TWI685092B - 互補式金氧半導體深度感測器元件 - Google Patents

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Abstract

本發明為一種互補式金氧半導體深度感測器元件，其於基板的感光區域中形成有感光閘極，該感光閘極的兩相對側分別間隔形成有一第一及第二傳送閘極，又該基板上對應該第一及第二傳送閘極的外側分別間隔形成有一第一及第二浮接摻雜區，基板上形成有半導體區，半導體區上形成有輕摻雜區，感光閘極、第一及第二傳送閘極、第一及第二浮接摻雜區下方共用該輕摻雜區，該輕摻雜區的雜質與該半導體區的雜質極性相異，該輕摻雜區的雜質與該第一及第二浮接摻雜區的雜質極性相同，藉由輕摻雜區的設置，來影響當施予驅動訊號時對多數載子在表層的深度位置，則影響多數載子在感光閘極中移動的線性表現，進而達到加快感測反應速率的目的。

Description

互補式金氧半導體深度感測器元件
本發明係關於一種深度感測器元件，尤指一種互補式金氧半導體深度感測器元件。
隨著科技的進步，電子產品日新月異，對電子產品的輸入方式也隨之進步。由傳統式的實體按鍵輸入，演進到虛擬的觸控面板輸入，近期更發展出非接觸式的輸入方式，使用者無須接觸電子裝置，電子裝置透過非接觸式的感測器來偵測使用者於空中操作的手勢，加以辨識後執行相對應的指令。尤其對於具有擴增實境（Augmented Reality, AR）功能的設備而言，使用非接觸式的輸入可使得輸入更加直覺化，使用上可更加便利。
而針對非接觸式的輸入，現有技術中可採用一種深度感測器元件來加以感測，然而，現有技術的深度感測器元件之半導體結構中，多數載子的傳送速度慢，因此，目前深度感測器元件的半導體結構不利於高速影像感測器發展，故有必要進一步改良之。
有鑑於此，本發明係針對現有技術之深度感測器元件加以改良，以提供較快速的感測反應速率。
為達到上述之發明目的，本發明所採用之技術手段為一種深度感測器元件，係包括： 一基板，係包含有一感光區域，該基板形成有一半導體區； 一感光閘極，係形成於該半導體區上，並對應該感光區域且具有一第一側及一第二側； 一第一傳送閘極，係形成於該半導體區上並具有一第一側及一第二側，且該第一傳送閘極的第二側相鄰於該感光閘極的第一側，並與其保持一第一間隙； 一第二傳送閘極，係形成於該半導體區上並具有一第一側及一第二側，且該第二傳送閘極的第一側相鄰於該感光閘極的第二側，並與其保持一第二間隙； 一輕摻雜區，係形成於該基板之半導體區中，並相對位於該感光閘極、該第一傳送閘極及該第二傳送閘極下； 一第一浮接摻雜區，係形成於該輕摻雜區中，該第一浮接摻雜區之一側對應連接導通該第一傳送閘極的第一側，以作為一第一傳送節點；以及 一第二浮接摻雜區，係形成於該該輕摻雜區中，該第二浮接摻雜區之一側對應連接導通該第二傳送閘極的第二側，以作為第二傳送節點； 其中該感光閘極、第一傳送閘極及第二傳送閘極係共同對應到相同之輕摻雜區，該輕摻雜區的雜質與該第一及第二浮接摻雜區的雜質極性相同，且該輕摻雜區的雜質與該半導體區的雜質極性相異。
本發明的優點在於，透過輕摻雜區的設置，來影響當施予驅動訊號時多數載子在表層的深度位置，進而影響多數載子在感光閘極中移動時的顯性表現，則加快了多數載子在感光閘極中的移動速度，因此，加快了輸出感測訊號的速度。
首先請參閱圖1、圖2A及圖3所示，係為本發明互補式金氧半導體深度感測器元件10的第一實施例，係主要包含有一感測單元20及一讀取單元30；其中該感測單元20係包含有一光閘元件Qpg，而該讀取單30元係主包含有一第一及第二傳送電晶體Qtx1、Qtx2。該感測單元20及該讀取單元30均形成於一基板11上，以下詳細說明其半導體結構。
上述光閘元件Qpg的半導體結構係將一第一半導體區12形成於該基板11上，並於該第一半導體區12上成形一第二半導體區13，成形該第二半導體區13時，係使用一遮蔽光罩BM1，即該第一半導體區12對應該遮蔽光罩BM1的範圍內部成形該第二半導體區13，再於該第一半導體區12上成形一輕摻雜區14，形成輕摻雜區14時同樣使用遮蔽光罩來遮蔽該第二半導體區13，故輕摻雜區14與第二半導體區13之位置不重疊。其中該第一半導體區12的雜質極性與第二半導體區13的雜質極性相同，輕摻雜區14的雜質極性與第一半導體區12的雜質極性相異。在一實施例中，所述輕摻雜區14的摻雜濃度在約1x10 11原子/cm 2至10x10 11原子/cm 2的範圍內。
再對應一感光區域A的位置，於該輕摻雜區14上先形成一絕緣層211，再於該絕緣層211上形成有一多晶矽層212；其中該絕緣層211及該多晶矽212層係共同構成該光閘元件Qpg的一感光閘極21，該感光閘極21於受光後激發出多數載子。以N型光閘元件來說，多數載子為電子；以P型光閘元件來說，多數載子則為電洞。在一實施例中，該感光閘極21包含有多數並排的子感光閘極21a~21d；其中該複數子感光閘極21a~21d的數量不限定，且面積可相同或相異。
該第一及第二傳送電晶體Qtx1、Qtx2的半導體結構係分別包含於該輕摻雜區14上所形成的第一及第二傳送閘極31a、31b，該第一傳送閘極31a具有一第一側及一第二側，其即分別為該第一傳送閘極31a之相對二側，該第二傳送閘極31b具有一第一側及一第二側，其即分別為該第二傳送閘極31b之相對二側。該第一傳送閘極31a的第二側係相鄰於該光閘元件Qpg的感光閘極21的第一側，並與該感光閘極21的第一側保持一個第一間隙d1，該第二傳送閘極31b的第一側係相鄰於該光閘元件Qpg的感光閘極21的第二側，並與該感光閘極21之第二側保持一個第二間隙d2，在一實施例中，第一間隙d1等於第二間隙d2。作為互補式金氧半導體深度感測器元件10的第一及第二傳送節點FD1、FD2用的第一及第二浮接摻雜區311a、311b，則分別形成在該輕摻雜區14中，且第一浮接摻雜區311a對應該第一傳送閘極31a的第一側並形成連接導通，第二浮接摻雜區311b對應該第二傳送閘極31b的第二側並形成連接導通；其中該第一及第二浮接摻雜區311a、311b的雜質極性與該輕摻雜區14的雜質極性相同。在一實施例中（如圖2A所示），該基板11為P型基板（P-Sub），而該第一半導體區12係為一P型磊晶層（P-EPI）、該第二半導體區13為一P型摻雜阱（P-Well），該輕摻雜區14為N-摻雜區，而該第一及第二浮接摻雜區311a、311b則為N+摻雜區；在另一實施例中（如圖2B所示），該基板11A為N型基板（N-Sub），而該第一半導體區12A係為一N型磊晶層（N-EPI）、該第二半導體區13A為一N型摻雜阱（N-Well），該輕摻雜區14A為P-摻雜區，而該第一及第二浮接摻雜區則為P+摻雜區。
因此，本發明的該感光閘極21與該第一及第二傳送閘極31a、31b下方係共用相同的該輕摻雜區14。
本實施例的讀取單元30可進一步包含有一第一及第二重置電晶體Q1a、Q1b、一第一及第二放大電晶體Q2a、Q2b及一第一及第二選擇電晶體Q3a、Q3b。在本實施例中，該些電晶體均為NMOS電晶體。該第一及第二重置電晶體Q1a、Q1b的源極S1a、S1b分別與該第一及第二傳送節點FD1、FD2連接，其汲極D1a、D1b則分別連接至一第一高電位電壓V1。該第一及第二放大電晶體Q2a、Q2b的閘極G2a、G2b同係分別連接至該第一及第二傳送節點FD1、FD2，而其汲極D2a、D2b則同樣連接至一第二高電位電壓V2，其源極S2a、S2b則分別連接至該第一及第二選擇電晶體Q3a、Q3b的汲極D3a、D3b，該第一及第二選擇電晶體Q3a、Q3b的閘極G3a、G3b則連接至該影像感測器中的一條對應的列選擇線Yj，而該第一及第二選擇電晶體Q3a、Q3b的源極S3a、S3b則連接至一條對應的行位元線Xia、Xib。該第一高電位電壓V1與第二高電位電壓V2的電位可不同或相同。
在一實施例中，該第一及第二重置電晶體Q1a、Q1b係於該P型摻雜阱內分別形成有一第一及第二汲／源極摻雜區312a、312b，再於該P型摻雜阱上形成一第一及第二閘極G1a、G1b；該第一閘極G1a的二側係分別對應連接導通該第一浮接摻雜區311a及該第一汲／源極摻雜區312a，該第二閘極G1b的二側分別對應連接導通該第二浮接摻雜區311b及該第二汲／源極摻雜區312b。再於該P型摻雜阱內形成一第一及第二溝渠絕緣區313a、313b，以分別相鄰於該第一及第二汲／源極摻雜區312a、312b的另一側。該第一及第二汲／源極摻雜區312a、312b的雜質極性與該第二半導體區12的雜質極性相異。
當欲讀取該光閘元件Qpg的感測訊號，如圖4所示，將一高電位訊號PG提供至該感光閘極21，且分別提供一第一及第二驅動訊號TX1、TX2（方波）傳送至該第一及第二傳送電晶體Qtx1、Qtx2的第一及第二傳送閘極31a、31b，由於第一及第二驅動訊號TX1、TX2恰為反相，故該第一及第二傳送閘極31a、31b會分別與該感光閘極21之間交錯構成一電場，藉由一邊際電場效應（fringing electric field effect）將感光閘極21受光激發出的多數載子流向該第一或第二浮接摻雜區311a、311b；其中該高電位訊號PG中的一部分訊號係對應同時呈高電位的第一傳送閘極311a，代表多數載子流向該第一傳送節點FD1；此時，由於該第一重置電晶體Q1a的閘極G1a呈低電位而不導通，故第一放大電晶體Q2a即可導通，並將該第一傳送節點FD1匯集的多數載子所對應的感測訊號予以放大。當該第一選擇電晶體Q3a的閘極G3a所連接的列選擇線Yj出現一選擇訊號，該第一選擇電晶體Q3a即被導通並將該放大的感測訊號傳送至對應的行位元線Xia。又，該高電位訊號PG中的另一部分訊號則是對應同時呈高電位的第二傳送閘極311b，代表多數載子流向該第二傳送節點FD2；此時，由於該第二重置電晶體Q1b的閘極G1b呈低電位而不導通，故第二放大電晶體Q2b即可導通，將該第二傳送節點FD2予放大成為一感測訊號。當該第二選擇電晶體Q3b的閘極G3b所連接的列選擇線Yj出現一選擇訊號，該第二選擇電晶體Q3b即被導通並將該放大的感測訊號傳送至對應的行位元線Xib。
再請配合圖3及圖5A所示，在第一時相下欲讀取該第一傳送節點FD1的多數載子對應的感測訊號，提供如圖4所示的該第一驅動訊號TX1予該第一傳送閘極31a，此時該第一傳送閘極31a為高電位，又為加速多數載子的傳送速率，同時提供不同電位的高電位訊號予複數子感光閘極21a~21d；其中如圖5A所示，各該高電位訊號V PG1~V PG4的電位由該第一傳送閘極31a往該第二傳送閘極31b方向遞減，而該第一驅動訊號TX的電位又較各該高電位訊號V PG1~V PG4的電位高。在此同時，不提供該第二驅動訊號TX2予該第二傳送閘極31b，即該第二傳送閘極31b電位為0。
再請配合圖3及圖5B所示，在第二時相下欲讀取該第二傳送節點FD2的多數載子對應的感測訊號，提供如圖4所示的該第二驅動訊號TX2予該第二傳送閘極31b，此時該第二傳送閘極31b為高電位，並同時提供不同電位的高電位訊號V PG1~V PG4予該複數子感光閘極21a~21d；其中各該高電位訊號V PG1~V PG4的電位由該第一傳送閘極31a往該第二傳送閘極31b方向遞增，而該第二驅動訊號TX2的電位又較各該高電位訊號V PG1~V PG4的電位高。在此同時，不提供該第一驅動訊號TX1予該第一傳送閘極31a，即該第一傳送閘極31a電位為0。
該第一及第二傳送閘極311a、311b的一側與該感光閘極21相近的一側之間的間隙d，必須足夠於該第一及第二驅動訊號TX1、TX2呈高電位時，讓該第一及第二傳送閘極311a、311b與該感光閘極21之間構成具有邊際電場效應的電場。在本實施例中，該間隙為0.22微米，若在最高提供3.3V電壓給予感光閘極21的情形下，該間隙範圍係可為0.01微米~0.22微米，但不以此為限。進一步而言，當將給予感光閘極21之電壓越高時，該間隙可越大，如可為0.01微米~0.4微米。
由上述本發明CMOS深度感測器元件的半導體結構可知，本發明利用輕摻雜區14的設置來影響當給予驅動訊號時多數載子在表層的深度位置，進而影響對多數載子在感光閘極21中移動時的線性表現，因此加快多數載子的移動速度，則加快了輸出感測訊號的速度；又由於該第一及第二浮接摻雜區311a、311b作為傳送節點使用，且本發明的該感光閘極21與該第一及第二傳送閘極31a、31b下方係共用相同半導體區，當對該第一或第二傳送閘極施加驅動訊號，以讀取本發明CMOS深度感測器元件的感測訊號時，被施加驅動訊號的第一或第二傳送閘極31a、31b與該感光閘極21之間構成一電場，藉由成一邊際電場效應（fringing electric field effect）使得光閘元件受光激發出來的多數載子以漂移方式流向該第一或第二浮接摻雜區，更加快輸出感測訊號的速度。
10‧‧‧深度感測器元件
11、11A‧‧‧基板
12、12A‧‧‧第一半導體區
13、13A‧‧‧第二半導體區
14、14A‧‧‧輕摻雜區
20‧‧‧感測單元
21‧‧‧感光閘極
21a、21b、21c、21d‧‧‧子感光閘極
211‧‧‧絕緣層
212‧‧‧多晶矽層
30‧‧‧讀取單元
31a‧‧‧第一傳送閘極
311a‧‧‧第一浮接摻雜區
31b‧‧‧第二傳送閘極
311b‧‧‧第二浮接摻雜區
BM1‧‧‧遮蔽光罩
d1‧‧‧第一間隙
d2‧‧‧第二間隙
D1a、D1b、D2a、D2b、D3a、D3b‧‧‧汲極
FD1‧‧‧第一傳送節點
FD2‧‧‧第二傳送節點
G1a、G1b、G2a、G2b、G3a、G3b‧‧‧閘極
Q1a‧‧‧第一重置電晶體
Q1b‧‧‧第二重置電晶體
Q2a‧‧‧第一放大電晶體
Q2b‧‧‧第二放大電晶體
Q3a‧‧‧第一選擇電晶體
Q3b‧‧‧第二選擇電晶體
Qpg‧‧‧光閘元件
Qtx1‧‧‧第一傳送電晶體
Qtx2‧‧‧第二傳送電晶體
S1a、S1b、S2a、S2b、S3a、S3b‧‧‧源極
V1‧‧‧第一高電位電壓
V2‧‧‧第二高電位電壓
V PG1、V PG2、V PG3、V PG4‧‧‧高電位訊號
Yj‧‧‧列選擇線
Xia、Xib‧‧‧行位元線
圖1為本發明之俯視平面圖。 圖2A為本發明之剖面圖。 圖2B為本發明另一實施例之剖面圖。 圖3為本發明之電路圖。 圖4為圖3之訊號時序圖。 圖5A為本發明於第一時相下的位能能階圖。 圖5B為本發明於第二時相下的位能能階圖。
10‧‧‧深度感測器元件
11‧‧‧基板
12‧‧‧第一半導體區
13‧‧‧第二半導體區
14‧‧‧輕摻雜區
21‧‧‧感光閘極
211‧‧‧絕緣層
212‧‧‧多晶矽層
31a‧‧‧第一傳送閘極
311a‧‧‧第一浮接摻雜區
31b‧‧‧第二傳送閘極
311b‧‧‧第二浮接摻雜區
d1‧‧‧第一間隙
d2‧‧‧第二間隙
FD1‧‧‧第一傳送節點
FD2‧‧‧第二傳送節點
G1a、G1b‧‧‧閘極
Q1a‧‧‧第一重置電晶體
Q1b‧‧‧第二重置電晶體
Qpg‧‧‧光閘元件
Qtx1‧‧‧第一傳送電晶體
Qtx2‧‧‧第二傳送電晶體
V1‧‧‧第一高電位電壓

Claims (12)

  1. 一種深度感測器元件，係包括：一P型基板，係包含有一感光區域，該基板形成有一半導體區，該半導體區為一P型磊晶層；一感光閘極，係形成於該半導體區上，並對應該感光區域且具有一第一側及一第二側；一第一傳送閘極，係形成於該半導體區上並具有一第一側及一第二側，且該第一傳送閘極的第二側相鄰於該感光閘極的第一側，並與其保持一第一間隙；一第二傳送閘極，係形成於該半導體區上並具有一第一側及一第二側，且該第二傳送閘極的第一側相鄰於該感光閘極的第二側，並與其保持一第二間隙；一N型輕摻雜區，係形成於該基板之半導體區中，並相對位於該感光閘極、該第一傳送閘極及該第二傳送閘極下；一N型第一浮接摻雜區，係形成於該輕摻雜區中，該第一浮接摻雜區之一側對應連接導通該第一傳送閘極的第一側，以作為一第一傳送節點；以及一N型第二浮接摻雜區，係形成於該該輕摻雜區中，該第二浮接摻雜區之一側對應連接導通該第二傳送閘極的第二側，以作為第二傳送節點；一第一重置電晶體，其包含有一第一閘極及一N型第一汲/源極摻雜區，該第一閘極的二側係分別對應連接導通該第一浮接摻雜區及該第一汲/源極摻雜區；一第二重置電晶體，其包含有一第二閘極及一N型第二汲/源極摻雜區，該第二閘極的二側分別對應連接導通該第二浮接摻雜區及該第二汲/源極摻雜區； 一第一溝渠絕緣區，該第一汲/源極摻雜區的二側分別對應該第一閘極及該第一溝渠絕緣區；及一第二溝渠絕緣區，該第二汲/源極摻雜區的二側分別對應該第二閘極及該第二溝渠絕緣區；其中該第一及第二汲/源極摻雜區的雜質極性與該半導體區的雜質極性相異；二P型摻雜阱，所述摻雜阱係形成於該磊晶層中，並分別對應該第一及第二閘極，且該第一及第二汲/源極摻雜區與該第一溝渠絕緣區係形成於該摻雜阱中；其中該感光閘極、第一傳送閘極及第二傳送閘極係共同對應到相同之輕摻雜區，該輕摻雜區的雜質與該第一及第二浮接摻雜區的雜質極性相同，且該輕摻雜區的雜質與該半導體區的雜質極性相異。
  2. 如請求項1所述之深度感測器元件，係進一步包含：兩放大電晶體，其二閘極係分別耦接於該第一及第二浮接摻雜區；及兩列選擇電晶體，係分別耦接於對應的該放大電晶體、一行位元線及一列選擇線。
  3. 如請求項1所述之深度感測器元件，其中該感光閘極係包含有複數間隔並排的子感光閘極，其中於第一時相下，由該第一傳送閘極往該第二傳送閘極方向，該第一傳送閘極及該複數子感光閘極同時被提供由大到小的電壓；於第二時相下，由該第二傳送閘極往該第一傳送閘極方向，該第二傳送閘極及該複數子感光閘極同時被提供由大到小的電壓。
  4. 如請求項3所述之深度感測器元件，其中該複數子感光閘極的面積相同。
  5. 如請求項3所述之深度感測器元件，其中該複數子感光閘極的面積相異。
  6. 如請求項1所述之深度感測器元件，其中該第一間隙及第二間隙的間隙範圍為0.01微米~0.4微米。
  7. 一種深度感測器元件，係包括：一N型基板，係包含有一感光區域，該基板形成有一半導體區，該半導體區為一N型磊晶層；一感光閘極，係形成於該半導體區上，並對應該感光區域且具有一第一側及一第二側；一第一傳送閘極，係形成於該半導體區上並具有一第一側及一第二側，且該第一傳送閘極的第二側相鄰於該感光閘極的第一側，並與其保持一第一間隙；一第二傳送閘極，係形成於該半導體區上並具有一第一側及一第二側，且該第二傳送閘極的第一側相鄰於該感光閘極的第二側，並與其保持一第二間隙；一P型輕摻雜區，係形成於該基板之半導體區中，並相對位於該感光閘極、該第一傳送閘極及該第二傳送閘極下；一P型第一浮接摻雜區，係形成於該輕摻雜區中，該第一浮接摻雜區之一側對應連接導通該第一傳送閘極的第一側，以作為一第一傳送節點；以及一P型第二浮接摻雜區，係形成於該該輕摻雜區中，該第二浮接摻雜區之一側對應連接導通該第二傳送閘極的第二側，以作為第二傳送節點；一第一重置電晶體，其包含有一第一閘極及一P型第一汲/源極摻雜區，該第一閘極的二側係分別對應連接導通該第一浮接摻雜區及該第一汲/源極摻雜區；一第二重置電晶體，其包含有一第二閘極及一P型第二汲/源極摻雜區，該 第二閘極的二側分別對應連接導通該第二浮接摻雜區及該第二汲/源極摻雜區；一第一溝渠絕緣區，該第一汲/源極摻雜區的二側分別對應該第一閘極及該第一溝渠絕緣區；及一第二溝渠絕緣區，該第二汲/源極摻雜區的二側分別對應該第二閘極及該第二溝渠絕緣區；其中該第一及第二汲/源極摻雜區的雜質極性與該半導體區的雜質極性相異；二N型摻雜阱，所述摻雜阱係形成於該磊晶層中，並分別對應該第一及第二閘極，且該第一及第二汲/源極摻雜區與該第一溝渠絕緣區係形成於該摻雜阱中；其中該感光閘極、第一傳送閘極及第二傳送閘極係共同對應到相同之輕摻雜區，該輕摻雜區的雜質與該第一及第二浮接摻雜區的雜質極性相同，且該輕摻雜區的雜質與該半導體區的雜質極性相異。
  8. 如請求項7所述之深度感測器元件，係進一步包含：兩放大電晶體，其二閘極係分別耦接於該第一及第二浮接摻雜區；及兩列選擇電晶體，係分別耦接於對應的該放大電晶體、一行位元線及一列選擇線。
  9. 如請求項7所述之深度感測器元件，其中該感光閘極係包含有複數間隔並排的子感光閘極，其中於第一時相下，由該第一傳送閘極往該第二傳送閘極方向，該第一傳送閘極及該複數子感光閘極同時被提供由大到小的電壓；於第二時相下，由該第二傳送閘極往該第一傳送閘極方向，該第二傳送閘極及該複數子感光閘極同時被提供由大到小的電壓。
  10. 如請求項9所述之深度感測器元件，其中該複數子感光閘極的面積相同。
  11. 如請求項9所述之深度感測器元件，其中該複數子感光閘極的面積相異。
  12. 如請求項7所述之深度感測器元件，其中該第一間隙及第二間隙的間隙範圍為0.01微米~0.4微米。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201034058A (en) * 2008-12-31 2010-09-16 Omnivision Tech Inc Backside-illuminated (BSI) image sensor with backside diffusion doping
TW201301488A (zh) * 2011-03-17 2013-01-01 Omnivision Tech Inc 具有減少暈光及電遮光器之背側照射式影像感測器
TW201711175A (zh) * 2015-09-10 2017-03-16 義明科技股份有限公司 互補式金氧半導體深度感測器元件

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6486503B1 (en) * 1994-01-28 2002-11-26 California Institute Of Technology Active pixel sensor array with electronic shuttering
US7352454B2 (en) 2000-11-09 2008-04-01 Canesta, Inc. Methods and devices for improved charge management for three-dimensional and color sensing
US7196314B2 (en) * 2004-11-09 2007-03-27 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor and pixel having an anti-reflective coating over the photodiode
WO2006086281A2 (en) 2005-02-08 2006-08-17 Canesta, Inc. Methods and devices for improved charge management for three-dimensional and color sensing
KR101448152B1 (ko) 2008-03-26 2014-10-07 삼성전자주식회사 수직 포토게이트를 구비한 거리측정 센서 및 그를 구비한입체 컬러 이미지 센서
US8513709B2 (en) * 2009-07-27 2013-08-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Photo detecting apparatus and unit pixel thereof
KR20110093212A (ko) 2010-02-12 2011-08-18 삼성전자주식회사 이미지 센서의 픽셀 및 픽셀 동작 방법
JP6410540B2 (ja) 2014-09-25 2018-10-24 東京応化工業株式会社 感光性樹脂組成物
CN106531751B (zh) 2015-09-10 2018-11-09 义明科技股份有限公司 互补式金氧半导体深度感测器元件及其感测方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201034058A (en) * 2008-12-31 2010-09-16 Omnivision Tech Inc Backside-illuminated (BSI) image sensor with backside diffusion doping
TW201301488A (zh) * 2011-03-17 2013-01-01 Omnivision Tech Inc 具有減少暈光及電遮光器之背側照射式影像感測器
TW201711175A (zh) * 2015-09-10 2017-03-16 義明科技股份有限公司 互補式金氧半導體深度感測器元件

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