CMOS图像传感器的运放及偏置电路结构及图像传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种CMOS图像传感器的运放及偏置电路结构及图像传感器，包括：均与输出端连接的第一NMOS管和第一PMOS管，还包括：第二NMOS管，连接在所述第一NMOS管与输出端之间。通过在第一NMOS管和第一PMOS管之间增设第二NMOS管，并按设定方式将第二NMOS管与第一NMOS管和第一PMOS管连接，实现了降低第一NMOS管的源极与漏极间的压差，消除引起光子辐射的热载流子效应，避免了处于饱和区的MOS器件发光，保证CMOS图像暗态下图像的一致性，提升了CMOS图像传感器的性能。CMOS图像传感器的性能。CMOS图像传感器的性能。

【技术实现步骤摘要】
CMOS图像传感器的运放及偏置电路结构及图像传感器


[0001]本专利技术涉及图像传感器领域，尤其涉及一种CMOS图像传感器的运放及偏置电路结构及图像传感器。

技术介绍

[0002]在CMOS图像传感器的运放及偏置电路中，MOS管的工作状态通常被期望工作在饱和区。但是因为工艺、电源及温度等影响，当处于饱和区的MOS管的Vds较大时，会出现衬底电流为纳安培或者微安培级别的直流泄漏现象，该过程会伴随光子辐射，从而引起临近这类器件的图像传感器像素采样信号量比其他区域信号量多，从而引起暗态下图像非一致性问题。
[0003]如图1所示为应用110nm thick oxide工艺实现的CMOS图像传感器的运放及偏置电路，该电路中，当out端输出较高，导致第一NOMS管NM1的Vgs超过某一个阈值后，且NM1工作在饱和区，NM1就会产生光子辐射，同步表现NM1的衬底有电流产生。原因是饱和区MOS管的沟道夹断，漏极与源极间的场强非常大，此时漏区周围空间电荷区较宽。源极端的自由电子扩散到空间电荷区附近，很容易被捕获，并且在耗尽区中被加速，高速粒子撞击晶体原子，即漏极附近的区域发生热载流子效应，电子空穴对复合，辐射光子，漏极附近的电子不断被漏极强电场捕获，形成衬底电流。
[0004]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供了一种CMOS图像传感器的运放及偏置电路结构及图像传感器，能避免处于饱和区的MOS器件发光，保证CMOS图像暗态下图像的一致性，进而解决现有技术中存在的上述技术问题。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种CMOS图像传感器的运放及偏置电路结构，包括：均与输出端连接的第一NMOS管和第一PMOS管，还包括：
[0008]第二NMOS管，连接在所述第一NMOS管与输出端之间。
[0009]一种CMOS图像传感器，其特征在于，该CMOS图像传感器的运放及偏置电路采用本专利技术所述的CMOS图像传感器的运放及偏置电路结构。
[0010]与现有技术相比，本专利技术所提供的CMOS图像传感器的运放及偏置电路结构及图像传感器，其有益效果包括：
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他
附图。
[0012]图1为现有技术提供的CMOS图像传感器的运放及偏置电路的构成示意图。
[0013]图2为本专利技术实施例提供的CMOS图像传感器的运放及偏置电路的构成示意图。
[0014]图3为本专利技术实施例提供的CMOS图像传感器的运放及偏置电路的与现有CMOS图像传感器的运放及偏置电路的第一NMOS管NM1的衬底漏电对比示意图。
具体实施方式
[0015]下面结合本专利技术的具体内容，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本专利技术的限制。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0016]首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
[0017]术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，X和/或Y表示既包括“X”或“Y”的情况也包括“X和Y”的三种情况。
[0018]术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
[0019]术语“由
……
组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。
[0020]除另有明确的规定或限定外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如：可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。
[0021]术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是明示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本文的限制。
[0022]下面对本专利技术所提供的CMOS图像传感器的运放及偏置电路结构及图像传感器进行详细描述。本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本专利技术实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本专利技术实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0023]如图2所示，本专利技术实施例提供一种CMOS图像传感器的运放及偏置电路结构，包括：均与输出端连接的第一NMOS管和第一PMOS管，还包括：
[0024]第二NMOS管，连接在所述第一NMOS管与输出端之间。
[0025]上述电路结构中，所述第二NMOS管的源极S与所述第一NMOS管的漏极D电性连接；
[0026]所述第二NMOS管的栅极G与电源电性连接；
[0027]所述第二NMOS管的漏极D与输出端和所述第一PMOS管的源极S电性连接；
[0028]所述第二NMOS管的衬底与所述第一NMOS管的衬底电性连接。
[0029]优选的，第二NMOS管的采用与第一NMOS管的NM1相同类型的管子，管子的沟道长度的取工艺限制的最小值即可。
[0030]具体的，是在第一NMOS管NM1与第一PMOS管之间设置第二NMOS管NM2，使第一NMOS管NM1的漏端电压小于vdd
‑
Vth(Vth为第二NMOS管NM2的阈值电压)，从而降低NM1管的源极与漏极间的压差，消除引起光子辐射的热载流子效应，电路仿真表现为NM1管的衬底电流很小；并且，通过将设置的第二NMOS管NM2的栅极G与电源电性连接，漏极D与输出端(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CMOS图像传感器的运放及偏置电路结构，包括：均与输出端连接的第一NMOS管和第一PMOS管，其特征在于，还包括：第二NMOS管，连接在所述第一NMOS管与输出端之间。2.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器的运放及偏置电路结构，其特征在于，所述第二NMOS管的源极S与所述第一NMOS管的漏极D电性连接；所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小亮，姚穆，
申请(专利权)人：豪威科技北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：