本技術(shù)涉及圖像傳感器，特別是涉及一種圖像傳感器及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在攝像頭模組中，圖像傳感器是靈魂部件，決定這攝像頭的成像質(zhì)量以及其他組件的結(jié)構(gòu)和規(guī)格，在攝像頭模組中占據(jù)52％左右的成本。圖像傳感器是一種能將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件。圖像傳感器大體上可以分為電荷耦合元件(ccd)和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器(cmos?image?sensor，cis)。其中，ccd圖像傳感器集成在單晶硅材料上，像素信號(hào)逐行逐列依次移動(dòng)并在邊緣出口位置依次放大，ccd圖像傳感器的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)圖像敏感度較高，噪聲小，但是ccd圖像傳感器與其他器件的集成比較困難，而且ccd圖像傳感器的功耗較高。其中，cmos圖像傳感器集成在金屬氧化物半導(dǎo)體材料上，每個(gè)像素點(diǎn)均帶有信號(hào)放大器，像素信號(hào)可以直接掃描導(dǎo)出，相比之下，cmos圖像傳感器由于具有工藝簡單、易與其他器件集成、體積小、重量輕、功耗小、成本低等優(yōu)點(diǎn)而逐漸取代ccd的地位。目前cmos圖像傳感器被廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)、照相手機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、醫(yī)療用攝像裝置(例如胃鏡)、車用攝像裝置等領(lǐng)域之中。

2、圖像傳感器按照入射光進(jìn)入光電二極管的路徑不同，可以分為前照式和背照式(bsi)兩種圖像傳感器，前照式是指入射光從靠近電路連接層的一面進(jìn)入光電二極管的圖像傳感器，而背照式是指入射光從遠(yuǎn)離電路連接層的一面進(jìn)入光電二極管的圖像傳感器。為了提高圖像傳感器中光電二極管的面積和減少介質(zhì)層對(duì)入射光的損耗，我們可以采用背照式圖像傳感器工藝，即入射光從硅片的背面進(jìn)入光電二極管，從而減小介質(zhì)層對(duì)入射光的損耗，提高像素單元的靈敏度。

3、如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中，不論是前照式圖像傳感器，還是背照式圖像傳感器，均包括像素區(qū)和位于像素區(qū)外圍的外圍邏輯區(qū)。對(duì)圖像傳感器而言，用于感光的像素區(qū)的特性直接決定了最終圖像傳感器的性能。在常規(guī)圖像傳感器的設(shè)計(jì)中，為保證像素區(qū)中像素陣列的出圖正常，通常會(huì)在像素區(qū)外圈設(shè)計(jì)虛擬像素區(qū)，虛擬像素區(qū)內(nèi)具有一些虛擬像素單元(dummy?pixel)，例如，可以基于其所占的面積及對(duì)應(yīng)的寬度消除外圍邏輯區(qū)中外圍電路因發(fā)光、發(fā)熱或者應(yīng)力差導(dǎo)致的無光下電子數(shù)增大的影響，避免像素陣列在無光時(shí)圖像有shading產(chǎn)生，以致于對(duì)最終成像質(zhì)量造成影響，虛擬像素單元還可以直接作為犧牲像素，或者可以用作鉗位電路等。但這樣通常要很多圈的虛擬像素單元，使得圖像傳感器的利用率較低，且芯片面積增大，成本上升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種圖像傳感器及電子設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中虛擬像素單元較多，導(dǎo)致圖像傳感器的利用率較低的問題。

2、本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、本實(shí)用新型提供.一種圖像傳感器，所述圖像傳感器具有像素區(qū)、位于所述像素區(qū)外圍的外圍邏輯區(qū)以及位于所述像素區(qū)和所述外圍邏輯區(qū)之間的過渡區(qū)，其中：

4、所述過渡區(qū)包括攔截電路結(jié)構(gòu)，所述攔截電路結(jié)構(gòu)包括攔截?fù)诫s區(qū)以及電位提供結(jié)構(gòu)，所述電位提供結(jié)構(gòu)至少用于給所述攔截?fù)诫s區(qū)提供預(yù)設(shè)電位并吸引外圍電子。

5、在一實(shí)施方式中，所述電位提供結(jié)構(gòu)包括參考電位提供晶體管，所述參考電位提供晶體管的輸出端與所述攔截?fù)诫s區(qū)連接，并用于給所述攔截?fù)诫s區(qū)提供預(yù)設(shè)電位。

6、在一實(shí)施方式中，所述電位提供結(jié)構(gòu)還包括使能晶體管，所述使能晶體管的輸入端與所述參考電位提供晶體管的輸出端連接，所述使能晶體管的輸出端與所述攔截?fù)诫s區(qū)連接，所述參考電位提供晶體管通過所述使能晶體管給所述攔截?fù)诫s區(qū)提供預(yù)設(shè)電位。

7、在一實(shí)施方式中，所述像素區(qū)包括若干個(gè)呈陣列排布的像素單元，每個(gè)所述像素單元包括浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)和復(fù)位模塊，所述攔截?fù)诫s區(qū)與所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)相對(duì)應(yīng)，所述電位提供結(jié)構(gòu)與所述復(fù)位模塊相對(duì)應(yīng)。

8、在一實(shí)施方式中，所述攔截電路結(jié)構(gòu)與所述像素單元對(duì)應(yīng)，所述攔截電路結(jié)構(gòu)還包括光電轉(zhuǎn)換單元、傳輸晶體管、源極跟隨晶體管以及像素選擇晶體管中的至少一個(gè)。

9、在一實(shí)施方式中，所述攔截電路結(jié)構(gòu)中各個(gè)晶體管的柵極、所述電位提供結(jié)構(gòu)中復(fù)位晶體管的漏極以及所述源跟隨晶體管的漏極均耦接至電源電壓，所述像素選擇晶體管的源極浮空設(shè)置，以使得所述攔截電路結(jié)構(gòu)中各個(gè)晶體管均為導(dǎo)通狀態(tài)。

10、在一實(shí)施方式中于，所述攔截電路結(jié)構(gòu)為多個(gè)并呈環(huán)形分布于所述過渡區(qū)內(nèi)，多個(gè)所述攔截電路結(jié)構(gòu)與所述像素區(qū)的多個(gè)像素單元共同呈陣列排布。

11、在一實(shí)施方式中，所述過渡區(qū)還包括虛擬像素單元，所述虛擬像素單元為多個(gè)并呈環(huán)形分布于所述過渡區(qū)內(nèi)，多個(gè)所述虛擬像素單元、多個(gè)所述攔截電路結(jié)構(gòu)以及多個(gè)所述像素單元共同呈陣列排布。

12、在一實(shí)施方式中，所述過渡區(qū)還包括虛擬像素單元，所述虛擬像素單元為多個(gè)并呈直線形分布于所述過渡區(qū)內(nèi)，多個(gè)所述虛擬像素單元、多個(gè)所述攔截電路結(jié)構(gòu)以及多個(gè)所述像素單元共同呈陣列排布。

13、在一實(shí)施方式中，所述攔截電路結(jié)構(gòu)環(huán)繞于所述過渡區(qū)靠近所述外圍邏輯區(qū)的一側(cè)。

14、在一實(shí)施方式中，所述虛擬像素單元環(huán)繞于所述過渡區(qū)靠近所述像素區(qū)的一側(cè)。

15、在一實(shí)施方式中，呈線形的所述虛擬像素單元位于所述過渡區(qū)靠近像素區(qū)的一側(cè)。

16、在一實(shí)施方式中，所述攔截電路結(jié)構(gòu)為多個(gè)并呈直線形分布于所述過渡區(qū)的預(yù)設(shè)側(cè)邊區(qū)域內(nèi)，所述攔截電路結(jié)構(gòu)靠近所述外圍邏輯區(qū)產(chǎn)生電子的一側(cè)。

17、在一實(shí)施方式中，所述過渡區(qū)具有多行/列所述攔截電路結(jié)構(gòu)，相鄰兩行/列中的所述攔截電路結(jié)構(gòu)呈錯(cuò)位分布。

18、在一實(shí)施方式中，所述過渡區(qū)還包括虛擬像素單元，多個(gè)所述虛擬像素單元與多個(gè)所述攔截電路結(jié)構(gòu)共同呈環(huán)形分布于所述過渡區(qū)內(nèi)。

19、本申請(qǐng)還提供一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括如上所述的圖像傳感器。

20、本實(shí)用新型有益效果在于：通過在像素區(qū)與外圍邏輯區(qū)之間設(shè)置過渡區(qū)，過渡區(qū)中設(shè)有攔截電路結(jié)構(gòu)，攔截電路結(jié)構(gòu)的電位提供結(jié)構(gòu)可以用于給攔截?fù)诫s區(qū)提供預(yù)設(shè)電位并吸引外圍電子，從而避免外圍電路因發(fā)光、發(fā)熱或者應(yīng)力差導(dǎo)致的無光下電子數(shù)增大，以避免外圍電子對(duì)像素區(qū)中像素陣列的影響；由于設(shè)置攔截電路結(jié)構(gòu)用于基于預(yù)設(shè)電位吸收電子的方式攔截外圍電子，攔截電路結(jié)構(gòu)的寬度可以設(shè)置得比較窄，而且攔截外圍電子的效果遠(yuǎn)比虛擬像素單元更好，因此，可以減少虛擬像素單元的數(shù)量，也可以無需設(shè)置阻擋外圍電子干擾的虛擬像素單元，從而可以減小芯片面積，降低成本。

技術(shù)特征：

1.一種圖像傳感器，其特征在于，所述圖像傳感器具有像素區(qū)、位于所述像素區(qū)外圍的外圍邏輯區(qū)以及位于所述像素區(qū)和所述外圍邏輯區(qū)之間的過渡區(qū)，其中：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述電位提供結(jié)構(gòu)包括參考電位提供晶體管，所述參考電位提供晶體管的輸出端與所述攔截?fù)诫s區(qū)連接，并用于給所述攔截?fù)诫s區(qū)提供預(yù)設(shè)電位。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像傳感器，其特征在于，所述電位提供結(jié)構(gòu)還包括使能晶體管，所述使能晶體管的輸入端與所述參考電位提供晶體管的輸出端連接，所述使能晶體管的輸出端與所述攔截?fù)诫s區(qū)連接，所述參考電位提供晶體管通過所述使能晶體管給所述攔截?fù)诫s區(qū)提供預(yù)設(shè)電位。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述像素區(qū)包括若干個(gè)呈陣列排布的像素單元，每個(gè)所述像素單元包括浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)和復(fù)位模塊，所述攔截?fù)诫s區(qū)與所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)相對(duì)應(yīng)，所述電位提供結(jié)構(gòu)與所述復(fù)位模塊相對(duì)應(yīng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像傳感器，其特征在于，所述攔截電路結(jié)構(gòu)與所述像素單元對(duì)應(yīng)，所述攔截電路結(jié)構(gòu)還包括光電轉(zhuǎn)換單元、傳輸晶體管、源極跟隨晶體管以及像素選擇晶體管中的至少一個(gè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像傳感器，其特征在于，所述攔截電路結(jié)構(gòu)中各個(gè)晶體管的柵極、所述電位提供結(jié)構(gòu)中復(fù)位晶體管的漏極以及所述源跟隨晶體管的漏極均耦接至電源電壓，所述像素選擇晶體管的源極浮空設(shè)置，以使得所述攔截電路結(jié)構(gòu)中各個(gè)晶體管均為導(dǎo)通狀態(tài)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的圖像傳感器，其特征在于，所述攔截電路結(jié)構(gòu)為多個(gè)并呈環(huán)形分布于所述過渡區(qū)內(nèi)，多個(gè)所述攔截電路結(jié)構(gòu)與所述像素區(qū)的多個(gè)像素單元共同呈陣列排布。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像傳感器，其特征在于，所述過渡區(qū)還包括虛擬像素單元，所述虛擬像素單元為多個(gè)并呈環(huán)形或直線形分布于所述過渡區(qū)內(nèi)，多個(gè)所述虛擬像素單元、多個(gè)所述攔截電路結(jié)構(gòu)以及多個(gè)所述像素單元共同呈陣列排布。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像傳感器，其特征在于，所述攔截電路結(jié)構(gòu)環(huán)繞于所述過渡區(qū)靠近所述外圍邏輯區(qū)的一側(cè)，和/或，所述虛擬像素單元環(huán)繞于所述過渡區(qū)靠近所述像素區(qū)的一側(cè)或位于所述過渡區(qū)靠近像素區(qū)的一側(cè)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的圖像傳感器，其特征在于，所述攔截電路結(jié)構(gòu)為多個(gè)并呈直線形分布于所述過渡區(qū)的預(yù)設(shè)側(cè)邊區(qū)域內(nèi)，所述攔截電路結(jié)構(gòu)靠近所述外圍邏輯區(qū)產(chǎn)生電子的一側(cè)。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像傳感器，其特征在于，所述過渡區(qū)具有多行/列所述攔截電路結(jié)構(gòu)，相鄰兩行/列中的所述攔截電路結(jié)構(gòu)呈錯(cuò)位分布。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像傳感器，其特征在于，所述過渡區(qū)還包括虛擬像素單元，多個(gè)所述虛擬像素單元與多個(gè)所述攔截電路結(jié)構(gòu)共同呈環(huán)形分布于所述過渡區(qū)內(nèi)。

13.一種電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備包括如權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的圖像傳感器。

技術(shù)總結(jié)
一種圖像傳感器及電子設(shè)備，圖像傳感器具有像素區(qū)、位于像素區(qū)外圍的外圍邏輯區(qū)以及位于像素區(qū)和外圍邏輯區(qū)之間的過渡區(qū)，過渡區(qū)包括攔截電路結(jié)構(gòu)，攔截電路結(jié)構(gòu)包括攔截?fù)诫s區(qū)以及電位提供結(jié)構(gòu)，電位提供結(jié)構(gòu)至少用于給攔截?fù)诫s區(qū)提供預(yù)設(shè)電位并吸引外圍電子。通過在像素區(qū)與外圍邏輯區(qū)之間設(shè)置過渡區(qū)，過渡區(qū)中設(shè)有攔截電路結(jié)構(gòu)，攔截電路結(jié)構(gòu)的電位提供結(jié)構(gòu)在采集圖像時(shí)可以用于給攔截?fù)诫s區(qū)提供預(yù)設(shè)電位并吸引外圍電子，從而避免外圍電路因發(fā)光、發(fā)熱或者應(yīng)力差導(dǎo)致的無光下電子數(shù)增大，以避免外圍電子對(duì)像素區(qū)中像素陣列的影響；由于設(shè)置攔截電路結(jié)構(gòu)攔截外圍電子，因此可以減少虛擬像素單元的數(shù)量甚至無需設(shè)置虛擬像素單元。

技術(shù)研發(fā)人員：王倩,周子堯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：思特威（上海）電子科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240322
技術(shù)公布日：2024/12/26