本技術(shù)涉及半導(dǎo)體技術(shù)的，尤其涉及一種像素結(jié)構(gòu)、一種成像設(shè)備和一種電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、圖像傳感器將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，廣泛應(yīng)用于相機(jī)或其它光學(xué)設(shè)備中。

2、通常，相位差自動(dòng)對(duì)焦(phase?difference?auto?focus，pdaf)功能是圖像傳感器中對(duì)焦檢測(cè)像素的基本特性之一。對(duì)于這類像素，同樣重要的是要關(guān)注信噪比(signal-to-noise?ratio，snr)，因?yàn)閟nr用于評(píng)估圖像傳感器在圖像質(zhì)量方面的性能，snr越高，圖像質(zhì)量就越好。

3、背景技術(shù)的目的是揭示申請(qǐng)人認(rèn)為可能與本技術(shù)相關(guān)的信息。沒有必要承認(rèn)也不應(yīng)解釋任何上述信息構(gòu)成與本技術(shù)相對(duì)的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的實(shí)施例提供了具有高信噪比(snr)的像素結(jié)構(gòu)、成像設(shè)備和電子設(shè)備。

2、上述和其它目的通過獨(dú)立權(quán)利要求請(qǐng)求保護(hù)的主題來實(shí)現(xiàn)。其它實(shí)現(xiàn)方式在從屬權(quán)利要求、說明書和附圖中是顯而易見的。

3、本技術(shù)的第一方面提供了一種像素結(jié)構(gòu)，包括4個(gè)像素分量、分別對(duì)應(yīng)于所述4個(gè)像素分量的4個(gè)像素部分，和浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)；

4、其中，所述4個(gè)像素部分中的所述像素分量以2*2陣列設(shè)置，所述像素分量中的每個(gè)像素分量設(shè)在對(duì)應(yīng)的像素部分中；

5、所述浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)設(shè)在所述陣列的中心，使得所述浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)的有源區(qū)域在所述像素分量之間共享；

6、所述像素分量包括至少一個(gè)第一像素分量，所述第一像素分量通過子像素隔離分割為一對(duì)子像素分量，所述子像素隔離沿一個(gè)方向從所述陣列的所述中心向外延伸到所述第一像素分量的外圍。

7、在本技術(shù)的實(shí)施例提供的像素結(jié)構(gòu)中，由于所述第一像素分量通過沿一個(gè)方向從所述陣列的所述中心向外延伸到所述第一像素分量的外圍的所述子像素隔離分割為所述一對(duì)子像素分量，因此可以獲取所述一對(duì)子像素分量的相位差，從而實(shí)現(xiàn)相位差自動(dòng)對(duì)焦(pdaf)(包括水平af功能和垂直af功能)。另外，所述浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)設(shè)在所述陣列的所述中心，使得所述浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)的所述有源區(qū)域在所述4個(gè)像素分量之間共享，因此，減少了所述浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)的總量，從而減小了所述浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)的電容。由于所述浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)的所述電容與轉(zhuǎn)換增益(conversion?gain，cg)成反比，因此提高了所述cg，在保證增強(qiáng)所述pdaf功能的同時(shí)，通過所述提高的cg獲取到較高的snr。

8、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述4個(gè)像素部分中的每個(gè)像素部分按深度包括深區(qū)域和淺區(qū)域；

9、所述像素結(jié)構(gòu)的外圍區(qū)域設(shè)有外圍隔離，將所述像素結(jié)構(gòu)劃分為所述4個(gè)像素部分的交叉區(qū)域設(shè)有交叉隔離；

10、所述外圍隔離和所述交叉隔離都延伸到所述淺區(qū)域中，所述子像素隔離不延伸到所述淺區(qū)域中。

11、通過按深度設(shè)置所述深區(qū)域和所述淺區(qū)域，所述像素結(jié)構(gòu)不僅可以實(shí)現(xiàn)高的量子效率和高的滿阱容量，還可以有效地實(shí)現(xiàn)電荷傳輸。

12、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述子像素隔離包括子像素溝道隔離或子像素p型摻雜層。由于沒有作為附加損傷源的溝道隔離，因此所述子像素溝道隔離具有更好的暗性能，而所述子像素p型摻雜層的配置由于沒有摻雜層的重疊誤差，因此更加魯棒。

13、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述子像素隔離包括由子像素p型摻雜層覆蓋的子像素溝道隔離，這種子像素溝道隔離可以實(shí)現(xiàn)暗性能和魯棒性能的平衡。所述子像素p型摻雜層用作所述子像素溝道隔離(例如，深溝道隔離(deep?trench?isolation，dti))的保護(hù)層，這有利于增強(qiáng)所述暗性能，因?yàn)榘惦娏髦械碾娮涌梢酝ㄟ^所述子像素p型摻雜層提供的空穴中和。

14、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述子像素溝道隔離設(shè)有間隙。

15、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述子像素溝道隔離與所述陣列的所述中心設(shè)有預(yù)設(shè)距離。

16、由于較長(zhǎng)的溝道隔離會(huì)降低光串?dāng)_性能，因此減小溝道隔離的長(zhǎng)度可以提高光串?dāng)_性能。

17、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述外圍隔離包括由外圍p型摻雜層覆蓋的外圍溝道隔離，這種溝道隔離有利于實(shí)現(xiàn)暗性能和魯棒性能的平衡。所述外圍p型摻雜層用作所述外圍溝道隔離(例如，dti)的保護(hù)層，這有利于增強(qiáng)所述暗性能，因?yàn)樗霭惦娏髦械碾娮涌梢酝ㄟ^所述外圍p型摻雜層提供的空穴中和。

18、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述子像素溝道隔離的深度小于所述外圍溝道隔離的深度，且由于硅損傷較小，所述較淺的子像素溝道隔離的暗性能更好。

19、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述子像素隔離的區(qū)域上有柵格，有利于減少光串?dāng)_。

20、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在所述第一像素分量的所述淺區(qū)域內(nèi)，溢流路徑形成于所述第一像素部分的所述一對(duì)子像素分量之間以進(jìn)行電荷交換。

21、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述一對(duì)子像素分量中的每個(gè)子像素分量包括光電二極管；

22、所述溢流路徑是將超過所述一對(duì)子像素中的一個(gè)子像素的所述光電二極管的滿阱容量的光電電荷傳輸?shù)剿鲆粚?duì)子像素中的另一個(gè)子像素的所述光電二極管的路徑。

23、當(dāng)一個(gè)光電二極管可以容納的所述光電電荷的容量已滿時(shí)，另一個(gè)光電二極管的所述容量可用于通過所述溢流路徑存儲(chǔ)所述光電電荷，因此所述第一像素分量可以存儲(chǔ)更多的光電電荷。

24、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述像素結(jié)構(gòu)相對(duì)于包括所述像素結(jié)構(gòu)的成像設(shè)備旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度。

25、旋轉(zhuǎn)角度與空間分辨率有關(guān)系，通過以一定角度旋轉(zhuǎn)，可以在水平方向和垂直方向上提高所述空間分辨率。

26、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述像素結(jié)構(gòu)還包括放大器件、復(fù)位器件、雙轉(zhuǎn)換器件和/或行選擇器件；

27、所述放大器件、所述復(fù)位器件、所述雙轉(zhuǎn)換器件和/或所述行選擇器件都設(shè)在所述交叉隔離或所述外圍隔離中；

28、或者，

29、所述放大器件、所述復(fù)位器件、所述雙轉(zhuǎn)換器件和/或所述行選擇器件的一部分設(shè)在所述子像素隔離中，所述放大器件、所述復(fù)位器件、所述雙轉(zhuǎn)換器件和/或所述行選擇器件的其余部分設(shè)在所述交叉隔離或所述外圍隔離中。

30、所述放大器件、所述復(fù)位器件、所述雙轉(zhuǎn)換器件和/或所述行選擇器件的配置使布局設(shè)計(jì)更靈活，因此可以放置更多的器件，從而提供更多的功能。

31、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述像素結(jié)構(gòu)還包括金屬屏蔽層，所述金屬屏蔽層遮擋所述像素結(jié)構(gòu)的至少一部分，使其免受入射光的影響。

32、屏蔽所述一對(duì)子像素中的某些部分是有效的，尤其是在高光的情況下，也就是說，當(dāng)入射信號(hào)非常強(qiáng)時(shí)，由于部分所述入射光被屏蔽，所述像素結(jié)構(gòu)仍然保持所述pdaf功能。

33、本技術(shù)的第二方面提供了一種成像設(shè)備，包括根據(jù)第一方面任一項(xiàng)所述的像素結(jié)構(gòu)。

34、本技術(shù)的第三方面提供了一種電子設(shè)備，包括根據(jù)第二方面所述的成像設(shè)備。

35、本技術(shù)提供了像素結(jié)構(gòu)、成像設(shè)備和電子設(shè)備。所述像素結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)第一像素分量，所述第一像素分量通過沿一個(gè)方向從所述陣列的所述中心向外延伸到所述第一像素分量的外圍的所述子像素隔離分割為所述一對(duì)子像素分量，因此可以獲取所述一對(duì)子像素分量的相位差，從而實(shí)現(xiàn)所述pdaf功能。另外，所述浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)設(shè)在所述陣列的所述中心，使得所述浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)的所述有源區(qū)域在所述4個(gè)像素分量之間共享，因此，減少了所述浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)的總量，從而減小了所述浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)的電容。由于所述浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)的所述電容與cg成反比，因此提高了所述cg，在保證增強(qiáng)所述pdaf功能的同時(shí)，通過所述提高的cg獲取到較高的snr。