[發明專利]CMOS有源像素傳感器共享的放大器像素

無效

• 申請號: 200910178007.1
• 申請日: 2006-05-31
• 公開（公告）號: CN101661947A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: R·M·圭達什;R·姆魯蒂昂亞亞;W·徐
• 申請（專利權）人: 伊斯曼柯達公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王小衡;蔣 駿

本申請是申請號為200680019262.6、申請日為2006年5月31日、發明名稱為“CMOS有源像素傳感器共享的放大器像素”的申請的分案申請。

技術領域

本發明大體上涉及CMOS圖像傳感器的領域，更具體地，涉及一種圖像傳感器，在所述圖像傳感器中，多個光電探測器共享放大器。

背景技術

在圖1中，現有技術的圖像傳感器的2個共享的像素示意圖包括兩個光電探測器(PD1和PD2)，每個光電探測器都具有相關聯的傳輸門(TG1和TG2)，所述傳輸門(TG1和TG2)將電荷傳輸到公共浮動擴散感測節點。行選擇晶體管(RSEL)選擇要讀出的行，而具有復位門(RG)的復位晶體管將公共浮動擴散感測節點(n+)復位到預定電壓。源極跟隨器輸入晶體管SF感測公共浮動擴散感測節點(n+)上的電壓并且對信號進行放大。圖2中的現有技術的圖像傳感器是類似的概念，區別僅在于四個光電二極管(PD1-PD4)和TG(TG1-TG4)共享公共部件。

這些共享的放大器像素旨在使用規模較小的CMOS工藝來產生具有高占空系數(fill?factor)的小像素。在使用小像素的情況下，光電二極管能夠具有低的電荷容量。與非共享的放大器像素相比，共享的放大器像素原本就具有較高的浮動擴散電容，這是由于后者具有連接在一起的多個浮動擴散。較大的電容是由包括單個電荷到電壓轉換節點的多個浮動擴散區引起的結果，并且還由于連接多個浮動擴散區的互連層的寄生電容而引起。因此，所期望的是減小浮動擴散電容以便能夠在感測節點獲得適當的電壓信號擺幅。

因此，本發明描述了在共享的放大器CMOS有源像素傳感器(APS)設計中減小浮動擴散電容的方法。

發明內容

本發明致力于克服如上所述的一個或多個問題。總體上，根據本發明的一個方法，本發明在于一種包括單位晶格(unit?cell)的圖像傳感器，所述單位晶格具有多個像素；所述單位晶格包括：(a)放大器輸入晶體管，被多個像素共享；(b)多個浮動擴散，被浮動擴散互連層接合，并且被連接到放大器輸入晶體管；和(c)互連層，形成輸出信號線，所述輸出信號線屏蔽浮動擴散互連層。

參照附圖，根據如下優選實施例的詳細描述和隨附的權利要求，將會更加清楚地理解本發明的這些以及其他方面、目的、特征和優勢。

本發明的有益效果

本發明具有如下優勢：在共享的放大器CMOS有源像素傳感器(APS)設計中減小電荷到電壓轉換區(也被稱作感測節點電容)。

附圖描述

圖1是現有技術的具有共享放大器的兩個光電二極管的圖像傳感器的示意圖；

圖2是現有技術的具有共享放大器的四個光電二極管的圖像傳感器的示意圖；

圖3a是本發明的具有共享公共感測節點的兩個光電二極管的圖像傳感器的示意圖，其中所述公共感測節點使用輸出總線來屏蔽浮動擴散互連層；

圖3b是沿著圖3a的線3b-3b的橫截面的側視圖；

圖4a是現有技術的在P阱中具有浮動擴散的像素的示意圖；

圖4b是本發明的像素的示意圖，所述像素在較深且較輕摻雜的n型注入中具有浮動擴散，并且NMOS?P阱注入被從浮動擴散區掩蔽；

圖4c是本發明和圖4b的更具體的實施例的像素的示意圖，其中較深且較輕摻雜的n型注入是使用還被用在光電探測器中的注入而形成的；以及

圖5是本發明的數字照相機的圖示。

具體實施方式

在詳細討論本發明之前，具有指導意義的是，注意到本發明優選地用于但不限于CMOS有源像素傳感器。有源像素傳感器指的是像素內的有源電氣元件，例如復位晶體管和行選擇晶體管，而CMOS指的是互補金屬氧化物硅類型電氣元件，例如與像素相關聯但通常不在像素中的晶體管，并且它們是在晶體管的源極/漏極屬于一種摻雜質類型和包圍它的相反摻雜質類型的時候形成的。CMOS設備通常消耗較少的功率。