CN110291782B - Cmos图像传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种CMOS图像传感器。所述CMOS图像传感器包括：PD，其阳极连接到地，其阴极连接到TG的源极；FD；Ca；所述TG，其源极连接到PD的阴极，其漏极连接到FD；SW，其源极连接到电源电压，其漏极连接到RS的源极和所述Ca；所述RS，其源极连接到SW的漏极和所述Ca，其漏极连接到所述FD；AMP，其栅极连接到所述FD，其源极连接到电源电压，其中PD设置在衬底上的第一行，所述AMP、SW和RS中的任意一种器件设置在衬底上的第二行，所述AMP、SW和RS的其余器件设置在衬底上的第三行。本发明的实现目的是缩小高动态范围像素的像素大小。

Description

CMOS图像传感器
技术领域
本发明涉及图像传感器领域，尤其涉及高动态范围互补型金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，简称CMOS)图像传感器及其像素结构。
背景技术
图1为一般CMOS图像传感器的像素电路的电路图；图2为所述像素电路设置在硅衬底表面上的俯视图。各缩写的含义如下：PD：光电二极管，用于将光转化为信号电子；TG：传输栅极，将信号电荷传递到FD；FD：浮动扩散器，其中信号电荷被转换为信号电压；Cfd：FD的电容；RS：重置栅极，用于设置FD的电压；AMP：放大器晶体管，将FD的信号电压转换为低阻抗输出信号；SL：选择器晶体管；ADC：模拟数字转换器。
图3为图1中像素电路的脉冲时序图；图4为所述像素电路设置在硅衬底上的沿着图2中A-B的横截面图；图5为与图3中的时序对应的电位图。参考图3至图5，在t1(TG和RS的第一脉冲的下降沿)时，PD中的电荷被清除并开始信号整合。Tint表示整合时段。如图3中左侧所示的波浪线，t1和t2之间的时间段比t2、t3和t4之间的时间段长得多。在t2附近时，信号电荷存储在PD中。在t3(RS的第二脉冲的下降沿)时，FD电压设置为基线电平，SL被导通，并且AMP将FD的信号电压转换为低阻抗输出信号。在ADC处，在通过导通TG(TG的第二脉冲)将信号电荷从PD传递到FD之后，将信号线电平转换为数字值作为基线电平(0_HG)(HG：高增益)，在t4时，将信号转换为数字值作为信号(Signal_HG)。从TG的第二脉冲的下降沿到ADC输出Signal_HG时需要一些时间。在这种结构中，信号电荷量受PD容量的限制，且所述电荷量不大。
图6为现有技术中放大信号电荷量的高动态范围CMOS图像传感器的像素电路。图7为设置在硅衬底表面上的像素电路的俯视图。如图6和图7所示，将SW和Ca添加到图1中的电路。各缩写的含义如下：SW：开关管，用于连接到RS并控制FD电容；Ca：附加电容。
图8为图6中像素电路的脉冲时序图；图9为所述像素电路设置在硅衬底上的沿着图7中A-B的横截面图；图10为与图8中的时序对应的电位图。例如，Ca由硅衬底上方的金属-绝缘体-金属电容器制成。参考图8至图10，在t1(TG的第一脉冲的下降沿)时，PD中的电荷被清除并开始信号整合。Tint表示整合时段。在t2附近时，信号电荷存储在PD、FD和Ca中。自t1之后，TG的栅极为低电平，RS的栅极为高电平，TG的阈值电平为高，RS的阈值电平为低，然后PD的溢出电荷通过TG从PD流向Ca和FD，如图10所示。信号被AD转换为LG(LG：低增益)信号，即ADC输出Signal_LG。然后清除Ca和FD处的信号，并且在t3时，FD电压被AD转换为HG信号的基线电平，即ADC输出0_HG。然后，将保留在PD处的信号传送到FD，并且在t4时，信号被AD转换为HG信号，即ADC输出Signal_HG。在该结构中，信号电荷量是PD和Ca的总容量。通过Ca获得大量的信号电荷。
比较图2和图7，由于附加的SW，使得高动态范围像素大于一般像素。
发明内容
提供了一种CMOS图像传感器，用于缩小高动态范围像素的像素大小。
根据第一方面，提供了一种CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器包括：
光电二极管(photodiode，简称PD)，其阳极连接到地，其阴极连接到传输栅极(transfer gate，简称TG)的源极；
浮动扩散器(floating diffusion，简称FD)；
电容器(capacitor，简称Ca)；
所述TG，其源极连接到PD的阴极，其漏极连接到FD；
开关管(switching transistor，简称SW)，其源极连接到电源电压，其漏极连接到重置栅极(reset gate，简称RS)的源极和所述Ca；
所述RS，其源极连接到SW的漏极和Ca，其漏极连接到FD；
放大器晶体管(amplifier transistor，简称AMP)，其栅极连接到FD，其源极连接到电源电压，
其中，所述PD设置在衬底上的第一行；
所述AMP、SW和RS中的任意一种器件设置在衬底上的第二行；
所述AMP、SW和RS中的其余器件设置在衬底上的第三行。
在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述CMOS图像传感器还包括第二PD，所述第二PD从所述衬底的内侧延伸到背面，所述TG从所述衬底的表面延伸到所述第二PD，并且电荷从所述第二PD移动到TG。
在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第二行和第三行是正交。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述CMOS图像传感器还包括第二PD，所述第二PD从所述衬底的内侧延伸到背面，所述TG从衬底的表面延伸到所述第二PD，并且电荷从所述第二PD移动到TG。
结合第一方面或第一方面的第一种至第三种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述TG、FD、SW和RS中的任意一种器件叠放在所述PD上。
根据第二方面，提供了一种CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器包括：以格状方式设置的多个像素电路，其中每个像素电路包括：
第一浮动扩散器(first floating diffusion，简称FD1)；
第一重置栅极(first reset gate，简称RS1)，其源极连接到电源电压，其漏极连接到FD1；
第一放大器晶体管(first amplifier transistor，简称AMP1)，其栅极连接到FD1，其源极连接到电源电压；
第二浮动扩散器(second floating diffusion，简称FD2)；
第二重置栅极(second reset gate，简称RS2)，其源极连接到电源电压，其漏极连接到FD2；
第二放大器晶体管(second amplifier transistor，简称AMP2)，其栅极连接到FD2，其源极连接到电源电压；
像素单元，
其中每个像素单元包括：
扩散器(D1)；
光电二极管(photodiode，简称PD)，其阳极连接到地，其阴极连接到传输栅极(transfer gate，简称TG)的源极和所述D1；
电容器(capacitor，简称Ca)连接到D1；
开关管(switching transistor，简称SW)，其源极连接到D1。
在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述CMOS图像传感器包括D1与PD之间的电位区域，其中，所述电位区域的电位与用于累积所述PD信号电荷的区域的电位不同，所述电位区域是阻止信号电荷传递的位垒。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，在清除PD的电荷后，RS1的栅极在预定时间段内导通，并且SW的栅极也导通，然后TG的栅极和RS2的栅极在预定时间段内导通。
结合第二方面或第二方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述CMOS图像传感器还包括第二PD，所述第二PD从所述衬底的内侧延伸到背面，所述TG从所述衬底的表面延伸到第二PD，并且电荷从所述第二PD移动到TG。
结合第二方面或第二方面的第一种至第三种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述TG、FD、SW和RS中的任意一种器件叠放在所述PD上。
根据第三方面，提供了一种CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器包括：以格状方式设置的多个像素电路，其中每个像素电路包括：
第一浮动扩散器(first floating diffusion，简称FD1)；
第一重置栅极(first reset gate，简称RS1)，其源极连接到电源电压，其漏极连接到FD1；
第一放大器晶体管(first amplifier transistor，简称AMP1)，其栅极连接到FD1，其源极连接到电源电压；
第二浮动扩散器(second floating diffusion，简称FD2)；
第二重置栅极(second reset gate，简称RS2)，其源极连接到电源电压，其漏极连接到FD2；
第二放大器晶体管(second amplifier transistor，简称AMP2)，其栅极连接到FD2，其源极连接到电源电压；
第一到第八像素单元，
其中每个像素单元包括：
扩散器(D1)；
光电二极管(photodiode，简称PD)，其阳极连接到地，其阴极连接到传输栅极(transfer gate，简称TG)的源极和所述D1；
所述TG，其源极连接到PD的阴极，其漏极连接到FD1；
电容器(capacitor，简称Ca)连接到D1；
开关管(switching transistor，简称SW)，其源极连接到D1，
其中第六到第八像素单元的SW的漏极、设置在下侧的像素电路的第五像素单元、设置在右侧的像素电路的第一到第三像素单元以及设置在右下方的像素电路的第四像素单元连接到所述FD2；
第一到第三像素单元的SW的漏极连接到设置在左侧的像素电路的FD2；
第四像素单元的SW的漏极连接到设置在左上方的像素电路的FD2；
第五像素单元的SW的漏极连接到设置在上侧的像素电路的FD2。
在第三方面的第一种可能的实现方式中，在清除PD的电荷后，RS1的栅极在预定时间段内导通，并且SW的栅极导通，然后TG的栅极和RS2的栅极在预定时间段内导通。
结合第三方面或第三方面的第一种可能的实现方式，在第三方面的第一种可能的实现方式中，所述CMOS图像传感器还包括第二PD，所述第二PD从所述衬底的内侧延伸到背面，所述TG从所述衬底的表面延伸到所述第二PD，并且电荷从所述第二PD移动到TG。
结合第三方面或第三方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第三方面的第一种可能的实现方式中，所述TG、FD、SW和RS中的任意一种器件叠放在所述PD上。
根据第四方面，提供了一种CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器包括：
光电二极管(photodiode，简称PD)，其阳极连接到地，其阴极连接到传输栅极(transfer gate，简称TG)的源极；
浮动扩散器(floating diffusion，简称FD)；
电容器(capacitor，简称Ca)；
所述TG，其源极连接到PD的阴极，其漏极连接到FD；
开关管(switching transistor，简称SW)，其源极连接到电源电压，其漏极连接到重置栅极(reset gate，简称RS)的源极和所述Ca；
所述RS，其源极连接到SW的漏极和Ca，其漏极连接到FD；
放大器晶体管(amplifier transistor，简称AMP)，其栅极连接到FD，其源极连接到电源电压，
其中所述CMOS图像传感器还包括第二PD，所述第二PD从所述衬底的内侧延伸到背面，所述TG从所述衬底的表面延伸到所述第二PD，并且电荷从所述第二PD移动到TG。
在第四方面的第一种可能的实现方式中，所述TG、FD、SW和RS中的任意一种器件叠放在所述PD上。
根据各种实现方式提供了一种CMOS图像传感器，用于缩小高动态范围像素的像素大小。
附图说明
图1为一般CMOS图像传感器的像素电路的电路图；
图2为所述像素电路设置在硅衬底表面上的俯视图；
图3为图1中的像素电路的脉冲时序图；
图4为所述像素电路设置在硅衬底上的沿着图2中A-B的横截面图；
图5为与图3中的时序对应的电位图；
图6为现有技术中放大信号电荷量的高动态范围CMOS图像传感器的像素电路；
图7为所述像素电路设置在硅衬底表面上的俯视图；
图8为图6中的像素电路的脉冲时序图；
图9为所述像素电路设置在硅衬底上的沿着图7中A-B的横截面图；
图10为与图8中的时序对应的电位图；
图11为根据本发明第一实施例所述的像素电路设置在硅衬底表面上的俯视图；
图12为根据本发明第二实施例所述的像素电路设置在硅衬底表面上的俯视图；
图13为根据本发明第三实施例所述的像素电路设置在硅衬底表面上的俯视图；
图14为所述像素电路设置在硅衬底上的沿着图11中C-D的横截面图；
图15为所述像素电路设置在硅衬底上的沿着图13中E-F的横截面图；
图16为替代方案的电路图；
图17为单个像素电路设置在硅衬底表面上的俯视图；
图18为图16中的像素电路的脉冲时序图；
图19为所述像素电路设置在硅衬底上的沿着图17中G-H的横截面图；
图20为与图18中的时序对应的电位图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅示出本发明的一些实施例，并且对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施例仅为本发明实施例的一部分，而非全部。基于本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
图11为根据本发明第一实施例所述的像素电路设置在硅衬底表面上的俯视图。像素晶体管(AMP、SL、SW和RS)位于两行。在实际测量中，图11中所示区域的边长约为图7中所示区域的0.7倍。
参考图6，CMOS图像传感器包括PD，其阳极连接到地，其阴极连接到TG的源极；FD；Ca；所述TG，其源极连接到PD的阴极，其漏极连接到FD；SW，其源极连接到电源电压，其漏极连接到RS的源极和所述Ca；所述RS，其源极连接到SW的漏极和所述Ca，其漏极连接到所述FD；AMP，其栅极连接到所述FD，其源极连接到电源电压，其漏极连接到SL的源极；所述SL，其源极连接到AMP的漏极，其漏极连接到信号线。参考图11，PD、TG和FD按顺序设置在衬底上的第一行，AMP和SL设置在衬底上的第二行，并且SW和RS设置在衬底上的第三行。在图11中，AMP、SL、SW和RS位于相对厚的p型区域(图11中的下半部分区域)，并且PD、TG和FD被相对薄的p型区域(图11中的上半部分区域)包围。可以更改第二行和第三行的位置、AMP和SL的位置以及SW和RS的位置。
图12为根据本发明第二实施例所述的像素电路设置在硅衬底表面上的俯视图。像素晶体管以十字形排列。
参考图12，PD、TG和FD以倾斜方向按顺序设置在衬底上的第一行，AMP和SL以水平方向设置在衬底上的第二行，SW和RS以垂直方向设置在衬底上的第三行。在图12中，AMP、SL、SW和RS位于相对厚的p型区域上，并且PD、TG和FD被相对薄的p型区域包围。可以更改第二行和第三行的位置、AMP和SL的位置以及SW和RS的位置。
图13为根据本发明第三实施例所述的像素电路设置在硅衬底表面上的俯视图。图15为所述像素电路设置在硅衬底上的沿着图13中E-F的横截面图。TG延伸到硅衬底中，并且来自PD2的信号电荷通过TG垂直传递(图15中的箭头)到FD。图14为所述像素电路设置在硅衬底上的沿着图11中C-D的横截面图。在图14中，信号电荷在衬底表面上沿水平方向传递(图14中的箭头)，这需要所述表面上有很大的PD区域。另一方面，如图13和图15所示，所述垂直TG减小所述表面上的PD区域。TG、FD、SW和RS中的任意一种器件可以叠放在PD上。
在图14中，传递到FD的大部分信号电荷存储在PD区域中。因为PD2与FD的物理距离远，PD2中的信号电荷难以移动到FD。图15中，PD区域比图14中的PD区域小很多，可存储的信号电荷也少很多。因此，传递到FD的大部分信号电荷存储在PD2区域中。通过垂直延伸的TG改善了从PD2到FD的电荷传递。因此，在这些实施例中，像素大小可以减小。在实际测量中，图13中所示区域的边长约为图11所示区域的0.7倍，图13所示区域的边长约为图7所示区域的0.5倍。
图16为替代方案的电路图。图16包括彼此连接的四个像素电路。图16中所述上方两个像素电路(未示出)的向上连接关系与所述下方两个像素电路的向上连接关系相同，并且图16(未示出)中所述下方两个像素电路的向下连接关系与所述上方两个像素电路的向下连接关系相同。图17为单个像素电路设置在硅衬底表面上的俯视图。多个像素电路以格状方式设置。在图17中，在位置C1处的FD的左上方和左下方的SW(垂直方向上的位置C和水平方向上的位置1)以及位置E1处的FD的左上方的SW属于设置在左侧的像素电路。位置C3处的FD的右上方和右下方的SW以及位置E3处的FD的右上方的SW属于设置在右侧的像素电路。位置E1处的FD的右下方的SW和位置E3处的FD的左下方的SW属于设置在下侧的像素电路。位置E1处的FD的左下方的SW属于左下方的像素电路。位置E3处的FD的右下方的SW属于设置在右下方的像素电路。与相邻像素电路位置共用位置C1、C3、E1和E3处的FD2。图17中未示出位置A1和A3处的FD2、位置A1处的FD的右下方的SW以及位置A3处的FD的左下方的SW。
图17中，四个PD经由TG连接到FD1，并且两个FD1连接到AMP1。附加电容Ca连接到PD和SW之间的扩散器(D1)。D1包含厚的n型杂质。四个“Ca”经由SW连接到FD2，并且两个FD2连接到AMP2。图17为单个像素电路，并且图16中所示的电路图对应于2×2像素电路。
CMOS图像传感器包括以格状方式设置的多个像素电路。参考图16和图17，各像素电路包括第一浮动扩散器(first floating diffusion，简称FD1)；第一重置栅极(firstreset gate，简称RS1)，其源极连接到电源电压，其漏极连接到FD1；第一放大器晶体管(first amplifier transistor，简称AMP1)，其栅极连接到FD1，其源极连接到电源电压，其漏极连接到第一选择器晶体管(first selector transistor，简称SL1)的源极；所述SL1，其源极连接到AMP1的漏极，其漏极连接到第一信号线；第二浮动扩散器(second floatingdiffusion，简称FD2)；第二重置栅极(second reset gate，简称RS2)，其源极连接到电源电压，其漏极连接到FD2；第二放大器晶体管(second amplifier transistor，简称AMP2)，其栅极连接到FD2，其源极连接到电源电压，其漏极连接到第二选择器晶体管(secondselector transistor，简称SL2)的源极；所述SL2，其源极连接到AMP2的漏极，其漏极连接到第二信号线；第一到第八像素单元。
各像素单元包括：扩散器(D1)；PD，其阳极连接到地，其阴极连接到TG的源极和所述D1；所述TG，其源极连接到PD的阴极和所述D1，其漏极连接到FD1；Ca连接到所述D1；SW，其源极连接到所述D1。
假设图16所示的每个像素电路中的八个像素单元从左到右为第一到第八像素单元，图16中的每个像素电路中的第一到第四像素单元对应于图17中从下到上的左侧四个像素单元，图16中的每个像素电路中的第五到第八像素单元对应于图17中从上到下的右侧四个像素单元。
预定像素电路的第六到第八像素单元的SW的漏极、设置在下侧的像素电路的第五像素单元、设置在右侧的像素电路的第一到第三像素单元，以及设置在右下方的像素电路的第四像素单元连接到预定像素电路的FD2；预定像素电路的第一到第三像素单元的SW的漏极连接到设置在左侧的像素电路的FD2，预定像素电路的第四像素单元的SW的漏极连接到设置在左上方的像素电路的FD2，以及预定像素电路的第五像素单元的SW的漏极连接到设置在上侧的像素电路的FD2。
图16和图17中，每个像素电路具有八个像素单元。但是，像素单元的数量不限于八个。
图18为图16中像素电路的脉冲时序图；图19为所述像素电路设置在硅衬底上的沿着图17中G-H的横截面图；图20为与图18中的时序对应的电位图。参考图18至20，在t1(TG的第一脉冲的下降沿)时，PD中的电荷被清除并开始信号整合。Tint表示整合时段。PDx是PD和D1之间的位垒。在t1和t2期间，PDx上的过多电荷溢出到D1。在t2附近时，信号电荷存储在PD和Ca中。PD处的溢出电荷直接从PD流向Ca。在t2’时，FD1设置为基线电压，并且D1通过导通SW连接到FD2。在t3时，FD1和FD2的两个信号同时被AD转换为HG(0_HG)的基线信号和LG的信号(Signal_LG)。然后，PD中的信号传送到FD1，FD2设置为基线电压电平。在t4时，FD1和FD2的两个信号同时被AD转换为HG(Signal_HG)的信号和LG(0_LG)的基线信号。在该实施例中，每四个PD配备一种包括AMP、SL和RS的电路。减少了许多像素晶体管，因此可以减小像素大小。此外，HG和LG输出的信号为并行，因此读出速度更快。
上述披露的仅是本发明的示例实施例，当然并非旨在限制本发明的保护范围。本领域普通技术人员可以理解的是，实施前述实施例的全部或部分流程以及根据本发明权利要求进行的等效修改都应属于本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种互补型金属氧化物半导体CMOS图像传感器，其特征在于，包括：
光电二极管PD，所述PD的阳极连接到地，所述PD的阴极连接到传输栅极TG的源极；
浮动扩散器FD；
电容器Ca；
所述TG，所述TG的源极连接到所述PD的阴极，所述TG的漏极连接到所述FD；
开关管SW，所述SW的源极连接到电源电压，所述SW的漏极连接到重置栅极RS的源极和所述Ca；
所述RS，所述RS的源极连接到所述SW的漏极和所述Ca，所述RS的漏极连接到所述FD；
放大器晶体管AMP，所述AMP的栅极连接到所述FD，所述AMP的源极连接到所述电源电压，
其中，所述PD、所述TG和所述PD设置在衬底上的第一行；
所述AMP、所述SW和所述RS中的任意一种器件设置在衬底上的第二行；
所述AMP、所述SW和所述RS中的其余器件设置在衬底上的第三行。
2.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，还包括第二PD，所述第二PD从所述衬底的内侧延伸到背面，所述TG从所述衬底的表面延伸到所述第二PD，并且电荷从所述第二PD移动到所述TG。
3.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述第二行和所述第三行是正交。
4.根据权利要求3所述的CMOS图像传感器，其特征在于，还包括第二PD，所述第二PD从所述衬底的内侧延伸到背面，所述TG从所述衬底的表面延伸到所述第二PD，并且电荷从所述第二PD移动到所述TG。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述TG、所述FD、所述SW和所述RS中的任意一种器件叠放在所述PD上。
6.一种互补型金属氧化物半导体CMOS图像传感器，其特征在于，包括以格状方式设置的多个像素电路，其中，每个像素电路包括
第一浮动扩散器FD1；
第一重置栅极RS1，所述RS1的源极连接到电源电压，所述RS2的漏极连接到所述FD1；
第一放大器AMP1，所述AMP1的栅极连接到所述FD1，所述AMP1的源极连接到所述电源电压；
第二浮动扩散器FD2；
第二重置栅极RS2，所述RS2的源极连接到所述电源电压，所述RS3的漏极连接到所述FD2；
第二放大器晶体管AMP2，所述AMP2的栅极连接到所述FD2，所述AMP2的源极连接到所述电源电压；
像素单元，
其中每个像素单元包括：
扩散器D1；
光电二极管PD，所述PD的阳极连接到地，所述PD的阴极连接到传输栅极TG的源极和所述D1；
电容器Ca，所述Ca连接到所述D1；
开关管SW，所述SW的源极连接到所述D1。
7.根据权利要求6所述的CMOS图像传感器，其特征在于，包括所述D1和所述PD之间的电位区域，其中，所述电位区域的电位与用于累积所述PD信号电荷的区域的电位不同，所述电位区域是阻止信号电荷传递的位垒。
8.根据权利要求6或7所述的CMOS图像传感器，其特征在于，在清除所述PD的电荷后，所述RS1的栅极在预定时间段内导通，并且所述SW的栅极导通，然后所述TG的栅极和所述RS2的栅极在预定时间段内导通。
9.根据权利要求6或7所述的CMOS图像传感器，其特征在于，还包括第二PD，所述第二PD从衬底的内侧延伸到背面，所述TG从所述衬底的表面延伸到所述第二PD，并且电荷从所述第二PD移动到所述TG。
10.根据权利要求6或7所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述TG、所述FD、所述SW和所述RS中的任意一种器件叠放在所述PD上。
11.一种互补型金属氧化物半导体CMOS图像传感器，其特征在于，包括以格状方式设置的多个像素电路，其中，每个像素电路包括
第一浮动扩散器FD1；
第一重置栅极RS1，所述RS1的源极连接到电源电压，所述RS1的漏极连接到FD1；
第一放大器晶体管AMP1，所述AMP1的栅极连接到FD1，所述AMP1的源极连接到所述电源电压；
第二浮动扩散器FD2；
第二重置栅极RS2，所述RS2的源极连接到所述电源电压，所述RS2的漏极连接到FD2；
第二放大器晶体管AMP2，所述AMP2的栅极连接到FD2，所述AMP2的源极连接到所述电源电压；
第一到第八像素单元，
其中每个像素单元包括：
扩散器D1；
光电二极管PD，所述PD的阳极连接到地，所述PD的阴极连接到传输栅极TG的源极和所述D1；
所述TG，所述TG源极连接到PD的阴极，所述TG的漏极连接到FD1；
电容器Ca，所述Ca连接到所述D1；
开关SW，所述SW的源极连接到所述D1，
其中第六到第八像素单元的SW的漏极、设置在下侧的像素电路的第五像素单元、设置在右侧的像素电路的第一到第三像素单元以及设置在右下方的像素电路的第四像素单元连接到所述FD2；
所述第一到第三像素单元的SW的漏极连接到设置在左侧的像素电路的FD2；
所述第四像素单元的SW的漏极连接到设置在左上方的像素电路的FD2；
所述第五像素单元的SW的漏极连接到设置在上侧的像素电路的FD2。
12.根据权利要求11所述的CMOS图像传感器，其特征在于，在清除所述PD的电荷后，所述RS1的栅极在预定时间段内导通，并且所述SW的栅极导通，然后所述TG的栅极和所述RS2的栅极在预定时间段内导通。
13.根据权利要求11或12所述的CMOS图像传感器，其特征在于，还包括第二PD，所述第二PD从衬底的内侧延伸到背面，所述TG从所述衬底的表面延伸到所述第二PD，并且电荷从所述第二PD移动到所述TG。
14.根据权利要求11或12所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述TG、所述FD、所述SW和所述RS中的任意一种器件叠放在所述PD上。
15.一种互补型金属氧化物半导体CMOS图像传感器，其特征在于，包括：
光电二极管PD，所述PD的阳极连接到地，所述PD的阴极连接到传输栅极TG的源极；
浮动扩散器FD；
电容器Ca；
所述TG，所述TG的源极连接到所述PD的阴极，所述TG的漏极连接到所述FD；
开关管SW，所述SW的源极连接到电源电压，所述SW的漏极连接到重置栅极RS的源极和所述Ca；
所述RS，所述RS的源极连接到所述SW的漏极和所述Ca，所述RS的漏极连接到FD；
放大器晶体管AMP，所述AMP的栅极连接到FD，所述AMP的源极连接到电源电压，
其中，所述CMOS图像传感器还包括第二PD，所述第二PD从衬底的内侧延伸到背面，所述TG从所述衬底的表面延伸到所述第二PD，并且电荷从所述第二PD移动到所述TG，所述TG、所述FD、所述SW和所述RS中的任意一种器件叠放在所述PD上。
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