高动态范围图像传感器像素结构及其操作方法

    公开(公告)号:CN104469195B

    公开(公告)日:2017-11-21

    申请号:CN201410797654.1

    申请日:2014-12-18

    发明人: 郭同辉 旷章曲

    IPC分类号: H04N5/369 H04N5/355

    摘要: 本发明公开了一种高动态范围图像传感器像素结构及其操作方法,像素结构包括光电二极管、复位晶体管、源跟随晶体管、选择晶体管、漂浮有源区,还包括第一电荷传输晶体管、第二电荷传输晶体管、第三电荷传输晶体管,以及置于第二电荷传输晶体管与第三电荷传输晶体管之间的晶体管电容器件。像素采用两次曝光方式采集光电信号,第一次长时间曝光方式采集的光电电荷,被转移到晶体管电容器件中储存起来,第二次短时间曝光方式采集的光电电荷和在晶体管电容器件中储存的光电电荷一同转移到漂浮有源区,然后进行光电信号读取操作。因此,本发明扩展了图像传感器的感光动态范围。

    非线性CMOS图像传感器像素及其工作方法

    公开(公告)号:CN104135632B

    公开(公告)日:2017-06-30

    申请号:CN201410406689.8

    申请日:2014-08-18

    IPC分类号: H04N5/374 H01L27/146

    摘要: 本发明公开了一种非线性CMOS图像传感器像素及其工作方法,包括光电二极管、复位晶体管、源跟随晶体管、选择晶体管、反相器、开关晶体管和电容,复位晶体管的源极端与光电二极管的电荷收集端连接,反相器的栅极端与光电二极管的电荷收集端相连,所关晶体管的栅极端与反相器的输出端相连,开关晶体管的源极端外接电势,开关晶体管的漏极端与电容的正极板端相连,源跟随晶体管的栅极端与开关晶体管的漏极端相连。提高了弱光像素的灵敏度,同时压缩了强光像素的灵敏度,有效提升了图像传感器输出的图像品质。

    CMOS图像传感器的有源像素及CMOS图像传感器

    公开(公告)号:CN103139497B

    公开(公告)日:2017-06-06

    申请号:CN201310092489.5

    申请日:2013-03-21

    IPC分类号: H04N5/374 H04N5/359

    摘要: 本发明公开了一种CMOS图像传感器的有源像素,至少包括置于半导体基体中的感光元件,连接感光元件的复位晶体管和源跟随晶体管,开关晶体管和列位线。本发明的图像传感器像素感光元件包含两个感光区:低剂量杂质离子注入区和靠近复位晶体管的高剂量杂质离子注入区;低照明时,感光元件内产生的光电电荷仅在高剂量杂质离子注入区收集,光电转换增益高,传感器的灵敏度高;高照明时,感光元件内产生的光电电荷在整个感光元件内收集。因此,本发明的有源像素有效提高了低照明时图像传感器的感光灵敏度,传感器采集到低照明时更多实物细节信息。

    一种图像传感器像素结构及其操作方法

    公开(公告)号:CN104485342B

    公开(公告)日:2017-05-24

    申请号:CN201410765148.4

    申请日:2014-12-11

    发明人: 郭同辉 旷章曲

    IPC分类号: H01L27/146 H04N5/374

    摘要: 本发明公开了一种图像传感器像素结构及其操作方法,包括置于半导体基体中的光电二极管、复位晶体管、源跟随晶体管、选择晶体管、漂浮有源区,还包括第一电荷传输晶体管、第二电荷传输晶体管以及置于第一电荷传输晶体管和第二电荷传输晶体管之间的电容。光电二极管在曝光周期中,第一电荷传输晶体管做开启并关闭操作多于1次,进而将多于1倍光电二极管饱和容量的光电电荷存储在电容中;光电二极管曝光结束时,将存储在电容中的光电电荷转移至漂浮有源区,进行读取光电信号操作,从而提高了图像传感器像素的电荷饱和容量。

    防止图像弥散的图像传感器及其制作方法

    公开(公告)号:CN104134677B

    公开(公告)日:2017-02-15

    申请号:CN201410404748.8

    申请日:2014-08-15

    发明人: 郭同辉 旷章曲

    IPC分类号: H01L27/146

    摘要: 本发明公开了一种图像质量高的防止图像弥散的图像传感器及其制作方法,包括感光像素阵列,感光像素阵列中的每个像素包含置于半导体基体中的N型光电二极管,感光像素阵列区域设置N型导电层,N型导电层位于所述光电二极管的下方,感光像素阵列周围设置有抽取电荷N型区,抽取电荷N型区与所述N型导电层相互连接。光电二极管饱和时的外溢电荷被光电二极管底部的导电层吸收,进而通过抽取电荷N型区被抽离感光像素区域,外溢电荷不会串扰到临近像素的光电二极管中,可防止图像弥散现象的发生,提高图像的质量。

    一种防止图像弥散的图像传感器像素结构及其制造方法

    公开(公告)号:CN103824869B

    公开(公告)日:2017-02-15

    申请号:CN201410098644.9

    申请日:2014-03-17

    IPC分类号: H01L27/146

    摘要: 本发明公开了一种防止图像弥散的图像传感器像素结构及其制造方法,其中,所述图像传感器像素结构的光电二极管一侧的一浅槽隔离区、另一侧的两个浅槽隔离区中的一个浅槽隔离区及晶体管漏端部分有源区上均设有深P型阱区,其中,所述晶体管漏端有源区上的深P型阱区,其覆盖距所述光电二极管较远的浅槽隔离区,且不与距所述光电二极管较近的浅槽隔离区接触;使得所述光电二极管与晶体管漏端有源区之间构成溢出电荷导流通道。通过采用本发明公开的图像传感器像素结构及其制造方法,可防止采集的图像产生弥散现象,同时消除强光图像的周围像素颜色失真的问题。

    一种CMOS图像传感器的像素结构及该图像传感器

    公开(公告)号:CN103391407B

    公开(公告)日:2016-08-17

    申请号:CN201310329255.8

    申请日:2013-07-31

    摘要: 本发明公开了一种CMOS图像传感器的像素结构及该图像传感器,其中,该像素结构包括:四个像素,排列为三行两列阵列结构,第一列上端的像素与第二列下端的像素位于同一行中;该阵列结构中每一像素均设有一光电二极管与电荷传输晶体管,每一列的像素共享行选择晶体管、源跟随晶体管、复位晶体管及漂浮有源区;每一列共享的漂浮有源区分别与该列两个像素的电荷传输晶体管,以及该列的源跟随晶体管和复位晶体管相连;该列的行选择晶体管与该列的源跟随晶体管相连;该列的复位晶体管与该列的行选择晶体管通过该列像素的信号输出线相连。通过采用本发明公开的像素结构与图像传感器,可有效提高像素的金属窗口开口率及小面积像素图像传感器的图像品质。

    高动态图像传感器及其有源像素

    公开(公告)号:CN103067676B

    公开(公告)日:2016-03-30

    申请号:CN201310016833.2

    申请日:2013-01-16

    摘要: 本发明公开了一种高动态图像传感器及其有源像素,有源像素包括复位晶体管、源跟随晶体管、行选择晶体管、多个感光元件和列位线,每个感光元件对应连接一个电荷传输晶体管的源极,多个电荷传输晶体管的栅极相互连接在一起,多个电荷传输晶体管漏极相互连接在一起作为漂浮节点。多个感光元件采用的曝光饱和时间不同,压缩了传感器高曝光量时的光电响应曲线,降低了高曝光量像素的灵敏度,因此提高了图像传感器的动态范围。

    提高饱和容量的背照式图像传感器结构

    公开(公告)号:CN104362164A

    公开(公告)日:2015-02-18

    申请号:CN201410678012.X

    申请日:2014-11-21

    发明人: 郭同辉 旷章曲

    IPC分类号: H01L27/146

    摘要: 本发明公开了一种提高饱和容量的背照式图像传感器结构,包括置于半导体基体中的逻辑电路和像素阵列,像素阵列区域周围的半导体基体中设置有N型离子环,所述像素阵列区域与N型离子环之间设置有P型离子环。N型离子环将像素阵列区域的半导体基体与逻辑电路区域的半导体基体隔开,两区域的半导体基体可以设置成不同的电势;像素阵列与N型离子环之间的P型离子环,通过外接负电势,有效提高了像素中光电二极管的势阱电势摆幅,提高了像素的信号饱和容量。