DE739039T1

DE739039T1 - Pixelstruktur, Bildsensor mit diesem Pixel, Struktur und entsprechende zugehörige Schaltung

Info

Publication number: DE739039T1
Application number: DE0739039T
Authority: DE
Inventors: Bart 2640 Mortsel Dierickx; Nico 3001 Heverlee Ricquier
Original assignee: Interuniversitair Microelektronica Centrum vzw IMEC
Current assignee: Interuniversitair Microelektronica Centrum vzw IMEC
Priority date: 1995-04-18
Filing date: 1996-04-18
Publication date: 1997-09-11
Also published as: JPH09298286A

Claims

a DE/EPO 738039T1 - y. PATENTANS PRÜCHE

1. Struktur von Pixeln (100 oder 5 00), für CMOS-BilderzeugungsanWendungen, aufweisend:

ein lichtempfindliches Element (10 oder 50) ; - einen Lasttransistor (11 oder 51) , der in Serie zu dem lichtempfindlichen Element (10 oder 50) liegt;

- Mittel, die mindestens einen weiteren Transistor (13, 14 oder 22, 23 oder 32 oder 53) , der mit dem lichtempfindlichen Element (10 oder 50) und dem Lasttransistor (11 oder 51) verbunden ist, aufweisen, um die von dem lichtempfindlichen Element (10 oder 50) aufgenommenen Signale auszulesen und in einen Spannungsabfall über dem Lasttransistor (11 oder 51) umzuwandeln;

dadurch gekennzeichnet, daß die Gatelänge von mindestens dem Lasttransistor (11 oder 51) um mindestens 10% vergrößert ist, verglichen mit der Gatelänge der Transistoren, die gemäß den von dem CMOS-Herstellungsprozeß auferlegten Layout-Regeln hergestellt werden, wodurch die Lichtempfindlichkeit der Pixelstruktur erhöht wird.

2. CMOS-Bildfühler, der eine geometrische Konfiguration von Pixeln (100) hat, die aus einer Struktur gemäß Anspruch 1 bestehen, wobei jedes Pixel mindestens eine Photodiode (10) und einen Lasttransistor (11) mit einem auf eine Spannung (12) gelegten Gate aufweist, und bei dem die Auslesemittel mindestens einen zweiten Transistor aufweisen, der ein mit einer Datenausleseleitung (16) verbundener Emitterverstärker (13) ist.

3. CMOS-Bildfühler, der eine geometrische Konfiguration von Pixeln (100) hat, die aus einer Struktur gemäß Anspruch l bestehen, wobei jedes Pixel mindestens eine Photodiode (10) und einen Lasttransistor (11) mit einem nicht auf eine Spannung gelegten Drain hat, und bei dem die Auslesemittel einen zweiten Transistor (22) aufweisen, und einen dritten Transistor (23) aufweisen, der als Schalter wirkt und mit einer Datenausleseleitung (26) verbunden ist.

4. CMOS-Bildfühler, der eine geometrische Konfiguration von Pixeln

(100) hat, die aus einer Struktur gemäß Anspruch 1 bestehen, wobei jedes Pixel mindestens eine Photodiode (10) und einen Lasttransistor (11) , und Auslesemittel mit nur einem weiteren Transistor (32) hat, wobei das Pixel 5 sowohl in dem X-Y-, als auch in dem Y-X-Modus ausgelesen wird.

5. CMOS-Bildfühler, der eine geometrische Konfiguration von Pixeln (500) hat, die eine Struktur gemäß Anspruch l aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Pixel (500) nur eine Photodiode (50) und einen Schalter

(52) umfaßt, wobei der Lasttransistor (51) und die Auslesemittel (53) für eine Einheit aus mehreren einzelnen Pixeln (500) vorgesehen sind.

6. CMOS-Bildfühler gemäß irgendeinem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin mindestens ein Pseudopixel mit einer Stromquelle anstatt einer Photodiode aufweist, um die absolute Lichtintensität der Pixel zu bestimmen.

7. CMOS-Bildfühler gemäß irgendeinem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin festgelegte Gruppen von (&eegr; &khgr; m) Pixeln (70, 71, 72, 73) aufweist, die ein Ausgangsspannungssignal liefern, wobei das Ausgangsspannungssignal eine Art gemittelter oder minimierter Wert der einzelnen Ausgangsspannungssignale von nicht-defekten Pixeln in einer Gruppe ist.

8. CMOS-Bildfühler gemäß irgendeinem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin ein Mosaikfarbfilter aufweist, das Vorzugs weise die Struktur der Pixelanordnung hat.

9. Vorrichtung, die einen Bildfühler gemäß irgendeinem der Ansprüche 2 bis 8 mit einer entsprechenden peripheren Schaltung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist:

eine Signalverarbeitungseinheit (83), und - eine Steuerschaltung (84, 85) , um das Ausgangsspannungssignal (80) der Pixel (100) oder der Einheiten aus Pixeln (500) in dem Fühler (800) innerhalb des Bereichs der Eingangsspannung (82) der Signalverarbeitungseinheit (83) einzustellen,

wodurch eine automatische Helligkeitssteuerung des Fühlers erhalten wird.

10. Verfahren zum Erhöhen der Homogenität des Bildes, das bei einem Bildfühler gemäß irgendeinem der Ansprüche 2 bis 6 angetroffen wird, dadurch gekennzeichnet, daß es die Schritte aufweist, bei denen:

ein einzelnes Pixel (100 oder 500) ausgewählt wird, eine hohe Stromdichte während einer gewissen Dauer auf einen der Transistoren (11, 13, 14 oder 53) eines Pixels gegeben wird, wobei

die Dauer so gewählt wird, daß die Schwellenspannung des Transistors (11, 13, 14 oder 53) auf einen vorgegebenen Wert verschoben wird.

11. Verfahren zur Herstellung eines auf einem CMOS-Bildfühler gemäß Anspruch 8 aufzubringenden Farbfilters, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, bei denen:

ein Farbgemisch, das mindestens Polyvinylalkohol, Dichromat, und das erforderliche Pigment oder den erforderlichen Farbstoff enthält, in Form einer Suspension, Dispersion oder Lösung hergestellt wird,

DE/EPO 73S039T1

dieses Farbgemisch auf die Pixelstruktur des CMOS-Bildfühlers durch Schleudern aufgebracht wird,

eine Belichtung gemacht wird, wobei vorzugsweise der gleiche Maskensatz wie beim Herstellen der Pixelstruktur des CMOS-Bildfühlers verwendet wird,

der belichtete Teil weggeätzt wird, und ein Spül- und/oder Verbrennungsschritt ausgeführt werden.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die hier angegebenen Schritte für weitere Farben wiederholt werden.

13. Verwendung von irgendeinem der Vorrichtungen gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, oder der Verfahren gemäß Anspruch 10, 11 und 12 zum Herstellen einer Bildkamera.