[發(fā)明專利]改良黑電平校準(zhǔn)的圖像傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410447129.7
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN104184969A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭同輝;曠章曲
• 申請（專利權(quán)）人: 北京思比科微電子技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/3745;H01L27/146
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮(zhèn)勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種圖像傳感器，尤其涉及一種改良黑電平校準(zhǔn)的圖像傳感器。

背景技術(shù)

圖像傳感器像素陣列中，一般包含感光像素陣列和遮光像素陣列兩部分。感光像素陣列用來感知并采集圖像信息，而遮光像素陣列所采集到的信息用做圖像信息處理中的基準(zhǔn)信息校準(zhǔn)；也就是說，真實(shí)的圖像信息等于感光像素采集的信息減去遮光像素采集的信息，遮光像素也稱為黑電平校準(zhǔn)像素，此方法在業(yè)內(nèi)稱為黑電平校準(zhǔn)操作。為了保證黑電平校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性，黑電平校準(zhǔn)像素不能受到來自外界光線和來自半導(dǎo)體基體中電荷的干擾，一般在遮光像素上面使用高層金屬遮光以避免光射入到黑電平校準(zhǔn)像素中；而半導(dǎo)體基體中的電荷，是由于感光像素光電二極管飽和而光電電荷溢出產(chǎn)生的，此部分溢出電荷會通過基體傳遞到黑電平校準(zhǔn)像素中，進(jìn)而黑電平校準(zhǔn)像素會采集到這部分電荷信號，所以黑電平校準(zhǔn)像素采集的信息并不是真正的無光基準(zhǔn)信號，因此影響了圖像傳感器的黑電平校準(zhǔn)的質(zhì)量。

現(xiàn)有技術(shù)中的圖像傳感器，以采用CMOS圖像傳感器像素為例，如圖1所示。圖1中，101為光電二極管，102為P型阱，103為漂浮有源區(qū)，104為電荷傳輸晶體管，105為復(fù)位晶體管，106為源跟隨晶體管，107為選擇晶體管，STI為淺槽隔離區(qū)，Vdd為電源電壓。采用圖1所示像素單元排列成的像素陣列的切面示意圖如圖2所示，為了敘述更加清晰，圖2中未示出復(fù)位晶體管、源跟隨晶體管和選擇晶體管。圖2中，感光像素區(qū)域的像素用來感知外界光線信息，遮光像素區(qū)域使用金屬200遮光，遮光像素區(qū)域的像素作為黑電平校準(zhǔn)像素以實(shí)現(xiàn)圖像傳感器黑電平校準(zhǔn)操作；圖2中，201和202為感光像素區(qū)域的光電二極管，203～206為黑電平校準(zhǔn)像素的光電二極管，207為P型阱區(qū)，208為像素中的電荷傳輸晶體管；其中，所有像素的光電二極管都置于半導(dǎo)體基體中，并且使用P型區(qū)207相互隔離；在像素曝光期間，208處于關(guān)閉狀態(tài)。

圖2所示現(xiàn)有技術(shù)的圖像傳感器像素陣列，感光像素區(qū)域的像素受到強(qiáng)光照射，201和202光電二極管飽和，并且過多的光電電荷溢出到半導(dǎo)體基體中，溢出的電荷會在半導(dǎo)體基體中移動，在像素之間相互串?dāng)_；感光像素中溢出的電荷最先移動到203光電二極管附近，由于203區(qū)電勢較高，半導(dǎo)體基體中的溢出電荷被203收集，203飽和后，基體中的電荷會繼續(xù)移動到204附近而被吸取，若204飽和，基體中的電荷會繼續(xù)移到205，依次類推。由此可見，在強(qiáng)光環(huán)境下，黑電平校準(zhǔn)像素采集的信號受到了半導(dǎo)體基體中的溢出電荷影響，光線越強(qiáng)影響越大，黑電平像素采集的不是真實(shí)的無光信號,所以降低了圖像傳感器黑電平校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能提升圖像傳感器黑電平校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性、提高圖像傳感器所采集到的圖像質(zhì)量的改良黑電平校準(zhǔn)的圖像傳感器。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的改良黑電平校準(zhǔn)的圖像傳感器，包含感光像素陣列和遮光像素陣列，所述遮光像素陣列中包含抽取半導(dǎo)體基體中溢出電荷的像素和黑電平校準(zhǔn)像素，所述抽取半導(dǎo)體基體中溢出電荷的像素位于所述感光像素陣列與所述黑電平校準(zhǔn)像素之間，將所述感光像素陣列與所述黑電平校準(zhǔn)像素隔離開。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的改良黑電平校準(zhǔn)的圖像傳感器，由于遮光像素陣列中包含抽取半導(dǎo)體基體中溢出電荷的像素和黑電平校準(zhǔn)像素，抽取半導(dǎo)體基體中溢出電荷的像素位于感光像素陣列與黑電平校準(zhǔn)像素之間，將感光像素陣列與黑電平校準(zhǔn)像素隔離開，黑電平校準(zhǔn)像素所采集的是真實(shí)的無光信號，能夠避免黑電平像素受到半導(dǎo)體基體中溢出的電荷的干擾，進(jìn)而提升了圖像傳感器黑電平校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性，提高圖像傳感器所采集到的圖像質(zhì)量。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的圖像傳感器像素單元示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的圖像傳感器像素陣列的切面示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的改良黑電平校準(zhǔn)的圖像傳感器的像素陣列平面示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的改良黑電平校準(zhǔn)的圖像傳感器的像素單元電路示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的改良黑電平校準(zhǔn)的圖像傳感器的像素陣列切面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本發(fā)明的改良黑電平校準(zhǔn)的圖像傳感器，其較佳的具體實(shí)施方式是：