能选择性读出以进行可见-红外图像捕获的成像系统的制作方法

本公开一般来说涉及图像传感器，且特定来说但非排他地，涉及cmos图像传感器及其应用。

背景技术：

1、图像传感器已变得无处不在且现在广泛用于数码相机、蜂窝电话、安全摄像机以及医疗、汽车及其它应用中。随着图像传感器被集成到更宽广范围的子装置中，期望通过装置架构设计以及图像获取处理以尽可能多的方式(例如，分辨率、功耗、动态范围等)增强所述图像传感器的功能性、性能度量等。

2、典型的图像传感器响应于从入射到图像传感器上的外部场景反射的图像光而进行操作。图像传感器包含具有光敏元件(例如，光电二极管)的像素阵列，所述光敏元件吸收入射图像光的一部分并在吸收图像光后即刻产生图像电荷。由像素光生的图像电荷可作为列位线上的模拟输出图像信号来测量，所述模拟输出图像信号依据入射图像光而变化。换句话说，所产生的图像电荷量与图像光的强度成比例，所述图像电荷作为模拟图像信号从列位线读出并转换成数字值以产生表示外部场景的数字图像(即，图像数据)。

技术实现思路

1、本公开的实施例提供一种成像系统，其包括：传感器晶片，其包含：多个像素，其以若干行及若干列布置，所述多个像素至少包含定位于所述行中所包含的第一行中的第一像素及第二像素，其中所述多个像素中所包含的每一像素包含相应光电二极管，所述相应光电二极管经配置以响应于入射光而累积图像电荷；及第一转移控制线，其与所述第一行相关联，其中所述第一转移控制线耦合到所述第一像素的第一转移栅极及所述第二像素的第二转移栅极两者；以及逻辑晶片，其耦合到所述传感器晶片，所述逻辑晶片包含：多个存储电容器，每一存储电容器与所述传感器晶片的所述多个像素中的相应一者相关联，其中所述多个存储电容器包含与所述第一像素相关联的第一存储电容器及与所述第二像素相关联的第二存储电容器；第一存储控制线，其耦合到与所述第一像素相关联的第一存储栅极，其中所述第一存储栅极包含在耦合到所述第一存储电容器的第一存储晶体管中；及第二存储控制线，其耦合到与所述第二像素相关联的第二存储栅极，且其中所述第二存储栅极包含在耦合到所述第二存储电容器的第二存储晶体管中。

2、本公开的另一实施例提供一种用于成像系统的逻辑晶片，所述逻辑晶片包括：多个存储电容器，每一存储电容器经配置以存储与多个像素中的相应一者相关联的图像信号，其中所述多个存储电容器包含与所述多个像素的第一行中所包含的第一像素相关联的第一存储电容器及与所述多个像素的所述第一行中所包含的第二像素相关联的第二存储电容器；第一存储控制线，其耦合到与所述第一像素相关联的第一存储栅极，其中所述第一存储栅极包含在耦合到所述第一存储电容器的第一存储晶体管中；及第二存储控制线，其耦合到与所述第二像素相关联的第二存储栅极，且其中所述第二存储栅极包含在耦合到所述第二存储电容器的第二存储晶体管中。

技术特征：

1.一种成像系统，其包括：

2.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述第一存储控制线与所述第二存储控制线分离以向所述第一存储电容器或所述第二存储电容器中的至少一者提供选择性读出。

3.根据权利要求2所述的成像系统，其中所述第一像素是可见彩色像素且所述第二像素是与所述可见彩色像素邻近的红外像素。

4.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述传感器晶片包含浮动扩散区域，所述浮动扩散区域经由所述第一转移栅极及所述第二转移栅极而耦合到所述第一像素及所述第二像素的所述相应光电二极管以选择性地从所述第一像素及所述第二像素读出所述图像电荷。

5.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述传感器晶片中所包含的所述多个像素进一步包含定位于所述行中所包含的第二行中的第三像素及第四像素，其中，所述第二行与所述第一行邻近，使得所述第一像素、所述第二像素、所述第三像素及所述第四像素形成所述成像系统的多个像素单元中所包含的第一像素单元，其中所述逻辑晶片中所包含的多个存储电容器包含与所述第三像素相关联的第三存储电容器及与所述第四像素相关联的第四存储电容器，且其中所述逻辑晶片进一步包含：

6.根据权利要求5所述的成像系统，其中所述第一像素单元与所述成像系统的最小重复单元相似。

7.根据权利要求5所述的成像系统，其中所述逻辑晶片进一步包含定位于所述第三存储控制线附近的虚设存储控制线，其中所述虚设存储控制线不连接到任何栅极，包含与所述第一像素、所述第二像素、所述第三像素或所述第四像素相关联的所述第一存储栅极、所述第二存储栅极、所述第三存储栅极及所述第四存储栅极。

8.根据权利要求7所述的成像系统，其中，在所述成像系统的操作期间，所述虚设存储线被偏置到与所述第三存储控制线的逻辑低对应的预定值。

9.根据权利要求7所述的成像系统，其中所述虚设存储控制线经定位以维持所述逻辑晶片的控制线对称性，使得所述第一存储控制线与所述第二存储控制线之间的第一分隔距离等于所述第三存储控制线与所述虚设存储控制线之间的第二分隔距离。

10.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述逻辑晶片进一步包含：

11.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述逻辑晶片进一步包含与所述第一像素相关联的复位晶体管，所述复位晶体管耦合于所述逻辑晶片的所述第一存储晶体管与包含在所述传感器晶片的所述第一像素中的浮动扩散区域之间。

12.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述第一像素与所述第二像素是彼此邻近的不同可见彩色像素。

13.根据权利要求12所述的成像系统，其中所述逻辑晶片进一步包含：

14.根据权利要求1所述的成像系统，其进一步包括光源，所述光源适于在图像帧捕获操作的短曝光周期期间发射第一光谱的电磁辐射，所述第一光谱至少包含第一波长，且其中所述第二像素比所述第一像素对所述第一波长更敏感。

15.一种用于成像系统的逻辑晶片，所述逻辑晶片包括：

16.根据权利要求15所述的逻辑晶片，其中所述第一存储控制线与所述第二存储控制线分离以向所述第一存储电容器或所述第二存储电容器中的至少一者提供选择性读出。

17.根据权利要求15所述的逻辑晶片，其进一步包括第三存储控制线，所述第三存储控制线耦合到与所述多个像素中所包含的第三像素相关联的第三存储栅极及与所述多个像素中所包含的第四像素相关联的第四存储栅极两者，其中所述第三像素及所述第四像素定位于所述多个像素的与所述第一行邻近的第二行中，其中所述第三存储栅极包含在耦合到第三存储电容器的第三存储晶体管中，且其中所述第四存储栅极包含在耦合到第四存储电容器的第四存储晶体管中。

18.根据权利要求17所述的逻辑晶片，其进一步包含定位于所述第三存储控制线附近的虚设存储控制线，其中所述虚设存储控制线不连接到任何栅极，包含与所述第一像素、所述第二像素、所述第三像素及所述第四像素相关联的所述第一存储栅极、所述第二存储栅极、所述第三存储栅极及所述第四存储栅极。

19.根据权利要求18所述的逻辑晶片，其中所述虚设存储控制线经定位以维持所述逻辑晶片的控制线对称性，使得所述第一存储控制线与所述第二存储控制线之间的第一分隔距离等于所述第三存储控制线与所述虚设存储控制线之间的第二分隔距离。

20.根据权利要求15所述的逻辑晶片，其中所述多个存储电容器进一步包含与所述多个像素的所述第一行中所包含的第三像素相关联的第三存储电容器，其中所述第一像素是可见彩色像素，所述第二像素是与所述第一像素邻近的第一红外像素，且所述第三像素是第二红外像素，其中所述第一存储控制线进一步耦合到与所述第三像素相关联的第三存储栅极，且其中所述第三存储栅极包含在耦合到所述第三存储电容器的第三存储晶体管中。

21.根据权利要求15所述的逻辑晶片，其进一步包括：

22.根据权利要求21所述的逻辑晶片，其中所述第一像素及所述第三像素是可见彩色像素，其中所述第二像素及所述第四像素是红外像素，其中所述第二像素与所述第一像素邻近，且其中所述第四像素与所述第三像素邻近。

23.根据权利要求22所述的逻辑晶片，其中所述第三像素及所述第四像素包含在所述多个像素的所述第一行中，且

技术总结
本申请涉及一种能选择性读出以进行可见‑红外图像捕获的成像系统。一种成像系统包含传感器晶片及逻辑晶片。所述传感器晶片包含以若干行及若干列布置的多个像素，所述多个像素以若干行及若干列布置且至少包含定位于所述行中所包含的第一行中的第一像素及第二像素。所述传感器晶片包含与所述第一行相关联的第一转移控制线，所述第一转移控制线耦合到所述第一像素的第一转移栅极及所述第二像素的第二转移栅极两者。所述逻辑晶片包含与所述第一像素相关联的第一存储电容器及与所述第二像素相关联的第二存储电容器、耦合到与所述第一像素相关联的第一存储栅极的第一存储控制线及耦合到与所述第二像素相关联的第二存储栅极的第二存储控制线。

技术研发人员：马渕圭司
受保护的技术使用者：豪威科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7