CN1901630A - 影像感测单元及其应用的cmos影像感测装置与阵列 - Google Patents

影像感测单元及其应用的cmos影像感测装置与阵列 Download PDF

Info

Publication number
CN1901630A
CN1901630A CNA2006101035450A CN200610103545A CN1901630A CN 1901630 A CN1901630 A CN 1901630A CN A2006101035450 A CNA2006101035450 A CN A2006101035450A CN 200610103545 A CN200610103545 A CN 200610103545A CN 1901630 A CN1901630 A CN 1901630A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixel
transistor
pixel region
sensing unit
hexagonal
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
Application number
CNA2006101035450A
Other languages
English (en)
Inventor
许慈轩
杨敦年
张志光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Original Assignee
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
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 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd filed Critical Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Publication of CN1901630A publication Critical patent/CN1901630A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14645—Colour 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
    • 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
    • H01L27/14641—Electronic components shared by two or more pixel-elements, e.g. one amplifier shared by two pixel elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
    • H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
    • H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/134—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on three different wavelength filter elements
    • 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
    • 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
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H04N25/778—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising amplifiers shared between a plurality of pixels, i.e. at least one part of the amplifier must be on the sensor array itself

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

本发明关于一种影像感测单元及其应用的CMOS影像感测装置与阵列，该影像感测单元包括：一第一像素区，其内设置有至少一第一感光二极管，第一感光二极管是针对一第一色彩的一光信号而产生一第一感测信号；一第二像素区，邻近第一像素区，其内设置有至少一第二感光二极管，第二感光二极管是针对一第二色彩的一光信号而产生一第二感测信号；一第三像素区邻近第一与第二像素区，其内设置有至少一第三感光二极管，第三感光二极管是针对一第三色彩的一光信号而产生一第三感测信号；至少一感测放大器大体设置于第一、第二与第三像素区内，以放大第一、第二与第三感测信号，第一、第二、第三像素区大体上具有相同的尺寸并占据影像感测单元的整体区域。

Description

影像感测单元及其应用的CMOS影像感测装置与阵列
技术领域
本发明是有关于一种集成电路设计，且特别是有关于一种互补型金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)影像感测装置(image sensor device)及其影像感测阵列。
背景技术
当今彩色的互补型金属氧化物半导体影像感测装置(CMOSimage sensor device)已广为应用以提供真实的色彩影像，且已广为应用于如数字相机的电子产品中。彩色CMOS影像感测装置可产生代表影像中的各像素的一数字/模拟输出，并较已知电荷耦合元件(CCD)消耗较少电量，因而增加了今日消费电子产品的电池寿命。
通常，彩色CMOS影像感应装置包括至少一微透镜、彩色滤光片、至少一感光二极管、耦合于感光二极管的一转移晶体管以及用于放大由感光二极管所产生的一感测信号的一感测放大器。结合多个彩色感光二极管与彩色滤光片一起作用则使得影像感测器显现出一真实的彩色影像。
当今影像感测单元阵列应用了多种布局图案，其中已知影像感测单元阵列较常应用的布局图案的一为拜尔图案(Bayerpattern)。拜尔图案影像感测单元包括四个方形像素，其依照2×2的形式设置在一起，其中两绿色像素是对角地设置，而一红色像素以及一蓝色像素则设置于其他两角落以显现出一真实色彩。
图1A显示了已知的拜尔图案的影像感测单元阵列的示意图100。在此，拜尔图案的影像感测单元阵列是依照3×3方式设置，具有三行与三列的影像感测单元。其中各个拜尔图案影像感测单元，例如各影像感测单元102，需要四个设置在一起的方形像素区，借以显现出一真实色彩。于各拜尔图案影像感测单元中，包括了一蓝色像素区、一红色像素区以及两绿色像素区。于此些像素区内则设置有一或多个如感光二极管与晶体管的电子元件借以针对感光信号而产生感不同色彩的感测信号。于此拜尔图案影像感测单元102中，绿色像素区104是设置于左上边角，而另一绿色像素区106则设置于右下方边角。红色像素区108则设置于右上边角，而蓝色像素区110则设置于左下方边角。依照如此的安排，示意图100内的具有拜尔图案影像感应单元对于一宽广影像可显现出真实的色彩感应能力。
上述已知的影像感测单元具有如颜色失真(color distortion)与串音噪音(cross-talk noise)等缺点。如拜尔图案影像感应单元102所示，真实色彩通过包括两个绿色像素区104、106以及一个红色像素区108以及一个蓝色像素区110四个色彩像素所显现出。如此将造成色彩分布的不平衡，因而导致了颜色失真与不同的串音噪声程度。
此外，如此方形外型的拜尔图案影像感测装置需要方形外型的微透镜(micro-lens)。图1B显示了用于影像感测单元阵列的由微透镜层所组成的一组微透镜的一示意图112。当图1A内所示的各像素区域具有一极佳90度边角时，真实环境中用于像素区的此方形微透镜于其边角处已为圆滑化。区域114显示出于四个相邻的微透镜间的区域损失情形。于微透镜区的如此损失则劣化了上述的已知影像感测单元的感光度。
通常，于像素区内包括用于感测光信号的一感光二极管与用于控制及放大由感光二极管所产生的一感测信号的数个电子元件。填充系数是由感光二极管的区域除上像素区所定义得到，代表了用于量测影像感测单元的有效度的一参数。当影像感测单元的尺寸随着新技术而持续缩减时，于像素区电子元件的尺寸内很难更进一步的缩减，而只有感光二极管的尺寸可更为缩减。对于各已知的拜尔图案影像感测单元而言，由于像素区数量较多，因而像素区的尺寸相对为小。由于电子装置的尺寸难以更为缩减，小的像素区代表了一更小的感光二极管区以及填充系数，其正比于感光度。因此，已知影像感测单元于进一步的尺寸缩减时感到更为不利。
然而，对于色谱分析法而言，如此的已知的拜尔图案影像感测单元并非最佳的布局，且遭遇了如不良的填充系数(fill actor)、颜色失真(color distortion)、串音噪声(cross-talk noise)、不良的量子效率(quantum efficiency)以及微透镜边角圆滑化等问题。
因此，为了克服上述问题，便需要一种较佳的影像感测单元。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的就是提供一种影像感测单元，适用于CMOS影像感测装置与阵列。
发明提供一种影像感测单元(image sensor cell)，包括：一第一像素区，其内设置有至少一第一感光二极管(photodiode)，该第一感光二极管是针对一第一色彩的一光信号(photo-signal)而产生一第一感测信号；一第二像素区，相邻于该第一像素区，其内设置有至少一第二感光二极管，该第二感光二极管是针对一第二色彩的一光信号而产生一第二感测信号；一第三像素区相邻于该第一与第二像素区，其内设置有至少一第三感光二极管，该第三感光二极管是针对一第三色彩的一光信号而产生一第三感测信号；至少一感测放大器(sense amplifier)大体设置于该第一、第二与第三像素区内，以放大该第一、第二与第三感测信号，其中该第一、第二、第三像素区大体上具有相同的尺寸并占据该影像感测单元的整体区域。
本发明所述的影像感测单元，该第一像素区、第二像素区与第三像素区具有大体六角形(hexagonal)的一外型。
本发明所述的影像感测单元，该第一像素区与第二像素区共用一共通边界线(boundary line)，而该第二像素区与第三像素区共用一共通边界线，而该第三像素区与第一像素区共用一共通边界线。
本发明所述的影像感测单元，该第一色彩为红色，该第二色彩为绿色，而该第三色彩为蓝色。
本发明所述的影像感测单元，更包括一第一晶体管，设置于该第一像素区内并耦接该第一感光二极管，以选择性地传输该第一感测信号；一第二晶体管，设置于该第二像素区内并耦接于该第二感光二极管，以选择性地传输该第二感测信号；以及一第三晶体管，设置于该第三像素区内并耦接于该第三感光二极管，以选择性地传输该第三感测信号。
本发明所述的影像感测单元，该感测放大器包括一源跟随器晶体管，该源跟随器晶体管具有耦接于一操作电压的一漏极与耦接于该第一晶体管、第二晶体管与第三晶体管的输出的一栅极，用以针对该第一晶体管、第二晶体管与第三晶体管的输出而分别传输该操作电压至其源极。
本发明所述的影像感测单元，该感测放大器包括一重设晶体管，该重设晶体管具有耦接于一操作电压的一漏极、耦接于该源跟随器晶体管的栅极与该第一晶体管、第二晶体管与第三晶体管的输出的一源极，以选择地传输该操作电压至该源跟随器晶体管的该栅极；以及一选择(select)晶体管，耦接于该源跟随器晶体管的源极与一源极电流间。
本发明所述的影像感测单元，该第一像素区、第二像素区与第三像素区具有大体圆形的外型且彼此相接触。
本发明还提供一种互补型金属氧化物半导体影像感测装置，具有多个可感应光信号的感测单元的一阵列，其中各影像感测单元包括：一第一六角形像素区，其内设置有至少一第一感光二极管，该第一感光二极管是针对一第一色彩的一光信号而产生一第一感测信号；一第二六角形像素区相邻于该第一六角形像素区，其内设置有至少一第二感光二极管，该第二感光二极管是针对一第二色彩的一光信号而产生一第二感测信号；一第三六角形像素区相邻于该第一六角形像素区与该第二六角形像素区，其内设置有至少一第三感光二极管，该第三感光二极管是针对一第三色彩的一光信号而产生一第三感测信号；以及至少一感测放大器，大体设置于该第一六角形像素区、第二六角形像素区与第三六角形像素区内，以放大该第一感测信号、第二感测信号与第三感测信号，其中该第一六角形像素区、第二六角形像素区、第三六角形像素区大体上具有相同的尺寸并占据该影像感测单元的整个区域。
本发明所述的互补型金属氧化物半导体影像感测装置，该第一六角形像素区与第二六角形像素区共用一共通边界线，该第二六角形像素区与第三六角形像素区共用一共通边界线，而该第三六角形像素区与第一六角形像素区共用一共通边界线。
本发明所述的互补型金属氧化物半导体影像感测装置，更包括一第一晶体管，设置于该第一六角形像素区内并耦接于该第一感光二极管，以选择性地传输该第一感测信号；一第二晶体管，设置于该第二六角形像素区内并耦接于该第二感光二极管，以选择性地传输该第二感测信号；以及一第三晶体管，设置于该第三六角形像素区内并耦接于该第三感光二极管，以选择性地传输该第三感测信号。
本发明所述的互补型金属氧化物半导体影像感测装置，该感测放大器包括一源跟随器晶体管，该源跟随器晶体管具有耦接于一操作电压的一漏极以及耦接于该第一晶体管、第二晶体管与第三晶体管的输出的一栅极，以针对该第一晶体管、第二晶体管与第三晶体管的输出而分别传输该操作电压至其源极。
本发明又提供一种互补型金属氧化物半导体影像感测阵列，适用于感应光信号，所述互补型金属氧化物半导体影像感测阵列包括：多个影像感测单元，各影像感测单元包括一第一像素、一第二像素以及一第三像素，其中该第二像素与第三像素相邻于该第一像素，该第一像素与第三像素相邻于该第二像素，而该第一像素与第二像素相邻于该第三像素。
本发明所述的互补型金属氧化物半导体影像感测阵列，其特征在于，该第一像素表现出红光、该第二像素表现出绿光，而该第三像素表现出蓝光。
本发明所述影像感测单元及其应用的CMOS影像感测装置与阵列，较已知的影像感测单元具有较高的填充系数、量子效率和微透镜有效区域比例。
附图说明
图1A显示了已知的拜尔图案影像感测单元阵列；
图1B显示了已知的拜尔图案影像感测单元阵列中的微透镜边角圆滑化效应；
图2A显示了依据本发明一实施例的一蜂巢(beehive)型影像感测单元阵列；
图2B显示了依据本发明一实施例的一蜂巢型影像感测单元阵列的电路图；
图3A为一图表，显示了已知拜尔图案影像感测单元与本发明的蜂巢型影像感测单元间的填充系数(fill factor)的比较情形；
图3B为一图表，显示了已知拜尔图案影像感测单元与本发明的蜂巢型影像感测单元间的量子效率(quantum efficiency)的比较情形；
图3C为一图表，显示了已知拜尔图案影像感测单元与本发明的蜂巢型影像感测单元间的微透镜的有效开口率(microlenseffective area ratio)的比较情形。
具体实施方式
为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图示，作详细说明如下：
图2A则显示了依据本发明一实施例的一蜂巢型的影像感测阵列200。图2A显示了依照3×3方式排列的九个影像感测单元。其中如影像感测单元202的一影像感测单元分别包括一完整且设置在一起的三个六角形像素区，借以显现出一真实色彩。红色像素区208设置于影像感测单元的右侧并邻近蓝色像素区204与绿色像素区206。蓝色与绿色像素区204、206则分享了一共通边界线，而绿色与红色像素区206、208分享了一共通边界线，另外红色与蓝色像素区208、204则分享了一共通边界线。红色、绿色与蓝色像素区208、206、204则大体具有相同尺寸，且大体占据了影像感测单元202的整个区域。此影像感测单元阵列200包括了依据特定布局安排的多个影像感测单元。举例来说，邻近第一像素为第二像素与第三像素，邻近第二像素的是第一像素与第三像素，而邻近第三像素的是第一像素与第二像素。
值得注意的是，依据本发明的另一实施例，像素区204、206与208具有一圆形外观且相互接触。本领域技术人员当能理解CMOS影像感测技术即为搭配一多层半导体结构的一像素区，其中该多层半导体结构中可设置有微透镜层、彩色滤光层、感光二极管以及控制元件等。
图2B显示了依据本发明的一实施例的影像感测单元的一电路图210。在此，电路图210包括三个感光二极管212、214与216，其分别针对一既定色彩的一光信号而产生一感测信号。举例来说，感光二极管212可针对一红色光而提供一第一感测信号，而感光二极管214、216则分别针对一绿色光及一蓝色光而提供一第二与一第三感测信号。各感光二极管的阴极是耦接于对应的一MOS转移晶体管(transfer transistor)的一源极，例如应用于对应的像素区的转移晶体管218、220或222。各转移晶体管218、220与222则通过一选择信号控制，该选择信号是施加于上述晶体管的栅极。该转移晶体管通过该选择信号而开启时，其将传输由其对应的感光二极管所产生感测信号。
另外，亦包括一影像放大器，在此大略显示为一重设(reset)晶体管224、一源跟随器(source follower)晶体管228、一列选择(row select)晶体管232与一源极电流230。影像放大器是应用于红、绿、蓝像素区内，以放大来自转移晶体管218、220与222的输出信号。重设晶体管224其漏极是耦合于一操作电压VDD，而其源极是经过节点226而耦接于转移晶体管218、220与222的输出。源跟随器晶体管228的栅极则耦接于节点226，而其漏极则耦接于操作电压VDD，而其源极则透过一列选择晶体管232耦接于源极电流230，并应用于提供上述电路一源极电流230。当源跟随器晶体管228因于节点226施加电压而开启时，且当列选择晶体管232开启时，源极电流230可抵达供应电压VDD。源极电流230可作为此扩大电流的一参考电流。
相较于已知拜尔图案的影像感测单元阵列，前述的蜂巢型影像感测单元阵列具有许多优点。举例来说，由仅设置一红色像素区、一绿色像素区与一蓝色像素区且依照一蜂巢外型排列，故其可达成具有平衡色彩分布的较佳影像。此外，可避免因微透镜边角圆滑化效应的区域损失。此外，由于各彩色像素区是对称地环绕其他彩色像素区，因此串音可依照共同模组噪声型态形成，因而较已知拜尔图案影像感应单元的不同模式串音噪声提供了较佳的色彩纯度。
具有蜂巢型图案影像感测单元亦较已知拜尔图案影像感测单元具有较佳的填充系数(fill factor)。当影像感测单元的尺寸随着新技术演进而继续缩减时，填充系数缩减速率快于影像感测单元的缩减速率。此外，对于前述的影像感测单元与同样尺寸的已知影像感测单元而言，由于前述的影像感测单元仅包括三彩色像素而传统单元包括四个彩色像素，因此前述影像感测单元的各像素区皆大于已知的影像感测单元的像素区。所以，前述影像感测单元较已知的影像感测单元于面对尺寸缩减时，可遭遇较少的填充系数缩减问题。
前述的对于填充系数较为不敏感的优点，使得前述影像感测阵列适用于一CMOS影像感测装置电荷耦合元件感测单元的各像素区通常仅包括一感光二极管以及一晶体管，而CMOS影像感测单元的各像素区则通常包括一感光二极管与多个晶体管。换句话说，随着尺寸持续缩减，CMOS影像感测装置对于填充系数问题为较敏感的。然而，由于填充系数对于CCD装置并不是个大问题，因此具有前述优点的影像单元阵列适用于CMOS影像感测装置。
图3A显示了如图1A所示的已知拜尔图案影像感测单元与图2A所示的蜂巢型影像感测单元的填充系数(fill factor)的一比较图表300。曲线302代表了已知拜尔图案影像感测单元的填充系数的百分比，而曲线304则代表了蜂巢型影像感测单元的填充系数的百分比。曲线302与304显示了已知影像感测单元与采用CMOS技术所制造出的前述影像感测单元于0.1～0.5微米的技术时代的填充系数表现。如图表所示，曲线302、304中的填充系数随着技术时代的缩减而缩减。然而，很明显的可发现于相同的技术时代时，前述影像感测单元较已知的影像感测单元具有较高的填充系数。
图3B显示了如图1A所示的已知拜尔图案影像感测单元与图2A所示的蜂巢型影像感测单元的量子效率(quantum efficiencies)的一比较图表308，量子效率是定义为输出信号(电子)除上输入信号(光子)。曲线310代表了已知拜尔图案影像感测单元的量子效率的百分比，而曲线312则代表了蜂巢型影像感测单元的量子效率的百分比。曲线310与312显示了采用CMOS技术所制造出的已知影像感测单元与前述影像感测单元于0.1～0.5微米的技术时代的量子效率表现。如图表所示，曲线310、312中的量子效率随着技术时代的缩减而缩减。然而，很明显的可发现于相同的技术时代时，前述影像感测单元较已知的影像感测单元具有较高的量子效率。
图3C显示了如图1A所示的已知拜尔图案影像感测单元与图2A所示的蜂巢型影像感测单元的微透镜有效区域比例(micro-lens effective area ratios)的一比较图表314，微透镜有效区域比例是定义为像素内实际区域比上像素区的布局区域。曲线316代表了已知拜尔图案影像感测单元的微透镜有效区域比例，而曲线318则代表了蜂巢型影像感测单元的微透镜有效区域比例。曲线316与318显示了采用CMOS技术所制造出的已知影像感测单元与前述影像感测单元于0.1～0.5微米的技术时代的微透镜有效区域比例。如图表所示，曲线316、318中的量子效率随着技术时代的缩减而缩减。然而，很明显的可发现于相同的技术时代时，前述影像感测单元较已知的影像感测单元具有较高的微透镜有效区域比例。
虽然本发明已通过较佳实施例说明如上，但该较佳实施例并非用以限定本发明。本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应有能力对该较佳实施例做出各种更改和补充，因此本发明的保护范围以权利要求书的范围为准。
附图中符号的简单说明如下：
102：拜尔图案影像感应单元
104、106：绿色像素区
108：红色像素区
110：蓝色像素区
114：四个相邻的微透镜间的区域
200：蜂巢型的影像感测阵列200
202：影像感测单元
204：蓝色像素区
206：绿色像素区
208：红色像素区
210：电路图
212、214、216：感光二极管
218、220、222：转移晶体管
224：重设晶体管
228：源跟随器晶体管
232：选择晶体管
226：节点
230：源极电流

Claims (14)

1.一种影像感测单元，适用于一互补型金属氧化物半导体影像感测装置，其特征在于，所述影像感测单元包括：
一第一像素区，其内设置有至少一第一感光二极管，该第一感光二极管是针对一第一色彩的一光信号而产生一第一感测信号；
一第二像素区，相邻于该第一像素区，其内设置有至少一第二感光二极管，该第二感光二极管是针对一第二色彩的一光信号而产生一第二感测信号；
一第三像素区相邻于该第一像素区与第二像素区，其内设置有至少一第三感光二极管，该第三感光二极管是针对一第三色彩的一光信号而产生一第三感测信号；以及
至少一感测放大器设置于该第一像素区、第二像素区与第三像素区内，以放大该第一感测信号、第二感测信号与第三感测信号，其中该第一像素区、第二像素区、第三像素区占据该影像感测单元的整体区域。
2.根据权利要求1所述的影像感测单元，其特征在于，该第一像素区、第二像素区与第三像素区具有六角形的一外型。
3.根据权利要求2所述的影像感测单元，其特征在于，该第一像素区与第二像素区共用一共通边界线，而该第二像素区与第三像素区共用一共通边界线，而该第三像素区与第一像素区共用一共通边界线。
4.根据权利要求2所述的影像感测单元，其特征在于，该第一色彩为红色，该第二色彩为绿色，而该第三色彩为蓝色。
5.根据权利要求1所述的影像感测单元，其特征在于，更包括一第一晶体管，设置于该第一像素区内并耦接该第一感光二极管，以选择性地传输该第一感测信号；一第二晶体管，设置于该第二像素区内并耦接于该第二感光二极管，以选择性地传输该第二感测信号；以及一第三晶体管，设置于该第三像素区内并耦接于该第三感光二极管，以选择性地传输该第三感测信号。
6.根据权利要求5所述的影像感测单元，其特征在于，该感测放大器包括一源跟随器晶体管，该源跟随器晶体管具有耦接于一操作电压的一漏极与耦接于该第一晶体管、第二晶体管与第三晶体管的输出的一栅极，用以针对该第一晶体管、第二晶体管与第三晶体管的输出而分别传输该操作电压至其源极。
7.根据权利要求6所述的影像感测单元，其特征在于，该感测放大器包括一重设晶体管，该重设晶体管具有耦接于一操作电压的一漏极、耦接于该源跟随器晶体管的栅极与该第一晶体管、第二晶体管与第三晶体管的输出的一源极，以选择地传输该操作电压至该源跟随器晶体管的该栅极；以及一选择晶体管，耦接于该源跟随器晶体管的源极与一源极电流间。
8.根据权利要求1所述的影像感测单元，其特征在于，该第一像素区、第二像素区与第三像素区具有圆形的外型且彼此相接触。
9.一种互补型金属氧化物半导体影像感测装置，其特征在于，具有多个可感应光信号的感测单元的一阵列，其中各影像感测单元包括：
一第一六角形像素区，其内设置有至少一第一感光二极管，该第一感光二极管是针对一第一色彩的一光信号而产生一第一感测信号；
一第二六角形像素区相邻于该第一六角形像素区，其内设置有至少一第二感光二极管，该第二感光二极管是针对一第二色彩的一光信号而产生一第二感测信号；
一第三六角形像素区相邻于该第一六角形像素区与该第二六角形像素区，其内设置有至少一第三感光二极管，该第三感光二极管是针对一第三色彩的一光信号而产生一第三感测信号；以及
至少一感测放大器，设置于该第一六角形像素区、第二六角形像素区与第三六角形像素区内，以放大该第一感测信号、第二感测信号与第三感测信号，其中该第一六角形像素区、第二六角形像素区、第三六角形像素区具有相同的尺寸并占据该影像感测单元的整个区域。
10.根据权利要求9所述的互补型金属氧化物半导体影像感测装置，其特征在于，该第一六角形像素区与第二六角形像素区共用一共通边界线，该第二六角形像素区与第三六角形像素区共用一共通边界线，而该第三六角形像素区与第一六角形像素区共用一共通边界线。
11.根据权利要求9所述的互补型金属氧化物半导体影像感测装置，其特征在于，更包括一第一晶体管，设置于该第一六角形像素区内并耦接于该第一感光二极管，以选择性地传输该第一感测信号；一第二晶体管，设置于该第二六角形像素区内并耦接于该第二感光二极管，以选择性地传输该第二感测信号；以及一第三晶体管，设置于该第三六角形像素区内并耦接于该第三感光二极管，以选择性地传输该第三感测信号。
12.根据权利要求11所述的互补型金属氧化物半导体影像感测装置，其特征在于，该感测放大器包括一源跟随器晶体管，该源跟随器晶体管具有耦接于一操作电压的一漏极以及耦接于该第一晶体管、第二晶体管与第三晶体管的输出的一栅极，以针对该第一晶体管、第二晶体管与第三晶体管的输出而分别传输该操作电压至其源极。
13.一种互补型金属氧化物半导体影像感测阵列，适用于感应光信号，其特征在于，所述互补型金属氧化物半导体影像感测阵列包括：
多个影像感测单元，各影像感测单元包括一第一像素、一第二像素以及一第三像素，其中该第二像素与第三像素相邻于该第一像素，该第一像素与第三像素相邻于该第二像素，而该第一像素与第二像素相邻于该第三像素。
14.根据权利要求13所述的互补型金属氧化物半导体影像感测阵列，其特征在于，该第一像素表现出红光、该第二像素表现出绿光，而该第三像素表现出蓝光。
CNA2006101035450A 2005-07-22 2006-07-21 影像感测单元及其应用的cmos影像感测装置与阵列 Pending CN1901630A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US70171305P 2005-07-22 2005-07-22
US60/701,713 2005-07-22
US11/213,186 US20070018073A1 (en) 2005-07-22 2005-08-25 CMOS image sensor device with beehive pattern color sensor cell array
US11/213,186 2005-08-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1901630A true CN1901630A (zh) 2007-01-24

Family

ID=37678201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006101035450A Pending CN1901630A (zh) 2005-07-22 2006-07-21 影像感测单元及其应用的cmos影像感测装置与阵列

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20070018073A1 (zh)
KR (1) KR100815889B1 (zh)
CN (1) CN1901630A (zh)
TW (1) TW200717784A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103856700A (zh) * 2012-11-29 2014-06-11 佳能株式会社 摄像元件、摄像设备和摄像系统
TWI567958B (zh) * 2013-11-11 2017-01-21 豪威科技股份有限公司 雙像素大小彩色影像感測器及其製造方法
CN107005640A (zh) * 2014-12-04 2017-08-01 汤姆逊许可公司 图像传感器单元和成像装置

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202007019236U1 (de) 2007-11-02 2011-11-09 Valentina Anzupowa Farbteiler-Bildwandler-Gruppe mit teildurchlässigen Spiegeln und Mosaikfarbfiltern
US7781716B2 (en) 2008-03-17 2010-08-24 Eastman Kodak Company Stacked image sensor with shared diffusion regions in respective dropped pixel positions of a pixel array
US7745773B1 (en) * 2008-04-11 2010-06-29 Foveon, Inc. Multi-color CMOS pixel sensor with shared row wiring and dual output lines
US8466000B2 (en) 2011-04-14 2013-06-18 United Microelectronics Corp. Backside-illuminated image sensor and fabricating method thereof
US9312292B2 (en) 2011-10-26 2016-04-12 United Microelectronics Corp. Back side illumination image sensor and manufacturing method thereof
US8318579B1 (en) 2011-12-01 2012-11-27 United Microelectronics Corp. Method for fabricating semiconductor device
US8815102B2 (en) 2012-03-23 2014-08-26 United Microelectronics Corporation Method for fabricating patterned dichroic film
US9401441B2 (en) 2012-06-14 2016-07-26 United Microelectronics Corporation Back-illuminated image sensor with dishing depression surface
US8779344B2 (en) 2012-07-11 2014-07-15 United Microelectronics Corp. Image sensor including a deep trench isolation (DTI)that does not contact a connecting element physically
US8828779B2 (en) 2012-11-01 2014-09-09 United Microelectronics Corp. Backside illumination (BSI) CMOS image sensor process
US8779484B2 (en) 2012-11-29 2014-07-15 United Microelectronics Corp. Image sensor and process thereof
US9279923B2 (en) 2013-03-26 2016-03-08 United Microelectronics Corporation Color filter layer and method of fabricating the same
US9537040B2 (en) 2013-05-09 2017-01-03 United Microelectronics Corp. Complementary metal-oxide-semiconductor image sensor and manufacturing method thereof
US9129876B2 (en) 2013-05-28 2015-09-08 United Microelectronics Corp. Image sensor and process thereof
JP2015060121A (ja) 2013-09-19 2015-03-30 株式会社東芝 カラーフィルタアレイおよび固体撮像素子
US9054106B2 (en) 2013-11-13 2015-06-09 United Microelectronics Corp. Semiconductor structure and method for manufacturing the same
US9841319B2 (en) 2013-11-19 2017-12-12 United Microelectronics Corp. Light detecting device
KR102242563B1 (ko) 2015-03-11 2021-04-20 삼성전자주식회사 픽셀 패턴 및 이를 포함하는 이미지 센서
US9953574B2 (en) 2015-04-28 2018-04-24 Microsoft Technology Licensing, Llc Sub-pixel compensation
US10593712B2 (en) 2017-08-23 2020-03-17 Semiconductor Components Industries, Llc Image sensors with high dynamic range and infrared imaging toroidal pixels
US10931902B2 (en) 2018-05-08 2021-02-23 Semiconductor Components Industries, Llc Image sensors with non-rectilinear image pixel arrays
KR102171814B1 (ko) * 2018-12-28 2020-10-29 한국광기술원 분할 성형 지원형 광경화 3d 프린터

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5311337A (en) 1992-09-23 1994-05-10 Honeywell Inc. Color mosaic matrix display having expanded or reduced hexagonal dot pattern
US6252218B1 (en) * 1999-02-02 2001-06-26 Agilent Technologies, Inc Amorphous silicon active pixel sensor with rectangular readout layer in a hexagonal grid layout
US6750912B1 (en) * 1999-09-30 2004-06-15 Ess Technology, Inc. Active-passive imager pixel array with small groups of pixels having short common bus lines
JP4434530B2 (ja) * 2001-09-17 2010-03-17 ソニー株式会社 固体撮像装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103856700A (zh) * 2012-11-29 2014-06-11 佳能株式会社 摄像元件、摄像设备和摄像系统
US9450006B2 (en) 2012-11-29 2016-09-20 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup element, image pickup apparatus, and image pickup system
CN103856700B (zh) * 2012-11-29 2017-03-01 佳能株式会社 摄像元件、摄像设备和摄像系统
TWI567958B (zh) * 2013-11-11 2017-01-21 豪威科技股份有限公司 雙像素大小彩色影像感測器及其製造方法
CN107005640A (zh) * 2014-12-04 2017-08-01 汤姆逊许可公司 图像传感器单元和成像装置
CN107005640B (zh) * 2014-12-04 2020-06-26 交互数字Ce专利控股公司 图像传感器单元和成像装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070012261A (ko) 2007-01-25
KR100815889B1 (ko) 2008-03-21
US20070018073A1 (en) 2007-01-25
TW200717784A (en) 2007-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1901630A (zh) 影像感测单元及其应用的cmos影像感测装置与阵列
CN101110439B (zh) 互补金属氧化物半导体图像传感器及用其的图像传感方法
US11411034B2 (en) Solid-state imaging device and electronic apparatus
US7990444B2 (en) Solid-state imaging device and camera
KR102136852B1 (ko) Tfa 기반의 시모스 이미지 센서 및 그 동작방법
JP4946147B2 (ja) 固体撮像装置
CN1897640A (zh) 图像传感器中具有低噪声的像素电路
US20160064437A1 (en) Solid-state imaging device and method of manufacturing the same, and imaging apparatus
JP4050906B2 (ja) 固体撮像装置
US20050185073A1 (en) Amplifying solid-state image pickup device
CN101939841A (zh) 用于背侧照明影像感测器的电路与光感测器重迭
US7732846B2 (en) Semiconductor device including solid state image pickup device, and portable electronic apparatus
WO2021218081A1 (zh) 显示面板以及显示装置
CN1992821A (zh) 成像传感器和包含该成像传感器的数字摄像机
US20070064129A1 (en) Solid-state imaging device
JP2016201524A (ja) イメージセンサ
CN1877667A (zh) 像素驱动电路及其驱动方法
KR20090125143A (ko) 고체 촬상 장치
CN1694259A (zh) 具有棱镜的cmos图像传感器及其制造方法
CN1922862A (zh) 具有多读出电路的节电器
CN1893541A (zh) 包括有源像素传感器阵列的图像传感器及具有其的系统
CN1838419A (zh) 固态成像器件
WO2016104177A1 (ja) 固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器
US20220028918A1 (en) Imaging device
CN101350893B (zh) 影像传感器及相机模组

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication