KR100444494B1 - Unit Pixel with improved property in cmos image sensor - Google Patents

Unit Pixel with improved property in cmos image sensor Download PDF

Info

Publication number
KR100444494B1
KR100444494B1 KR10-2002-0023010A KR20020023010A KR100444494B1 KR 100444494 B1 KR100444494 B1 KR 100444494B1 KR 20020023010 A KR20020023010 A KR 20020023010A KR 100444494 B1 KR100444494 B1 KR 100444494B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photodiode
unit pixel
diffusion region
floating diffusion
image sensor
Prior art date
Application number
KR10-2002-0023010A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20030084340A (en
Inventor
황준
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR10-2002-0023010A priority Critical patent/KR100444494B1/en
Publication of KR20030084340A publication Critical patent/KR20030084340A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100444494B1 publication Critical patent/KR100444494B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

본 발명은 시모스 이미지센서의 단위화소에서 리셋 트랜지스터를 저항을 구비한 리셋 입력으로 대체하여 회로구성을 단순화시킨 발명으로 이를 위한 본 발명은, 외부로부터의 빛을 감지하여 광전하를 생성하는 포토다이오드; 상기 포토다이오드로부터 생성된 전하를 전달받아 저장하는 플로팅확산영역; 상기 포토다이오드와 상기 플로팅확산영역 사이에 연결되어 상기 포토다이오드로부터 생성된 전하를 상기 플로팅확산영역으로 전달하는 트랜스퍼 트랜지스터; 일측단이 상기 트랜스퍼 트랜지스터의 접합인 상기 플로팅확산영역에 콘택되며, 타측단에 입력되는 신호에 따라 상기 포토다이오드를 리셋시키는 저항; 및 상기 플로팅확산영역에 게이트단이 연결되어 상기 플로팅확산영역으로부터 전기적 신호를 검출하기 위한 드라이브 트랜지스터를 포함하는 시모스 이미지센서의 단위화소를 제공한다.The present invention simplifies the circuit configuration by replacing the reset transistor with a reset input having a resistance in a unit pixel of the CMOS image sensor. The present invention provides a photodiode for generating photocharges by sensing light from the outside; A floating diffusion region configured to receive and store charge generated from the photodiode; A transfer transistor connected between the photodiode and the floating diffusion region to transfer charges generated from the photodiode to the floating diffusion region; A resistor having one end contacting the floating diffusion region that is a junction of the transfer transistor and resetting the photodiode according to a signal input to the other end; And a gate terminal connected to the floating diffusion region to provide a unit pixel of a CMOS image sensor including a drive transistor for detecting an electrical signal from the floating diffusion region.

Description

특성을 향상시킨 시모스 이미지센서의 단위화소{Unit Pixel with improved property in cmos image sensor}Unit Pixel with improved property in cmos image sensor

본 발명은 시모스(CMOS) 이미지센서(Image sensor)에 관한 것으로, 특히 단위화소의 구성에서 리셋 트랜지스터(Reset Transistor)를 제거하고 높은 저항값을 갖는 저항으로 대체하여 회로를 단순화한 시모스 이미지센서의 단위화소에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CMOS image sensor, and in particular, a unit of a CMOS image sensor, in which a reset transistor is removed from a unit pixel configuration and replaced with a resistor having a high resistance value, thereby simplifying a circuit. Relates to a pixel.

일반적으로, 이미지센서라 함은 광학 영상(optical image)을 전기 신호로 변환시키는 반도체소자로서, 이 중에서 전하결합소자(CCD : charge coupled device)는 개개의 MOS(Metal-Oxide-Silicon) 캐패시터가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하 캐리어가 캐패시터에 저장되고 이송되는 소자이며, 시모스 이미지센서는 제어회로(control circuit) 및 신호처리회로(signal processing circuit)를 주변회로로 사용하는 CMOS 기술을 이용하여 화소수 만큼의 MOS트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력(output)을 검출하는 스위칭 방식을 채용하는 소자이다.In general, an image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal. Among them, a charge coupled device (CCD) includes individual metal-oxide-silicon (MOS) capacitors. It is a device in which charge carriers are stored and transported in a capacitor while being very close to each other. The CMOS image sensor uses a CMOS technology that uses a control circuit and a signal processing circuit as peripheral circuits. It is a device that adopts switching method to make MOS transistor and detect output by using it.

CCD(charge coupled device)는 구동 방식이 복잡하고 전력소모가 많으며, 마스크 공정 스텝 수가 많아서 공정이 복잡하고 시그날 프로세싱 회로를 CCD 칩내에 구현 할 수 없어 원칩(One Chip)화가 곤란하다는 등의 여러 단점이 있는 바, 최근에 그러한 단점을 극복하기 위하여 서브-마이크론(sub-micron) CMOS 제조기술을 이용한 CMOS 이미지센서의 개발이 많이 연구되고 있다.CMOS 이미지센서는 단위 화소(Pixel) 내에 포토다이오드와 모스트랜지스터를 형성시켜 스위칭 방식으로 차례로 신호를 검출함으로써 이미지를 구현하게 되는데, CMOS 제조기술을 이용하므로 전력 소모도 적고 마스크 수도 20개 정도로 30∼40개의 마스크가 필요한 CCD 공정에 비해 공정이 매우 단순하며 여러 신호 처리 회로와 원칩화가 가능하여 차세대 이미지센서로 각광을 받고 있다.도1a는 4개의 트랜지스터를 이용한 통상의 CMOS 이미지센서 단위 화소(Unit Pixel) 회로도이다.도1a를 참조하면, 1개의 포토다이오드(PD)와 4개의 NMOS 트랜지스터로 구성되고, 4개의 NMOS 트랜지스터는 포토다이오드(PD)에서 모아진 광전하를 플로팅확산영역 (FD)로 운송하기 위한 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)와, 원하는 값으로 플로팅확산영역의 전위를 세팅하고 전하를 배출하여 플로팅확산영역(FD)을 리셋시키기 위한 리셋 트랜지스터(Rx)와, 소스팔로워 버퍼 증폭기(Source Follower Buffer Amplifier) 역할을 하는 드라이브 트랜지스터(Dx), 및 스위칭(Switching) 역할로 어드레싱(Addressing)을 할 수 있도록 하는 셀렉트 트랜지스터(Sx)로 구성된다. 단위 화소 밖에는 출력신호(Output Signal)를 읽을 수 있도록 로드(load) 트랜지스터가 형성되어 있다.CCD (charge coupled device) has many disadvantages such as complicated driving method, high power consumption, high number of mask process steps, complicated process, and difficult to implement signal processing circuit in CCD chip. Recently, in order to overcome such drawbacks, the development of a CMOS image sensor using a sub-micron CMOS manufacturing technology has been studied a lot. The CMOS image sensor has a photodiode and a MOS transistor in a unit pixel. By using the CMOS manufacturing technology, the image is realized by detecting the signals in turn by switching method.The process is much simpler than the CCD process which requires 30-40 masks with low power consumption and 20 masks. Processing circuits and one-chips make it a popular next-generation image sensor. A unit pixel circuit diagram of a conventional CMOS image sensor using a tester is illustrated. Referring to FIG. 1A, one photodiode PD and four NMOS transistors are provided, and four NMOS transistors are formed in the photodiode PD. A transfer transistor Tx for transporting the collected photocharges to the floating diffusion region FD, and a reset transistor Rx for setting the potential of the floating diffusion region to a desired value and discharging electric charges to reset the floating diffusion region FD. ), A drive transistor (Dx) serving as a source follower buffer amplifier (Source Follower Buffer Amplifier), and a select transistor (Sx) for addressing (Addressing) by a switching role. Outside the unit pixel, a load transistor is formed to read an output signal.

도1b는 1개의 포토다이오드와 3개의 트랜지스터를 사용하여 구성된 이미지센서의 단위화소 회로도이다.도1b를 참조하면, 도1a의 4개의 트랜지스터로 구성된 단위화소에서 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)를 제거한 것이다.Fig. 1B is a unit pixel circuit diagram of an image sensor constructed using one photodiode and three transistors. Referring to Fig. 1B, the transfer transistor Tx is removed from the unit pixel composed of four transistors of Fig. 1A.

즉, 포토다이오드(PD)에서 생성된 광전하가 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)를 거치지 않고, 곧바로 드라이브 트랜지스터(Dx)의 게이트단으로 입력되어 드라이브 트랜지스터(Dx)를 구동시키는 구조이다.That is, the photocharge generated by the photodiode PD is input directly to the gate terminal of the drive transistor Dx without passing through the transfer transistor Tx to drive the drive transistor Dx.

도1b에 도시된 리셋 트랜지스터(Rx)와 셀렉트 트랜지스터(Sx)는 도1a에 도시된 리셋 트랜지스터(Rx)와 셀렉트 트랜지스터(Sx)와 유사한 동작을 수행한다. 리셋트랜지스터(Rx)는 게이트단으로 입력되는 신호에 따라 포토다이오드(PD)를 초기화 시키는 동작을 수행하고, 셀렉트 트랜지스터(Sx)는 게이트로 입력되는 스위칭 신호에 따라 단위화소 밖으로 드라이브 트랜지스터(Dx)의 출력을 전달하는 역할을 한다.The reset transistor Rx and the select transistor Sx shown in FIG. 1B perform operations similar to those of the reset transistor Rx and the select transistor Sx shown in FIG. 1A. The reset transistor Rx initializes the photodiode PD according to the signal input to the gate terminal, and the select transistor Sx moves out of the unit pixel according to the switching signal input to the gate. It is responsible for passing output.

이와같은 종래의 단위화소 구성은 4개 혹은 3개의 트랜지스터와 1개의 포토다이오드로 구성되어 있기 때문에, 면적이 커서 소자의 고집적화에 걸림돌로서 작용하여 왔다.Since such a conventional unit pixel structure is composed of four or three transistors and one photodiode, the area is large and has acted as an obstacle to high integration of the device.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 시모스 이미지센서의 단위화소에서 리셋 트랜지스터를 제거하고 높은 저항값을 갖는 저항으로 대체함으로써 소자의 집적도를 증가시킴과 동시에 누설전류 특성을 감소시킨 시모스 이미지센서의 단위화소를 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-described problems, the CMOS by reducing the leakage current characteristics while increasing the integration of the device by removing the reset transistor in the unit pixel of the CMOS image sensor and replacing it with a resistor having a high resistance value It is an object to provide a unit pixel of an image sensor.

도1a 및 도1b는 종래기술에 따른 시모스 이미지센서에서 단위화소의 구성을 도시한 회로도.1A and 1B are circuit diagrams showing the configuration of unit pixels in a CMOS image sensor according to the prior art;

도2a 및 도2b는 본 발명에 따른 시모스 이미지센서에서 단위화소의 구성을 도시한 회로도.2A and 2B are circuit diagrams showing the configuration of unit pixels in a CMOS image sensor according to the present invention;

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외부로부터의 빛을 감지하여 광전하를 생성하는 포토다이오드; 상기 포토다이오드로부터 생성된 전하를 전달받아 저장하는 플로팅확산영역; 상기 포토다이오드와 상기 플로팅확산영역 사이에 연결되어 상기 포토다이오드로부터 생성된 전하를 상기 플로팅확산영역으로 전달하는 트랜스퍼 트랜지스터; 일측단이 상기 트랜스퍼 트랜지스터의 접합인 상기 플로팅확산영역에 콘택되며, 타측단에 입력되는 신호에 따라 상기 포토다이오드를 리셋시키는 저항; 및 상기 플로팅확산영역에 게이트단이 연결되어 상기 플로팅확산영역으로부터 전기적 신호를 검출하기 위한 드라이브 트랜지스터를 포함하는 시모스 이미지센서의 단위화소를 제공한다.The present invention for achieving the above object, a photodiode for generating a photocharge by sensing light from the outside; A floating diffusion region configured to receive and store charge generated from the photodiode; A transfer transistor connected between the photodiode and the floating diffusion region to transfer charges generated from the photodiode to the floating diffusion region; A resistor having one end contacting the floating diffusion region that is a junction of the transfer transistor and resetting the photodiode according to a signal input to the other end; And a gate terminal connected to the floating diffusion region to provide a unit pixel of a CMOS image sensor including a drive transistor for detecting an electrical signal from the floating diffusion region.

또한, 외부로부터의 빛을 감지하여 광전하를 생성하는 포토다이오드; 상기 포토다이오드에 게이트단이 연결된 드라이브 트랜지스터; 일측단이 상기 포토다이오드에 콘택되며, 타측단에 입력되는 신호에 따라 상기 포토다이오드를 리셋시키는 저항; 및 전원전압단과 상기 드라이브 트랜지스터 사이에 연결되어 스위칭역할을 하는 셀렉트 트랜지스터를 포함하는 시모스 이미지센서의 단위화소를 제공한다.In addition, a photodiode for generating a photocharge by sensing light from the outside; A drive transistor having a gate terminal connected to the photodiode; A resistor having one end contacting the photodiode and resetting the photodiode according to a signal input to the other end; And a select transistor connected between a power supply voltage terminal and the drive transistor to perform a switching role.

본 발명은 리셋 트랜지스터를 제거하고 저항을 구비한 리셋 입력으로 대체함으로써 단위화소의 사이즈를 감소시킴과 동시에 누설전류를 감소시킨 발명이다.The present invention reduces the size of the unit pixel and reduces the leakage current by removing the reset transistor and replacing it with a reset input having a resistor.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the technical idea of the present invention.

도2a는 본 발명을 적용하여 3개의 트랜지스터와 1개의 포토다이오드 및 1개의 저항으로 구성된 단위화소를 도시한 회로도로서 이를 참조하여 설명하면, 리셋 트랜지스터가 제거되고 저항을 구비한 리셋 입력으로 대체되어 있으며 다른 부분은 종래기술과 유사하다.FIG. 2A is a circuit diagram showing a unit pixel composed of three transistors, one photodiode, and one resistor according to the present invention. Referring to this, a reset transistor is removed and replaced with a reset input having a resistor. The other part is similar to the prior art.

즉, 1개의 포토다이오드와 3개의 트랜지스터 및 1개의 저항으로 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 시모스 이미지센서의 단위화소는 빛을 받아 광전하를 생성, 축적하여 이미지 재현에 사용하는 포토다이오드(PD)와, 포토다이오드에서 생성된 광전하를 플로팅확산영역으로 운송하는 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)와, 포토다이오드와 플로팅확산영역의 전위를 원하는 값으로 세팅하고, 포토다이오드와 플로팅확산영역의 전자를 배출하는 리셋 동작을 수행하는 저항(RL)과, 소스 팔로워 버퍼 증폭기(Source Follower Buffer Amplifier) 역할을 하는 드라이브 트랜지스터(Dx), 및 스위칭(Switching) 역할로 어드레싱(Addressing)을 할 수 있도록 하는 셀렉트 트랜지스터(Sx)로 구성된다. 단위 화소 밖에는 출력신호(Output Signal)를 읽을 수 있도록 부하저항이 형성되어 있다.That is, the unit pixel of the CMOS image sensor according to an embodiment of the present invention composed of one photodiode, three transistors, and one resistor receives light to generate and accumulate photocharges and use the photodiode (PD) to reproduce an image. ), A transfer transistor (Tx) for transporting the photocharges generated by the photodiode to the floating diffusion region, a potential of the photodiode and the floating diffusion region are set to a desired value, and the electrons of the photodiode and the floating diffusion region are discharged. A resistor RL for performing a reset operation, a drive transistor Dx serving as a source follower buffer amplifier, and a select transistor Sx for addressing through a switching role. It is composed of Outside the unit pixel, a load resistor is formed to read an output signal.

이미지센서는 수만 내지 수십만개의 단위화소가 모여있는 화소어레이부와 상기 화소어레이부의 출력을 제어하는 주변회로부 등으로 구성되어 있는데, 종래에는 단위화소 내의 포토다이오드에 잔존하는 전자를 제거하기 위한 리셋 동작시에 리셋트랜지스터를 턴온시켜서 포토다이오드에 잔존하는 전자를 제거하였다. 즉, 단위화소마다 리셋 트랜지스터를 구비하여 리셋 동작시에 사용하였는데, 본 발명의 일실시예에서는 리셋 트랜지스터를 제거하고 저항(RL)으로 대체함으로써, 단위화소의 면적을 감소시킬 수 있다.The image sensor is composed of a pixel array unit in which tens of thousands to hundreds of thousands of unit pixels are gathered, and a peripheral circuit unit for controlling the output of the pixel array unit. The reset transistor was turned on to remove the electrons remaining in the photodiode. That is, although the reset transistors are provided for each unit pixel and used in the reset operation, the area of the unit pixel can be reduced by removing the reset transistor and replacing the resistor R L with the resistor R L.

본 발명의 일실시예에 따른 시모스 이미지센서의 단위화소에서는 리셋 동작시에 양(positive)의 전압이 저항(RL)의 타측단으로 입력으로 입력되어 포토다이오드에 잔존하는 전자를 제거한다.In the unit pixel of the CMOS image sensor according to the exemplary embodiment of the present invention, a positive voltage is input to the other end of the resistor R L during a reset operation to remove electrons remaining in the photodiode.

이러한 저항(RL)의 타측으로 입력되는 신호는 펄스신호로써, 리셋 동작시에는 양의 전압이 인가되고, 리셋 동작 이외에는 플로팅(floating) 상태에 있음으로서 종래의 리셋 트랜지스터가 하는 역할을 대체하게 된다.The signal input to the other side of the resistor R L is a pulse signal, and a positive voltage is applied during the reset operation, and in a floating state other than the reset operation, thereby replacing the role of the conventional reset transistor. .

본 발명의 일실시예에서는 높은 저항 값을 갖는 저항(RL)의 일측단으로 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 접합과 콘택시키고, 그 타측단으로 플로팅확산영역(FD)을 콘택시켜 사용함으로써 누설전류를 감소시켰는데, 저항이 플로팅 상태에 있는 경우에 발생할 수도 있는 누설전류 문제를, 높은 저항값을 갖도록 함으로써 해결하였다.In an embodiment of the present invention, the leakage current is reduced by contacting the junction of the transfer transistor Tx with one end of the resistor R L having a high resistance value and contacting the floating diffusion region FD with the other end thereof. The leakage current problem, which may occur when the resistance is in the floating state, is solved by having a high resistance value.

저항(RL)은 폴리실리콘으로 형성될 수 있다. 이러한 폴리실리콘으로 이루어진 저항(RL)을 기존 방식과 같이 트랜지스터(Tx, Dx)와 같은 레이어 상에 형성하지 않고, 트랜지스터(Tx, Dx) 상부에 형성되는 즉, 스택(stack) 구조로 형성함으로써 단위화소 면적의 증가를 방지할 수 있다.The resistor RL may be formed of polysilicon. The resistor R L made of such polysilicon is not formed on the same layer as the transistors Tx and Dx, but formed on the transistors Tx and Dx, that is, formed in a stack structure. An increase in the unit pixel area can be prevented.

즉, 누설전류를 감소시키기 위해 높은 저항값을 갖는 저항(RL)을 추가하여 구비할 경우에, 폴리실리콘으로 이루어진 저항(RL)은 비교적 큰 면적을 차지하기 때문에 자칫하면 단위화소의 면적이 증가할 수도 있지만, 이러한 고저항을 기존의 트랜지스터 상부에 스택형태로 형성하면 단위화소 면적의 증가를 방지할 수 있다.In other words, this in case be provided by adding a resistance (R L) having a high resistance value in order to reduce the leakage current, a resistor made of polysilicon (R L) is the area of the liable when unit pixels because it occupies a relatively large area Although this may be increased, forming such a high resistance in a stack form on top of an existing transistor can prevent an increase in the unit pixel area.

도2b는 본 발명의 일실시예에 따라 리셋 트랜지스터를 저항을 구비한 리셋 입력단으로 대체하여 2개의 트랜지스터와 1개의 포토다이오드 및 1개의 저항으로 구성된 단위화소를 도시한 도면이다.도2b를 참조하여 설명하면, 리셋 트랜지스터가 제거되고 높은 저항값을 갖는 저항(RL)으로 대체되어 있으며 다른 부분은 종래기술과 유사하다.FIG. 2B illustrates a unit pixel composed of two transistors, one photodiode, and one resistor by replacing a reset transistor with a reset input terminal having a resistor according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. To illustrate, the reset transistor is removed and replaced with a resistor R L having a high resistance value, the other parts being similar to the prior art.

즉, 포토다이오드(PD)에서 생성된 광전하가 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)를 거치지 않고, 곧바로 드라이브 트랜지스터(Dx)의 게이트단으로 입력되어 드라이브 트랜지스터(D)를 구동시키는 구조에서, 리셋 트랜지스터를 높은 저항값을 갖는 저항(RL)으로 대체한 것이며, 단위 화소 밖에는 출력신호(Output Signal)를 읽을 수 있도록 부하저항이 형성되어 있다.드라이브 트랜지스터는 포토다이오드에 축적된 전하를 게이트단으로 입력받아 광전하에 의해 생성된 이미지 정보를 출력하며, 셀렉트 트랜지스터(Sx)는 게이트단으로 입력되는 스위칭 신호에 따라 단위화소 밖으로 드라이브 트랜지스터(Dx)의 출력을 전달하는 역할을 한다.That is, in the structure in which the photocharge generated by the photodiode PD is input directly to the gate terminal of the drive transistor Dx without passing through the transfer transistor Tx to drive the drive transistor D, the reset transistor has a high resistance. It is replaced by a resistor R L having a value, and a load resistor is formed outside the unit pixel to read an output signal. The drive transistor receives the charge accumulated in the photodiode at the gate end and is stored in the photoelectric charge. The image information generated by the output signal is output, and the select transistor Sx transfers the output of the drive transistor Dx out of the unit pixel according to a switching signal input to the gate terminal.

도2a에 도시된 단위화소와 마찬가지로 도2b에 도시된 단위화소에서도 저항(RL)으로 입력되는 신호는 펄스신호이며, 리셋 동작시에는 양의 전압이 인가되어 포토다이오드에 잔존하는 전자를 제거하며, 리셋 동작이외에는 플로팅 상태에 있음으로서 종래의 리셋 트랜지스터가 하는 역할을 대체 할 수 있다.Like the unit pixel shown in FIG. 2A, the signal input to the resistor R L in the unit pixel shown in FIG. 2B is a pulse signal, and during a reset operation, a positive voltage is applied to remove electrons remaining in the photodiode. In addition to the reset operation, the floating state may replace the role of the conventional reset transistor.

도2b에 도시된 단위화소에서도 도2a에서와 같이, 저항(RL)을 구비함으로써 누설전류를 감소시켰는데, 저항(RL)이 플로팅 상태에 있는 경우에 발생할 수도 있는 누설전류 문제를 높은 저항값으로 인해 해결하였다.As in the Figure 2a in the unit pixel shown in Figure 2b, resistance I reduced the leakage current by having the (R L), the resistance (R L) is high, the leakage current problem which may occur if the floating state resistance Solved due to the value.

저항(RL)의 높은 저항값은 폴리실리콘으로 형성될 수 있으며, 이러한 폴리실리콘으로 이루어죠 높은 저항값을 갖는 저항(RL)을 기존 방식과 같이 트랜지스터(Dx)와 같은 레이어 상에 형성하지 않고, 저항(RL)이 트랜지스터(Dx) 상부에 형성되도록 스택 구조로 형성함으로써 단위화소 면적의 증가를 방지할 수 있다.The high resistance value of the resistor R L can be formed of polysilicon, which is made of polysilicon. A resistor R L having a high resistance value is not formed on the same layer as the transistor Dx as in the conventional method. Instead, an increase in the unit pixel area can be prevented by forming a stack structure such that the resistor R L is formed on the transistor Dx.

본 발명의 일실시예에서는 리셋 트랜지스터를 제거하고 대신에 펄스신호를 입력으로 하는 저항으로 대체하여, 단위화소의 면적을 줄임으로써 단위화소 구성의 간소화 및 소자의 고집적화에 용이하게 함과 동시에 누설전류를 감소시킨 것으로, 누설전류를 감소시키기 위한 고저항을 스택형태로 형성함으로써 단위화소의 면적의 증가없이 단위화소내에서 포토다이오드가 차지하는 면적비율인 필팩터를 증가시킬 수 있다. 또한 본 발명에 따라 소자의 고집적화가 이루어지면 제조단가를 절감할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the reset transistor is removed and replaced with a resistor for inputting a pulse signal, thereby reducing the area of the unit pixel, thereby facilitating the unit pixel configuration and the high integration of the device, while simultaneously reducing leakage current. As a result, by forming a stack of high resistance to reduce leakage current, the fill factor, which is the area ratio occupied by the photodiode in the unit pixel, can be increased without increasing the area of the unit pixel. In addition, if the high integration of the device is made according to the present invention can reduce the manufacturing cost.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명이 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and the present invention may be variously substituted, modified, and changed without departing from the spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

본 발명을 시모스 이미지센서에 적용하면 리셋 트랜지스터가 저항을 구비한 리셋 입력으로 대체되었기 때문에, 단위화소 구성을 단순화하여 소자의 고집적화에 유리하며 또한 누설전류를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.When the present invention is applied to the CMOS image sensor, since the reset transistor is replaced by a reset input having a resistance, the unit pixel configuration is simplified, which is advantageous for high integration of the device, and also has an effect of reducing leakage current.

Claims (9)

외부로부터의 빛을 감지하여 광전하를 생성하는 포토다이오드;A photodiode that senses light from the outside and generates photocharges; 상기 포토다이오드로부터 생성된 전하를 전달받아 저장하는 플로팅확산영역;A floating diffusion region configured to receive and store charge generated from the photodiode; 상기 포토다이오드와 상기 플로팅확산영역 사이에 연결되어 상기 포토다이오드로부터 생성된 전하를 상기 플로팅확산영역으로 전달하는 트랜스퍼 트랜지스터;A transfer transistor connected between the photodiode and the floating diffusion region to transfer charges generated from the photodiode to the floating diffusion region; 일측단이 상기 트랜스퍼 트랜지스터의 접합인 상기 플로팅확산영역에 콘택되며, 타측단에 입력되는 신호에 따라 상기 포토다이오드를 리셋시키는 저항; 및A resistor having one end contacting the floating diffusion region that is a junction of the transfer transistor and resetting the photodiode according to a signal input to the other end; And 상기 플로팅확산영역에 게이트단이 연결되어 상기 플로팅확산영역으로부터 전기적 신호를 검출하기 위한 드라이브 트랜지스터A drive transistor connected to the floating diffusion region to detect an electrical signal from the floating diffusion region 를 포함하는 시모스 이미지센서의 단위화소.Unit pixel of the CMOS image sensor comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 저항은 상기 타측단으로 펄스신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 시모스 이미지센서의 단위화소.The resistance unit pixel of the CMOS image sensor, characterized in that for receiving the pulse signal to the other end. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 단위화소는 상기 드라이브 트랜지스터의 소오스단에 연결되어 스위칭 역할을 하는 셀렉트 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시모스 이미지센서의 단위화소.The unit pixel may further include a select transistor connected to a source terminal of the drive transistor to perform a switching function. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 저항은 상기 트랜스퍼 트랜지스터와 상기 드라이브 트랜지스터의 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 시모스 이미지센서의 단위화소.The resistor unit pixel of the CMOS image sensor, characterized in that formed on top of the transfer transistor and the drive transistor. 삭제delete 외부로부터의 빛을 감지하여 광전하를 생성하는 포토다이오드;A photodiode that senses light from the outside and generates photocharges; 상기 포토다이오드에 게이트단이 연결된 드라이브 트랜지스터;A drive transistor having a gate terminal connected to the photodiode; 일측단이 상기 포토다이오드에 콘택되며, 타측단에 입력되는 신호에 따라 상기 포토다이오드를 리셋시키는 저항; 및A resistor having one end contacting the photodiode and resetting the photodiode according to a signal input to the other end; And 전원전압단과 상기 드라이브 트랜지스터 사이에 연결되어 스위칭역할을 하는 셀렉트 트랜지스터A select transistor connected between a power supply voltage terminal and the drive transistor to perform a switching role. 를 포함하는 시모스 이미지센서의 단위화소.Unit pixel of the CMOS image sensor comprising a. 제6항에 있어서.The method of claim 6. 상기 저항은 상기 타측단으로 펄스신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 시모스 이미지센서의 단위화소.The resistance unit pixel of the CMOS image sensor, characterized in that for receiving the pulse signal to the other end. 제6항에 있어서.The method of claim 6. 상기 저항은 드라이브 트랜지스터의 상부에 형성되는 폴리실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시모스 이미지센서의 단위화소.The resistor unit pixel of the CMOS image sensor, characterized in that made of polysilicon formed on the drive transistor. 삭제delete
KR10-2002-0023010A 2002-04-26 2002-04-26 Unit Pixel with improved property in cmos image sensor KR100444494B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0023010A KR100444494B1 (en) 2002-04-26 2002-04-26 Unit Pixel with improved property in cmos image sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0023010A KR100444494B1 (en) 2002-04-26 2002-04-26 Unit Pixel with improved property in cmos image sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030084340A KR20030084340A (en) 2003-11-01
KR100444494B1 true KR100444494B1 (en) 2004-08-16

Family

ID=32380551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0023010A KR100444494B1 (en) 2002-04-26 2002-04-26 Unit Pixel with improved property in cmos image sensor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100444494B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100460773B1 (en) * 2002-10-14 2004-12-09 매그나칩 반도체 유한회사 Image sensor with improved fill factor and method for driving thereof
KR100749262B1 (en) * 2005-12-27 2007-08-13 매그나칩 반도체 유한회사 Cmos image sensor and method for manufacturing the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07106553A (en) * 1993-10-06 1995-04-21 Nec Corp Solid state image pickup element
KR100247842B1 (en) * 1996-05-13 2000-03-15 클라크 3세 존 엠. Active pixel sensor cell that utilizes a parasitic transistor to reset the photodiode of the cell
KR100298198B1 (en) * 1998-12-22 2001-08-07 박종섭 A unit pixel of a CMOS image sensor having a Schottky diode
KR100298199B1 (en) * 1998-12-22 2001-08-07 박종섭 A unit pixel of a CMOS image sensor having a PIN diode
KR100303773B1 (en) * 1998-12-22 2001-11-22 박종섭 A unit pixel of a CMOS image sensor having a p < th >

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07106553A (en) * 1993-10-06 1995-04-21 Nec Corp Solid state image pickup element
KR100247842B1 (en) * 1996-05-13 2000-03-15 클라크 3세 존 엠. Active pixel sensor cell that utilizes a parasitic transistor to reset the photodiode of the cell
KR100298198B1 (en) * 1998-12-22 2001-08-07 박종섭 A unit pixel of a CMOS image sensor having a Schottky diode
KR100298199B1 (en) * 1998-12-22 2001-08-07 박종섭 A unit pixel of a CMOS image sensor having a PIN diode
KR100303773B1 (en) * 1998-12-22 2001-11-22 박종섭 A unit pixel of a CMOS image sensor having a p < th >

Also Published As

Publication number Publication date
KR20030084340A (en) 2003-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6947088B2 (en) Image pickup apparatus having a common amplifier
US6618083B1 (en) Mismatch-independent reset sensing for CMOS area array sensors
CN108305884B (en) Pixel unit, method for forming pixel unit and digital camera imaging system assembly
KR100542691B1 (en) CMOS image sensor capable of increasing fill factor and driving method thereof
US8174601B2 (en) Image sensor with controllable transfer gate off state voltage levels
JP2013031226A (en) Small-size, high-gain and low-noise pixel for cmos image sensor
KR100359770B1 (en) Active pixel circuit in CMOS image sensor
EP1223746B1 (en) Active pixel image sensor with improved linearity
EP1091409A2 (en) Solid-state image pickup device and image pickup system
KR100298199B1 (en) A unit pixel of a CMOS image sensor having a PIN diode
KR100444494B1 (en) Unit Pixel with improved property in cmos image sensor
KR100873280B1 (en) Unit pixel in cmos image sensor with improved reset transistor
KR100303773B1 (en) A unit pixel of a CMOS image sensor having a p < th >
KR100532286B1 (en) Cmos image sensor with new unit pixel
KR20050104083A (en) Cmos image sensor
US7675562B2 (en) CMOS image sensor including column driver circuits and method for sensing an image using the same
KR100298198B1 (en) A unit pixel of a CMOS image sensor having a Schottky diode
WO2002063691A2 (en) Active pixel cell with charge storage
KR20070073207A (en) Active pixel sensor with boosting circuit in cmos image sensor
KR20030084489A (en) Unit pixel having different reset transistor in cmos image sensor
US7646048B2 (en) CMOS image sensor
KR100460760B1 (en) Unit Pixel with improved fill factor and dark signal property in cmos image sensor
KR100518888B1 (en) Unit pixel of CMOS image sensor
KR100658926B1 (en) Cmos image sensor
KR20030084341A (en) Unit Pixel with improved property in cmos image sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120727

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130729

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140730

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160629

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170629

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180628

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190624

Year of fee payment: 16