[實(shí)用新型]具有緊湊設(shè)計(jì)布局的圖像傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920458775.1
• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN209658175U
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王欣;徐辰
• 申請（專利權(quán)）人: 思特威(上海)電子科技有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實(shí)用新型提供一種具有緊湊設(shè)計(jì)布局的圖像傳感器，其包括位于半導(dǎo)體襯底上按行和列布局設(shè)置的像素陣列，所述像素陣列同一行中相鄰兩列的所述像素單元沿列方向中心線呈鏡像對稱設(shè)置。每個(gè)所述像素單元中光電二極管沿一方向布局設(shè)置，傳輸晶體管以一角度傾斜設(shè)置于所述光電二極管的角部；復(fù)位晶體管設(shè)置于所述光電二極管的邊側(cè)；源極跟隨晶體管設(shè)置于所述光電二極管的且與所述復(fù)位晶體管相鄰的邊側(cè)，并靠近浮動擴(kuò)散點(diǎn)設(shè)置。所述像素陣列同一行的相鄰兩列的像素單元中相鄰設(shè)置的兩個(gè)復(fù)位晶體管和下一相鄰行中相鄰設(shè)置的兩個(gè)源極跟隨晶體管的漏極連接到同一固定電源。本實(shí)用新型專利提出的緊湊設(shè)計(jì)布局結(jié)構(gòu)能進(jìn)一步提高圖像傳感器的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及圖像傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種布局設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，且像素電路性能有效提高的圖像傳感器。

背景技術(shù)

圖像傳感器廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，例如智能手機(jī)，監(jiān)控設(shè)備，無人機(jī)，人工智能等多種使用，且其應(yīng)用需求日趨小型化。隨著技術(shù)發(fā)展，圖像傳感器像素單元尺寸的進(jìn)一步降低，增加像素電路的轉(zhuǎn)換增益及提高圖像傳感器的靈敏度是其發(fā)展及改進(jìn)提高的方向。圖像傳感器的設(shè)計(jì)上，采用合理的布局設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)能有效提高圖像傳感器的性能。比如，布局設(shè)置結(jié)構(gòu)緊湊，像素單元中各器件布置結(jié)構(gòu)合理，對像素單元中感光區(qū)域的影響降低，可以有效提高感光單元的量子效率。

圖像傳感器布局設(shè)計(jì)中，源極跟隨晶體管設(shè)置距離浮動擴(kuò)散點(diǎn)較遠(yuǎn)時(shí)，浮動擴(kuò)散點(diǎn)會產(chǎn)生較大的寄生電容。像素電路中浮動擴(kuò)散點(diǎn)的寄生電容較大時(shí)會限制像素電路的轉(zhuǎn)換增益，則像素電路的靈敏度會降低，從而影響圖像傳感器的性能。對圖像傳感器進(jìn)行合理的布局設(shè)計(jì)，以改善浮動擴(kuò)散點(diǎn)的寄生電容，同時(shí)改進(jìn)圖像傳感器的布局結(jié)構(gòu)及像素單元布線，進(jìn)一步提高圖像傳感器像素電路的性能是本專利旨在解決的技術(shù)問題和方向。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型目的是提供一種具有緊湊設(shè)計(jì)布局的圖像傳感器，所述圖像傳感器包括位于半導(dǎo)體襯底上的按行和列排列布局的多個(gè)像素單元構(gòu)成的像素陣列，每個(gè)所述像素單元包括：

光電二極管及連接到所述光電二極管的傳輸晶體管，在圖傳感器的設(shè)計(jì)布局中，所述光電二極管沿一個(gè)方向布局設(shè)置，所述傳輸晶體管以一定角度傾斜設(shè)置于所述光電二極管的角部位置；

浮動擴(kuò)散點(diǎn)，所述浮動擴(kuò)散點(diǎn)連接并靠近所述傳輸晶體管設(shè)置；

復(fù)位晶體管，所述復(fù)位晶體管設(shè)置于所述光電二極管的邊側(cè)，并連接到所述浮動擴(kuò)散點(diǎn)；及

源極跟隨晶體管，所述源極跟隨晶體管設(shè)置于所述光電二極管邊側(cè)，且與所述復(fù)位晶體管一側(cè)相鄰，并靠近所述浮動擴(kuò)散點(diǎn)設(shè)置；

所述像素陣列同一行中相鄰兩列的所述像素單元沿列方向中心線呈鏡像對稱設(shè)置；定義行方向?yàn)橄噜弮蓚€(gè)所述像素單元的傳輸晶體管對向設(shè)置方向或所述光電二極管背對背設(shè)置的方向；與所述行方向垂直的方向定義為列方向；

可選的，所述圖像傳感器還包括一行選擇晶體管，所述行選擇晶體管與所述源極跟隨晶體管沿同一方向布局設(shè)置，且位于所述光電二極管的同一邊側(cè)；

可選的，所述傳輸晶體管以45度角度傾斜設(shè)置于所述光電二極管的角部位置；

可選的，所述像素陣列中每行所述像素單元的所述復(fù)位晶體管與位于其同一列的下一相鄰行中所述像素單元的所述源極跟隨晶體管的漏極連接到同一固定電源；

可選的，所述像素陣列中同一行中相鄰兩列所述像素單元的彼此相鄰設(shè)置的兩個(gè)所述源極跟隨晶體管的漏極連接到同一固定電源；

可選的，所述復(fù)位晶體管通過摻雜硅連接到所述浮動擴(kuò)散點(diǎn)；

可選的，所述源極跟隨晶體管通過摻雜硅連接到所述行選擇晶體管；