寬動態範圍像素單元、其製造方法及其構成的圖像感測器
申請人· 比亞迪股份有限公司 中國大陸 CN


專利信息

專利名稱 寬動態範圍像素單元、其製造方法及其構成的圖像感測器
公告號 I517376
公告日 2016/01/11
證書號 I517376
申請號 2013/08/22
國際專利分類號
公報卷期 43-02
發明人 張彩婷; 劉坤; 傅璟軍; 胡文閣
申請人 比亞迪股份有限公司 中國大陸 CN
代理人 桂齊恆; 林景郁
優先權 中國大陸 201210401338.9 20121019 中國大陸 201310251026.9 20130624
參考文獻 US2005/0051701A1; US2007/0114629A1
審查人員 吳爾軒

專利摘要

本發明提出了一種寬動態範圍像素單元、其製造方法及其構成的圖像感測器,該像素單元包括在同一襯底上形成的光電二極體、傳輸電晶體、浮置擴散節點、重設電晶體、源極隨耦電晶體和行選通電晶體,還包括與浮置擴散節點相連的PINNED結構。本發明的像素單元透過控制PINNED結構的耗盡電壓來實現圖像感測器非線性靈敏度。本發明的製造方法工藝簡單,與現有的CMOS製造工藝相容。本發明的圖像感測器採用具有PINNED結構的像素單元組成像素陣列,實現了圖像感測器的非線性靈敏度,不但能夠提高圖像感測器對過曝區域的控制,還能提高暗態區域的可視性,從而提高圖像感測器的動態範圍。


專利範圍

1.一種寬動態範圍的像素單元,包括在同一襯底上形成的光電二極體、傳輸電晶體、浮置擴散節點、PINNED結構,所述光電二極體和浮置擴散節點透過所述傳輸電晶體分隔,所述浮置擴散節點與所述PINNED結構相連,所述浮置擴散節點的重置電壓大於所述PINNED結構的耗盡電壓。 2.如請求項1所述的寬動態範圍的像素單元,所述PINNED結構包括第一擴散區和第二擴散區,所述第一擴散區形成在所述襯底內,所述第二擴散區形成在所述第一擴散區上,所述第一擴散區的摻雜類型與所述襯底的摻雜類型相反,所述第二擴散區的摻雜類型與所述襯底的摻雜類型相同,所述第二擴散區的摻雜濃度高於所述第一擴散區的摻雜濃度。 3.如請求項1所述的寬動態範圍的像素單元,所述PINNED結構的形狀為多邊形、圓形、線形和弧形組成的圖形、或者不規則弧線組成的圖形。 4.如請求項1至3中任一項所述的寬動態範圍的像素單元,所述PINNED結構的面積大於所述浮置擴散節點的面積。 5.如請求項2所述的寬動態範圍的像素單元,所述浮置擴散節點的摻雜濃度高於所述第一擴散區的摻雜濃度,其摻雜類型與所述襯底的摻雜類型相反。 6.一種寬動態範圍像素單元的製造方法,包括提供襯底並在所述襯底上形成光電二極體、傳輸電晶體、浮置擴散節點和PINNED結構,所述光電二極體和浮置擴散節點透過所述傳輸電晶體分隔,所述浮置擴散節點與PINNED結構相連,所述浮置擴散節點的重置電壓大於所述PINNED結構的耗盡電壓。 7.如請求項6所述的寬動態範圍像素單元的製造方法,其中,所述PINNED結構包括第一擴散區和第二擴散區,形成所述浮置擴散節點與PINNED結構的步驟為:S1:在所述襯底內形成浮置擴散節點,所述浮置擴散節點的摻雜類型與所述襯底的摻雜類型相反;S2:在所述襯底內與浮置擴散節點相連的區域內形成第一擴散區,所述第一擴散區的面積大於所述浮置擴散節點的面積,所述第一擴散區的摻雜濃度低於所述浮置擴散節點的摻雜濃度,其摻雜類型與所述襯底的摻雜類型相反;S3:在所述第一擴散區上形成第二擴散區,所述第二擴散區的摻雜濃度高於所述第一擴散區的摻雜濃度,其摻雜類型與所述襯底的摻雜類型相同。 8.如請求項7所述的寬動態範圍像素單元的製造方法,所述PINNED結構的面積大於所述浮置擴散節點的面積。 9.一種圖像感測器,包括:像素陣列,所述像素陣列具有m行n列如請求項1至5中任


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