一种提高电荷电压转换增益的四管有源像素结构制造技术

一种提高电荷电压转换增益的四管有源像素结构，该像素结构具有远端浮动扩散区FD，降低了浮动扩散区FD与传输栅TG的交叠电容和浮动扩散区FD与复位管RST的栅极的交叠电容，提高了电荷电压转换增益，有效降低了等效输入噪声，同时实现了电荷完全转移，保证了图像传感器高的信噪比。器高的信噪比。器高的信噪比。

【技术实现步骤摘要】
一种提高电荷电压转换增益的四管有源像素结构


[0001]本专利技术属于互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器领域，尤其涉及一种提高电荷电压转换增益的四管有源像素结构。

技术介绍

[0002]随着CMOS工艺节点的进步，像素尺寸在不断减小，导致全阱容量不断下降，为保证图像传感器的高信噪比，需通过提高像素内电荷电压转换增益，从而提高光电信号。
[0003]目前比较成熟的提高光电信号的结构有基于单光子雪崩二极管的像素和雪崩倍增电荷耦合器件，这两种结构都是利用倍增效应来提高光电信号，但它们存在工作电压过高，功耗大，像素尺寸大等问题。此外还有一种利用小尺寸源极跟随器结构，通过减小源极跟随器栅极电容来提高电荷电压转换增益，该方法适用于大尺寸像素，但对于小尺寸像素，会增大源极跟随器的1/f噪声，影响图像的质量。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术一种提高电荷电压转换增益的四管有源像素结构，通过减小浮动扩散区FD的电容大小，提高电荷电压转换增益，从而提高光电信号，降低等效输入噪声，保证图像传感器高的信噪比，为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高电荷电压转换增益的四管有源像素结构，其特征在于：该像素结构基于p型硅衬底（101），p+型钳位层（103）位于p型硅衬底（101）的上表面；p型硅衬底（101）、p+型钳位层（103）、和n型电荷存储区SW（102）构成钳位光电二极管PPD；多晶硅栅TG（105）、p型势垒区PB（106）、p-型虚拟势垒区VB（107）、p型硅衬底（101）构成传输管；n型浮动扩散区FD（109）远离多晶硅栅TG（105）；多晶硅栅（108）、p-型虚拟势垒区VB（112）、p型势垒区PB（113）、n型连接区（114）构成复位晶体管RST；n型连接区（114）、p型硅衬底（101）、n型连接区（115）构成源级跟随器SF；多晶硅栅（111）、n型连接区（115）、p型硅衬底（101）、n型连接区（116）构成选择管SEL；n型浮动扩散区FD（109）、p-型虚拟势垒区VB（112）、p型势垒区PB（113）、n型连接区（114&115&116）位于p阱（104）之中；钳位光电二极管（102&103）右侧与传输栅TG（105）左侧相连；传输栅TG（105）右侧与浮动扩散区FD（109）通过p-虚拟势垒区VB（107）相连；复位晶体管RST（108）右侧与浮动扩散区FD（109）通过p-虚拟势垒区VB（112）相连；复位晶体管RST（108）右侧与n型...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐江涛，徐亮，赵彤，查万斌，高静，
申请(专利权)人：天津大学青岛海洋技术研究院，
类型：发明
国别省市：