图像传感器的半导体结构、芯片及电子装置制造方法及图纸

本申请公开了一种图像传感器的半导体结构及相关芯片和电子装置。所述图像传感器的半导体结构(600)包括半导体衬底(101)和设置于所述半导体衬底的多个像素，其中所述多个像素包括：第一像素(P5')和第二像素(P6)，各包括：至少一光敏传感器(502、504、506、508)，用来将光线转换为电荷；以及输出电路，用来依据所述电荷产生像素输出，所述输出电路包括源跟随晶体管(108)以及行选择晶体管(110)电连接；其中，从俯视图来看，所述第一像素的所述行选择晶体管的源/漏极和所述第二像素的所述行选择晶体管的源/漏极共享所述半导体衬底的一区域。本申请对图像传感器的半导体结构的输出电路进行改良以降低面积并改善效能。

Semiconductor structure, chip and electronic device of image sensor

【技术实现步骤摘要】
图像传感器的半导体结构、芯片及电子装置
本申请涉及一种图像传感器的半导体结构及相关芯片和电子装置，尤其涉及一种能增加源跟随晶体管的沟道长度的图像传感器的半导体结构及相关芯片和电子装置。
技术介绍
CMOS图像传感器已经得到大规模生产和应用，随著画质要求的提升，像素的数目也越来越大，为了尽量在有限的面积中增加像素的数目，单位像素的尺寸要尽可能地缩小，也就是说，单位像素中的光敏传感器和输出电路的尺寸都要跟著缩小。然而，将输出电路的尺寸缩小，往往会影响到输出电路的效能，因此，如何兼顾面积与效能，已成为本领域的一个重要的工作项目。
技术实现思路
本申请的目的之一在于公开一种图像传感器的半导体结构及相关芯片和电子装置，来解决上述问题。本申请的一实施例公开了一种图像传感器的半导体结构，所述图像传感器的半导体结构包括半导体衬底和设置于所述半导体衬底的多个像素，其中所述多个像素包括：第一像素和第二像素，所述第一像素和所述第二像素均包括：至少一光敏传感器，用来将光线转换为电荷；以及输出电路，用来依据所述电荷产生像素输出，所述输出电路包括源跟随晶体管以及行选择晶体管，所述源跟随晶体管的一源/漏极电连接于所述行选择晶体管的一源/漏极；其中，从俯视图来看，所述第一像素的所述行选择晶体管的另一源/漏极和所述第二像素的所述行选择晶体管的另一源/漏极共享所述半导体衬底的一区域。本申请的一实施例公开了一种芯片，包括上述的图像传感器的半导体结构。本申请的一实施例公开了一种电子装置，包括上述的图像传感器的半导体结构。本申请实施例针对图像传感器的半导体结构的输出电路之配置方式进行改良，可降低面积并改善输出电路的效能。附图说明图1为本申请的图像传感器的半导体结构的第一实施例的俯视图。图2为本申请的图像传感器的半导体结构的第二实施例的俯视图。图3为图1和图2的图像传感器的像素的电路图。图4为基于图1的图像传感器的半导体结构的拜耳像素组。图5为基于图2的图像传感器的半导体结构的拜耳像素组。图6为本申请的图像传感器的半导体结构的第三实施例的俯视图。图7为本申请的图像传感器的半导体结构的第四实施例的俯视图。图8为图6和图7的图像传感器的像素的电路图。图9为基于图6的图像传感器的半导体结构的拜耳像素组。图10为基于图7的图像传感器的半导体结构的拜耳像素组。图11为本申请的图像传感器应用于电子装置中的实施例的示意图。其中，附图标记说明如下：100、200、500、600图像传感器101半导体衬底102、502、504、506、508光敏传感器104、510、512、514、516传输门106重置晶体管108源跟随晶体管110行选择晶体管116、518输出电路300、400、700、800拜耳像素组1100电子装置1104显示屏组件P1、P1'、P2、P3、P3'、P4、像素P5、P5'、P6、P7、P7'、P8L沟道长度TX、TX1、TX2、TX3、TX4传输门控制信号RST重置信号RSEL行选择信号POUT输出端WL字线BL位线VSS第一电压VDD第二电压FD浮置扩散区B蓝色Gr、Gb绿色R红色具体实施方式以下揭示内容提供了多种实施方式或示例，其能用以实现本申请内容的不同特征。下文所述之组件与配置的具体例子系用以简化本申请内容。当可想见，这些叙述仅为例示，其本意并非用于限制本申请内容。举例来说，在下文的描述中，将一第一特征形成于一第二特征上或之上，可能包括某些实施例其中所述的第一与第二特征彼此直接接触；且也可能包括某些实施例其中还有额外的组件形成于上述第一与第二特征之间，而使得第一与第二特征可能没有直接接触。此外，本申请内容可能会在多个实施例中重复使用组件符号和/或标号。此种重复使用乃是基于简洁与清楚的目的，且其本身不代表所讨论的不同实施例和/或组态之间的关系。再者，在此处使用空间上相对的词汇，譬如「之下」、「下方」、「低于」、「之上」、「上方」及与其相似者，可能是为了方便说明图中所绘示的一组件或特征相对于另一或多个组件或特征之间的关系。这些空间上相对的词汇其本意除了图中所绘示的方位之外，还涵盖了装置在使用或操作中所处的多种不同方位。可能将所述设备放置于其他方位(如，旋转90度或处于其他方位)，而这些空间上相对的描述词汇就应该做相应的解释。虽然用以界定本申请较广范围的数值范围与参数皆是约略的数值，此处已尽可能精确地呈现具体实施例中的相关数值。然而，任何数值本质上不可避免地含有因个别测试方法所致的标准偏差。在此处，「约」通常系指实际数值在一特定数值或范围的正负10％、5％、1％或0.5％之内。或者是，「约」一词代表实际数值落在平均值的可接受标准误差之内，视本申请所属
中具有通常知识者的考虑而定。当可理解，除了实验例之外，或除非另有明确的说明，此处所用的所有范围、数量、数值与百分比(例如用以描述材料用量、时间长短、温度、操作条件、数量比例及其他相似者)均经过「约」的修饰。因此，除非另有相反的说明，本说明书与附随申请专利范围所揭示的数值参数皆为约略的数值，且可视需求而更动。至少应将这些数值参数理解为所指出的有效位数与套用一般进位法所得到的数值。在此处，将数值范围表示成由一端点至另一端点或介于二端点之间；除非另有说明，此处所述的数值范围皆包括端点。高分辨率甚至超高分辨率CMOS图像传感器的应用和需求越来越广泛，单位像素的尺寸必须跟著缩小，也就是说，单位像素中的光敏传感器和输出电路的尺寸都要跟著缩小，输出电路的效能不可避免地会遭遇一些影响。例如当输出电路中的源跟随晶体管的沟道长度缩小时，随机电报信号噪声会变大，本申请的图像传感器的半导体结构可藉由改变输出电路的配置，来减少像素的面积，并增加输出电路中的源跟随晶体管的沟道长度，因而降低随机电报信号噪声。此外，藉由改变输出电路的配置，本申请亦可使具有拜耳排列的同一像素组中的绿色像素(Gr和Gb)使用同一读取电路，达到避免绿色像素(Gr和Gb)因读取电路的不同而造成绿色像素(Gr和Gb)之间的影像失调问题。图1为本申请的图像传感器的半导体结构的第一实施例的俯视图。图1中的图像传感器100包括像素P1和像素P2，且像素P1和像素P2共同形成单位像素组。应注意的是，尽管图1中的图像传感器100仅绘示了像素P1和像素P2，但图像传感器100可包括多个所述单位像素组。图3为图1的图像传感器的像素P1或像素P2的电路图，在此实施例中，像素P1与像素P2的电路图相同。请同时参阅图1和图3。图像传感器100包括半导体衬底101，且像素P1和像素P2设置于半导体衬底101。其中半导体衬底101可以是块状半导体衬底，诸如硅衬底或绝缘体上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器的半导体结构，其特征在于，所述图像传感器的半导体结构包括半导体衬底和设置于所述半导体衬底的多个像素，其中所述多个像素包括：/n第一像素和第二像素，所述第一像素和所述第二像素均包括：/n至少一光敏传感器，用来将光线转换为电荷；以及/n输出电路，用来依据所述电荷产生像素输出，所述输出电路包括源跟随晶体管以及行选择晶体管，所述源跟随晶体管的一源/漏极电连接于所述行选择晶体管的一源/漏极；/n其中，从俯视图来看，所述第一像素的所述行选择晶体管的另一源/漏极和所述第二像素的所述行选择晶体管的另一源/漏极共享所述半导体衬底的一区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器的半导体结构，其特征在于，所述图像传感器的半导体结构包括半导体衬底和设置于所述半导体衬底的多个像素，其中所述多个像素包括：
第一像素和第二像素，所述第一像素和所述第二像素均包括：
至少一光敏传感器，用来将光线转换为电荷；以及
输出电路，用来依据所述电荷产生像素输出，所述输出电路包括源跟随晶体管以及行选择晶体管，所述源跟随晶体管的一源/漏极电连接于所述行选择晶体管的一源/漏极；
其中，从俯视图来看，所述第一像素的所述行选择晶体管的另一源/漏极和所述第二像素的所述行选择晶体管的另一源/漏极共享所述半导体衬底的一区域。


2.如权利要求1所述的图像传感器的半导体结构，其中从俯视图来看，所述第一像素的所述源跟随晶体管和所述第一像素的所述行选择晶体管的配置方式对称于所述第二像素的所述源跟随晶体管和所述第二像素的所述行选择晶体管的配置方式。


3.如权利要求1所述的图像传感器的半导体结构，其特征在于，另包括位线，其中所述第一像素的所述输出电路，通过将其中的所述行选择晶体管的所述另一源/漏极，来输出所述像素输出；所述第二像素的所述输出电路，通过将其中的所述行选择晶体管的所述另一源/漏极来输出所述像素输出，且所述半导体衬底的所述区域具有一通孔，所述第一像素和所述第二像素共享所述通孔以电连接至所述位线。


4.如权利要求3所述的图像传感器的半导体结构，其中所述第一像素的所述输出电路另包括重置晶体管电连接至所述第一像素的所述源跟随晶体管；所述第二像素的所述输出电路另包括重置晶体管电连接至所述第二像素的所述源跟随晶体管。


5.如权利要求4所述的图像传感器的半导体结构，其中从俯视图来看，在所述第一像素中，所述源跟随晶体管设置于所述重置晶体管和所述行选择晶体管之间；以及在所述第二像素中，所述源跟随晶体管设置于所述重置晶体管和所述行选择晶体管之间。


6.如权利要求3所述的图像传感器的半导体结构，其中所述第一像素的所述输出电路另包括至少一传输门电连接于所述第一像素的所述至少一光敏传感器和所述第一像素的所述源跟随晶体管之间；所述第二像素另包括至少一传输门电连接于所述第二像素的所述至少一光敏传感器和所述第二像素的所述源跟随晶体管之间。


7.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈经纬，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44