本发明专利技术公开了一种测量图像传感器像素完全耗尽电压的装置及方法，在光电二极管的电荷收集区域与电压测量表相连接，电荷传输晶体管的漏极端与可调电源相连接。将电荷传输晶体管置为开启状态，可调电源从0V开始扫描电压到可调电源的最高电压，电压测量表读出值会从0V开始跟随可调电源电压的变化，当跟随到一定数值时电压测量表读出值不再变化，此读出值为电压测量表所测到的最高值，此最高值为图像传感器像素的完全耗尽电压值。能够方便、高效、准确地测量图像传感器像素单元中的光电二极管管完全耗尽电压。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，在光电二极管的电荷收集区域与电压测量表相连接，电荷传输晶体管的漏极端与可调电源相连接。将电荷传输晶体管置为开启状态，可调电源从0V开始扫描电压到可调电源的最高电压，电压测量表读出值会从0V开始跟随可调电源电压的变化，当跟随到一定数值时电压测量表读出值不再变化，此读出值为电压测量表所测到的最高值，此最高值为图像传感器像素的完全耗尽电压值。能够方便、高效、准确地测量图像传感器像素单元中的光电二极管管完全耗尽电压。【专利说明】
本专利技术涉及一种图像传感器测量技术，尤其涉及一种测量图像传感器像素完全耗 尽电压的装置及方法。
技术介绍
图像传感器使用感光像素采集图像的光信息，感光像素中的光电二极管将光信号 转换为电信号，光电二极管接受到的光量越多所产生的电信号量越强。所述电信号量使用 光电电荷量来衡量，光电二极管能容纳的电荷量多少与其电压摆幅有关系。众所周知，电荷 电量=电容X电压，对于面积相同的像素单元，电容值差别较小，所以电荷电量的多少主要 取决于电压参数。 现有技术中的图像传感器像素一般采用N型光电二极管，N型光电二极管上层为 P+型Pin层，中间是收集光电电荷的N型区域，下层是P型外延层，上中下组成PN、NP型两 个pn结。所述N型区域容纳电荷量的能力，与其电压摆幅成正比关系；所述N型区域的最 低电压为GND(地）电位，最高电压为完全耗尽电压，所以N型区域容纳电荷量的能力与完 全耗尽电压成正比；完全耗尽的意思是，所述N型区的电荷已经完全被清除，即使外部再提 高电压清除电荷，此N型区的电压也不会变化。 现有技术中的图像传感器像素，光电二极管的完全耗尽电压不能太低，否则电荷 容量过低会影响动态范围；光电二极管的完全耗尽电压不能太高，否则光电二极管中的光 电电荷不能够被完全转移而造成浪费。目前还没有一种合理有效的方法用来测定光电二极 管的完全耗尽电压，以方便并更有效地设计出高质量的图像传感器像素，来提高传感器采 集图像的质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够方便、高效、准确地测量图像传感器像素单元中的 光电二极管管完全耗尽电压的。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的： 本专利技术的测量图像传感器像素完全耗尽电压的装置，所述图像传感器像素包含光 电二极管、电荷传输晶体管，所述光电二极管的电荷收集区域与电压测量表相连接，所述电 荷传输晶体管的漏极端与可调电源相连接。 本专利技术的上述的测量图像传感器像素完全耗尽电压的装置实现测量图像传感器 像素完全耗尽电压的方法，包括步骤： 将所述电荷传输晶体管置为开启状态，所述可调电源从0V开始扫描电压到可调 电源的最高电压，所述电压测量表读出值会从0V开始跟随可调电源电压的变化，当跟随到 一定数值时电压测量表读出值不再变化，此读出值为电压测量表所测到的最高值，此最高 值为图像传感器像素的完全耗尽电压值。 由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的测量图像传感器像 素完全耗尽电压的装置及方法，由于光电二极管的电荷收集区域与电压测量表相连接，电 荷传输晶体管的漏极端与可调电源相连接。将电荷传输晶体管置为开启状态，可调电源从 0V开始扫描电压到可调电源的最高电压，所述电压测量表读出值会从0V开始跟随可调电 源电压的变化，当跟随到一定数值时电压测量表读出值不再变化，此读出值为电压测量表 所测到的最高值，此最高值为图像传感器像素的完全耗尽电压值。能够方便、高效、准确地 测量图像传感器像素单元中的光电二极管管完全耗尽电压。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术实施例提供的测量图像传感器像素完全耗尽电压的装置的结构示 意图； 图2a是本专利技术提供的测量图像传感器像素完全耗尽电压的方法中，可调电源电 压小于完全耗尽电压时的势阱示意图； 图2b是本专利技术提供的测量图像传感器像素完全耗尽电压的方法中，可调电源电 压等于完全耗尽电压时的势阱示意图； 图2c是本专利技术提供的测量图像传感器像素完全耗尽电压的方法中，可调电源电 压大于完全耗尽电压时的势阱示意图； 图3是本专利技术提供的测量图像传感器像素完全耗尽电压的方法中，可调电源输出 电压值与电压测量表读出值的关系示意图。 【具体实施方式】 下面将对本专利技术实施例作进一步地详细描述。 本专利技术的测量图像传感器像素完全耗尽电压的装置，其较佳的【具体实施方式】是： 所述图像传感器像素包含光电二极管、电荷传输晶体管，所述光电二极管的电荷 收集区域与电压测量表相连接，所述电荷传输晶体管的漏极端与可调电源相连接。 所述光电二极管为N型光电二极管。 所述光电二极管通过设置第一接触孔与金属线连接，所述金属线的另一端与所述 电压测量表连接。 所述第一接触孔与所述电荷传输晶体管之间的距离大于或等于0. 5倍的光电二 极管尺寸。 所述第一接触孔处不设置P+型pin层，所述第一接触孔处使用N型离子注入，注 入区深度大于或等于〇. 2um，注入区离子浓度大于或等于lE+16Atom/cm3。 所述N型离子是磷离子或砷离子。 所述电荷传输晶体管为N型晶体管，其源极端为光电二极管、漏极端为N+有源区。 所述电荷传输晶体管的漏极端通过设置第二接触孔与金属线相连接，所述金属线 的另一端与所述可调电源相连接。 本专利技术的上述的测量图像传感器像素完全耗尽电压的装置实现测量图像传感器 像素完全耗尽电压的方法，其较佳的【具体实施方式】是： 包括步骤： 将所述电荷传输晶体管置为开启状态，所述可调电源从0V开始扫描电压到可调 电源的最高电压，所述电压测量表读出值会从ον开始跟随可调电源电压的变化，当跟随到 一定数值时电压测量表读出值不再变化，此读出值为电压测量表所测到的最高值，此最高 值为图像传感器像素的完全耗尽电压值。 所述可调电源的最高电压为2. 8V?3. 6V。 本专利技术的，在现有像素单元的基 础上，在光电二极管区域添加一接触孔及相应金属连线，并与外部一电压测量表相连，通过 开启电荷传输晶体管，连续扫描电荷传输晶体管的漏极端电压，监测电压测量表的最高读 出数值，方便而准确地确定了像素中光电二极管的完全耗尽电压值。能够方便、高效、准确 地测量图像传感器像素单元中的光电二极管管完全耗尽电压。 具体实施例： 测量图像传感器像素完全耗尽电压的装置的基本结构如图1所示。图1中，101 为光电二极管电荷收集区域，此区域为Ν型离子注入区，102为Ν型离子注入区，103为Ρ+ 型Pin层，104为电荷传输晶体管，105为电荷传输晶体管的漏极区，106为电压测量表，107 为可调电源。其中，102区的不设置P+型Pin层，并且102区的N型离子浓度大于等于 lE+16Atom/cm3，102区的深度大于等于0. 2um，此N型区的注入离子可以是磷离子，也可以 是砷离子，设置102区的目的是能够更好使101区与外界金属连接；所述102区距离104， 大于等于〇. 5倍的光电二极管尺寸，即102区需要远离电荷传输晶体管104,102区位于图1 中的光电二极管的左半侧，以便使本专利技术所测量的完全耗尽电压值更准确。图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量图像传感器像素完全耗尽电压的装置，所述图像传感器像素包含光电二极管、电荷传输晶体管，其特征在于，所述光电二极管的电荷收集区域与电压测量表相连接，所述电荷传输晶体管的漏极端与可调电源相连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭同辉，旷章曲，
申请(专利权)人：北京思比科微电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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