[實(shí)用新型]測(cè)量圖像傳感器像素完全耗盡電壓的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420475712.4
• 申請(qǐng)日: 2014-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN204028207U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭同輝;曠章曲
• 申請(qǐng)（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(hào): G01R19/00
• 分類號(hào): G01R19/00
• 代理公司: 北京凱特來知識(shí)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

本實(shí)用新型涉及一種圖像傳感器測(cè)量技術(shù)，尤其涉及一種測(cè)量圖像傳感器像素完全耗盡電壓的裝置。

背景技術(shù)

圖像傳感器使用感光像素采集圖像的光信息，感光像素中的光電二極管將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，光電二極管接受到的光量越多所產(chǎn)生的電信號(hào)量越強(qiáng)。所述電信號(hào)量使用光電電荷量來衡量，光電二極管能容納的電荷量多少與其電壓擺幅有關(guān)系。眾所周知，電荷電量＝電容X電壓，對(duì)于面積相同的像素單元，電容值差別較小，所以電荷電量的多少主要取決于電壓參數(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)中的圖像傳感器像素一般采用N型光電二極管，N型光電二極管上層為P+型Pin層，中間是收集光電電荷的N型區(qū)域，下層是P型外延層，上中下組成PN、NP型兩個(gè)pn結(jié)。所述N型區(qū)域容納電荷量的能力，與其電壓擺幅成正比關(guān)系；所述N型區(qū)域的最低電壓為GND(地)電位，最高電壓為完全耗盡電壓，所以N型區(qū)域容納電荷量的能力與完全耗盡電壓成正比；完全耗盡的意思是，所述N型區(qū)的電荷已經(jīng)完全被清除，即使外部再提高電壓清除電荷，此N型區(qū)的電壓也不會(huì)變化。

現(xiàn)有技術(shù)中的圖像傳感器像素，光電二極管的完全耗盡電壓不能太低，否則電荷容量過低會(huì)影響動(dòng)態(tài)范圍；光電二極管的完全耗盡電壓不能太高，否則光電二極管中的光電電荷不能夠被完全轉(zhuǎn)移而造成浪費(fèi)。目前還沒有一種合理有效的方法用來測(cè)定光電二極管的完全耗盡電壓，以方便并更有效地設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的圖像傳感器像素，來提高傳感器采集圖像的質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠方便、高效、準(zhǔn)確地測(cè)量圖像傳感器像素單元中的光電二極管管完全耗盡電壓的測(cè)量圖像傳感器像素完全耗盡電壓的裝置。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本實(shí)用新型的測(cè)量圖像傳感器像素完全耗盡電壓的裝置，所述圖像傳感器像素包含光電二極管、電荷傳輸晶體管，所述光電二極管的電荷收集區(qū)域與電壓測(cè)量表相連接，所述電荷傳輸晶體管的漏極端與可調(diào)電源相連接。

由上述本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的測(cè)量圖像傳感器像素完全耗盡電壓的裝置，由于光電二極管的電荷收集區(qū)域與電壓測(cè)量表相連接，電荷傳輸晶體管的漏極端與可調(diào)電源相連接。將電荷傳輸晶體管置為開啟狀態(tài)，可調(diào)電源從0V開始掃描電壓到可調(diào)電源的最高電壓，所述電壓測(cè)量表讀出值會(huì)從0V開始跟隨可調(diào)電源電壓的變化，當(dāng)跟隨到一定數(shù)值時(shí)電壓測(cè)量表讀出值不再變化，此讀出值為電壓測(cè)量表所測(cè)到的最高值，此最高值為圖像傳感器像素的完全耗盡電壓值。能夠方便、高效、準(zhǔn)確地測(cè)量圖像傳感器像素單元中的光電二極管管完全耗盡電壓。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的測(cè)量圖像傳感器像素完全耗盡電壓的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2a是本實(shí)用新型提供的測(cè)量圖像傳感器像素完全耗盡電壓的方法中，可調(diào)電源電壓小于完全耗盡電壓時(shí)的勢(shì)阱示意圖；

圖2b是本實(shí)用新型提供的測(cè)量圖像傳感器像素完全耗盡電壓的方法中，可調(diào)電源電壓等于完全耗盡電壓時(shí)的勢(shì)阱示意圖；

圖2c是本實(shí)用新型提供的測(cè)量圖像傳感器像素完全耗盡電壓的方法中，可調(diào)電源電壓大于完全耗盡電壓時(shí)的勢(shì)阱示意圖；

圖3是本實(shí)用新型提供的測(cè)量圖像傳感器像素完全耗盡電壓的方法中，可調(diào)電源輸出電壓值與電壓測(cè)量表讀出值的關(guān)系示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本實(shí)用新型的測(cè)量圖像傳感器像素完全耗盡電壓的裝置，其較佳的具體實(shí)施方式是：

所述圖像傳感器像素包含光電二極管、電荷傳輸晶體管，所述光電二極管的電荷收集區(qū)域與電壓測(cè)量表相連接，所述電荷傳輸晶體管的漏極端與可調(diào)電源相連接。

所述光電二極管為N型光電二極管。

所述光電二極管通過設(shè)置第一接觸孔與金屬線連接，所述金屬線的另一端與所述電壓測(cè)量表連接。

所述第一接觸孔與所述電荷傳輸晶體管之間的距離大于或等于0.5倍的光電二極管尺寸。

所述第一接觸孔處不設(shè)置P+型pin層，所述第一接觸孔處使用N型離子注入，注入?yún)^(qū)深度大于或等于0.2um，注入?yún)^(qū)離子濃度大于或等于1E+16Atom/cm³。

所述N型離子是磷離子或砷離子。

所述電荷傳輸晶體管為N型晶體管，其源極端為光電二極管、漏極端為N+有源區(qū)。

所述電荷傳輸晶體管的漏極端通過設(shè)置第二接觸孔與金屬線相連接，所述金屬線的另一端與所述可調(diào)電源相連接。