像素单元、图像传感器及电子设备制造技术

一种像素单元、图像传感器及电子设备，其中像素单元包括：光电二极管、传输晶体管、浮动扩散点，复位晶体管、转换增益控制晶体管以及增益控制电容；其中浮动扩散点靠近传输晶体管设置并连接至传输晶体管；转换增益控制晶体管连接在浮动扩散点和复位晶体管之间；增益控制电容的第一极包括连接部和拓展部，连接部为复位晶体管与转换增益控制晶体管两者的连接点，拓展部由该连接点凸伸至按列方向相邻的两个光电二极管之间；采用连接部和拓展部结合以构成增益控制电容，进而达到更低的低增益值，以提升图像传感器的增益比率和在高光场景下的工作性能。

【技术实现步骤摘要】
像素单元、图像传感器及电子设备
本专利技术涉及图像传感器
，尤其涉及一种高增益比率的像素单元、图像传感器及电子设备。
技术介绍
图像传感器是将光信号转换成电信号的半导体装置。现有的图像传感器包括电荷耦合器件(CCD)与互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。与传统的CCD传感器相比，CMOS图像传感器具有低功耗、低成本等特点，因此得到越来越广泛的应用。通常的CMOS图像传感器采用传输晶体管将光敏元件例如光电二极管产生的电子传输到浮动扩散节点并通过源极跟随放大器晶体管输出。根据实际应用，部分传感器会设计双转换增益模式，以在不同的应用环境中采用不同增益，比如，在低光场景下，图像传感器的像素电路工作在高转换增益模式下，灵敏度较高；在高光场景下，图像传感器的像素电路工作在低转换增益模式下，灵敏度相对低，但能够读出更多的信号。但是，限于工艺水平，小尺寸的图像传感器无法继续降低低增益部分，以应用在高光环境下。浮动扩散节点的寄生电容电容值影响动态范围的上限，光电二极管热产生的电荷以及其他噪声因素影响像素动态范围的下限，动态范围为像素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种像素单元，其特征在于，包括：/n光电二极管及连接到所述光电二极管的传输晶体管，所述传输晶体管以一角度倾斜设置于所述光电二极管的角部；/n浮动扩散点，所述浮动扩散点靠近所述传输晶体管设置并连接至所述传输晶体管；/n复位晶体管和转换增益控制晶体管，所述转换增益控制晶体管连接在所述浮动扩散点和所述复位晶体管之间；/n增益控制电容，所述增益控制电容的第一极包括连接部和拓展部，所述连接部为所述复位晶体管与所述转换增益控制晶体管两者的连接点，所述拓展部由所述连接点凸伸至按列方向相邻的两个光电二极管之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种像素单元，其特征在于，包括：
光电二极管及连接到所述光电二极管的传输晶体管，所述传输晶体管以一角度倾斜设置于所述光电二极管的角部；
浮动扩散点，所述浮动扩散点靠近所述传输晶体管设置并连接至所述传输晶体管；
复位晶体管和转换增益控制晶体管，所述转换增益控制晶体管连接在所述浮动扩散点和所述复位晶体管之间；
增益控制电容，所述增益控制电容的第一极包括连接部和拓展部，所述连接部为所述复位晶体管与所述转换增益控制晶体管两者的连接点，所述拓展部由所述连接点凸伸至按列方向相邻的两个光电二极管之间。


2.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述光电二极管在位于所述连接部的右上方、右下方及左上方处设有缺口，以使得所述增益控制电容的连接部形成为多边形。


3.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述连接部向上方凸伸以连接至所述复位晶体管，所述连接部向右方凸伸以连接至所述增益控制电容的拓展部。


4.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述转换增益控制晶体管的栅极呈不规则形状布置，其源极与浮动扩散点连接，其漏极与所述增益控制电容和所述复位晶体管连接。


5.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述浮动扩散点沿第一倾斜方向倾斜设置在所述光电二极管和所述第一极之间，所述转换增益控制晶体管沿第二倾斜方向倾斜设置在所述浮动扩散点和所述第一极之间，所述第一倾斜方向和所述第二倾斜方向交叉。


6.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述第一极沿所述行方向的长度大于所述像素单元沿所述行方向的长度的50％。


7.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述拓展部沿所述列方向的宽度大于按所述列方向相邻的两个光电二极管之间间距的40％。


8.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述拓展部与位于其列方向上两侧的光电二极管之间均设置隔离结构，所述隔离结构采用离子注入方式隔离或STI隔离。


9.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述复位晶体...

【专利技术属性】
技术研发人员：张盛鑫，徐辰，邵泽旭，
申请(专利权)人：思特威上海电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31