图像传感器和距离测量传感器的制作方法 专利技术说明

电子通信装置的制造及其应用技术图像传感器和距离测量传感器1.相关申请的交叉引用2.本技术要求于2021年12月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2021-0183605以及于2022年11月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2022-0156492的优先权，所述申请的公开内容以引用其全部的方式并入本文。技术领域3.本发明构思的各种示例实施例涉及图像传感器、距离测量传感器、包括图像传感器和/或距离测量传感器的系统、和/或操作图像传感器和/或操作距离测量传感器的方法等。背景技术：4.随着数码相机、数码摄像机和包括其功能的移动电话的广泛使用，图像传感器正在快速发展。图像传感器是将光学图像转换为电信号的半导体装置。还正在积极地进行对三维(3d)图像传感器(即，距离传感器(例如，深度传感器))的研究，所述3d图像传感器可响应于对立体图像的需求而同时捕获二维图像(2d图像)和深度图像。技术实现要素：5.本发明构思的各种示例实施例提供了一种图像传感器，其中，6.图像质量被增强并且复杂度被提高。7.本发明构思的各种示例实施例还提供了一种距离测量传感器，其中，图像质量被增强并且复杂度被提高。8.然而，本发明构思的示例实施例的各方面不限于这里阐述的方面。通过参考下面给出的示例实施例的详细描述，示例实施例的上述和其它方面对于本发明构思所属领域的普通技术人员将变得更加显而易见。9.根据至少一个示例实施例，提供了一种距离测量传感器，包括：光发射器，其被配置为输出第一光学信号；像素阵列，其被配置为接收由第一光学信号从对象的反射引起的第二光学信号；处理电路，其被配置为基于像素阵列的输出来计算光发射器和对象之间的距离；以及可变电压源，并且像素阵列包括：光电二极管，其包括连接至地电压的第一端和连接至第一节点的第二端；以及各自连接到第一节点的第一光电栅极和第二光电栅极，并且处理电路还被配置为：响应于计算出的光发射器与对象之间的距离大于第一阈值距离，控制可变电压源向第一节点施加第一电压，并且响应于计算出的光发射器与对象之间的距离小于第一阈值距离，控制可变电压源不向第一节点施加电压。10.根据至少一个示例实施例，提供了一种图像传感器，包括：第一像素、第二像素、开关和电压源，第一像素包括多个第一光电栅极和位于多个第一光电栅极下方的多个第一光电二极管，第二像素包括多个第二光电栅极和位于多个第二光电栅极下方的多个第二光电二极管，开关与第一像素和第二像素分离并且连接在第一光电二极管和第二光电二极管之间，并且开关被配置为在第一开关模式中向第一光电二极管和第二光电二极管施加电压，并且在第二开关模式中不向第一光电二极管和第二光电二极管施加电压，并且第一光电二极管和第二光电二极管被配置为响应于施加电压而输出比响应于不施加电压输出更大量的电荷。11.根据至少一个示例实施例，提供了一种距离测量传感器，包括：被配置为输出第一光学信号的光发射器、被配置为接收由第一光学信号从对象的反射引起的第二光学信号的像素阵列、被配置为根据像素阵列的输出计算光发射器和对象之间的距离的处理电路以及可变电压源，其中，像素阵列包括：光电转换单元，其包括基板和掺杂区域，基板掺杂有第一杂质并且具有地电压，掺杂区域掺杂有不同于第一杂质的第二杂质，并且光电转换单元被配置为将第二光学信号转换为电信号；以及光电栅极，其位于掺杂区域上并且连接到掺杂区域，其中，处理电路还被配置为确定计算的距离是对应于第一距离模式还是第二距离模式，第二距离模式比第一距离模式远，在第一距离模式中控制可变电压源向掺杂区域施加第一电压，并且在第二距离模式中控制可变电压源向掺杂区域施加比第一距离模式高的第二电压。附图说明12.通过参照附图详细描述本发明构思的各种示例实施例，上述和其它方面将变得更加明显，在附图中：13.图1是根据一些示例实施例的距离测量传感器的框图。14.图2是用于解释根据一些示例实施例的像素阵列的布置的示例图。15.图3是根据一些示例实施例的第一像素区域的等效电路图。16.图4是根据一些示例实施例的第一像素区域的布局图。17.图5是根据至少一个示例实施例的沿着图4的线a-a'截取的截面图。18.图6是解释根据一些示例实施例的距离测量传感器的图像感测方法的流程图。19.图7是示出根据至少一个示例实施例的依赖于光电二极管的电压的电流变化的曲线图。20.图8和图9是示出根据一些示例实施例的用于驱动第一像素区域的信号的时序图。21.图10是根据一些示例实施例的第一像素区域的截面图。22.图11是根据一些示例实施例的第一像素区域的截面图。23.图12是根据一些示例实施例的第一像素区域的等效电路图。24.图13是解释根据一些示例实施例的驱动第一像素区域的信号的时序图。25.图14是根据一些示例实施例的第一像素区域的布局图。26.图15是根据一些示例实施例的距离测量传感器的等效电路图。具体实施方式27.在下文中，将参照附图描述根据本发明构思的各种示例实施例。28.图1是根据一些示例实施例的距离测量传感器的框图。29.参照图1，根据本发明构思的一些示例实施例的距离测量传感器1可包括至少一个光输出单元400和/或图像传感器90，但是示例实施例不限于此，并且例如，距离测量传感器1可包括更多或更少数量的构成组件。光输出单元400(例如，红外光(ir)发射器)可用至少第一光学信号l1照射对象o。第一光学信号l1可以是例如红外线、激光脉冲等，但不限于此。第一光学信号l1可由对象o反射，并可作为第二光学信号(例如，反射光学信号等)l2通过至少一个透镜91等被提供给图像传感器90。光输出单元400可将关于第一光学信号l1的信息转移到图像传感器90。例如，光输出单元400可将与第一光学信号l1相关和/或有关的信息(诸如距离信息和/或时序信息)提供给时序生成器20等，但是示例实施例不限于此。30.例如，图像传感器90(例如，图像传感器90的处理电路等)可使用第二光学信号l2分析、计算和/或确定光输出单元400与对象o之间的距离信息。具体地，图像传感器90可包括像素阵列10、时序生成器20、行解码器30、行驱动器40、相关双采样器(cds)50、模数转换器(adc)60、读出电路70和/或列解码器80等，但是示例实施例不限于此。根据一些示例实施例，时序生成器20、行解码器30、行驱动器40、cds 50、adc 60、读出电路70和/或列解码器80等可被实现为处理电路。处理电路可包括硬件(包括逻辑电路)、硬件/软件组合(诸如执行软件的处理器)、或它们的组合。例如，处理电路更具体地可包括但不限于中央处理单元(cpu)、算术逻辑单元(alu)、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程门阵列(fpga)、片上系统(soc)、可编程逻辑单元、微处理器、专用集成电路(asic)等，但不限于此。31.像素阵列10可包括二维地排列的多个像素，但不限于此。多个像素可用于将光学图像(例如，光学信号、反射光信号、光电信号等)转换为电输出信号。像素阵列10可通过透镜91接收第二光学信号l2，但不限于此。可通过从行驱动器40接收诸如行选择信号、复位信号、转移信号、光电栅极驱动信号和/或溢出栅极驱动信号等的多个驱动信号来驱动像素阵列10。此外，可通过竖直信号线等将转换后的电输出信号提供给例如相关双采样器(cds)50。32.时序生成器20可向行解码器30和/或列解码器80等提供时序信号和/或控制信号，和/或生成时序信号和/或控制信号。根据一些示例实施例的时序生成器20可从光输出单元400接收关于和/或对应于第一光学信号l1的信息，和/或确定关于和/或对应于第一光学信号l1的信息。时序生成器20可例如基于关于和/或根据第一光学信号l1确定的信息来生成光电栅极驱动信号。例如，时序生成器20可生成具有与第一光学信号l1相同相位的第一信号pg1_s(图8)以及具有与第一光学信号l1相反相位的第二信号pg2_s(图8)(例如，第二信号pg2_s具有与第一光学信号l1相差180度的相位等)，并将它们提供给行解码器30，但是示例实施例不限于此。稍后将提供具体的解释。33.行解码器30可从时序生成器20接收时序信号和/或控制信号等，并且基于时序信号和/或控制信号等来控制针对像素阵列10的每一行的寻址和/或扫描时序。34.行驱动器40可根据和/或基于由行解码器30解码的结果向像素阵列10提供用于驱动多个单位像素的多个驱动信号。通常，当单位像素以矩阵形式排列时，可针对每个行提供驱动信号，但是示例实施例不限于此。35.相关双采样器50可通过竖直信号线接收在像素阵列10中生成的输出信号，并且可存储和/或保持并采样输出信号等。也就是说，相关双采样器50可对特定噪声电平和/或输出信号的信号电平和/或归因于输出信号的信号电平进行双采样(例如，采样两次)，并且输出与噪声电平和信号电平等之间的差相对应的差电平。36.模数转换器(adc)60可将与计算的差电平对应的模拟信号转换为数字信号，并将数字信号输出到读出电路70，但不限于此。37.读出电路70可根据和/或基于解码结果对列解码器80中的数字信号执行图像处理。读出电路70可处理数字信号以导出、计算和/或生成图像的距离信息等。也就是说，读出电路70可基于从像素阵列10输出的信号来计算对象o与光输出单元400和/或图像传感器90之间的距离信息。38.图2是用于解释根据一些示例实施例的像素阵列的布置的示例图。39.参照图2，根据至少一个示例实施例，多个像素可在像素阵列10中以行和列对齐，但不限于此。在图2中，位于i行和j列中的像素由p(i,j)表示。尽管为了简洁和方便起见，图2仅示出了三行和三列，但是示例实施例不限于此。也就是说，行和列的数量可变化。40.尽管第一像素区域p(i,j)的水平形状可以是正方形，但是示例实施例不限于此，并且例如，像素区域可具有其它形状，诸如圆形、椭圆形、矩形、多边形等的形状。第一像素区域p(i,j)可被设置为与正方形表面上的相邻第二像素区域p(i，j+1)等接触。41.图3是根据一些示例实施例的第一像素区域的等效电路图。图4是根据一些示例实施例的第一像素区域的布局图。图5是根据至少一个示例实施例的沿着图4的线a-a'截取的截面图。42.参照图3至图5，根据一些示例实施例，第一像素区域p(i,j)可包括基板100、第一光电栅极pg1、第二光电栅极pg2、第一收集电荷转移栅极tgx1、第二收集电荷转移栅极tgx2、第一存储栅极sg1、第二存储栅极sg2、第一转移栅极tg1、第二转移栅极tg2、第一复位栅极rg1、第二复位栅极rg2、第一源极跟随器栅极sf1、第二源极跟随器栅极sf2、第一选择栅极sel1、第二选择栅极sel2、第一开关sw1和/或至少一个微透镜150等，但是示例实施例不限于此，并且例如，像素区域p(i,j)可包括更多或更少数量的构成组件。如本文所使用，术语“栅极”可表示晶体管的栅极。例如，第一选择栅极sel1表示第一选择晶体管的栅极。43.根据一些示例实施例的多个栅极可形成在基板100的第一侧上，但不限于此。微透镜150可形成在与基板100的第一侧相对的第二侧上，但不限于此。然而，示例实施例不限于此，并且多个栅极和微透镜150可形成在基板100的同一侧等。此外，根据一些示例实施例的多个栅极可各自包括界面膜、栅极绝缘膜和/或栅电极等。44.作为基板100(例如，可使用p型或n型的体衬底)，可通过在p型的体衬底上生长来使用p型或n型的外延层，或者可通过在n型的体衬底上生长来使用p型或n型的外延层。然而，示例实施例不限于此。例如，作为基板100，可使用si体衬底，或者除了半导体基板之外还可使用诸如有机塑料基板等的基板等。基板100可由p型杂质或n型杂质形成。45.微透镜150可由例如pr(光致抗蚀剂)的有机材料制成。然而，本发明构思的示例实施例不限于此，并且微透镜150可由例如无机材料等形成。用有机材料形成微透镜150可以是例如在基板100上形成有机材料图案并执行热处理以形成微透镜150的工艺。通过热处理，有机材料图案可被改变为微透镜150的形式。46.第一光电栅极pg1、第一收集电荷转移栅极tgx1、第一存储栅极sg1、第一转移栅极tg1、第一复位栅极rg1、第一源极跟随器栅极sf1和/或第一选择栅极sel1等可基于和/或关于节点nd1对称地(例如，镜像对称地)放置在第二光电栅极pg2、第二收集电荷转移栅极tgx2、第二存储栅极sg2、第二转移栅极tg2、第二复位栅极rg2、第二源极跟随器栅极sf2和第二选择栅极sel2的对面，但示例实施例不限于此。47.根据一些示例实施例，第一光电栅极pg1和第二光电栅极pg2可在第一方向x上彼此分开放置，但不限于此。此外，第一光电栅极pg1和第二光电栅极pg2可分别在第二方向y上延伸，但不限于此。48.电荷收集区域120可沿着第一光电栅极pg1和第二光电栅极pg2延伸的方向(即，沿着第二方向y)形成在第一光电栅极pg1与第二光电栅极pg2之间的区域下方的基板100内。电荷收集区域120可接收来自微透镜150的光(例如，第二光学信号l2)以生成电荷(例如，电荷、电流、电信号等)。换句话说，电荷收集区域120可将通过微透镜150接收的光学信号转换为电信号。49.电荷收集区域120和基板100可形成pn结。电荷收集区域120和基板100可对应于光电二极管pd，例如，光电转换单元。50.接触件ct可设置在第一光电栅极pg1和第二光电栅极pg2之间。接触件ct可连接到第一开关sw1。51.接触件ct可接触电荷收集区域120。也就是说，第一开关sw1可通过接触件ct连接到形成在基板100中的电荷收集区域120和光电二极管pd，但不限于此。可变电压vv可通过第一开关sw1施加到作为光电二极管pd的一部分的电荷收集区域120。也就是说，第一开关sw1可将可变电压vv直接连接到光电二极管pd。当第一开关sw1接通时，可变电压vv可被施加到光电二极管pd的电荷收集区域120，并且当第一开关sw1断开时，可变电压vv可不被施加到光电二极管pd的电荷收集区域120。52.可改变和/或调节通过第一开关sw1被施加到光电二极管pd的电荷收集区域120的电压等。也就是说，当接通电压被施加到第一开关sw1时，可变电压vv可被施加到光电二极管pd的电荷收集区域120。当断开电压(例如，地电压)被施加到第一开关sw1时，第一开关sw1断开，并且可变电压vv可不被施加到光电二极管pd的电荷收集区域120。相应的操作可由时序生成器20实现，或者换句话说，第一开关sw1由时序生成器20控制，但是示例实施例不限于此。例如，可变电压vv根据由时序生成器20生成的控制信号改变。例如，可变电压vv可以是图5的多个电压v1、v2、v3中的一个。例如，可变电压vv可以是电源电压vdd、地电压gnd、+10v或-10v，但是示例实施例不限于此，并且例如，可使用其它期望电压等。53.第一收集电荷转移栅极tgx1在第一方向x上与第一光电栅极pg1分离，并且可在第二方向y上延伸等。第一收集电荷转移栅极tgx1可根据和/或基于控制信号将在电荷收集区域中生成的电荷提供给第一存储区域130_1。由于第二收集电荷转移栅极tgx2与第一收集电荷转移栅极tgx1类似和/或相同，因此将省略其描述。54.第一存储栅极sg1在第一方向x上与第一收集电荷转移栅极tgx1分离，并且可在第二方向y等上延伸。第一存储区域130_1和第一阻挡区域140_1可沿着第一存储栅极sg1延伸的方向(即，第二方向y)形成在第一存储栅极sg1下面的基板100内部，但不限于此。取决于被提供给第一存储栅极sg1的控制信号，第一存储区域130_1可临时存储从电荷收集区域120提供的电荷等。第一阻挡区域140_1形成在第一存储区域130_1下方，阻挡从第一存储区域130_1的外部提供的光学信号，并可减小、减少和/或最小化存储在第一存储区域130_1中的电荷的外部影响。换句话说，第一阻挡区域140_1可减小、减少和/或防止第一存储区域130_1通过外部光学信号生成电荷。根据一些示例实施例的第一阻挡区域140_1可包括p型杂质，但不限于此。尽管根据一些示例实施例的第一存储区域130_1可包括n型杂质，但示例实施例不限于此。例如，第一存储区域130_1可不包括n型杂质(例如，可以是未掺杂的等)。当根据一些示例实施例的第一存储区域130_1包括n型杂质并且第一阻挡区域140_1包括p型杂质时，作为n型半导体的第一存储区域130_1和作为p型半导体的第一阻挡区域140_1可形成存储二极管(sd)。55.第二存储栅极sg2在第一方向x上与第二收集电荷转移栅极tgx2分离，并且可在第二方向y上延伸等。第二存储区域130_2和第二阻挡区域140_2可形成在第二存储栅极sg2下方的基板100内部，但不限于此。因为第二存储栅极sg2、第二存储区域130_2和第二阻挡区域140_2各自与第一存储栅极sg1、第一存储区域130_1和第一阻挡区域140_1类似和/或相同，所以将省略它们的描述。56.在一些示例实施例中，本领域普通技术人员将理解，在本发明构思的至少一个示例实施例中，可省略第一收集电荷转移栅极tgx1、第二收集电荷转移栅极tgx2、第一存储栅极sg1和/或第二存储栅极sg2中的一个或多个。57.第一转移栅极tg1在第一方向x上与第一存储栅极sg1分离并且可在第二方向y上延伸等。第一转移栅极tg1可将暂时存储在第一存储区域130_1中的电荷提供和/或输出到第一浮置扩散区域fd1。被提供到第一浮置扩散区域fd1的电荷可通过第一源极跟随器栅极sf1和第一选择栅极sel1等被输出为第一输出电压vout1。第一复位栅极rg1可将第一浮置扩散区域fd1复位到电源电压vdd，或换句话说，第一复位栅极rg1可将电源电压vdd发送到第一浮置扩散区域fd1以复位第一浮置扩散区域fd1等。58.第二转移栅极tg2在第一方向x上与第二存储栅极sg2分离，并且可在第二方向y上延伸等。第二转移栅极tg2可将暂时存储在第二存储区域130_2中的电荷提供及/或发送到第二浮置扩散区域fd2，但不限于此。被提供到第二浮置扩散区域fd2的电荷可通过第二源极跟随器栅极sf2和第二选择栅极sel2等被输出为第二输出电压vout2。第二复位栅极rg2可将第二浮置扩散区域fd2复位为电源电压vdd。根据一些示例实施例，尽管示出了相同的电源电压vdd被施加到第一源极跟随器栅极sf1和第二源极跟随器栅极sf2的漏极、以及第一复位栅极rg1和第二复位栅极rg2的漏极(即，第一漏极区域d1)，但是示例实施例不限于此。在一些情况下，可将不同电压施加到第一源极跟随器栅极sf1和第二源极跟随器栅极sf2的漏极、以及第一复位栅极rg1和/或第二复位栅极rg2的漏极(即，第一漏极区域d1)等。59.以下，将参照图1至图7描述距离测量传感器1的多种图像感测方法。60.图6是解释根据一些示例实施例的距离测量传感器的图像感测方法的流程图。图7是示出根据至少一个示例实施例的依赖于光电二极管的电压的电流变化的曲线图。61.参照图1、图3和图6，距离测量传感器1可确定待测量的距离是否大于第一距离ds1(例如，期望的第一距离、第一阈值距离值等)(s200)。例如，距离测量传感器1(例如，距离测量传感器1的处理电路(和/或读出电路70等))和/或距离测量传感器1的用户可确定通过使用从像素阵列10输出的信号确定和/或计算的从光输出单元400到对象o的距离是否大于第一距离ds1。作为另一示例，当使用距离测量传感器1时，用户可确定从光输出单元400到对象o的距离是否大于第一距离ds1，并基于距离确定的结果手动选择和/或改变图像传感器的图像感测模式等，但示例实施例不限于此。例如，尽管第一距离ds1可对应于例如1m，但本发明构思的示例实施例不限于此，而是可采用更大或更小的阈值距离值。处理电路和/或用户可确定从光输出单元400到对象o的距离大于或小于第一距离ds1。62.当由距离测量传感器1要测量的距离不大于第一距离ds1时(s200-否)，距离测量传感器1的处理电路(和/或读出电路70等)和/或距离测量传感器1的用户可控制距离测量传感器1将图像传感器设置为短距离图像感测模式和/或执行短距离图像感测(s201)。例如，短距离图像感测可对应于当测量例如1m或更小的距离时使用的图像感测，但示例实施例不限于此，并且短距离测量阈值距离可大于或小于1m等。距离测量传感器1可对从光输出单元400到位于小于第一距离ds1的距离处的对象o的距离进行测量。也就是说，距离测量传感器1可基于第一光学信号l1、第二光学信号l2、第一信号pg1_s和第二信号pg2_s等来计算小于第一距离ds1的距离。63.此时，第一开关sw1可由距离测量传感器1(例如，处理电路)等断开。也就是说，可变电压vv可被不施加到第一节点nd1等。此外，从光电二极管pd生成的电荷可被转换为第一输出电压vout1和第二输出电压vout2并被输出。64.当由距离测量传感器1测量的距离大于第一距离ds1时(s200-是)，距离测量传感器1的处理电路(和/或读出电路70等)和/或距离测量传感器1的用户可确定测量的距离是否大于第二距离ds2(s210)(例如，期望的第二距离、第二阈值距离值等)。例如，距离测量传感器1可确定通过使用从像素阵列10输出的信号确定和/或计算的从光输出单元400到对象o的距离是否大于第二距离ds2。作为另一示例，当使用距离测量传感器1时，用户可确定从光输出单元400到对象o的距离是否大于第二距离ds2，并基于距离确定的结果手动选择和/或改变图像传感器的图像感测模式，但示例实施例不限于此。例如，在至少一个示例实施例中，第二距离ds2可对应于10m，但本发明构思的示例实施例不限于此，并且例如，大于第一距离ds1的其它距离值可用作第二距离ds2。用户可确定从光输出单元400到对象o的距离大于或小于第二距离ds2。65.当距离测量传感器1要测量的距离不大于第二距离ds2时(s210-否)，距离测量传感器1的处理电路(和/或读出电路70等)和/或距离测量传感器1的用户可将图像传感器设置为中距离图像感测模式和/或控制图像传感器执行中距离图像感测(s211)。例如，中距离图像感测可对应于当测量大于第一距离值ds1(例如，1m)并且小于第二距离值ds2(例如，10m)的距离时使用的图像感测。距离测量传感器1可对从光输出单元400到位于大于第一距离ds1并且小于第二距离ds2的距离处的对象o的距离进行测量。也就是说，距离测量传感器1可基于第一光学信号l1、第二光学信号l2、第一信号pg1_s和第二信号pg2_s来计算大于第一距离ds1并且小于第二距离ds2的距离。66.此时，第一开关sw1可由距离测量传感器1(和/或处理电路、读出电路等)断开。也就是说，可变电压vv可不被施加到第一节点nd1。此外，从光电二极管pd生成的电荷可被转换为第一输出电压vout1和第二输出电压vout2并被输出等。67.当通过和/或使用距离测量传感器1测量的距离大于第二距离ds2时(s210-是)，距离测量传感器1可将可变电压vv施加到第一节点nd1(例如，图5中的电荷收集区域120)以放大电流(s212)。此时，第一开关sw1可由距离测量传感器1等接通。因此，可变电压vv可被施加至第一节点nd1。这里，可变电压vv可被施加到和/或发送到光电二极管pd的一端(例如，第一端)。地电压gnd可被施加到和/或发送到光电二极管pd的另一端(例如，第二端)。结果，与地电压gnd和可变电压vv之间的差对应的电压可被施加和/或发送到光电二极管pd的两端。68.参照图7，当可变电压vv被施加到和/或发送到光电二极管pd的一端(例如，第一端)时，生成的电荷量可改变。当可变电压vv增大时，从光电二极管pd生成的电荷量和/或由光电二极管pd生成的电荷量可逐渐增大。当可变电压vv减小时，可将从光电二极管pd生成的电荷量和/或由光电二极管pd生成的电荷量保持恒定。然而，当可变电压vv变得大于光电二极管pd的击穿电压vbr时，可放大从光电二极管pd生成的电荷量和/或由光电二极管pd生成的电荷量。这是由光电二极管pd的雪崩击穿引起的现象。也就是说，当可变电压vv变得大于光电二极管pd的击穿电压vbr时，由于雪崩击穿，从光电二极管pd生成的电荷量和/或由光电二极管pd生成的电荷量可增加。69.例如，在短距离图像感测操作期间和/或中距离图像感测操作期间，从光电二极管pd生成的电荷量和/或由光电二极管pd生成的电荷量可小于在长距离图像感测操作期间从光电二极管pd生成的电荷量和/或由光电二极管pd生成的电荷量。因此，距离测量传感器1可将少量的接收的光子转换为大量的电荷。因此，使得距离测量传感器1能够在更长的距离上执行距离感测，或者换句话说，执行长距离图像感测操作(s213)。例如，长距离图像感测可对应于当测量大于例如10m的距离时使用的图像感测，但示例实施例不限于此。换句话说，距离测量传感器1可测量从光输出单元400到位于比第二距离ds2大的距离处的对象o的距离。也就是说，距离测量传感器1可基于第一光学信号l1、第二光学信号l2、第一信号pg1_s和第二信号pg2_s等来计算大于第二距离ds2的距离。70.总之，距离测量传感器1可单独地执行短距离测量感测操作、中距离测量感测操作和/或长距离测量感测操作等。当距离测量传感器1执行短距离测量感测和/或中距离测量感测时，没有电压被施加到第一节点nd1，并且可如现有情况中那样执行距离测量。然而，当距离测量传感器1执行长距离测量感测时，可变电压vv被施加到第一节点nd1，并且从光电二极管pd生成的电荷量可被放大。因此，距离测量传感器1可使用少量电荷来放大信号，并且距离测量传感器1不仅可执行短距离测量，而且可执行长距离测量等。因此，可提供一种提高了图像质量并改善了复杂度(例如，降低了距离测量传感器的复杂度等)的距离测量传感器。71.图8和图9是示出根据一些示例实施例的用于驱动第一像素区域的信号的时序图。72.参照图1、图3和图8，距离测量传感器1的光输出单元400用第一光学信号l1照射对象o。照射到对象o并被反射的第一光学信号l1作为第二光学信号l2被提供给图像传感器90的像素阵列10。此时，像素阵列10接收第二光学信号l2的间隔被定义为感测间隔it(例如，感测时间段等)。此外，提供至第一光电栅极pg1的信号被定义为第一信号pg1_s，提供至第二光电栅极pg2的信号被定义为第二信号pg2_s，并且提供至第一开关sw1的信号被定义为第一开关信号sw1_s。73.在感测间隔it期间，光输出单元400可输出第一光学信号l1。第一光学信号l1可以是其信号强度变化的脉冲信号。例如，第一光学信号l1可以是重复地导通和截止的光学信号，但不限于此。在感测间隔it期间，像素阵列10可接收第二光学信号l2。第二光学信号l2可以是延迟了第一延迟时间δtd的第一光学信号l1，但不限于此。第一延迟时间δtd可对应于光的飞行时间(tof)，例如，第一光学信号l1到达对象o并且被反射(例如，返回)到像素阵列10所花费的时间量等。尽管第一光学信号l1和第二光学信号l2在附图中被示出为具有方波，但示例实施例不限于此。例如，第一光学信号l1和第二光学信号l2可以是正弦波等。尽管第一光学信号l1和第二光学信号l2在图中被示出为具有相同的幅度，但示例实施例不限于此。不用说，第一光学信号l1和第二光学信号l2可具有不同的幅度和/或可具有dc偏移值等。74.在感测间隔it期间，时序生成器20基于第一光学信号l1的信息、对应于第一光学信号l1的信息和/或通过使用第一光学信号l1的信息，生成具有与第一光学信号l1相同相位的第一信号pg1_s，并且可将生成的第一信号pg1_s提供给第一光电栅极pg1。此外，时序生成器20基于第一光学信号l1的信息、对应于第一光学信号l1的信息和/或通过使用第一光学信号l1的信息，生成具有与第一光学信号l1的相位相反的相位的第二信号pg2_s，并且可将生成的第二信号pg2_s提供给第二光电栅极pg2。因此，第一信号pg1_s与第二信号pg2_s之间的相位差可以是180度。例如，当第一信号pg1_s是逻辑低电平lv1时，第二信号pg2_s可以是逻辑高电平lv2等。此外，当第一信号pg1_s是逻辑高电平lv2时，第二信号pg2_s可以是逻辑低电平lv1等。75.当提供给第一光电栅极pg1和第二光电栅极pg2的信号是逻辑高电平lv2时，电荷收集区域120将光学信号转换为电信号。换句话说，当提供给第一光电栅极pg1的第一信号pg1_s处于逻辑高电平lv2并且第二光学信号l2被像素阵列10接收时，电荷收集区域120可生成对应于和/或基于第二光学信号l2的电荷等。此外，由电荷收集区域120生成的电荷量可对应于第一电荷生成间隔cc1等。类似地，当提供给第二光电栅极pg2的第二信号pg2_s处于逻辑高电平lv2时，电荷收集区域120可接收第二光学信号l2并生成对应于和/或基于第二光学信号l2的电荷等。换句话说，当提供给第二光电栅极pg2的第二信号pg2_s处于逻辑高电平lv2并且第二光学信号l2被像素阵列10接收时，电荷收集区域120可生成电荷等。也就是说，由电荷收集区域120生成的电荷量可对应于第二电荷生成间隔cc2。76.在感测间隔it期间，第一开关信号sw1_s可对应于逻辑低电平，但不限于此。也就是说，第一开关sw1可被断开。在感测间隔it期间执行的图像感测方法可对应于短距离图像感测方法和/或中距离图像感测方法等。也就是说，在感测间隔it期间，可变电压vv不被施加到光电二极管pd。因此，从光电二极管pd生成的电荷没有被放大。77.参照图1、图3、图6和图9，距离测量传感器1可在第一感测间隔it1期间执行短距离图像感测和/或中距离图像感测，距离测量传感器1可在第二感测间隔it2期间执行长距离图像感测，但示例实施例不限于此。也就是说，可在第一感测间隔it1期间执行s201和/或s211的操作，可在第二感测间隔it2期间执行s213的操作，但不限于此，并且例如，操作的顺序可改变，例如，可在第一感测间隔it1期间执行长距离图像感测，可在第二感测间隔it2期间执行短距离图像感测和/或中距离图像感测，和/或可重复和/或省略一些感测操作等。78.在第一感测间隔it1期间的第一光学信号l1的第一周期t1可小于在第二感测间隔it2期间的第二光学信号l2的第二周期t2，但示例实施例不限于此。也就是说，第一光学信号l1在第二感测间隔it2期间处于逻辑高电平的时间间隔、占空比和/或时间段可大于第一光学信号l1在第一感测间隔it1期间处于逻辑低电平的时间间隔、占空比和/或时间段。然而，本发明构思的示例实施例不限于此。79.尽管第一开关信号sw1_s在第一感测间隔it1期间可处于逻辑低电平，但是第一开关信号sw1_s在第二感测间隔it2期间可处于逻辑高电平，但不限于此。因此，在第二感测间隔it2期间，可变电压vv被施加到光电二极管pd的一端(例如，第一端)，并且从光电二极管pd生成的电荷可被放大等。距离测量传感器1可将在第二感测间隔it2期间放大的电荷转换为输出电压。距离测量传感器1可感测通过将从位于长距离(例如，＞＝10m等)的对象o反射的光子转换而获得的放大电荷。80.第二感测间隔it2可比第一感测间隔it1短，但示例实施例不限于此。在长距离图像感测被执行的第二感测间隔it2处，因为距离测量传感器1使用放大的电荷，所以可通过使用更少和/或减少次数的图像感测来测量距离。因此，第一光电栅极pg1和第二光电栅极pg2的第二感测间隔it2可比第一感测间隔it1短。因此，可提供更有效和/或更快的距离测量传感器1等。81.图10是根据一些示例实施例的第一像素区域的截面图。82.参照图3和图10，基板100可掺杂有p型杂质，并且电荷收集区域120可掺杂有n型杂质等。结果，在基板100和电荷收集区域120之间形成pn结。此时，地电压gnd或负电压可被施加到基板100。83.在长距离图像感测的情况下，当第一开关sw1被接通时，击穿电压vbr可被施加到电荷收集区域120。此时，击穿电压vbr可以是正电压。例如，击穿电压vbr的电压电平可对应于例如+10v，但不限于此。结果，+10v的电压可被施加到电荷收集区域120的端部，并且从光电二极管pd生成的电荷可通过雪崩击穿的发生而被放大。84.图11是根据一些示例实施例的第一像素区域的截面图。85.参照图3和图11，基板100可掺杂有n型杂质，并且电荷收集区域120可掺杂有p型杂质，但示例实施例不限于此。因此，可在基板100和电荷收集区域120之间形成pn结。此时，地电压gnd或正电压可被施加到基板100等。86.在长距离图像感测的情况下，当第一开关sw1接通时，击穿电压vbr可被施加到电荷收集区域120。此时，击穿电压vbr可以是负电压。例如，击穿电压vbr的电压电平可对应于例如-10v，但不限于此。结果，可将-10v的电压施加到电荷收集区域120的端部，并且从光电二极管pd生成的电荷可通过雪崩击穿的发生而被放大。87.在下文中，将参照图12至图14描述根据一些其它示例实施例的第一像素区域p(i,j)。88.图12是根据一些示例实施例的第一像素区域的等效电路图。图13是解释根据一些示例实施例的驱动第一像素区域的信号的时序图。图14是根据一些示例实施例的第一像素区域的布局图。为了清楚和简洁，将简要描述或省略参照图1至11解释的组件的重复描述。89.参照图12至图14，根据一些示例实施例的第一像素区域p(i,j)可包括基板100、第一光电栅极pg1、第二光电栅极pg2、第三光电栅极pg3、第四光电栅极pg4、第一收集电荷转移栅极tgx1、第二收集电荷转移栅极tgx2、第三收集电荷转移栅极tgx3、第四收集电荷转移栅极tgx4、第一存储栅极sg1、第二存储栅极sg2、第三存储栅极sg3、第四存储栅极sg4、第一转移栅极tg1、第二转移栅极tg2、第三转移栅极tg3、第四转移栅极tg4、第一复位栅极rg1、第二复位栅极rg2、第三复位栅极rg3、第四复位栅极rg4、第一源极跟随器栅极sf1、第二源极跟随器栅极sf2、第三源极跟随器栅极sf3、第四源极跟随器栅极sf4、第一选择栅极sel1、第二选择栅极sel2、第三选择栅极sel3、第四选择栅极sel4、和/或第一开关sw1等，但示例实施例不限于此。90.第一信号pg1_s、第二信号pg2_s、第三信号pg3_s和/或第四信号pg4_s等可分别被提供给第一光电栅极pg1、第二光电栅极pg2、第三光电栅极pg3和/或第四光电栅极pg4等中的每一个。例如，时序生成器20可基于第一光学信号l1的信息、对应于第一光学信号l1的信息和/或通过使用第一光学信号l1的信息，生成具有与第一光学信号l1相同相位的第一信号pg1_s、具有与第一光学信号l1相反相位的第二信号pg2_s、具有与第一光学信号l1成90度相位差的第三信号pg3_s、和/或具有与第一光学信号l1成270度相位差的第四信号pg4_s等，但示例实施例不限于此。时序生成器20可分别将第一信号pg1_s到第四信号pg4_s提供到第一光电栅极pg1到第四光电栅极pg4中的每一个。此时，第一光电栅极pg1到第四光电栅极pg4中的每一个的下部中生成的电荷量可对应于第一电荷生成间隔cc1、第二电荷生成间隔cc2、第三电荷生成间隔cc3和第四电荷生成间隔cc4等。91.第一光电栅极pg1、第二光电栅极pg2、第三光电栅极pg3和第四光电栅极pg4彼此分离，并且可各自在第一方向x和第二方向y上延伸，但不限于此。例如，第一光电栅极pg1与第二光电栅极pg2可在第一方向x上分离等。此外，第三光电栅极pg3与第四光电栅极pg4可在第一方向x上彼此分离，但并不限于此。此外，第一光电栅极pg1和第三光电栅极pg3可在第二方向y上彼此分离等。此外，第二光电栅极pg2和第四光电栅极pg4可在第二方向y上彼此分离，但不限于此。92.接触件ct可设置在第一光电栅极pg1、第二光电栅极pg2、第三光电栅极pg3与第四光电栅极pg4之间，但不限于此。第一开关sw1可通过接触件ct连接到形成在基板100中的光电二极管pd，并可通过接触件ct将可变电压vv提供到形成在基板100中的光电二极管pd的一个端子。电源电压vdd可被施加到第一漏极区域d1和第二漏极区域d2等中的每一个。93.提供到第三浮置扩散区域fd3的电荷可通过第三源极跟随器栅极sf3和第三选择栅极sel3被输出为第三输出电压vout3，但不限于此。第三复位栅极rg3可使用电源电压vdd将第三浮置扩散区域fd3复位。被提供到第四浮置扩散区域fd4的电荷可通过第四源极跟随器栅极sf4和第四选择栅极sel4等被输出为第四输出电压vout4。第四复位栅极rg4可使用电源电压vdd将第四浮置扩散区域fd4复位。94.在下文中，将参照图15描述根据一些其它示例实施例的距离测量传感器1。95.图15是根据一些示例实施例的距离测量传感器的等效电路图。为了清楚和简洁起见，将简要描述或省略参照图1至图14讨论的组件的重复讨论。96.参照图15，根据至少一个示例实施例，距离测量传感器1可包括多个像素，例如第一像素px1至第n像素pxn、第一开关sw1和/或可变电压vv(例如，可变电压生成器、可变电压源等)，但不限于此。第一开关sw1可将可变电压vv连接到多个像素，例如，第一像素px1至第n像素pxn。97.第一像素px1至第n像素pxn可分别对应于距离测量像素。例如，第一像素px1可包括连接到第一光电二极管pd1的多个光电栅极等。可向多个光电栅极提供具有彼此不同相位的信号。98.第一像素px1至第n像素pxn的第一光电二极管pd1至第n光电二极管pdn可全部连接到第一开关sw1。当第一开关sw1断开时，没有电压施加到第一光电二极管pd1至第n光电二极管pdn，例如从可变电压vv开始。在这种情况下，距离测量传感器1可执行短距离图像感测和/或中距离图像感测。当第一开关sw1接通时，可变电压vv可施加到第一光电二极管pd1至第n光电二极管pdn等。因此，从第一光电二极管pd1至第n光电二极管pdn输出的电荷量可被放大，并且距离测量传感器1可执行长距离图像感测。99.第一像素px1至第n像素pxn可放置在第一基板上，提供可变电压vv的电压源可放置在第一基板下方的第二基板上，但示例实施例不限于此。也就是说，第一像素px1至第n像素pxn与提供可变电压vv的电压源可分开放置，但不限于此。100.在总结详细描述时，本领域普通技术人员将理解，在基本上不偏离本发明构思的原理的情况下，可对示例实施例进行许多变化和修改。因此，本发明构思的公开的示例实施例仅在一般和描述性的意义上使用，而不是为了限制的目的。









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!