the floating diffusion in accordance with one embodiment of the present invention and a second region of the buried channel, according to one embodiment. FIG of the present invention extends through the photodiode.

11 ist ein Blockdiagramm eines veranschaulichenden Bildaufnahme- und Prozessorsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das die Ausführungsformen von 1 bis 10 verwendet. 11 FIG. 10 is a block diagram of an illustrative image capture and processing system in accordance with an embodiment of the present invention that incorporates the embodiments of FIG 1 to 10 used.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Elektronische Geräte wie beispielsweise Digitalkameras, Computer, Mobiltelefone und andere elektronische Geräte können Bildsensoren umfassen, die einfallendes Licht einfangen, um ein Bild aufzunehmen. Zu den Bildsensoren können Arrays von Bildpunkten gehören. Die Pixel in den Bildsensoren können lichtempfindliche Elemente umfassen wie beispielsweise Fotodioden, die das einfallende Licht in Bildsignale umwandeln. Bildsensoren können eine beliebige Anzahl von Pixeln besitzen (z. B. hunderte oder tausende oder mehr). Ein typischer Bildsensor kann zum Beispiel hunderttausende oder Millionen von Pixeln (z. B. Megapixel) einschließen. Zu den Bildsensoren kann ein Steuerschaltkreis gehören wie beispielsweise ein Schaltkreis für den Betrieb der Bildpunkte und eine Auslesungsschaltung zum Auslesen der Bildsignale gemäß der von den lichtempfindlichen Elementen erzeugten elektrischen Ladung.Electronic devices such as digital cameras, computers, cell phones, and other electronic devices may use image sensors which capture incident light to capture an image. The image sensors may include arrays of pixels. The pixels in the image sensors may comprise photosensitive elements, such as photodiodes, which convert the incident light into image signals. Image sensors can have any number of pixels (eg hundreds or thousands or more). For example, a typical image sensor may include hundreds of thousands or millions of pixels (eg, megapixels). The image sensors may include a control circuit such as a circuit for operating the pixels and a readout circuit for reading the image signals according to the electric charge generated by the photosensitive elements.

1 ist ein Diagramm eines exemplarischen bildgebenden Systems wie beispielsweise eine elektronische Vorrichtung, die einen Bildsensor verwendet, um Bilder aufzunehmen. Die elektronische Vorrichtung 10 von 1 kann eine tragbare elektronische Vorrichtung sein wie beispielsweise eine Kamera, ein Mobiltelefon, ein Tablet, eine Webcam, eine Videokamera, ein Videoüberwachungssystem, ein selbstbewegendes bildgebendes System, ein Video-Gaming-System mit Abbildungsfähigkeiten oder andere gewünschte bildgebende Systeme oder Vorrichtungen, die digitale Bilddaten aufnehmen. Ein Kameramodul 12 kann verwendet werden, um eintreffendes Licht in digitale Bilddaten umzuwandeln. Das Kameramodul 12 kann eine oder mehrere Linsen 14 und einen oder mehrere entsprechende Bildsensoren 16 einschließen. Zu den Linsen 14 können feste und/oder einstellbare Linsen und Mikrolinsen gehören, die auf einer Bildoberfläche von Bildsensor 16 geformt werden. Während Bilderfassungsvorgängen kann das Licht aus einer Szene von den Linsen 14 auf den Bildsensor 16 fokussiert werden. Der Bildsensor 16 kann eine Schaltung zum Umwandeln analoger Pixeldaten in entsprechende digitale Bilddaten einschließen, um sie der Speicher- und Verarbeitungsschaltung 18 zur Verfügung zu stellen. Falls gewünscht, kann das Kameramodul 12 mit einem Array der Linsen 14 und einem Array der entsprechenden Bildsensoren 16 bereitgestellt werden. 1 Figure 12 is a diagram of an exemplary imaging system, such as an electronic device, that uses an image sensor to capture images. The electronic device 10 from 1 may be a portable electronic device such as a camera, a mobile phone, a tablet, a webcam, a video camera, a video surveillance system, a self-moving imaging system, a video gaming system with imaging capabilities, or other desired imaging systems or devices that provide digital image data take up. A camera module 12 can be used to convert incoming light into digital image data. The camera module 12 can be one or more lenses 14 and one or more corresponding image sensors 16 lock in. To the lenses 14 may include fixed and / or adjustable lenses and microlenses that are on an image surface of image sensor 16 be formed. During image acquisition operations, the light from a scene may be from the lenses 14 on the image sensor 16 be focused. The image sensor 16 may include a circuit for converting analog pixel data into corresponding digital image data to provide them to the memory and processing circuitry 18 to provide. If desired, the camera module 12 with an array of lenses 14 and an array of the corresponding image sensors 16 to be provided.

Die Speicher- und Verarbeitungsschaltung 18 kann eine oder mehrere integrierte Schaltungen umfassen (z. B. Bildverarbeitungsschaltungen, Mikroprozessoren, Speichergeräte wie beispielsweise Arbeitsspeicher und Permanentspeicher usw.) und kann unter Verwendung von Komponenten, die vom Kameramodul 12 getrennt sind und/oder einen Teil des Kameramoduls 12 bilden, implementiert werden (z. B. Schaltungen, die einen Teil einer integrierten Schaltung bilden, die Bildsensoren 16 oder eine integrierte Schaltung innerhalb von Modul 12, das mit den Bildsensoren 16 verknüpft ist, einschließt). Bilddaten, die von Kameramodul 12 erfasst wurden, können unter Verwendung der Verarbeitungsschaltung 18 verarbeitet und gespeichert werden (z. B. unter Verwendung eines Bildprozessors auf Verarbeitungsschaltung 18, unter Verwendung einer Hilfe zur Auswahl eines Bildgebungsmodus auf Verarbeitungsschaltung 18 usw.). Verarbeitete Bilddaten können, falls gewünscht, externen Geräten zur Verfügung gestellt werden (z. B. einem Computer, einem externen Display oder einer anderen Vorrichtung), und zwar unter Verwendung verdrahteter und/oder drahtloser Kommunikationspfade, die an die Verarbeitungsschaltung 18 gekoppelt sind.The memory and processing circuit 18 may include one or more integrated circuits (eg, image processing circuits, microprocessors, memory devices such as random access memory and non-volatile memory, etc.) and may be implemented using components provided by the camera module 12 are separated and / or a part of the camera module 12 (eg, circuits forming part of an integrated circuit, the image sensors 16 or an integrated circuit within module 12 that with the image sensors 16 is linked). Image data taken by camera module 12 can be detected using the processing circuitry 18 processed and stored (eg, using an image processor on processing circuitry 18 using an aid for selecting an imaging mode on processing circuitry 18 etc.). Processed image data may, if desired, be provided to external devices (eg, a computer, external display, or other device) using wired and / or wireless communication paths to the processing circuitry 18 are coupled.

Wie in 2 gezeigt, kann der Bildsensor 16 ein Pixel-Array 20 einschließen, das in Zeilen und Spalten angeordnete Bildsensorpixel 30 (hierin manchmal als Bildpixel oder Pixel bezeichnet) und eine Steuer- und Verarbeitungsschaltlogik 44 (die zum Beispiel eine Bildsignalverarbeitungsschaltlogik einschließen kann) enthalten kann. Das Array 20 kann zum Beispiel hunderte oder tausende von Zeilen und Spalten von Bildsensorpixeln 30 enthalten. Die Steuerschaltlogik 44 kann mit einer Zeilensteuerschaltlogik 46 und einer Bildausleseschaltlogik 48 (manchmal als Spaltensteuerschaltlogik, Ausleseschaltlogik, Verarbeitungsschaltlogik oder Spaltendekoderschaltlogik bezeichnet) gekoppelt sein. Die Zeilensteuerschaltlogik 46 kann Zeilenadressen von der Steuerschaltlogik 44 empfangen und Pixeln 30 über Zeilensteuerleitungen 50 entsprechende Zeilensteuersignale, wie beispielsweise Zurücksetzen, Zeilenauswahl, Ladungsübertragung, doppelte Umwandlungsverstärkung, sowie Auslesesteuersignale bereitstellen. Eine oder mehrere leitfähige Leitungen, wie beispielsweise Spaltenleitungen 42, können mit jeder Spalte von Pixeln 30 im Array 20 gekoppelt sein. Die Spaltenleitungen 42 können zum Auslesen von Bildsignalen aus den Pixeln 30 und zum Liefern von Vorspannungssignalen (z. B. Vorspannungsströmen oder Vorspannungsspannungen) an die Pixel 30 verwendet werden. Falls gewünscht, kann während Pixelauslesevorgängen eine Pixelzeile im Array 20 unter Verwendung der Zeilensteuerschaltlogik 46 ausgewählt werden, und Bildsignale, die durch die Bildpixel 30 in dieser Pixelzeile erzeugt werden, können entlang den Spaltenleitungen 42 ausgelesen werden.As in 2 shown, the image sensor 16 a pixel array 20 include the image sensor pixels arranged in rows and columns 30 (sometimes referred to herein as image pixels or pixels) and control and processing circuitry 44 (which may include, for example, image signal processing circuitry). The array 20 can, for example, hundreds or thousands of rows and columns of image sensor pixels 30 contain. The control logic 44 can with a row control logic 46 and an image readout logic 48 (sometimes referred to as column control circuitry, readout logic, processing circuitry, or column decoder circuitry). The row control logic 46 can handle row addresses from the control circuitry 44 receive and pixels 30 via line control lines 50 provide corresponding row control signals, such as reset, row selection, charge transfer, double conversion gain, and read control signals. One or more conductive lines, such as column lines 42 , can with every column of pixels 30 in the array 20 be coupled. The column lines 42 can to Reading out image signals from the pixels 30 and supplying bias signals (eg, bias currents or bias voltages) to the pixels 30 be used. If desired, during pixel reads, one row of pixels in the array 20 using the row control circuitry 46 be selected, and image signals passing through the image pixels 30 can be generated in this pixel row, along the column lines 42 be read out.

Die Bildausleseschaltlogik 48 kann Bildsignale (z. B. durch die Pixel 30 erzeugte analoge Pixelwerte) über die Spaltenleitungen 42 empfangen. Die Bildausleseschaltlogik 48 kann eine Abtast-Halte-Schaltlogik zum Abtasten und temporären Speichern von aus dem Array 20 ausgelesenen Bildsignalen, eine Verstärkerschaltlogik, eine Analog-Digital-Wandlungs(ADC)-Schaltlogik, eine Vorspannungsschaltlogik, einen Spaltenspeicher, eine Flip-Flop-Schaltlogik zum selektiven Aktivieren oder Deaktivieren der Spaltenschaltlogik oder andere Schaltlogik einschließen, die mit einer oder mehreren Spalten von Pixeln im Array 20 zum Betreiben der Pixel 30 und zum Auslesen von Bildsignalen aus den Pixeln 30 gekoppelt sind. Die ADC-Schaltlogik in der Ausleseschaltlogik 48 kann analoge Pixelwerte, die aus dem Array 20 empfangen werden, in entsprechende digitale Pixelwerte umwandeln (manchmal als digitale Bilddaten oder digitale Pixeldaten bezeichnet). Die Bildausleseschaltlogik 48 kann digitale Pixeldaten für Pixel in einer oder mehreren Pixelspalten für die Steuer- und Verarbeitungsschaltlogik 44 und/oder den Prozessor 18 (1) bereitstellen.The image readout logic 48 can image signals (eg through the pixels 30 generated analog pixel values) over the column lines 42 receive. The image readout logic 48 may include sample-and-hold circuitry for sampling and temporarily storing from the array 20 read out image signals, amplifier switching logic, analog-to-digital conversion (ADC) circuitry, bias switching logic, column memory, flip-flop circuitry for selectively enabling or disabling the column switching logic or other circuitry coupled to one or more columns of pixels in the array 20 to operate the pixels 30 and for reading image signals from the pixels 30 are coupled. The ADC circuitry in the readout logic 48 can have analog pixel values coming from the array 20 are converted to corresponding digital pixel values (sometimes referred to as digital image data or digital pixel data). The image readout logic 48 may provide digital pixel data for pixels in one or more pixel columns for the control and processing circuitry 44 and / or the processor 18 ( 1 ) provide.

Auf Wunsch kann eine Farbfilteranordnung über lichtempfindliche Bereiche in Array 20 gebildet werden, so dass ein gewünschtes Farbfilterelement in der Farbfilteranordnung über einer oberen Fläche des lichtempfindlichen Bereichs eines zugehörigen Pixels 30 gebildet wird. Eine Mikrolinse kann über einer oberen Fläche der Farbfilteranordnung gebildet werden, um eintreffendes Licht auf den lichtempfindlichen Bereich, der mit diesem Pixel 30 verknüpft ist, zu fokussieren. Eintreffendes Licht kann durch eine Mikrolinse auf den lichtempfindlichen Bereich fokussiert werden und das Farbfilterelement passieren, so dass nur Licht einer entsprechenden Farbe im lichtempfindlichen Bereich aufgenommen wird. Auf Wunsch kann eine optionale Maskierungsschicht zwischen das Farbfilterelement und die Mikrolinse für ein oder mehrere Pixel 30 in Array 20 platziert werden. In einer weiteren geeigneten Anordnung kann eine optionale Maskierungsschicht zwischen das Farbfilterelement und die Mikrolinse für ein oder mehrere Pixel 30 in Array 20 platziert werden. Die Maskierungsschichten können Metall-Maskierungsschichten oder sonstige Filterschichten beinhalten, die einen Teil des Bildgebungslichtes blockieren, so dass es nicht im lichtempfindlichen Bereich erfasst wird. Die Maskierungsschichten können beispielsweise für einige Bildgebungspixel 30 bereitgestellt werden, um den effektiven Expositionsgrad der entsprechenden Bildgebungspixel 30 anzupassen (z. B. können Bildgebungspixel 30 mit Maskierungsschichten weniger helles Licht erfassen als Bildgebungspixel 30 ohne Maskierungsschichten). Auf Wunsch können Bildgebungspixel 30 ohne Maskierungsschichten gebildet werden.If desired, a color filter array can be arrayed over photosensitive areas 20 to form a desired color filter element in the color filter array over an upper surface of the photosensitive area of an associated pixel 30 is formed. A microlens may be formed over an upper surface of the color filter array for impinging light on the photosensitive area associated with that pixel 30 is linked to focus. Incoming light can be focused by a microlens on the photosensitive area and pass the color filter element, so that only light of a corresponding color is recorded in the photosensitive area. If desired, an optional masking layer may be interposed between the color filter element and the microlens for one or more pixels 30 in array 20 to be placed. In another suitable arrangement, an optional masking layer may be interposed between the color filter element and the microlens for one or more pixels 30 in array 20 to be placed. The masking layers may include metal masking layers or other filter layers that block a portion of the imaging light so that it is not detected in the photosensitive region. For example, the masking layers may be for some imaging pixels 30 be provided to the effective level of exposure of the corresponding imaging pixels 30 (for example, imaging pixels 30 with masking layers capture less bright light than imaging pixels 30 without masking layers). Upon request, imaging pixels 30 be formed without masking layers.

Auf Wunsch können Pixel 30 in Array 20 von 2 mit einer Anordnung von Farbfilterelementen bereitgestellt werden, die jeweils eine oder mehrere Lichtfarben durchlaufen. Alle oder einige der Pixel 30 können mit einem Farbfilterelement bereitgestellt werden. Die Farbfilterelemente für Pixel 30 können rote Farbfilterelemente (z. B. ein lichtbeständiges Material, das rotes Licht passieren lässt, während es andere Lichtfarben reflektiert und/oder absorbiert), blaue Farbfilterelemente (z. B. ein lichtbeständiges Material, das blaues Licht passieren lässt, während es andere Lichtfarben reflektiert und/oder absorbiert) und/oder grüne Farbfilterelemente (z. B. ein lichtbeständiges Material, das grünes Licht passieren lässt, während es andere Lichtfarben reflektiert und/oder absorbiert) sein. Die Farbfilterelemente können so konfiguriert sein, dass sie Licht filtern, das außerhalb des menschlichen Sichtspektrums liegt. Farbfilterelemente können beispielsweise so konfiguriert sein, dass sie ultraviolettes oder Infrarotlicht filtern (ein Farbfilterelement kann beispielsweise nur Infrarotlicht oder ultraviolettes Licht die Photodiode erreichen lassen). Farbfilterelemente können Bildgebungspixel 30 so konfigurieren, dass nur Licht einer bestimmten Wellenlänge oder eines bestimmten Wellenlängenbereichs (nachfolgend mitunter als Wellenlängenband bezeichnet) erkannt wird, und sie können so konfiguriert sein, dass sie mehrere Lichtwellenlängen passieren lassen, während sie bestimmte andere Wellenlängen (beispielsweise Licht mit einer Wellenlänge, die einer bestimmten sichtbaren Farbe entspricht, und/oder eine Wellenlänge von ultraviolettem oder Infrarotlicht) blockieren.On request, pixels 30 in array 20 from 2 be provided with an array of color filter elements, each passing through one or more light colors. All or some of the pixels 30 can be provided with a color filter element. The color filter elements for pixels 30 For example, red color filter elements (eg, a light-fast material that transmits red light while reflecting and / or absorbing other light colors) may include blue color filter elements (eg, a light-fast material that transmits blue light while other light colors reflected and / or absorbed) and / or green color filter elements (eg, a light-stable material that allows green light to pass while reflecting and / or absorbing other light colors). The color filter elements may be configured to filter light that is outside the human visual spectrum. For example, color filter elements may be configured to filter ultraviolet or infrared light (for example, a color filter element may only allow infrared light or ultraviolet light to reach the photodiode). Color filter elements can be imaging pixels 30 Configure to detect only light of a particular wavelength or wavelength range (hereafter sometimes referred to as a wavelength band) and may be configured to pass multiple wavelengths of light while transmitting certain other wavelengths (e.g. a certain visible color, and / or a wavelength of ultraviolet or infrared light).

Farbfilterelemente, die zwei oder mehrere Lichtfarben passieren lassen (z. B. zwei oder mehrere Lichtfarben, die aus der Gruppe aus rotem, blauem und grünem Licht ausgewählt sind), werden hier mitunter als „Breitband”-Filterelemente bezeichnet. Gelbe Farbfilterelemente beispielsweise, die so konfiguriert sind, dass sie rotes und grünes Licht passieren lassen, und transparente Farbfilterelemente, die so konfiguriert sind, dass sie rotes, grünes und blaues Licht passieren lassen, werden hier als Breitband-Filterelemente oder Breitband-Farbfilterelemente bezeichnet. Farbfilterelemente in Magenta, die so konfiguriert sind, dass sie rotes und blaues Licht passieren lassen, können hier ebenfalls als Breitband-Filterelemente oder Breitband-Farbfilterelemente bezeichnet werden. Auf ähnliche Weise können Bildgebungspixel, die ein Breitband-Farbfilterelement beinhalten (z. B. ein gelbes, Magenta- oder transparentes Farbfilterelement) und die daher empfindlich auf zwei oder mehrere Lichtfarben reagieren (die z. B. Bildgebungssignale als Reaktion auf die Erkennung von zwei oder mehreren Lichtfarben aus einer Gruppe aus rotem, blauem und grünem Licht erfassen), hier mitunter als Breitband-Pixel oder Breitband-Bildgebungspixel bezeichnet werden. Bildgebungssignale, die von Breitband-Bildgebungspixeln erzeugt werden, werden hier mitunter als Breitband-Bildgebungssignale bezeichnet. Breitband-Bildgebungspixel können eine natürliche Empfindlichkeit besitzen, die durch das Material, das dieses Breitband-Farbfilterelement bildet, und/oder das Material, das die Bildgebungspixel bildet (z. B. Silicium), definiert wird. In einer anderen geeigneten Anordnung können Breitband-Bildgebungspixel ohne Farbfilterelemente gebildet sein. Die Empfindlichkeit von Breitband-Farbfilterelementen kann auf Wunsch zur besseren Farbwiedergabe und/oder für die Rauscheigenschaften durch Verwendung von Lichtabsorbern wie Pigmenten angepasst werden. Demgegenüber kann der Begriff „farbige” Pixel hier verwendet werden, um einen Bezug zu bestimmten Bildgebungspixeln herzustellen, die primär empfindlich auf eine Lichtfarbe reagieren (z. B. rotes Licht, blaues Licht, grünes Licht oder Licht einer anderen geeigneten Farbe). Farbige Pixel können hier mitunter als Schmalband-Bildgebungspixel bezeichnet werden, weil die farbigen Pixel eine schmalere spektrale Reaktion besitzen als die Breitband-Bildgebungspixel.Color filter elements that pass two or more colors of light (eg, two or more colors of light selected from the group of red, blue, and green lights) are sometimes referred to herein as "broadband" filter elements. For example, yellow color filter elements configured to pass red and green light and transparent color filter elements configured to pass red, green, and blue light are referred to herein as broadband filter elements or wide band color filter elements. Magenta color filter elements configured to pass red and blue light may also be referred to herein as broadband filter elements or broadband color filter elements. Similarly, imaging pixels incorporating a broadband color filter element (eg, a yellow, magenta, or transparent color filter element) may be sensitive to two or more colors of light (e.g., imaging signals in response to the detection of two or detect multiple light colors from a group of red, blue, and green lights), sometimes referred to herein as broadband pixels or wideband imaging pixels. Imaging signals generated by wideband imaging pixels are sometimes referred to herein as wideband imaging signals. Wideband imaging pixels may have natural sensitivity defined by the material forming this broadband color filter element and / or the material forming the imaging pixels (e.g., silicon). In another suitable arrangement, wideband imaging pixels may be formed without color filter elements. The sensitivity of broadband color filter elements can be adjusted if desired for better color reproduction and / or noise properties by using light absorbers such as pigments. In contrast, the term "colored" pixels can be used here to denote a To make reference to particular imaging pixels that are primarily sensitive to a light color (eg, red light, blue light, green light, or light of another suitable color). Colored pixels may sometimes be referred to herein as narrow-band imaging pixels because the colored pixels have a narrower spectral response than the wideband imaging pixels.

Auf Wunsch können Schmalband-Bildgebungspixel und/oder Breitband-Bildgebungspixel, die nicht als auf Infrarotlicht empfindlich konfiguriert sind, mit Farbfiltern versehen werden, die Absorber für NIR-Strahlung beinhalten. Farbfilter, die Nahinfrarotlicht blockieren, können die Einwirkung von Infrarotlicht auf die Farbwiedergabe in Leuchtmitteln mit sowohl sichtbarer als auch Infrarotstrahlung minimieren.If desired, narrowband imaging pixels and / or wideband imaging pixels, which are not configured to be sensitive to infrared light, may be provided with color filters incorporating NIR radiation absorbers. Color filters that block near-infrared light can minimize the effect of infrared light on color rendering in both visible and infrared light bulbs.

Pixel im Bildsensor wie beispielsweise Bildpunkte im Array 20 können zum Beispiel mit einem Farbfilterarray ausgestattet werden, die es einem einzelnen Bildsensor ermöglichen, Proben von rotem, grünen und blauem (RGB) Licht zu entnehmen, und zwar unter Verwendung der entsprechenden roten, grünen und blauen Pixel im Bildsensor, die in einem Bayer-Mosaikmuster angeordnet sind. Das Bayer-Mosaikmuster besteht aus einer wiederkehrenden Elementarzelle von Bildpunkten in Zweiergruppen mit zwei grünen Bildpunkten, die sich schräg gegenüber liegen und an einen roten Bildpunkt angrenzen, der schräg gegenüber von einem blauen Bildpunkt liegt. Die Einschränkungen des Signal-Rausch-Verhältnisses (SRV), die mit dem Bayer-Mosaikmuster verbunden sind, machen die Reduzierung der Größe von Bildsensoren wie dem Bildsensor 16 schwierig. Es kann daher wünschenswert sein, Bildsensoren mit verbesserten Einrichtungen zur Erfassung von Bildern bereitstellen zu können. In einem anderen geeigneten Beispiel werden die grünen Pixel in einem Bayer-Muster durch Breitband-Bildgebungspixel mit Breitband-Farbfilterelementen ersetzt. Diese Beispiele sind lediglich exemplarisch und im Allgemeinen können Farbfilterelemente jeder gewünschten Farbe und in jedem gewünschten Muster über jede beliebige Anzahl der Bildpunkte 30 gebildet werden.Pixels in the image sensor such as pixels in the array 20 For example, a color filter array may be provided to allow a single image sensor to take samples of red, green, and blue (RGB) light using the corresponding red, green, and blue pixels in the image sensor used in a Bayer. Mosaic patterns are arranged. The Bayer mosaic pattern consists of a recurring elementary cell of pixels in groups of two with two green pixels that lie diagonally opposite each other and adjoin a red pixel that lies diagonally opposite a blue pixel. The signal-to-noise ratio (SRV) limitations associated with the Bayer mosaic pattern reduce the size of image sensors such as the image sensor 16 difficult. It may therefore be desirable to be able to provide image sensors with improved means for acquiring images. In another suitable example, the green pixels in a Bayer pattern are replaced by wideband imaging pixels with wideband color filter elements. These examples are merely exemplary, and in general, color filter elements of any desired color and pattern may be over any number of pixels 30 be formed.

Schaltungen in einem veranschaulichenden Bildgebungspixel 30 in einem Bildpixel-Array 16 sind in 3 gezeigt. Wie in 3 gezeigt, kann Pixel 30 ein lichtempfindliches Element wie eine Photodiode 22 beinhalten (mitunter hier als Photodetektor 22 bezeichnet). Eine positive Pixel-Versorgungsspannung (z. B. Spannung Vaa_pix) kann an einer positiven Stromversorgungsklemme 33 bereitgestellt werden. Eine Erdungs-Stromversorgungsspannung (z. B. Vss) kann an einer Erdungs-Stromversorgungsklemme 32 bereitgestellt werden. Einfallendes Licht wird von der Photodiode 22 erfasst, nachdem es eine Farbfilterstruktur passiert hat. Die Photodiode 22 wandelt das Licht in elektrische Ladung um.Circuits in an illustrative imaging pixel 30 in an image pixel array 16 are in 3 shown. As in 3 shown, can be pixel 30 a photosensitive element such as a photodiode 22 include (sometimes here as a photodetector 22 designated). A positive pixel supply voltage (eg, Vaa_pix voltage) may be present at a positive power supply terminal 33 to be provided. A ground power supply voltage (eg, Vss) may be present at a grounding power terminal 32 to be provided. Incident light is emitted by the photodiode 22 detected after it has passed a color filter structure. The photodiode 22 converts the light into electrical charge.

Bevor ein Bild erfasst wird, kann das Rücksetzsteuersignal RST in aktiven Zustand gebracht werden. Dies schaltet den Rücksetztransistor 28 ein und setzt den Ladungs-Steuerknoten 26 (auch bezeichnet als Floating-Diffusion FD) auf eine Spannung zurück, die Vaa_pix entspricht oder nahekommt. Das Rücksetzsteuersignal RST kann anschließend deaktiviert werden, um den Rücksetztransistor 28 auszuschalten. Nachdem die Rücksetzung abgeschlossen ist, kann das Weichen-Steuersignal TX bestätigt werden, um den Übertragungs-Transistor (Weiche) 24 einzuschalten. Wenn der Übertragungs-Transistor 24 eingeschaltet wird, wird die von der Photodiode 22 als Reaktion auf eintreffendes Licht erzeugte Spannung an den Ladungs-Speicherknoten 26 übertragen.Before an image is detected, the reset control signal RST can be made active. This turns on the reset transistor 28 and sets the charge control node 26 (also referred to as floating diffusion FD) back to a voltage that is equal or close to Vaa_pix. The reset control signal RST may then be deactivated to the reset transistor 28 off. After the reset is completed, the switch control signal TX can be asserted to switch the transfer transistor (switch). 24 turn. When the transmission transistor 24 is turned on, that of the photodiode 22 voltage generated in response to incident light at the charge storage node 26 transfer.

Der Ladungs-Speicherknoten 26 kann unter Verwendung einer Region von dotiertem Halbleiter (z. B. einer dotierten Siliciumregion, die durch Ionenimplantation, Diffusion von Fremdatomen oder anderen Dotiertechniken in einem Siliciumsubstrat ausgebildet wird) umgesetzt werden. Die dotierte Halbleiterregion (d. h. die Floating-Diffusion FD) kann eine Kapazität aufweisen, die verwendet werden kann, um die Ladung zu speichern, die von der Photodiode 22 übertragen wurde. Das mit der gespeicherten Ladung am Knoten 26 verbundene Signal wird vom Source-Folger-Transistor 34 gepuffert. Der Reihen-Auswahltransistor 36 verbindet den Source-Folger-Transistor 34 mit der Spaltenausgabeleitung 41.The charge storage node 26 may be implemented using a region of doped semiconductor (eg, a doped silicon region formed by ion implantation, diffusion of impurities, or other doping techniques in a silicon substrate). The doped semiconductor region (ie, the floating diffusion FD) may have a capacitance that may be used to store the charge from the photodiode 22 was transferred. That with the stored charge at the node 26 Connected signal is from the source follower transistor 34 buffered. The series selection transistor 36 connects the source-follower transistor 34 with the column output line 41 ,

Auf Wunsch können andere Arten von Bildgebungspixelschaltungen verwendet werden, um die Bildgebungspixel der Sensoren 16 umzusetzen. Jedes Bildgebungspixel 30 (siehe z. B. 1) kann ein Drei-Transistoren-Pixel, ein angeheftetes Photodioden-Pixel mit vier Transistoren, ein globales Verschluss-Pixel usw. sein. Die Schaltungen von 3 dienen nur der Veranschaulichung.If desired, other types of imaging pixel circuits can be used to control the imaging pixels of the sensors 16 implement. Each imaging pixel 30 (see eg 1 ) may be a three-transistor pixel, a four-transistor pinned photodiode pixel, a global shutter pixel, and so on. The circuits of 3 are for illustrative purposes only.

Wenn der Wert der gespeicherten Ladung ausgelesen werden soll (d. h. der Wert der gespeicherten Ladung, die durch das Signal an der Quelle S von Transistor 34 angegeben wird), kann das Auswahl-Steuerungssignal RS bestätigt werden. Wenn das Signal RS bestätigt wurde, wird der Transistor 36 eingeschaltet und ein entsprechendes Signal Vout, das die Größe der Ladung im Ladungs-Speicherknoten 26 wiedergibt, wird auf dem Ausgabepfad 38 erzeugt. In einer typischen Konfiguration gibt es zahlreiche Zeilen und Spalten von Pixeln, wie beispielsweise dem Pixel 30, im Bildsensorpixel-Array eines gegebenen Bildsensors. Ein leitfähiger Pfad, wie beispielsweise der Pfad 41, kann jeder Spalte von Bildgebungspixeln 30 zugeordnet sein.When the value of the stored charge is to be read out (ie the value of the stored charge which is due to the signal at the source S of transistor 34 is specified), the selection control signal RS can be confirmed. When the signal RS has been confirmed, the transistor becomes 36 turned on and a corresponding signal Vout, which is the size of the charge in the charge storage node 26 plays on the output path 38 generated. In a typical configuration, there are numerous rows and columns of pixels, such as the pixel 30 in the image sensor pixel array of a given image sensor. A conductive path, such as the path 41 , can each column of imaging pixels 30 be assigned.

Wenn das Signal RS für ein bestimmtes Pixel 30 bestätigt wird, kann der Pfad 41 verwendet werden, um das Signal Vout vom Pixel 30 zu einer Ausleseschaltung (48 in 2) zu leiten. If the signal RS for a particular pixel 30 the path can be confirmed 41 used to get the signal Vout from the pixel 30 to a readout circuit ( 48 in 2 ).

Eine Querschnittsseitenansicht eines Teils von Pixel 30 des Typs, der in Verbindung mit 3 beschrieben wird, ist in 4 gezeigt. Pixel 30 in 4 beinhaltet eine Photodiode 22 und eine Floating-Diffusion 26, die in einem Halbleitersubstrat 40 (z. B. in einer Siliciumschicht) gebildet ist. Eine Weiche 24 überträgt die von der Photodiode 22 erzeugte Ladung auf die Floating-Diffusion 26. Das Weichenoxid 35 (z. B. SiO2) ist über dem Halbleitersubstrat 40 gebildet. Das Silicium des Halbleitersubstrats 40 und des Weichenoxids 35 treffen an der Si-SiO2-Schnittstelle 37 zusammen.A cross-sectional side view of a part of pixels 30 of the type associated with 3 is described in 4 shown. pixel 30 in 4 includes a photodiode 22 and a floating diffusion 26 which are in a semiconductor substrate 40 (eg, in a silicon layer). A switch 24 transmits those from the photodiode 22 generated charge on the floating diffusion 26 , The switch oxide 35 (eg SiO2) is above the semiconductor substrate 40 educated. The silicon of the semiconductor substrate 40 and turnout oxide 35 meet at the Si-SiO2 interface 37 together.

Wenn die Photodiode 22 einfallendem Licht ausgesetzt ist, kann die Ladung (Elektronen) beginnen, sich in der Photodiodenwanne anzusammeln. Unter bestimmten Umständen kann mehr Ladung erzeugt werden, als die Photodiode 22 aufnehmen kann (z. B., wenn das Pixel 30 hellem Licht ausgesetzt ist). Mit anderen Worten: Die Full-Well-Kapazität (FWC) der Photodiode wird möglicherweise überschritten. Die Ladung an der Photodiode 22 kann dann aus der Photodiode 22 in die benachbarten Pixel 30 „überlaufen”. Dieser Überfluss an Elektronen (mitunter hier als Blooming oder Blooming-Strom bezeichnet) kann zu unerwünschten Bildartefakten in einem resultierenden Bild führen.If the photodiode 22 exposed to incident light, the charge (electrons) may begin to accumulate in the photodiode well. Under certain circumstances, more charge can be generated than the photodiode 22 can record (for example, if the pixel 30 exposed to bright light). In other words, the full-well capacity (FWC) of the photodiode may be exceeded. The charge on the photodiode 22 can then out of the photodiode 22 into the neighboring pixels 30 "run over". This abundance of electrons (sometimes referred to herein as blooming or blooming current) can lead to unwanted image artifacts in a resulting image.

Eine Möglichkeit zu versuchen, Blooming-Strom abzuschwächen, kann die Einstellung der Niederspannung (aus) (Vtx_lo) der Weiche 24 sein, so dass die Ladesperre zwischen der Photodiode 22 und der Floating-Diffusion 26 (d. h. die Anti-Blooming-Sperre) geringer ist als die Ladesperre zwischen benachbarten Photodioden 30 und von der Photodiode zu einer Pixel-Transistorquelle und Abflussbereichen (d. h. der Isolationssperre). Die Einstellung von Vtx_lo auf diese Weise ermöglicht es, dass der Blooming-Strom 43 ganz oder teilweise von der Photodiode 22 zu der Floating-Diffusion 26 fließt. Das Einstellen von Vtx_lo zum Senken der Ladesperre auf diese Weise kann es jedoch ermöglichen, dass Dunkelstrom 45 von der Weiche 24 in der Photodiode 22 erfasst wird. Die Einstellung von Vtx_lo auf diese Weise kann auch verhindern, dass die Weiche 24 akkumuliert und vollständig abgeschaltet wird. Diese Probleme können zu unerwünschten Bildartefakten führen.One way to try to mitigate blooming current may be to set the low voltage (off) (Vtx_lo) of the turnout 24 so that the charging barrier between the photodiode 22 and the floating diffusion 26 (ie, the anti-blooming barrier) is less than the charge barrier between adjacent photodiodes 30 and from the photodiode to a pixel transistor source and drain regions (ie, the isolation barrier). The setting of Vtx_lo in this way allows the blooming stream 43 all or part of the photodiode 22 to the floating diffusion 26 flows. However, setting Vtx_lo to lower the load lock in this manner may allow dark current 45 from the switch 24 in the photodiode 22 is detected. The setting of Vtx_lo in this way can also prevent the switch 24 accumulated and completely shut off. These problems can lead to unwanted image artifacts.

Ein möglicher Weg zur Behebung dieser Probleme kann das Bilden einer Weiche 24 mit einem verdeckten Buried-Channel 51 sein. Ein veranschaulichendes Beispiel eines Pixels 30 mit einem verdeckten Buried-Channel 51, der sich kontinuierlich von der Photodiode 22 zur Floating-Diffusion 26 erstreckt, ist in 5 dargestellt. Ein verdeckter Buried-Channel 51 kann einen dotierten N-Typ-Bereich einschließen, der den Transfer einer Ladung zum verdeckten Buried-Channel 51 begrenzt, so dass die Ladung von der Si/SiO2-Schnittstelle 37 der Weiche 24 ferngehalten wird. Dies kann hilfreich sein, um Elektronen daran zu hindern, sich wieder an der Si/SiO2-Schnittstelle 37 zu verbinden, und es kann eine Akkumulation der Si/SiO2-Schnittstelle 37 ermöglichen, um die Erzeugung eines Dunkelstroms 45 zu vermeiden. Ein verdeckter Buried-Channel 51 kann auch dazu beitragen, einen Pfad für einen Blooming-Strom 43 bereitzustellen. Beispielsweise kann eine große negative Spannung an der Weiche 24 angelegt werden, so dass die Weiche 24 akkumuliert und daher deutlich abgeschaltet werden kann, während der Buried-Channel 51 einen Pfad von der Photodiode 22 zum Ladungs-Speicherknoten 26 für die Blooming-Ladung 43 bereitstellt. In einigen Beispielen kann das verdeckte P-Typ-Implantat 53 unterhalb des verdeckten Buried-Channel 51 bereitgestellt werden.One possible way to remedy these problems may be to make a turnout 24 with a hidden buried channel 51 be. An illustrative example of a pixel 30 with a hidden buried channel 51 which is continuous from the photodiode 22 for floating diffusion 26 extends is in 5 shown. A hidden buried channel 51 may include a doped N-type region, which is the transfer of a charge to the buried buried channel 51 limited so that the charge from the Si / SiO2 interface 37 the switch 24 is kept away. This can be helpful to prevent electrons from getting back to the Si / SiO2 interface 37 to connect, and it may accumulate the Si / SiO2 interface 37 allow for the generation of a dark current 45 to avoid. A hidden buried channel 51 can also help create a path for a blooming stream 43 provide. For example, there may be a large negative voltage on the switch 24 be created so that the switch 24 accumulated and therefore can be switched off significantly during the buried channel 51 a path from the photodiode 22 to the charge storage node 26 for the blooming cargo 43 provides. In some examples, the hidden P-type implant may 53 below the covered Buried Channel 51 to be provided.

Ein verdeckter Buried-Channel 51 kann jedoch negative Auswirkungen auf die Pixelleistung haben. Beispielsweise kann es für kleine Pixel 30 mit einer kurzen Weiche 24 schwierig sein, die Weiche 24 zu akkumulieren und einen Pfad für die Blooming-Ladung 43 herzustellen, um die Floating-Diffusion 26 mithilfe des verdeckten Buried-Channel 51 zu erreichen. Um einen Pfad für die Blooming-Ladung 43 herzustellen, sind die Buried-Channel-Energie und die Implantatdosis nicht gut für die gewünschte Dotierung der Photodiode und das Spannungsprofil. Ein nachteiliger Effekt des verdeckten Buried-Channel-Implantats ist eine Erhöhung der Pinning-Spannung (Vpin) der Photodiode 22, was seinerseits zur Erhöhung der Pixelverzögerung führen kann (d. h. zu einer weniger effizienten Ladungsübertragung von einer vollen Photodiode 22 zur Floating-Diffusion 26, wenn die Weiche 24 gepulst wird), sofern nicht eine hohe Spannung (manchmal als Vtx_on oder Vtx_hi bezeichnet) verwendet wird. Während die Dotierungskonzentration der Photodiode 22 reduziert werden kann, um zu versuchen, die benötigte Vpin in solchen Situationen zu reduzieren, verringert dies die Full-Well-Kapazität der Photodiode 22. Im Allgemeinen macht es die Aufnahme eines verdeckten Buried-Channel 51 schwierig, eine wünschenswerte Gesamtpixelleistung zu erzielen.A hidden buried channel 51 however, can have a negative impact on pixel performance. For example, it may be for small pixels 30 with a short turnout 24 be difficult, the switch 24 to accumulate and create a path for the blooming charge 43 to produce the floating diffusion 26 using the covert buried channel 51 to reach. To get a path for the blooming charge 43 The buried channel energy and the implant dose are not good for the desired doping of the photodiode and the voltage profile. An adverse effect of the buried buried channel implant is an increase in the pinning voltage (Vpin) of the photodiode 22 , which in turn can increase the pixel delay (ie, less efficient charge transfer from a full photodiode 22 for floating diffusion 26 when the switch 24 pulsed), unless a high voltage (sometimes referred to as Vtx_on or Vtx_hi) is used. While the doping concentration of the photodiode 22 can be reduced to try to reduce the required Vpin in such situations, this reduces the full-well capacity of the photodiode 22 , In general, it makes the inclusion of a covert buried channel 51 difficult to achieve a desirable overall pixel performance.

Ein Teil-Buried-Channel 51, der sich von der Photodiode 22 aus wie in 6 gezeigt erstreckt, kann umgesetzt werden, um möglicherweise einige der Probleme zu lösen, die auftreten, wenn ein verdeckter Buried-Channel 51 verwendet wird. Dennoch reagiert ein Teil-Buried-Channel 51 des Typs wie in 6 gezeigt sensibel auf Ausrichtungsvariationen, und Parameter wie die Anti-Blooming-Sperre, die Pinning-Spannung und die Verzögerung können dennoch beeinträchtigt sein.A part-buried channel 51 that is different from the photodiode 22 like in 6 can be implemented to possibly solve some of the problems that occur when a buried buried channel 51 is used. Nevertheless, a part-buried channel reacts 51 of the type as in 6 are sensitive to alignment variations, and parameters such as anti-blooming lock, pinning voltage, and delay may still be compromised.

Eine Querschnittsseitenansicht eines Teils eines Bildpixels 30, der Probleme mit den Bildsensorpixeln 30 lösen kann, die in Verbindung mit den 4 bis 6 beschrieben sind, ist in 7 gezeigt. Wie in 6 gezeigt, kann das Bildpixel 30 ein Halbleitersubstrat 40, eine Photodiode 22, eine Floating-Diffusion 26 und eine Weiche 24 für die Übertragung einer Ladung, die an der Photodiode 22 akkumuliert, zu der Floating-Diffusion 26 beinhalten. In dem veranschaulichenden Beispiel in 7 kann das Bildsensorpixel 30 einen Buried-Channel-Bereich 91 einschließen, um eine Buried-Channel-Weiche 24 zu bilden. Wie in 7 gezeigt, kann sich der Buried-Channel-Bereich (Bch) 91 von der Floating-Diffusion 26 aus erstrecken (von dort ausgehen), so dass der Buried-Channel-Bereich 91 elektrisch bzw. physisch an die Floating-Diffusion 26 gekoppelt ist. Der Buried-Channel-Bereich 91 kann in dem Halbleitersubstrat 40 so gebildet sein, dass sich der Buried-Channel-Bereich 91 nur teilweise unter der Weiche 24 erstreckt. Mit anderen Worten kann sich der Buried-Channel-Bereich 91 nicht vollständig unterhalb der Weiche 24 erstrecken, er kann die Weiche 24 nur teilweise überlappen, er kann sich in das Halbleitersubstrat 40 hinein und unterhalb der Weiche 24 erstrecken, ohne sich bis zur Photodiode 22 hin zu erstrecken (d. h., ohne diese zu erreichen oder zu berühren), und/oder er kann sich zur Photodiode 22 hin erstrecken, während er von der Photodiode 22 durch einen Teil des Halbleitersubstrats 40 getrennt bleibt (d. h., es kann ein Spalt zwischen dem Buried-Channel 91 und der Photodiode 22 bestehen). Auf diese Weise kann der Buried-Channel 91 als ein diskontinuierlicher Buried-Channel bezeichnet werden, es kann angegeben werden, dass er sich nicht über die gesamte Länge der Weiche 24 hin erstreckt, und/oder es kann angegeben werden, dass er auf einen zentralen Bereich der Weiche 24 beschränkt ist. A cross-sectional side view of part of an image pixel 30 , the problems with the image sensor pixels 30 can solve that in conjunction with the 4 to 6 are described in 7 shown. As in 6 shown, the image pixel 30 a semiconductor substrate 40 , a photodiode 22 , a floating diffusion 26 and a switch 24 for the transfer of a charge attached to the photodiode 22 accumulated, to the floating diffusion 26 include. In the illustrative example in FIG 7 can the image sensor pixel 30 a buried channel area 91 Include a buried channel switch 24 to build. As in 7 shown, the buried channel area (Bch) can 91 from the floating diffusion 26 extend out (go out there), leaving the buried channel area 91 electrically or physically to the floating diffusion 26 is coupled. The buried channel area 91 can in the semiconductor substrate 40 be formed so that is the buried channel area 91 only partially under the switch 24 extends. In other words, the buried channel area can become 91 not completely below the switch 24 he can do the turnout 24 only partially overlap, he can get into the semiconductor substrate 40 in and below the switch 24 extend without getting up to the photodiode 22 towards (ie, without reaching or touching), and / or may become the photodiode 22 while extending from the photodiode 22 through a part of the semiconductor substrate 40 stays disconnected (ie, there may be a gap between the buried channel 91 and the photodiode 22 consist). That way, the buried channel can 91 may be referred to as a discontinuous buried channel, it may be stated that it does not extend the full length of the switch 24 extends, and / or it can be stated that it is on a central area of the switch 24 is limited.

In einer geeigneten Anordnung handelt es sich bei dem Buried-Channel 91 um einen N-Typ-Kanal. Soweit gewünscht, kann die Buried-Channel-Weiche 24 auch ein verdecktes P-Typ-Implantat (BTP) 93 umfassen, das unterhalb des Buried-Channel-Bereichs 91 gebildet ist. Verdeckte P-Typ-Implantate 93 können den Buried-Channel 91 überlappen und sich auch nur teilweise unterhalb der Weiche 24 erstrecken. Verdeckte P-Typ-Implantate 93 können einen Buried-Channel 91 auf einen schmaleren, dünneren Bereich des Halbleitersubstrats 40 begrenzen, was dazu beitragen kann, das Potential des Bereichs in Pixel 30, durch den der Blooming-Strom 43 fließt, zu begrenzen und zu steuern. Dies ist jedoch lediglich veranschaulichend. Sofern gewünscht, können die Dotierungstypen des Implantats 93 und des Buried-Channel 91 umgekehrt werden.In a suitable arrangement, the buried channel 91 around an N-type channel. If desired, the buried channel switch can 24 also a hidden P-type implant (BTP) 93 that is below the buried channel area 91 is formed. Concealed P-type implants 93 can be the buried channel 91 overlap and only partially below the switch 24 extend. Concealed P-type implants 93 can be a buried channel 91 to a narrower, thinner area of the semiconductor substrate 40 limit what can contribute to the potential of the area in pixels 30 through which the blooming stream 43 flows, limits and controls. However, this is merely illustrative. If desired, the doping types of the implant 93 and the buried channel 91 be reversed.

In einem Beispiel kann Arsen als Dotierstoff für den Buried-Channel-Bereich 91 und Bor als Dotierstoff für das P-Typ-Implantat 93 verwendet werden. Dies ist jedoch lediglich veranschaulichend, und es können auf Wunsch andere Dotierstoffe verwendet werden.In one example, arsenic may serve as dopant for the buried channel region 91 and boron as dopant for the P-type implant 93 be used. However, this is merely illustrative, and other dopants may be used if desired.

Durch Bildung des Buried-Channel-Bereich 91, der sich von der Floating-Diffusion 26 erstreckt, ohne sich in die Photodiode 22 hinein zu erstrecken, können negative Aspekte, die mit den Pixeln der in den 4 bis 6 gezeigten Typen verbunden sind, abgemildert werden. Beispielsweise kann der Buried-Channel-Bereich 91 aus 7 umgesetzt werden, ohne dass das Photodiodenpotential oder das Dotierprofil der Photodiode 22 angepasst werden muss, was bei einem Buried-Channel 51 des in 5 und 6 gezeigten Typs notwendig ist. Somit können bestehende Photodioden- und Weichenkonstruktionen umgesetzt werden, um eine geringe Verzögerung und einen geringen Dunkelstrom bereitzustellen. Die Photodiodenseite der Weiche 24 wird ebenfalls leicht akkumuliert, wenn ein Buried-Channel 91 wie in 7 gezeigt umgesetzt wird, und sie kann ein Steuern des Dunkelstroms 45 von der Weiche 24 zur Floating-Diffusion 26 statt in die Photodiode 22 bereitstellen. Der Buried-Channel-Bereich 91 kann auch einen Pfad für einen Blooming-Strom 43 bereitstellen, mithilfe dessen dieser von der Photodiode 22 zur Floating-Diffusion 26 geleitet werden kann, ohne dass die Dotierkonzentration der Photodiode 22 reduziert werden muss (und somit Verringerungen in der Full-Well-Kapazität der Photodiode 22 vermieden werden). In einer solchen Anordnung kann Vtx_lo immer noch angepasst werden, um eine gewisse Kontrolle der Blooming-Sperre und des Blooming-Stromflusses zur Floating-Diffusion 26 bereitzustellen.By forming the buried channel area 91 that differs from the floating diffusion 26 extends without getting into the photodiode 22 can extend into it, negative aspects, which with the pixels in the 4 to 6 shown types are mitigated. For example, the buried channel area 91 out 7 be implemented without the photodiode potential or the doping profile of the photodiode 22 what needs to be adapted, what with a buried channel 51 of in 5 and 6 shown type is necessary. Thus, existing photodiode and switch designs can be implemented to provide low delay and low dark current. The photodiode side of the switch 24 is also easily accumulated when a buried channel 91 as in 7 shown, and it can control the dark current 45 from the switch 24 for floating diffusion 26 instead of the photodiode 22 provide. The buried channel area 91 may also have a path for a blooming stream 43 provide by means of this of the photodiode 22 for floating diffusion 26 can be conducted without the doping concentration of the photodiode 22 must be reduced (and thus reductions in the full-well capacity of the photodiode 22 be avoided). In such an arrangement, Vtx_lo can still be adjusted to some control of the blooming barrier and the blooming flow of current for floating diffusion 26 provide.

Mit einem Buried-Channel 91 des in Verbindung mit 7 gezeigten und beschriebenen Typs kann Vtx_lo auf (beispielsweise) –1,0 V gesetzt werden, um den Dunkelstrom 45 von der Weiche 24 und der Si/SiO2-Schnittstelle 37 zu unterdrücken. Die Anti-Blooming-Sperre kann durch den Buried-Channel-Bereich 91 gesetzt werden, der sich unter dem Oberflächenbereich unter der Weiche 24 befindet. Folglich kann eine Anti-Blooming-Sperre bereitgestellt werden, die 0,2 V bis 0,3 V geringer liegt als die Isolierungssperre, so dass sowohl ein Hochstrom-Anti-Blooming-Pfad als auch eine Oberflächenakkumulation des Weichenkanalbereichs in der Nähe der Photodiode ermöglicht werden. Ein verdecktes Transferimplantat vom Typ P 93 kann den Buried-Channel-Bereich 91 auf einen schmaleren Bereich unter der Oberfläche der Weiche 24 begrenzen, um die Steuerung des Anti-Blooming-Sperrpotentials und des Anti-Blooming-Stromflusses zu verbessern. Dies verhindert Probleme (z. B. die in Verbindung mit 4 beschriebenen), die auftreten können, wenn Vtx_lo weniger negativ als Vtx_lo gesetzt ist, die zur Unterdrückung des Dunkelstroms TX benötigt wird, um eine Anti-Blooming-Sperre bereitzustellen, die 0,2 V bis 0,3 V geringer ist als die Isolierungssperre (d. h. die Sperre zwischen benachbarten Photodioden und von der Photodiode zur Pixeltransistorquelle und Abflussbereichen).With a buried channel 91 in conjunction with 7 As shown and described, Vtx_lo can be set to (for example) -1.0 V to control the dark current 45 from the switch 24 and the Si / SiO 2 interface 37 to suppress. The anti-blooming lock can be through the buried channel area 91 be placed below the surface area under the switch 24 located. Thus, an anti-blooming barrier may be provided which is 0.2V to 0.3V lower than the isolation barrier, allowing for both a high current anti-blooming path and surface accumulation of the vane channel region in the vicinity of the photodiode become. A concealed P-type transfer implant 93 can be the buried channel area 91 on a narrower area under the surface of the switch 24 limit the control of the anti-blooming blocking potential and the anti-blooming current flow. This prevents problems (such as those associated with 4 described) which may occur when Vtx_lo is set to be less negative than Vtx_lo needed to suppress the dark current TX to provide an anti-blooming lock that is 0.2V to 0, 3V is less than the isolation barrier (ie, the barrier between adjacent photodiodes and from the photodiode to the pixel transistor source and drain regions).

Wenn ein Buried-Channel-Implantat 91 (z. B. ein N-Typ-Implantat) auf die Floating-Diffusion-Seite der Weiche 24 begrenzt ist, kann das Buried-Channel-Implantat 91 verwendet werden, um die Grenzspannung der Floating-Diffusion-Seite der Weiche 24 auf weniger als die Photodiodenseite der Weiche einzustellen. Mit anderen Worten weist der P-Typ-Bereich unter der Photodiodenseite der Weiche 24 eine höhere Grenzspannung auf als der Bereich unter der Floating-Diffusion-Seite der Weiche 24, ohne dass ein zusätzliches P-Typ-Implantat zur Photodiodenseite der Weiche 24 hinzugefügt werden muss, um eine höhere Grenzspannung zu erzeugen (was in den Beispielen von 4 bis 6 notwendig sein kann). Als Ergebnis der geringeren Grenzspannung auf der Floating-Diffusion-Seite der Weiche 24 wird jeder Weichendunkelstrom 45 während der Integration auf die Floating-Diffusion 26 geleitet und nicht in der Photodiode 22 gesammelt. Entsprechend kann das zusätzliche P-Typ-Implantat auf der Photodiodenseite des Weichenimplantats 24 entfallen, und es kann eine Steuerung des Dunkelstroms durch die neue Buried-Channel-Struktur 91 erreicht werden. Da das zusätzliche P-Typ-Implantat entfallen kann, kann die zusätzlich für den Buried-Channel 91 benötigte Maske verwendet werden, ohne dass dies zu einem Nettoanstieg bei der Anzahl der Masken führt.If a buried-channel implant 91 (eg an N-type implant) on the floating diffusion side of the switch 24 limited, the buried channel implant 91 used to limit the floating diffusion side of the switch 24 to set less than the photodiode side of the switch. In other words, the P-type region under the photodiode side of the switch 24 a higher threshold voltage than the area under the floating diffusion side of the switch 24 without having an additional P-type implant to the photodiode side of the switch 24 must be added in order to produce a higher limit voltage (which in the examples of 4 to 6 may be necessary). As a result of the lower limit stress on the floating diffusion side of the switch 24 every turn will be darker 45 during the integration on the floating diffusion 26 conducted and not in the photodiode 22 collected. Accordingly, the additional P-type implant on the photodiode side of the switch implant 24 eliminates, and there may be a control of the dark current through the new buried channel structure 91 be achieved. Since the additional P-type implant can be omitted, the additional for the Buried Channel 91 mask required without resulting in a net increase in the number of masks.

Eine Draufsicht eines Teils des Bildsensors 16 ist in 8 gezeigt. 8 zeigt einen Teil einer Vielzahl von Pixeln 30 (von denen nur einer beschriftet ist) mit einer Photodiode 22 und einer Weiche 24. In dem veranschaulichenden Beispiel in 8 wird die Floating-Diffusion 26 von zwei Pixeln 30 geteilt. Es handelt sich hierbei lediglich um eine Veranschaulichung, da jedes Pixel 30 seine eigene Floating-Diffusion 26 haben kann oder auch mehr als zwei Pixel 30 eine Floating-Diffusion 26 miteinander teilen können, falls gewünscht.A plan view of a part of the image sensor 16 is in 8th shown. 8th shows a part of a plurality of pixels 30 (only one of which is labeled) with a photodiode 22 and a switch 24 , In the illustrative example in FIG 8th becomes the floating diffusion 26 of two pixels 30 divided. It's just an illustration because every pixel 30 his own floating diffusion 26 can have or more than two pixels 30 a floating diffusion 26 can share with each other if desired.

Wie in 8 gezeigt, ist der Buried-Channel 91 auf den zentralen Bereich der Weiche 24 begrenzt. Bei der Herstellung kann ein verdecktes P-Typ-Implantat 93 dadurch gebildet werden, dass das gleiche Layout und die gleiche Maske wie für den Buried-Channel 91 verwendet werden, so dass der Buried-Channel 91 und das P-Typ-Implantat 93 ausgerichtet sind (d. h., das P-Typ-Implantat 93 ist ebenfalls auf einen zentralen Bereich der Weiche 24 begrenzt). Durch die Bildung eines Buried-Channel 91 und eines P-Typ-Implantats 93, die das gleiche Layout und die gleiche Maske verwenden, kann ein Herstellungsprozess mit verringerten Maskensetkosten, geringeren Maskenschritten und niedrigeren Gesamtprozesskosten bereitgestellt werden. Die Bildung eines Buried-Channel 91 und eines P-Typ-Implantats 93 auf diese Weise kann auch Ausrichtungsprobleme zwischen dem Buried-Channel 91 und dem P-Typ-Implantat 93 minimieren oder eliminieren. Durch die Begrenzung von Kanal 91 und Implantat 93 auf einen zentralen Bereich der Weiche 24 ist die Anordnung weniger sensibel für Ausrichtungsänderungen bei der Weiche 24. Diese Anordnung kann auch den Dunkelstrom 45 verringern und den Wandlungsgewinn erhöhen. Beispielsweise kann eine Ausrichtungsänderung nur den Abstand zwischen der Photodiode 22 und dem Buried-Channel 91 betreffen, jedoch nicht Vpin. So kann weniger Variation in der Anti-Blooming-Sperre und dem Strom auftreten.As in 8th shown is the buried channel 91 on the central area of the switch 24 limited. In the manufacture can be a hidden P-type implant 93 be formed by having the same layout and the same mask as for the buried channel 91 be used, so the buried channel 91 and the P-type implant 93 aligned (ie, the P-type implant 93 is also on a central area of the switch 24 limited). By forming a buried channel 91 and a P-type implant 93 , who use the same layout and mask, can provide a manufacturing process with reduced mask cost, fewer mask steps, and lower overall process costs. The formation of a buried channel 91 and a P-type implant 93 This can also cause alignment issues between the buried channel 91 and the P-type implant 93 minimize or eliminate. By limiting channel 91 and implant 93 on a central area of the switch 24 the arrangement is less sensitive to changes in the direction of the switch 24 , This arrangement can also be the dark current 45 reduce and increase the conversion profit. For example, an alignment change only the distance between the photodiode 22 and the buried channel 91 affect, but not Vpin. So there may be less variation in the anti-blooming barrier and the flow.

Wenn gewünscht, können das Buried-Channel-Implantat 91 und das P-Typ-Implantat 93 mit der gleichen Maske gebildet werden wie das leicht dotierte Abflussimplantat des Typs N (N-type Lightly Doped Drain, NLDD). In einem anderen Beispiel kann eine eigene Maske für den Buried-Channel 91 und das Implantat 93 verwendet werden, so dass das P-Typ-Implantat 93 im Floating-Diffusion-Bereich 26 ausgelassen werden kann, um einen höheren Wandlungsgewinn zu erzielen (d. h., um die Floating-Diffusion-Kapazität zu verringern). In einem weiteren Beispiel kann das P-Typ-Implantat 93 vollständig entfallen.If desired, the buried channel implant 91 and the P-type implant 93 be formed with the same mask as the lightly doped drain implant type N (N-type Lightly Doped Drain, NLDD). In another example, a separate mask for the buried channel 91 and the implant 93 be used so that the P-type implant 93 in the floating diffusion area 26 can be omitted in order to achieve a higher conversion gain (ie, to reduce the floating diffusion capacity). In another example, the P-type implant 93 completely eliminated.

Andere Anordnungen für den Buried-Channel 91 bzw. das P-Typ-Implantat 93 sind ebenfalls möglich. Beispielsweise zeigt 9 einen Teil-Buried-Channel 91, der umgesetzt wird, indem sich ein erster Buried-Channel-Abschnitt (Bereich) 91-1 von der Photodiode 22 aus erstreckt und sich ein zweiter Buried-Channel-Abschnitt (Bereich) 91-2 von der Floating-Diffusion 26 aus erstreckt. Es besteht zwischen Abschnitt 91-1 und Abschnitt 91-2 ein Spalt im zentralen Bereich der Weiche 24. Das P-Typ-Implantat 93 kann einen ersten Abschnitt 93-1 und einen zweiten Abschnitt 93-2 aufweisen, die den ersten und zweiten Buried-Channel-Abschnitten 91-1 und 91-2 entsprechen. In diesem Beispiel kann die Anti-Blooming-Sperre durch die Größe des Spalts zwischen dem Buried-Channel-Bereich 91-1 und dem Buried-Channel-Bereich 91-2 gesteuert werden. Bei dieser Herangehensweise ist die Anti-Blooming-Sperre nicht sensibel für normale Ausrichtungsvariationen zwischen dem Buried-Channel 91 bezüglich der Weiche 24, der Photodiode 22 und der Floating-Diffusion 26. In diesem Beispiel kann der Buried-Channel 91 eine geringere Auswirkung auf das Photodiodenpotential haben als der verdeckte Buried-Channel (das P-Typ-Implantat 93 kann die Pinningspannungserhöhung kompensieren). Entsprechend der Anordnung, die in Zusammenhang mit 7 und 8 beschrieben ist, kann die gleiche Maske für den Buried-Channel 91 und das P-Typ-Implantat 93 verwendet werden, wodurch Ausrichtungsprobleme zwischen dem Buried-Channel 91 und dem P-Typ-Implantat 93 reduziert werden können, und es kann auch eine Verringerung der Variation bei der Blooming-Sperre und dem -Strom aufgrund der Ausrichtungsvariation erzielt wird. Das P-Typ-Implantat 93 kann im Floating-Diffusion-Bereich entfallen, um die Floating-Diffusion-Kapazität zu verringern.Other arrangements for the buried channel 91 or the P-type implant 93 are also possible. For example, shows 9 a part-buried channel 91 which is implemented by getting a first buried channel section (area) 91-1 from the photodiode 22 extends out and a second buried channel section (area) 91-2 from the floating diffusion 26 extends out. It exists between section 91-1 and section 91-2 a gap in the central area of the switch 24 , The P-type implant 93 can be a first section 93-1 and a second section 93-2 include the first and second buried channel sections 91-1 and 91-2 correspond. In this example, the anti-blooming lock may be determined by the size of the gap between the buried channel area 91-1 and the buried channel area 91-2 to be controlled. In this approach, the anti-blooming lock is not sensitive to normal alignment variations between the buried channel 91 concerning the switch 24 , the photodiode 22 and the floating diffusion 26 , In this example, the buried channel 91 have less effect on the photodiode potential than the buried buried channel (the P-type implant 93 can compensate for the pinnacle voltage increase). According to the arrangement associated with 7 and 8th can be the same mask for the buried channel 91 and the P-type implant 93 which causes alignment issues between the buried channel 91 and the P-type implant 93 can be reduced, and it can also be one Reduction of the variation in the blooming barrier and the current due to the alignment variation is achieved. The P-type implant 93 can be omitted in the floating diffusion range to reduce the floating diffusion capacity.

In 10 wird ein Teil-Buried-Channel 91 umgesetzt, indem die gesamte Photodiode 22 mit einem ersten Buried-Channel-Bereich 91-1 überlappt wird (oder zumindest ein größerer Teil der Photodiode 22 als in 9 gezeigt), und durch Bereitstellung eines zweiten Buried-Channel-Bereichs 91-2, der sich von der Floating-Diffusion 26 aus erstreckt. Es wird weiterhin ein Spalt unter der Weiche 24 zwischen den beiden Buried-Channel-Bereichen 91-1 und 91-2 beibehalten. Eine derartige Anordnung kann insbesondere bei Pixeln 30 nützlich sein, die eine sehr kurze Weiche 24 und eine kleine Photodiode 22 umfassen, und in Fällen, in denen der erste Channel-Bereich 91-1 möglicherweise zu klein ist, um leicht strukturierbar zu sein (z. B., wenn die Strukturierung möglicherweise schwierig ist, wenn der Channel-Abschnitt 91-1 sich nur wenig in die Photodiode 22 hinein erstreckt). Durch Erstellen eines verdeckten Channel-Abschnitts 91-1, der sich weiter in die Photodiode 22 hinein erstreckt, kann der Spalt zwischen den ersten und zweiten Buried-Channel-Bereichen 91-1 und 91-2 durch die Buried-Channel-Maske erzeugt werden. Alternativ kann der Buried-Channel-Spalt durch Verwenden einer anderen Buried-Channel-Kompensationsmaske und eines gegensätzlichen Dotiertypimplantats erzeugt werden. Beispielsweise ist dann, wenn der Buried-Channel 91 vom Typ N ist, das kompensierende Implantat vom Typ P. Das bedeutet, dass die Buried-Channel-Maske verwendet werden kann, um einen verdeckten Kanal vom Typ N zu erstellen, der einen größeren Weichenbereich oder die gesamte Länge des Weichenbereichs 24 kreuzt, und dass eine Buried-Channel-Kompensationsmaske vom Typ P und ein Implantat verwendet werden können, um zu definieren, wo der Buried-Channel-Bereich 91 entfernt wird (d. h. der Spalt zwischen den Channel-Abschnitten 91-1 und 91-2 in 10). Es können andere Verfahren zur Bildung eines nicht kontinuierlichen Buried-Channel 91 verwendet werden. Das P-Typ-Implantat 93 kann Abschnitte der ersten und zweiten Buried-Channel-Bereiche 91-1 und 91-2 sowie den Spalt zwischen den Abschnitten überlappen. Das verdeckte P-Typ-Implantat kann auch im Floating-Diffusion-Bereich 26 entfallen, beispielsweise um die Floating-Diffusion-Kapazität zu verringern.In 10 becomes a part-buried channel 91 implemented by the entire photodiode 22 with a first buried channel area 91-1 is overlapped (or at least a larger part of the photodiode 22 as in 9 shown) and by providing a second buried channel area 91-2 that differs from the floating diffusion 26 extends out. There will still be a gap under the switch 24 between the two buried channel areas 91-1 and 91-2 maintained. Such an arrangement can be particularly for pixels 30 be useful, which is a very short turnout 24 and a small photodiode 22 include, and in cases where the first channel area 91-1 may be too small to be easily structurable (for example, if the structuring may be difficult if the channel section 91-1 only a little into the photodiode 22 extends into it). By creating a hidden channel section 91-1 that goes further into the photodiode 22 extends, the gap between the first and second buried channel areas 91-1 and 91-2 be generated by the buried channel mask. Alternatively, the buried channel gap may be created by using a different buried channel compensation mask and an opposing dopant type implant. For example, if the buried channel 91 Type N is the compensating implant of type P. This means that the buried channel mask can be used to create a hidden N-type channel that has a larger turnout area or the entire length of the turnout area 24 and that a buried-channel compensation mask of type P and an implant can be used to define where the buried channel area is 91 is removed (ie the gap between the channel sections 91-1 and 91-2 in 10 ). There may be other methods of forming a non-continuous buried channel 91 be used. The P-type implant 93 can be sections of the first and second buried channel areas 91-1 and 91-2 and overlap the gap between the sections. The concealed P-type implant can also be used in the floating diffusion range 26 omitted, for example, to reduce the floating diffusion capacity.

11 zeigt in vereinfachter Form ein typisches Bilderfassungs- und Prozessorsystem 1800 wie eine Digitalkamera, die eine bildgebende Vorrichtung 2000 (z. B. eine bildgebende Vorrichtung 2000 wie den Bildsensor 16 aus 1 bis 10, die Pixel 30 mit Buried-Channel 91 verwendet) umfasst. Das Prozessorsystem 1800 ist beispielhaft für ein System mit Digitalschaltungen, das die bildgebende Vorrichtung 2000 einschließen kann. Ohne einschränkend zu sein, könnte ein solches System ein Computersystem, ein Standbild- oder Videobildkamerasystem, einen Scanner, maschinelles Sehen, Fahrzeugnavigation, ein Videotelefon, ein Überwachungssystem, ein Autofokussystem, ein Sternenachlaufsystem, ein Bewegungserkennungssystem, ein Bildstabilisierungssystem und weitere Systeme, die eine bildgebende Vorrichtung verwenden, einschließen. 11 shows in simplified form a typical image capture and processor system 1800 like a digital camera, which is an imaging device 2000 (eg, an imaging device 2000 like the image sensor 16 out 1 to 10 , the pixels 30 with Buried Channel 91 used). The processor system 1800 is exemplary of a system with digital circuits, the imaging device 2000 can include. Without being limiting, such a system could include a computer system, a still or video camera system, a scanner, machine vision, vehicle navigation, a video phone, a surveillance system, an autofocus system, a star tracking system, a motion detection system, an image stabilization system, and other imaging systems Use device include.

Das Bilderfassungs- und Prozessorsystem 1800 umfasst im Allgemeinen eine Linse 1896 zur Fokussierung eines Bildes auf einem Pixel-Array 20 der Vorrichtung 2000, wenn ein Auslöserknopf 1897 gedrückt wird, und eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 1895 wie einen Mikroprozessor, der die Kamera sowie eine oder mehrere Bildablauffunktionen steuert und mit einem oder mehreren der Eingabe/Ausgabe(I/O)-Vorrichtungen 1891 über einen Bus 1893 kommuniziert. Die bildgebende Vorrichtung 2000 kommuniziert ebenfalls mit der CPU 1895 über den Bus 1893. Das System 1800 kann außerdem ein Random Access Memory (RAM) 1892 und einen Wechselspeicher 1894, beispielsweise einen Flash-Speicher, einschließen, der ebenfalls mit der CPU 1895 über den Bus 1893 kommuniziert. Bildgebendes Gerät 2000 kann mit der CPU kombiniert werden, mit oder ohne Speicher auf einem einzelnen integrierten Schaltkreis oder auf einem anderen Chip. Obwohl der Bus 1893 als ein einzelner Bus dargestellt ist, kann es sich um einen oder mehrere Busse oder Brücken oder andere Kommunikationswege handeln, die verwendet werden, um die Systemkomponenten miteinander zu verbinden.The image capture and processor system 1800 generally includes a lens 1896 to focus an image on a pixel array 20 the device 2000 when a shutter button 1897 is pressed, and a central processing unit (CPU) 1895 such as a microprocessor that controls the camera and one or more image-scrolling features and with one or more of the input / output (I / O) devices 1891 over a bus 1893 communicated. The imaging device 2000 also communicates with the CPU 1895 over the bus 1893 , The system 1800 can also have a Random Access Memory (RAM) 1892 and a removable storage 1894 include, for example, a flash memory, which is also connected to the CPU 1895 over the bus 1893 communicated. Imaging device 2000 can be combined with the CPU, with or without memory on a single integrated circuit or on another chip. Although the bus 1893 shown as a single bus may be one or more buses or bridges or other communication paths used to interconnect the system components.

In verschiedenen Ausführungsformen kann ein auf einem Halbleitersubstrat gebildetes Bildsensorpixel auch einen Photodetektor, der eine Ladung als Reaktion auf einfallendes Licht erzeugt, eine Floating-Diffusion, eine Weiche, die die durch den Photodetektor erzeugte Ladung auf die Floating-Diffusion überträgt, und einen Buried-Channel-Bereich, der im Halbleitersubstrat gebildet ist, einschließen. Der Buried-Channel-Bereich kann an die Floating-Diffusion gekoppelt sein und sich von dort erstrecken. Der Buried-Channel-Bereich kann die Weiche ggf. nur teilweise überlappen. Der Buried-Channel-Bereich kann sich nur teilweise unter der Weiche erstrecken und ggf. nicht bis zum Photodetektor. Ein Abschnitt des Halbleitersubstrats kann den Bunied-Channel-Bereich vom Photodetektor trennen. Ein erster Abschnitt der Weiche kann den Buried-Channel-Bereich überlappen, und ein zweiter Abschnitt der Weiche kann den Buried-Channel-Bereich nicht überlappen.In various embodiments, an image sensor pixel formed on a semiconductor substrate may also include a photodetector that generates a charge in response to incident light, a floating diffusion, a switch that transfers the charge generated by the photodetector to the floating diffusion, and a Buried Channel region formed in the semiconductor substrate include. The buried channel region may be coupled to and extend from the floating diffusion. The buried channel area may only partially overlap the turnout. The buried channel area may extend only partially below the switch and may not extend to the photodetector. A portion of the semiconductor substrate may separate the bunied channel region from the photodetector. A first portion of the switch may overlap the buried channel area and a second portion of the switch may not overlap the buried channel area.

Zumindest ein Teil der von dem Photodetektor erzeugten Ladung kann einen Blooming-Strom enthalten, und der Buried-Channel-Bereich kann so konfiguriert sein, dass der Blooming-Strom von dem Photodetektor an die Floating-Diffusion gekoppelt ist, ohne die Weiche zu aktivieren. Der Buried-Channel-Bereich kann den Blooming-Strom von dem Photodetektor an die Floating-Diffusion koppeln, ohne dabei Dunkelstrom von der Weiche in den Photodetektor zu koppeln.At least a portion of the charge generated by the photodetector may include a blooming current, and the buried channel region may be configured such that the blooming current is from the Photodetector is coupled to the floating diffusion, without activating the switch. The buried channel region can couple the blooming current from the photodetector to the floating diffusion without coupling dark current from the switch into the photodetector.

Ein verdecktes P-Typ-Implantat kann in dem Halbleitersubstrat unter dem Buried-Channel-Bereich gebildet sein. Der Buried-Channel-Bereich kann einen ersten und einen zweiten Buried-Channel-Bereichsabschnitt umfassen, die durch einen Spalt getrennt sind. Der erste Buried-Channel-Bereichsabschnitt kann sich von dem Photodetektor aus erstrecken und die Weiche nur teilweise überlappen, und der zweite Buried-Channel-Bereichsabschnitt kann sich von der Floating-Diffusion aus erstrecken und die Weiche nur teilweise überlappen. Erste und zweite verdeckte P-Typ-Implantate können in dem Halbleitersubstrat unter den ersten und zweiten Buried-Channel-Bereichsabschnitten gebildet sein, wobei die ersten und zweiten verdeckten P-Typ-Implantate durch den Spalt getrennt sind. Der erste Buried-Channel-Bereichsabschnitt kann sich vollständig durch den Photodetektor erstrecken. Ein verdecktes P-Typ-Implantat kann in dem Halbleitersubstrat unter den ersten und zweiten Buried-Channel-Bereichsabschnitten gebildet sein, wobei sich das verdeckte P-Typ-Implantat unter dem Spalt erstreckt.A buried P-type implant may be formed in the semiconductor substrate below the buried channel region. The buried channel area may include first and second buried channel area sections separated by a gap. The first buried channel region portion may extend from the photodetector and may only partially overlap the switch, and the second buried channel region portion may extend from the floating diffusion and only partially overlap the switch. First and second concealed P-type implants may be formed in the semiconductor substrate below the first and second buried channel region portions, the first and second concealed P-type implants being separated by the gap. The first buried channel region portion may extend completely through the photodetector. A buried P-type implant may be formed in the semiconductor substrate below the first and second buried channel region portions with the buried P-type implant extending below the gap.

In einigen Ausführungsformen kann ein Pixel einen Photodetektor, eine Floating-Diffusion und eine Weiche enthalten. Die Weiche kann einen nicht kontinuierlichen Buried-Channel umfassen. Der nicht kontinuierliche Buried-Channel kann einen zentralen Bereich der Weiche überlappen, ohne sich auf den Photodetektor zu erstrecken. Der nicht kontinuierliche Buried-Channel kann sich von der Floating-Diffusion zum zentralen Bereich der Weiche hin erstrecken. Der nicht kontinuierliche Buried-Channel kann einen ersten Abschnitt, der sich von der Floating-Diffusion zum Photodetektor hin erstreckt, sowie einen zweiten Abschnitt, der sich von dem Photodetektor zur Floating-Diffusion hin erstreckt, umfassen. Die ersten und zweiten Abschnitte können sich nicht berühren. Die Weiche kann ein verdecktes Implantat unter dem nicht kontinuierlichen Buried-Channel umfassen. Der nicht kontinuierliche Buried-Channel kann einen ersten Dotiertyp aufweisen, und das verdeckte Implantat kann einen zweiten Dotiertyp aufweisen, der sich von dem ersten Dotiertyp unterscheidet.In some embodiments, a pixel may include a photodetector, a floating diffusion, and a switch. The switch may include a non-continuous buried channel. The non-continuous buried channel may overlap a central region of the switch without extending to the photodetector. The non-continuous buried channel may extend from the floating diffusion to the central region of the switch. The non-continuous buried channel may include a first portion extending from the floating diffusion to the photodetector and a second portion extending from the photo-detector to the floating diffusion. The first and second sections can not touch. The switch may include a buried implant under the discontinuous buried channel. The non-continuous buried channel may have a first doping type and the buried implant may have a second doping type that is different from the first doping type.

In einigen Ausführungsformen kann ein System eine zentrale Verarbeitungseinheit, einen Speicher, eine Eingabe-Ausgabe-Schaltung und einen Bildsensor umfassen. Der Bildsensor kann ein Array aus Bildpixeln einschließen. Mindestens eines der Pixel in dem Array kann einen Photodetektor, der eine Ladung als Reaktion auf Licht erzeugt, eine Floating-Diffusion, eine Weiche, die sich öffnet, um einen ersten Abschnitt der erzeugten Ladung zu der Floating-Diffusion zu übertragen, und einen Buried-Channel-Bereich, der sich von der Floating-Diffusion aus erstreckt, einschließen. Der Buried-Channel-Bereich kann sich unter einem zentralen Bereich der Weiche erstrecken, ohne sich auf den Photodetektor zu erstrecken. Der Buried-Channel-Bereich kann einen zweiten Abschnitt der erzeugten Ladung auf die Floating-Diffusion übertragen, ohne die Weiche zu aktivieren. Ein verdecktes P-Typ-Implantat kann den Buried-Channel-Bereich überlappen, ohne sich bis zum Photodetektor zu erstrecken. Das mindestens eine Pixel in dem Array kann eines von einer Vielzahl von benachbarten Pixeln sein, und jedes Pixel in der Vielzahl von benachbarten Pixeln kann den Buried-Channel-Bereich teilen. Der Buried-Channel-Bereich kann einen ersten und einen zweiten Buried-Channel-Bereichsabschnitt umfassen, die durch einen Spalt getrennt sind.In some embodiments, a system may include a central processing unit, a memory, an input-output circuit, and an image sensor. The image sensor may include an array of image pixels. At least one of the pixels in the array may include a photodetector that generates a charge in response to light, a floating diffusion, a switch that opens to transfer a first portion of the generated charge to the floating diffusion, and a buried one Channel region extending from the floating diffusion. The buried channel region may extend below a central region of the switch without extending to the photodetector. The buried channel region can transfer a second portion of the generated charge to the floating diffusion without activating the switch. A buried P-type implant may overlap the buried channel area without extending to the photodetector. The at least one pixel in the array may be one of a plurality of adjacent pixels, and each pixel in the plurality of adjacent pixels may share the buried channel region. The buried channel area may include first and second buried channel area sections separated by a gap.

Gemäß einer Ausführungsform wird ein Bildsensorpixel bereitgestellt, das auf einem Halbleitersubstrat gebildet ist, das einen Photodetektor, der als Reaktion auf einfallendes Licht eine Ladung erzeugt, sowie eine Floating-Diffusion, eine Weiche, die die durch den Photodetektor erzeugte Ladung auf die Floating-Diffusion überträgt, und einen Buried-Channel-Bereich, der in dem Halbleitersubstrat gebildet ist, einschließt, wobei der Buried-Channel-Bereich an die Floating-Diffusion gekoppelt ist und sich von dort erstreckt und der Buried-Channel-Bereich die Weiche nur teilweise überlappt.According to one embodiment, there is provided an image sensor pixel formed on a semiconductor substrate that generates a photodetector that generates charge in response to incident light, and a floating diffusion, a switch, that applies the charge generated by the photodetector to the floating diffusion and includes a buried channel region formed in the semiconductor substrate, wherein the buried channel region is coupled to and extends from the floating diffusion and the buried channel region only partially overlaps the switch ,

Gemäß einer anderen Ausführungsform erstreckt sich der Buried-Channel-Bereich nur teilweise unter der Weiche und ggf. nicht bis zum Photodetektor.According to another embodiment, the buried channel region extends only partially under the switch and possibly not to the photodetector.

Gemäß einer anderen Ausführungsform trennt ein Abschnitt des Halbleitersubstrats den Buried-Channel-Bereich vom Photodetektor.In another embodiment, a portion of the semiconductor substrate separates the buried channel region from the photodetector.

Gemäß einer anderen Ausführungsform überlappt ein erster Abschnitt der Weiche den Buried-Channel-Bereich und überlappt ein zweiter Abschnitt der Weiche den Buried-Channel-Bereich nicht.According to another embodiment, a first portion of the switch overlaps the buried channel area and a second portion of the switch does not overlap the buried channel area.

Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst zumindest ein Teil der erzeugten Ladung einen Blooming-Strom und der Buried-Channel-Bereich ist so konfiguriert, dass er den Blooming-Strom von dem Photodetektor an die Floating-Diffusion koppelt, ohne die Weiche zu aktivieren.In another embodiment, at least a portion of the generated charge comprises a blooming current and the buried channel region is configured to couple the blooming current from the photodetector to the floating diffusion without activating the switch.

Gemäß einer anderen Ausführungsform koppelt der Buried-Channel-Bereich den Blooming-Strom von dem Photodetektor an die Floating-Diffusion, ohne dabei Dunkelstrom von der Weiche in den Photodetektor zu koppeln.In another embodiment, the buried channel region couples the blooming current from the photodetector to the floating diffusion without coupling dark current from the switch into the photodetector.

Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst das Bildsensorpixel ein verdecktes P-Typ-Implantat, das im Halbleitersubstrat unter dem Buried-Channel-Bereich gebildet ist.According to another embodiment, the image sensor pixel comprises a concealed P-type implant formed in the semiconductor substrate below the buried channel region.

Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst der Buried-Channel-Bereich einen ersten und einen zweiten Buried-Channel-Bereich, die durch einen Spalt getrennt sind, wobei der erste Buried-Channel-Bereich sich von dem Photodetektor aus erstreckt und die Weiche nur teilweise überlappt und der zweite Buried-Channel-Bereich sich von der Floating-Diffusion aus erstreckt und die Weiche nur teilweise überlappt.According to another embodiment, the buried channel region includes first and second buried channel regions separated by a gap, wherein the first buried channel region extends from the photodetector and only partially overlaps the switch and the second buried channel region extends from the floating diffusion and overlaps the switch only partially.

Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst das Bildsensorpixel erste und zweite verdeckte P-Typ-Implantate, die in dem Halbleitersubstrat unter den ersten und zweiten Buried-Channel-Bereichsabschnitten gebildet sind, wobei die ersten und zweiten verdeckten P-Typ-Implantate durch den Spalt getrennt sind.According to another embodiment, the image sensor pixel comprises first and second hidden p-type implants formed in the semiconductor substrate below the first and second buried channel region portions, the first and second hidden p-type implants being separated by the gap ,

Gemäß einer anderen Ausführungsform erstreckt sich der erste Buried-Channel-Bereichsabschnitt vollständig durch den Photodetektor.In another embodiment, the first buried channel region portion extends completely through the photodetector.

Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst das Bildsensorpixel ein verdecktes P Typ-Implantat, das in dem Halbleitersubstrat unter den ersten und zweiten Buried-Channel-Bereichsabschnitten gebildet ist, und erstreckt sich das verdeckte P-Typ-Implantat unter dem Spalt.In another embodiment, the image sensor pixel comprises a hidden P-type implant formed in the semiconductor substrate below the first and second buried channel region portions, and the hidden P-type implant extends under the gap.

Gemäß einer Ausführungsform wird ein Pixel bereitgestellt, das einen Photodetektor, eine Floating-Diffusion und eine Weiche umfasst, die einen nicht kontinuierlichen Buried-Channel einschließt.In one embodiment, a pixel is provided that includes a photodetector, a floating diffusion, and a switch that includes a non-continuous buried channel.

Gemäß einer anderen Ausführungsform überlappt der nicht durchgängige Buried-Channel einen zentralen Bereich der Weiche, ohne sich bis zum Photodetektor hin zu erstrecken.According to another embodiment, the non-continuous buried channel overlaps a central region of the switch without extending to the photodetector.

Gemäß einer anderen Ausführungsform erstreckt sich der nicht kontinuierliche Buried-Channel von der Floating-Diffusion bin zum zentralen Bereich der Weiche.According to another embodiment, the non-continuous buried channel extends from the floating diffusion to the central region of the switch.

Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst der nicht kontinuierliche Buried-Channel einen ersten Abschnitt, der sich von der Floating-Diffusion zum Photodetektor hin erstreckt, sowie einen zweiten Abschnitt, der sich von dem Photodetektor zur Floating-Diffusion hin erstreckt, wobei sich die ersten und zweiten Abschnitte nicht berühren.In another embodiment, the non-continuous buried channel includes a first portion extending from the floating diffusion toward the photodetector and a second portion extending from the photo-detector for floating diffusion, the first and second Do not touch sections.

Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst die Weiche ein verdecktes Implantat unter dem nicht kontinuierlichen Buried-Channel, wobei der nicht kontinuierliche Buried-Channel einen ersten Dotiertyp aufweist und das verdeckte Implantat einen zweiten Dotiertyp aufweist, der sich von dem ersten Dotiertyp unterscheidet.In another embodiment, the switch includes a buried implant under the discontinuous buried channel, wherein the non-continuous buried channel has a first doping type and the buried implant has a second doping type that is different from the first doping type.

Gemäß einer Ausführungsform wird ein System bereitgestellt, das eine zentrale Verarbeitungseinheit, einen Speicher, eine Eingabe-Ausgabe-Schaltung und einen Bildsensor umfasst, der ein Pixelarray einschließt, wobei mindestens eines der Pixel einen Photodetektor, der als Reaktion auf Licht eine Ladung erzeugt, eine Floating-Diffusion, eine Weiche, die sich öffnet, um einen ersten Abschnitt der erzeugten Ladung auf die Floating-Diffusion zu übertragen, und einen Buried-Channel-Bereich, der sich von der Floating-Diffusion aus erstreckt, einschließt, wobei sich der Buried-Channel-Bereich unter einem zentralen Abschnitt der Weiche erstreckt, ohne sich bis zum Photodetektor zu erstrecken, und der Buried-Channel-Bereich einen zweiten Abschnitt der erzeugten Ladung auf die Floating-Diffusion überträgt, ohne die Weiche zu aktivieren.According to one embodiment, a system is provided that includes a central processing unit, a memory, an input-output circuit, and an image sensor including a pixel array, wherein at least one of the pixels includes a photodetector that generates a charge in response to light Floating diffusion, a switch that opens to transfer a first portion of the generated charge to the floating diffusion, and a buried channel region extending from the floating diffusion, wherein the buried Channel area extends below a central portion of the switch without extending to the photodetector, and the buried channel area transfers a second portion of the generated charge to the floating diffusion without activating the switch.

Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst das System ein verdecktes P-Typ-Implantat, das den Buried-Channel-Bereich überlappt, ohne sich bis zum Photodetektor zu erstrecken.In another embodiment, the system includes a buried P-type implant that overlaps the buried channel region without extending to the photodetector.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das mindestens eine Pixel eines von einer Vielzahl von benachbarten Pixeln, und jedes Pixel in der Vielzahl von benachbarten Pixeln teilt den Buried-Channel-Bereich.In another embodiment, the at least one pixel is one of a plurality of adjacent pixels, and each pixel in the plurality of adjacent pixels divides the buried channel region.

Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst der Buried-Channel-Bereich einen ersten und einen zweiten Abschnitt, die durch einen Spalt getrennt sind.According to another embodiment, the buried channel region comprises a first and a second portion separated by a gap.

Das Vorhergehende ist lediglich veranschaulichend für die Grundsätze dieser Erfindung, und durch den Fachmann können vielfältige Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Umfang und Geist der Erfindung abzuweichen. Die vorhergehenden Ausführungsformen können einzeln oder in einer beliebigen Kombination implementiert werden.The foregoing is merely illustrative of the principles of this invention, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the invention. The foregoing embodiments may be implemented individually or in any combination.

Claims (10)

Bildsensorpixel, das auf einem Halbleitersubstrat gebildet ist, wobei das Bildsensorpixel Folgendes umfasst: einen Photodetektor, der als Reaktion auf einfallendes Licht Ladung akkumuliert; eine Floating-Diffusion; eine Weiche, die die durch den Photodetektor erzeugte Ladung auf die Floating-Diffusion überträgt; und einen Buried-Channel-Bereich, der auf dem Halbleitersubstrat gebildet ist, wobei der Buried-Channel-Bereich an die Floating-Diffusion gekoppelt ist und sich von dort erstreckt und wobei sich der Buried-Channel-Bereich und die Weiche nur teilweise überlappen.An image sensor pixel formed on a semiconductor substrate, the image sensor pixel comprising: a photodetector that accumulates charge in response to incident light; a floating diffusion; a switch that transfers the charge generated by the photodetector to the floating diffusion; and a buried channel region formed on the semiconductor substrate, wherein the buried channel Area is coupled to the floating diffusion and extends from there and with the buried channel area and the switch only partially overlap. Bildsensorpixel gemäß Anspruch 1, wobei sich der Buried-Channel-Bereich nur teilweise unter der Weiche erstreckt und nicht bis zum Photodetektor.An image sensor pixel according to claim 1, wherein the buried channel region extends only partially under the switch and not to the photodetector. Bildsensorpixel gemäß Anspruch 2, wobei ein Teil des Halbleitersubstrats den Buried-Channel-Bereich von dem Photodetektor trennt.An image sensor pixel according to claim 2, wherein a part of the semiconductor substrate separates the buried channel region from the photodetector. Bildsensorpixel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein erster Abschnitt der Weiche den Buried-Channel-Bereich überlappt und wobei ein zweiter Abschnitt der Weiche den Buried-Channel-Bereich nicht überlappt.An image sensor pixel according to any one of claims 1 to 3, wherein a first portion of the switch overlaps the buried channel region, and wherein a second portion of the switch does not overlap the buried channel region. Bildsensorpixel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei mindestens ein Teil der erzeugten Ladung einen Blooming-Strom umfasst und wobei der Buried-Channel-Bereich so konfiguriert ist, dass er den Blooming-Strom von dem Photodetektor an die Floating-Diffusion koppelt, ohne die Weiche zu aktivieren.An image sensor pixel according to any one of claims 1 to 4, wherein at least a portion of the generated charge comprises a blooming current and wherein the buried channel region is configured to couple the blooming current from the photodetector to the floating diffusion without to activate the switch. Bildsensorpixel gemäß Anspruch 5, wobei der Buried-Channel-Bereich den Blooming-Strom von dem Photodetektor an die Floating-Diffusion koppelt, ohne dabei Dunkelstrom von der Weiche in den Photodetektor zu koppeln.The image sensor pixel of claim 5, wherein the buried channel region couples the blooming current from the photodetector to the floating diffusion without coupling dark current from the switch into the photodetector. Bildsensorpixel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend: ein verdecktes P-Typ-Implantat, das in dem Halbleitersubstrat unter dem Buried-Channel-Bereich gebildet ist.An image sensor pixel according to any one of claims 1 to 6, further comprising: a buried P-type implant formed in the semiconductor substrate below the buried channel region. Bildsensorpixel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Buried-Channel-Bereich einen ersten und einen zweiten Buried-Channel-Bereich umfasst, die durch einen Spalt getrennt sind, wobei sich der erste Buried-Channel-Bereich von dem Photodetektor aus erstreckt und die Weiche nur teilweise überlappt und wobei sich der zweite Buried-Channel-Bereich von der Floating-Diffusion aus erstreckt und die Weiche nur teilweise überlappt.An image sensor pixel according to any one of claims 1 to 7, wherein said buried channel region includes first and second buried channel regions separated by a gap, said first buried channel region extending from said photodetector, and the switch only partially overlaps and wherein the second buried channel region extends from the floating diffusion and overlaps the switch only partially. Bildsensorpixel gemäß Anspruch 8, ferner umfassend: erste und zweite verdeckte P-Typ-Implantate, die in dem Halbleitersubstrat unter den ersten und zweiten Buried-Channel-Bereichsabschnitten gebildet sind, wobei die ersten und zweiten verdeckten P-Typ-Implantate durch den Spalt getrennt sind.An image sensor pixel according to claim 8, further comprising: first and second hidden p-type implants formed in the semiconductor substrate below the first and second buried channel region portions, wherein the first and second hidden p-type implants are separated by the gap. Bildsensorpixel gemäß Anspruch 8, wobei sich der erste Buried-Channel-Bereichsabschnitt vollständig durch den Photodetektor hindurch erstreckt, der Bildsensorpixel ferner umfassend: ein P-Typ-Implantat, das in dem Halbleitersubstrat unter den ersten und zweiten Buried-Channel-Bereichsabschnitten gebildet ist, wobei sich das verdeckte P-Typ-Implantat unter dem Spalt erstreckt.The image sensor pixel of claim 8, wherein the first buried channel region portion extends completely through the photodetector, the image sensor pixel further comprising: a P-type implant formed in the semiconductor substrate below the first and second buried channel region portions, the concealed P-type implant extending below the gap.
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