CN113725237A - 高转换增益图像传感器 - Google Patents
高转换增益图像传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113725237A CN113725237A CN202010452981.9A CN202010452981A CN113725237A CN 113725237 A CN113725237 A CN 113725237A CN 202010452981 A CN202010452981 A CN 202010452981A CN 113725237 A CN113725237 A CN 113725237A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- image sensor
- floating diffusion
- active region
- transistor
- conversion gain
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 76
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 8
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 7
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 6
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 6
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 abstract description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 101000633613 Homo sapiens Probable threonine protease PRSS50 Proteins 0.000 description 5
- 102100029523 Probable threonine protease PRSS50 Human genes 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 101000874141 Homo sapiens Probable ATP-dependent RNA helicase DDX43 Proteins 0.000 description 2
- 102100035724 Probable ATP-dependent RNA helicase DDX43 Human genes 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 241000593989 Scardinius erythrophthalmus Species 0.000 description 1
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 201000005111 ocular hyperemia Diseases 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
- H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
- H01L27/14605—Structural or functional details relating to the position of the pixel elements, e.g. smaller pixel elements in the center of the imager compared to pixel elements at the periphery
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
- H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
- H01L27/14614—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor having a special gate structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
本发明提供一种高转换增益图像传感器，包括由多个按行和列平铺设置的像素单元构成的像素阵列，每个所述像素单元包括：光电二极管，所述光电二极管沿一方向设置；传输晶体管，连接到所述光电二极管，沿一倾斜角度设置于所述光电二极管的角部，所述传输晶体管的设置结构形成一开口；浮动扩散点，靠近所述开口设置；源极跟随晶体管，设置于所述像素单元的角部位置，面向该开口设置，其中，所述源极跟随晶体管的栅极直接覆盖到所述浮动扩散点区域，并与所述浮动扩散点共享一接触孔以实现电连接；及复位晶体管，所述复位晶体管位于所述像素单元边侧且靠近所述浮动扩散点设置。本发明高转换增益图像传感器浮动扩散点寄生电容小，像素电路转化增益高。
Description
技术领域
本发明涉及图像传感器技术，尤其涉及一种具有新型设计布局的高转换增益图像传感器。
背景技术
CMOS图像传感器广泛应用于各领域，例如智能手机，监控设备，无人机，以及人工智能等多种使用环境，且其设计需求日趋小型化。随着技术发展，图像传感器像素单元尺寸的进一步降低，增加像素电路的转换增益及提高图像传感器的灵敏度是其发展及改进提高的方向。
图像传感器的设计上，采用合理的结构布局能有效提高图像传感器的性能。比如，布局设置结构紧凑，像素单元中各器件布置合理，可以增加感光单元的量子效率。通常的图像传感器采用4T结构，一个光电二极管加上一个传输晶体管，一个复位晶体管，一个源极跟随晶体管及一个行选择晶体管的像素电路结构。传统图像传感器光电转换系数主要由浮置扩散点的寄生电容的物理数值决定，现有图像传感器浮动扩散点电容较大，低光环境下，像素电路的灵敏度低。
本发明基于上述图像传感器像素电路布局结构中存在的问题，提出一种改进像素单元设置结构的新型布局，进一步提高图像传感器性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浮动扩散点寄生电容小，像素电路转换增益高的高转换增益图像传感器。
本发明提供一种高转换增益图像传感器，所述图像传感器包括由多个按行和列平铺设置的像素单元构成的像素阵列，其特征在于，每个所述像素单元包括：
光电二极管，所述光电二极管沿一方向设置；
传输晶体管，连接到所述光电二极管，沿一倾斜角度设置于所述光电二极管的角部，所述传输晶体管的设置结构形成一开口；
浮动扩散点，靠近所述开口设置；
源极跟随晶体管，设置于所述像素单元的角部位置，面向该开口设置，其中，所述源极跟随晶体管的栅极直接覆盖到所述浮动扩散点区域，并与所述浮动扩散点共享一接触孔以实现电连接；及
复位晶体管，所述复位晶体管位于所述像素单元边侧且靠近所述浮动扩散点设置。
可选的，所述接触孔位于所述浮动扩散点上。
可选的，所述接触孔表面还设置有一金属层。
可选的，所述光电二极管和所述传输晶体管设置于一第一有源区上，所述复位晶体管设置于一第二有源区上，所述源极跟随晶体管设置于一第三有源区上，所述浮动扩散点设置于所述第一有源区、所述第二有源区、和所述第三有源区之间，所述第二有源区和所述第三有源区相互之间呈垂直方向设置。
可选的，所述浮动扩散点通过掺杂硅与所述第一有源区和所述第二有源区连接。
可选的，所述第一有源区和第二有源区之间的距离为0.19-0.24um。
可选的，所述第一有源区和第二有源区之间的距离为0.21um。
可选的，所述第三有源区与浮动扩散点之间的距离为0.19-0.24um。
可选的，所述第三有源区与浮动扩散点之间的距离为0.21um。
可选的，所述源极放大跟随器的栅极位于第三有源区之外并延伸到浮动扩散点的宽度为0.26-0.30um。
可选的，所述源极放大跟随器的栅极位于第三有源区之外并延伸到浮动扩散点的宽度为0.28um。
可选的，所述像素单元还包括一行选择晶体管，沿着所述第二方向相邻设置于所述源极跟随晶体管一侧。
可选的，所述行选择晶体管通过掺杂硅连接所述源极跟随晶体管。
可选的，所述传输晶体管以45度倾斜角度设置于所述光电二极管的角部。
可选的，每个所述像素单元的所述光电二极管之间以及多个晶体管之间设置隔离结构，为离子注入方式隔离或STI隔离。
可选的，所述图像传感器的所述源极跟随晶体管和所述浮动扩散点之间设置STI隔离，所述光电二极管之间以及其他多个晶体管之间设置离子注入方式隔离。
本发明高增益图像传感器通过对像素布局结构进行优化，将源极跟随晶体管的栅极覆盖到浮动扩散点，并与浮动扩散点共享接触孔，减少了浮动扩散点与源极跟随晶体管的金属连接，减少金属连线的寄生电容，从而降低浮动扩散点的寄生电容，提高光电转换系数，尤其适用于低光环境。此外，浮动扩散点设置在像素单元的开口处，源极跟随晶体管设置于所述像素单元的角部位置并靠近所述浮动扩散点设置，因而源极跟随晶体管和浮动扩散点距离近，使得浮动扩散点的电容小，能有效提高像素电路的转换增益。
附图说明
图1为本发明一个实施例的成像系统的结构示意图。
图2为本发明一个实施例的高转换增益图像传感器的像素电路图。
图3为现有技术中图像传感器的像素单元的布局示意图。
图4A为本发明一个实施例的图像传感器的像素单元的布局示意图。
图4B为图4A的局部放大图。
图5为本发明一个实施例的图像传感器的像素单元的布局示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明提供一种高增益图像传感器，通过对像素布局结构进行优化，将源极跟随晶体管的栅极覆盖到浮动扩散点，并与浮动扩散点共享接触孔，减少了浮动扩散点与源极跟随晶体管的金属连接，减少金属连线的寄生电容，从而降低浮动扩散点的寄生电容，提高光电转换系数，尤其适用于低光环境。
图1示出了本发明一个实施例的成像系统100的结构示意图，所述成像系统100包括像素阵列102，所述像素阵列102具有包含于根据本发明教导指示的集成电路系统的多个图像传感器像素单元。如图1所示，在成像系统 100中，像素阵列102耦合到控制电路108和读取电路104，读取电路104耦合到功能逻辑单元106。控制电路108和读取电路104还耦合到状态寄存器 110。在一个实施例中，像素阵列102为一个二维(2D)阵列的图像传感器像素(例如，像素P1，P2，....，Pn)阵列。在一个实施例中，在每个像素已获取其图像数据或图像电荷之后，由读取电路104使用由状态寄存器110指定的读取模式读出图像数据，然后传输给功能逻辑单元106。功能逻辑单元106 可以仅存储图像数据，或者可以根据后期的图像效果处理图像数据(例如，裁剪、旋转、去除红眼、调整亮度、调整对比度或者其他方式)。
图2为本发明具有新型结构布局图像传感器一个实施例的像素电路图。如图2所示，每个传感器像素200包括光电二极管210(例如，光敏元件)及相应的转移晶体管215和像素支持电路211。光电二极管210可为现有CMOS 图像传感器中常用的“钉扎”(Pi nned)光电二极管。在图2的示例中，像素支持电路211包括复位晶体管220、源极跟随(SF)晶体管225、以及位于电路芯片上的行选择晶体管230，所述行选择晶体管230耦合到位于传感器芯片上的转移晶体管215和光电二极管210。源极跟随配置中的放大器晶体管是一个信号在栅极上输入并在源极上输出的放大器晶体管。在未示出的其他实施例中，像素支持电路211包括行选择晶体管230，其耦合到堆叠晶粒系统的传感器芯片上的复位晶体管220，源极跟随(SF)晶体管225，转移晶体管 215和光电二极管210。
操作期间，光敏元件210在曝光期间响应入射光产生光生电子。转移晶体管215被耦合以接收传输信号TX，以使得转移晶体管215将累积在光电二极管210中的电荷传输到浮动扩散(FD)节点217。复位晶体管220耦合在电源VDD和浮动扩散节点217之间，以响应复位信号RST复位传感器像素200 (例如，将浮动扩散节点217和光电二极管210放电或充电到一个预设电压)。浮动扩散节点217被耦合以控制源极跟随晶体管225的栅极。源极跟随晶体管225耦合在电源VDD和行选择晶体管230之间，以放大浮动扩散节点217 上的电荷产生的信号。行选择晶体管230响应于行选择信号RS，将像素电路的输出从源极跟随晶体管225耦合到读出列或位线235。光电二极管210和浮动扩散节点217由临时生效的复位信号RST和传输信号TX复位。
图3为现有技术中图像传感器像素单元的布局示意图。其中，光电二极管PD、传输晶体管TX和浮动扩散点FD位于第一有源区110上，复位晶体管 RST位于第二有源区120上，源极跟随晶体管SF和行选择晶体管RS位于第三有源区130上。所述第一有源区110、第二有源区120和第三有源区130 之间设置有隔离结构。其中，所述第一有源区110上的浮动扩散点FD上设有第一接触孔CT11,第二有源区120上的源极跟随晶体管SF上设有第二接触孔CT12,以及第三有源区130上设有第三接触孔CT13,所述第一接触孔CT11、第二接触孔CT12以及第三接触孔CT13通过金属线M10连接以实现第一有源区 110、第二有源区120和第三有源区130之间的电连接。这种像素布局结构由于有源区之间需要金属线M10进行连接，而金属线M10会导致浮动扩散点FD 上的寄生电容较大，因此像素电路转化增益受到限制，需要进一步改善。
图4A为本发明给出的一个实施例中的图像传感器的像素单元的布局示意图。图4B为图4A的局部放大图。请参考图4A及图4B。光电二极管PD、传输晶体管TX位于第一有源区210上，复位晶体管RST位于第二有源区220 上，源极跟随晶体管SF和行选择晶体管RS位于第三有源区230上，所述浮动扩散点FD位于第一有源区210、第二有源区220、第三有源区230之间，并通过掺杂硅与第一有源区210、第二有源区连接220相连，所述第二有源区220、第三有源区230之间相互之间呈垂直方向设置，第一有源区210、第二有源区220、第三有源区230为掺杂硅的区域。
在一实施例中，光电二极管PD按一方向设置，传输晶体管TX沿着光电二极管PD倾斜一定的角度设置，通常情况下以45度倾斜角度设置在光电二极管PD的角部。传输晶体管TX的形状仅为示意性说明，在具体的电路布局中，传输晶体管TX的形状可根据设计为不同形状。在一实施例中，传输晶体管TX的设置位置及结构使得像素单元形成一开口，浮动扩散点FD连接传输晶体管TX的输出端，并靠近该开口设置，所述浮动扩散点FD上设置有一接触孔CT20。在一实施例中，源极跟随晶体管SF设置于像素单元的角部，面向开口设置，其中，所述源极跟随晶体管SF的栅极覆盖到所述浮动扩散点 FD的区域，即栅极上的多晶硅直接覆盖到浮动扩散点FD的接触孔CT20上，从而与所述浮动扩散点共享接触孔CT20以实现电连接。
在一实施例中，复位晶体管RST设置在像素单元的边侧，即图像传感器像素阵列中两个像素单元之间，并且，复位晶体管RST设置在靠近浮动扩散点FD及源极跟随晶体管SF的一侧，所述复位晶体管RST通过掺杂硅连接到所述浮动扩散点FD。行选择晶体管RS相邻设置于源极跟随晶体管SF的同一侧位置，行选择晶体管RS连接到源极跟随晶体管SF的源极输出端,所述行选择晶体管RS通过掺杂硅连接所述源极跟随晶体管SF,以降低对光电二极管PD的入射光的影响，提升像素电路中感光单元的量子效率。
在一实施例中，所述第一有源区210和第二有源区220之间的距离L1为 0.19-0.24um，优选的，所述第一有源区210和第二有源区220之间的距离 L1为0.21um。在一实施例中，所述第三有源区230与浮动扩散点FD之间的距离L2为0.19-0.24um，优选的，所述第三有源区230与浮动扩散点FD之间的距离L2为0.21um。在一实施例中，所述源极放大跟随器SF的栅极位于第三有源区230之外并延伸到浮动扩散点FD的多晶硅的宽度L3为 0.26-0.30um，优选的，所述源极放大跟随器SF的栅极位于第三有源区230 之外并延伸到浮动扩散点FD的多晶硅的宽度L3为0.28um。本发明这种设置方式浮动扩散点FD的电容小，像素电路中转换增益高。浮动扩散点FD电容大会影响图像传感器像素电路的灵敏度。
图5为本发明给出的另一个实施例中的图像传感器的像素单元的布局示意图。在本实施例中，所述接触孔CT20上还可设置有一金属层M20。所述金属层M20用于平坦化所述接触孔CT20的表面，可实现更好的电接触。除此之外，图5与图4A、4B中其他标号相同的元器件具有相同的功能，在此不再赘述。
在其他实施例中，所述第二有源区220上还可设置有一转换增益控制晶体管，以用于高低增益模式转换。在其他实施方式中，所述第三有源区230 上可以不设置行选择晶体管RS。在其他实施方式中，所述接触孔CT20可设置于所述源极跟随晶体管SF上，所述浮动扩散电FD与所述源极跟随晶体管 SF共享该接触孔。
在本发明给出的各个实施例中，图像传感器每个像素单元的光电二极管之间以及多个晶体管之间，各像素单元之间设置有隔离结构，以防止像素电路中的信号串扰及产生漏电流。本发明提出的方案中，光电二极管之间、像素电路中各晶体管之间，以及各像素单元之间可以采用离子注入的隔离方式，以减少像素电路中的暗电流。在某些应用例中，光电二极管之间可以采用离子注入的隔离方式，像素电路中各晶体管之间设置STI隔离(Shallow Trench Isolation,浅沟槽隔离)结构。在某些应用例中，源极跟随晶体管和浮动扩散点之间设置STI隔离，像素单元其他部分以及各像素单元之间均采用离子注入隔离结构，以降低像素电路中暗电流，同时提高电路转换增益，提升图像传感器的性能。
本发明高增益图像传感器通过对像素布局结构进行优化，将源极跟随晶体管的栅极覆盖到浮动扩散点，并与浮动扩散点共享接触孔，减少了浮动扩散点与源极跟随晶体管的金属连接，减少金属连线的寄生电容，从而降低浮动扩散点的寄生电容，提高光电转换系数，尤其适用于低光环境。此外，浮动扩散点设置在像素单元的开口处，源极跟随晶体管设置于所述像素单元的角部位置并靠近所述浮动扩散点设置，因而源极跟随晶体管和浮动扩散点距离近，使得浮动扩散点的电容小，能有效提高像素电路的转换增益。
本发明上述各实施例给出的高转换增益图像传感器可以设计为FSI图像传感器或者BSI图像传感器，两种形式的图像传感器均可以采用本所提供的像素单元布局结构，两种图像传感器形式均在本发明方案可实施保护的范围内。
在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”、“设置在”或“位于”另一元件上时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。
在本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。
在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本发明的限制。
在本文中，用于描述元件的序列形容词“第一”、“第二”等仅仅是为了区别属性类似的元件，并不意味着这样描述的元件必须依照给定的顺序，或者时间、空间、等级或其它的限制。
在本文中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (16)
1.一种高转换增益图像传感器，所述图像传感器包括由多个按行和列平铺设置的像素单元构成的像素阵列，其特征在于，每个所述像素单元包括：
光电二极管，所述光电二极管沿一方向设置；
传输晶体管，连接到所述光电二极管，沿一倾斜角度设置于所述光电二极管的角部，所述传输晶体管的设置结构形成一开口；
浮动扩散点，靠近所述开口设置并连接到所述传输晶体管；
源极跟随晶体管，设置于所述像素单元的角部位置，面向该开口设置，其中，所述源极跟随晶体管的栅极直接覆盖到所述浮动扩散点区域，并与所述浮动扩散点共享一接触孔以实现电连接；及
复位晶体管，所述复位晶体管位于所述像素单元边侧且靠近所述浮动扩散点设置。
2.根据权利要求1所述的高转换增益图像传感器，其特征在于，所述接触孔位于所述浮动扩散点上。
3.根据权利要求1所述的高转换增益图像传感器，其特征在于，所述接触孔表面还设置有一金属层。
4.根据权利要求1所述的高转换增益图像传感器，其特征在于，所述浮动扩散点通过掺杂硅与所述复位晶体管连接。
5.根据权利要求1所述的高转换增益图像传感器，其特征在于，所述光电二极管和所述传输晶体管位于一第一有源区，所述复位晶体管位于一第二有源区，所述源极跟随晶体管位于一第三有源区上，所述浮动扩散点设置于所述第一有源区、所述第二有源区、和所述第三有源区之间，所述第二有源区和所述第三有源区呈垂直方向设置。
6.根据权利要求5所述的高转换增益图像传感器，其特征在于，所述第一有源区和第二有源区之间的距离为0.19-0.24um。
7.根据权利要求6所述的高转换增益图像传感器，其特征在于，所述第一有源区和第二有源区之间的距离为0.21um。
8.根据权利要求5所述的高转换增益图像传感器，其特征在于，所述第三有源区与浮动扩散点之间的距离为0.19-0.24um。
9.根据权利要求8所述的高转换增益图像传感器，其特征在于，所述第三有源区与浮动扩散点之间的距离为0.21um。
10.根据权利要求5所述的高转换增益图像传感器，其特征在于，所述源极放大跟随器的栅极位于第三有源区之外并延伸到浮动扩散点的宽度为0.26-0.30um。
11.根据权利要求10所述的高转换增益图像传感器，其特征在于，所述源极放大跟随器的栅极位于第三有源区之外并延伸到浮动扩散点的宽度为0.28um。
12.根据权利要求1所述的高转换增益图像传感器，其特征在于，所述像素单元还包括一行选择晶体管，相邻设置于所述源极跟随晶体管一侧。
13.根据权利要求12所述的高转换增益图像传感器，其特征在于，所述行选择晶体管通过掺杂硅连接所述源极跟随晶体管。
14.根据权利要求1所述的高转换增益图像传感器，其特征在于，所述传输晶体管以45度倾斜角度设置于所述光电二极管的角部。
15.根据权利要求1所述的高转换增益图像传感器，其特征在于，每个所述像素单元的所述光电二极管之间以及多个晶体管之间设置隔离结构，为离子注入方式隔离或STI隔离。
16.根据权利要求1所述的高转换增益图像传感器，其特征在于，所述图像传感器的所述源极跟随晶体管和所述浮动扩散点之间设置STI隔离，所述光电二极管之间以及其他多个晶体管之间设置离子注入方式隔离。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010452981.9A CN113725237A (zh) | 2020-05-26 | 2020-05-26 | 高转换增益图像传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010452981.9A CN113725237A (zh) | 2020-05-26 | 2020-05-26 | 高转换增益图像传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113725237A true CN113725237A (zh) | 2021-11-30 |
Family
ID=78671247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010452981.9A Pending CN113725237A (zh) | 2020-05-26 | 2020-05-26 | 高转换增益图像传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113725237A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023108441A1 (en) * | 2021-12-14 | 2023-06-22 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Imaging device, electronic apparatus, and method for manufacturing an imaging device |
| CN117577657A (zh) * | 2024-01-15 | 2024-02-20 | 上海元视芯智能科技有限公司 | 高转换增益像素单元及图像传感器 |
-
2020
- 2020-05-26 CN CN202010452981.9A patent/CN113725237A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023108441A1 (en) * | 2021-12-14 | 2023-06-22 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Imaging device, electronic apparatus, and method for manufacturing an imaging device |
| CN117577657A (zh) * | 2024-01-15 | 2024-02-20 | 上海元视芯智能科技有限公司 | 高转换增益像素单元及图像传感器 |
| CN117577657B (zh) * | 2024-01-15 | 2024-04-16 | 上海元视芯智能科技有限公司 | 高转换增益像素单元及图像传感器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11322535B2 (en) | Solid-state imaging device and camera | |
| US10103190B2 (en) | Imaging sensor having floating region of imaging device on one substrate electrically coupled to another floating region formed on a second substrate | |
| CN206412361U (zh) | 图像传感器和成像像素 | |
| KR100820520B1 (ko) | 고체촬상장치 | |
| US20100327390A1 (en) | Back-illuminated image sensor with electrically biased conductive material and backside well | |
| US20200119082A1 (en) | Image sensor including active regions | |
| US8513721B2 (en) | CMOS image sensor with non-contact structure | |
| CN101641789A (zh) | 用以减小像素阵列中的接地电阻的方法、设备和系统 | |
| US20100327391A1 (en) | Back-illuminated image sensor with electrically biased frontside and backside | |
| CN110061026B (zh) | 具有共享结构像素布局的图像传感器 | |
| CN113725237A (zh) | 高转换增益图像传感器 | |
| CN211208448U (zh) | 堆叠芯片图像传感器和固态堆叠芯片图像传感器 | |
| CN212033025U (zh) | 高转换增益图像传感器 | |
| CN209880621U (zh) | 具有共享结构像素布局的图像传感器 | |
| JP6420450B2 (ja) | 半導体装置 | |
| US8304821B2 (en) | CMOS image sensor | |
| CN109887947B (zh) | 具有紧凑设计布局的图像传感器 | |
| CN117957659A (zh) | 一种固态成像设备以及一种电子装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |