全局快門成像器裝置制造方法及圖紙

本公開的實施例涉及全局快門成像器裝置。成像器裝置的像素包括被配置為對光信號進行積分的光敏區域。第一電容性存儲節點被配置為接收表示由光敏區域生成的電荷的數目的信號。第二電容性存儲節點被配置為接收參考信號。第一轉移晶體管被耦合在第一電容性存儲節點與光敏區域之間。第二轉移晶體管被耦合在第二電容性存儲節點與提供參考信號的端子之間。第一和第二兩個轉移晶體管具有公共傳導電極和公共襯底，其中該公共襯底被耦合到第一電容性存儲節點。

Global shutter imager device

【技術實現步驟摘要】
全局快門成像器裝置優先權聲明本申請要求于2018年10月17日提交的法國專利申請第1859583號的優先權，其內容在此通過引用整體并入法律允許的最大程度。
實現和實施例涉及集成電路，并且更具體地涉及包括像素的矩陣的全局快門成像器集成電路。
技術介紹
成像器電路通常包括像素的矩陣，像素的矩陣中的每個像素包括光電二極管和轉移電路，轉移電路被配置為將電荷從像素轉移到處理電路。例如，處理電路可以包括模數轉換器。在全局快門成像器電路中，可以同時地轉移像素的電荷。轉移包括(例如，以電壓形式的)用于存儲電荷的階段。在這種成像器中，像素的矩陣的每一列與處理電路相關聯，處理電路將連續地連接到該列的每個像素，以便同時地轉移所有像素的電荷。在低光度條件下，光電二極管生成少量的電荷。表示電荷數目的弱信號由于噪聲和每個像素中包含的晶體管的漏電流而失真。因此需要恢復盡可能未失真的信號，以便將其發送到處理電路。
技術實現思路
根據一個方面，提出了一種包括像素的矩陣的成像器裝置，其中每個像素包括：-光敏區域，被配置為對光信號進行積分；-端子，被配置為遞送參考信號(例如，參考電壓)；-第一電容性存儲節點，被配置為接收表示由光敏區域生成的電荷的數目的信號；-第二電容性存儲節點，被配置為接收參考信號；-第一轉移晶體管，耦合在第一電容性存儲節點與光敏區域之間，以及第二轉移晶體管，耦合在第二電容性存儲節點與端子之間，該兩個轉移晶體管具有公共傳導電極和公共襯底，公共襯底被耦合到第一電容性存儲節點。“耦合”被理解為意指經由其它部件的直接或間接電連接。參考電壓有利地是用于初始化像素的節點的電壓，使得電荷隨后能夠被轉移到光敏區域之外。由于第一電容性存儲節點被耦合到兩個晶體管的公共襯底，這提供了將襯底和第一存儲節點放置在相同電壓處。在低光度的條件下，借助于這種耦合，兩個晶體管的結點呈現出通常被稱為“暗電流”的低泄漏電流。根據一個實施例，兩個轉移晶體管被并聯耦合。根據另一個可能的實施例，兩個轉移晶體管被串聯耦合。根據一個實施例，公共襯底被反向偏置。反向偏置襯底提供了進一步減小兩個晶體管的結點處的漏電流。有利地，例如，施加到襯底的反向電壓可以在10mV與300mV之間。附圖說明通過閱讀實施例的詳細描述(并非完全限制)并且從附圖中，本專利技術的其它優點和特征將變得更加清楚，其中：圖1示出了包括像素的矩陣MAT的成像器裝置的示例實施例；圖2示出了矩陣的像素的示例實施例；圖3是示意性地示出了如何在半導體襯底上和半導體襯底中產生圖2的像素的一部分的橫截面圖；以及圖4示出了成像器裝置的示例實施例，其中用于每個像素的兩個轉移晶體管被串聯耦合。具體實施方式圖1示出了成像器裝置DIS的示例實施例，成像器裝置DIS包括包含若干列Cn的像素PX的矩陣MAT，例如大于一千的列的數目。矩陣MAT還包括若干行Lg。每個列Cn被耦合到處理電路和偏置電路，處理電路被配置為當像素被讀取時在從像素提取的信號上執行操作(例如，模數轉換操作)，偏置電路(例如，電流源)被配置為在矩陣的每一列上遞送基本上相同并且有利地穩定的偏置電流。“基本上相同”被理解為意指例如具有小于10％的誤差范圍的相等性。“穩定”電流被理解為強度變化保持低于1％的電流。圖2示出了矩陣MAT的像素PX的示例實施例。為簡化起見，這里僅表示兩個列VXA和VXB。這里的偏置電路包括電流源GEN1和GEN2。例如，電流源GEN1被配置為在列VXA上遞送偏置電流，并且電流源GEN2被配置為在列VXB上遞送偏置電流。矩陣的每個像素PX具有傳統結構并且本身是已知的。像素可以有利地是具有兩個電容性存儲節點(在這種情況下是節點VST1和VST2)的像素。所示的像素具有包括10個晶體管M1至M10的“10T”結構和光敏區域PH(例如，被配置為對光信號SL進行積分的光電二極管)。第一晶體管M1具有耦合到端子VRTPIX的第一傳導電極，以及經由連接VSF而被耦合到第三晶體管M3的第一傳導電極的第二傳導電極。端子VRTPIX被配置為將參考電壓遞送到第一晶體管M1的第一傳導電極。該電壓有利地大約為2.5V。晶體管M1用作基本放大器。第二晶體管M2還具有耦合到端子VRTPIX的第一傳導電極，以及耦合到第一晶體管M1的柵極的第二傳導電極。第二晶體管M2的柵極由控制信號RST控制。第二晶體管M2的第二傳導電極還被耦合到節點VSN，節點VSN被配置為執行電荷-電壓轉換。在這種情況下，參考電壓提供了將節點VSN的電位設置為高值。這將在此后提供轉移電荷到光敏區域PH之外。為了執行電荷-電壓轉換，節點VSN被耦合到電容器CPH，電容器CPH被配置為存儲電荷。第三晶體管M3具有耦合到第一晶體管M1的第二傳導電極的第一傳導電極。第三晶體管M3的第二傳導電極被耦合到電流源ISRC。晶體管M3在其柵極上接收由節點VCAS遞送的偏置電壓。它有利地是大約1V。晶體管M4的柵極由控制信號TG控制，并且其第一傳導電極被耦合到光敏區域PH。晶體管M4的第二傳導電極被耦合到節點VSN。對應于第一轉移晶體管的第五晶體管M5的柵極由控制信號S2控制，第五晶體管M5的第一傳導電極耦合到第三晶體管M3的第一電極，并且其第二傳導電極耦合到第一電容性存儲節點VST1。第一電容性存儲節點VST1還經由連接CX1而被耦合到第五晶體管M5的襯底。第一電容性存儲節點VST1被配置為接收表示由光敏區域PH生成的電荷的數目的信號。它被耦合到第一電容器C1，第一電容器C1被耦合到有利地遞送大約-1V電壓的電壓源VCDTI。第六晶體管M6的柵極耦合到第一電容性存儲節點VST1，其第一傳導電極耦合到節點VRTRD，并且其第二傳導電極耦合到第七晶體管M7的第一傳導電極。第七晶體管M7的第二傳導電極耦合到列VXB。第八晶體管M8對應于第二轉移晶體管。第八晶體管M8的柵極由控制信號S1控制，其第一傳導電極耦合到第一晶體管M1的第二電極，并且其第二傳導電極耦合到第二電容性存儲節點VST2。第一電容性存儲節點VST1還經由連接CX2而被耦合到第八晶體管M8的襯底。應當注意，兩個轉移晶體管被并聯耦合。具體地，兩個轉移晶體管的兩個第一傳導電極經由連接VSF而被連接，并且其它兩個傳導電極共享相同的電壓源VCDTI。第二電容性存儲節點VST2被配置為接收參考信號，在這種特定情況下，該參考信號存在于端子VRTPIX上。它被耦合到第二電容器C2，第二電容器C2耦合到電壓源VCDTI。第九晶體管M9的柵極耦合到第二電容性存儲節點VST2，其第一傳導電極耦合到節點VRT本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種包括像素的矩陣的成像器裝置，其中每個像素包括：/n光敏區域，被配置為對光信號進行積分；/n端子，被配置為遞送參考信號；/n第一電容性存儲節點，被配置為接收表示由所述光敏區域生成的電荷的數目的信號；/n第二電容性存儲節點，被配置為接收所述參考信號；/n第一轉移晶體管，被耦合以選擇性地將積分的所述光信號從所述光敏區域傳遞到所述第一電容性存儲節點和所述光敏區域；以及/n第二轉移晶體管，被耦合以選擇性地將所述參考信號從所述端子傳遞到所述第二電容性存儲節點；/n其中所述第一轉移晶體管和所述第二轉移晶體管具有公共傳導電極和公共襯底，所述公共襯底被耦合到所述第一電容性存儲節點。/n

【技術特征摘要】
20181017 FR 18595831.一種包括像素的矩陣的成像器裝置，其中每個像素包括：
光敏區域，被配置為對光信號進行積分；
端子，被配置為遞送參考信號；
第一電容性存儲節點，被配置為接收表示由所述光敏區域生成的電荷的數目的信號；
第二電容性存儲節點，被配置為接收所述參考信號；
第一轉移晶體管，被耦合以選擇性地將積分的所述光信號從所述光敏區域傳遞到所述第一電容性存儲節點和所述光敏區域；以及
第二轉移晶體管，被耦合以選擇性地將所述參考信號從所述端子傳遞到所述第二電容性存儲節點；
其中所述第一轉移晶體管和所述第二轉移晶體管具有公共傳導電極和公共襯底，所述公共襯底被耦合到所述第一電容性存儲節點。


2.根據權利要求1所述的成像器裝置，其中所述第一轉移晶體管和所述第二轉移晶體管被并聯耦合。


3.根據權利要求2所述的成像器裝置，其中所述公共襯底通過形成所述第一電容性存儲節點的電容器被反向偏置，所述電容器具有第一極板和第二極板，所述第一極板被耦合到所述第一電容性存儲節點，所述第二極板被耦合以接收反向偏置信號。


4.根據權利要求2所述的成像器裝置，其中所述第二電容性存儲節點通過電容器被反向偏置，所述電容器具有第一極板和第二極板，所述第一極板被耦合到所述第二電容性存儲節點，所述第二極板被耦合以接收反向偏置信號。


5.根據權利要求1所述的成像器裝置，其中所述第一轉移晶體管和所述第二轉移晶體管被串聯耦合。


6.根據權利要求5所述的成像器裝置，其中所述公共襯底通過形成所述第一電容性存儲節點的電容器被接地，所述電容器具有第一極板和第二極板，所述第一極板被耦合到所述第一電容性存儲節點，所述第二極板被耦合到地。


7.根據權利要求5所述的成像器裝置，其中所述第二電容性存儲節點通過電容器被接地，所述電容器具有第一極板和第二極板，所述第一極板被耦合到所述第二電容性存儲節點，所述第二極板被耦合到地。


8.根據權利要求1所述的成像器裝置，進一步包括：
第三轉移晶體管，被耦合以選擇性地將積分的所述光信號從所述光敏區域傳遞到感測節點；以及
放大器晶體管，具有控制端子、第一傳導端子和第二傳導端子，所述控制端子被耦合到所述感測節點，所述第一傳導端子被耦合以接收所述參考信號，所述第二傳導端子被耦合到所述第一轉移晶體管和所述第二轉移晶體管的所述公共傳導電極。


9.根據權利要求8所述的成像器裝置，其中所述第三轉移晶體管和所述放大器晶體管具有公共襯底，所述公共襯底被耦合到地。


10.一種包括像素的矩陣的成像器裝置，其中每個像素包括：
光敏電路，被配置為對光信號進行積分，并且在公共節點處產生光感測電壓；
參考電路，被配置為將參考電壓遞送至所述公共節點；
第一轉移晶體管，具有在所述公共節點處的源極端子、以及在第一電容性存儲節點處的漏極端子，其中所述第一轉移晶體管被選擇性地致動，以將在所述公共節點處的所述光感測電壓轉移到在所述第一電容性存儲節點處的第一電容器；
第二轉移晶體管，具有在所述公共節點處的源極端子、以及在第二電容性存儲節點處的漏極端子，其中所述第二轉移晶體管被選擇性地致動，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：P·馬林格，
申請(專利權)人：意法半導體克洛爾二公司，
類型：發明
國別省市：法國;FR