[发明专利]耦合电容匹配的共享放大器像素

说明书

技术领域

本发明大体上涉及CMOS图像传感器领域。更具体地，本发明涉及这种共享放大器的图像传感器，所述放大器包括为每个像素匹配传输门和浮动扩散(floating diffusion)之间的电容以便降低固定模式噪声(fixed pattern noise)。

背景技术

图1示出现有技术，共享的像素示意图包括两个光电探测器(PD1和PD2)、两个传输门(TG1和TG2)、行选择晶体管(RSEL)、公共的浮动扩散感测节点(FD)、具有复位门(RG)的复位晶体管和源极跟随器输入晶体管(SF)。图2的现有技术的像素是类似的概念，区别仅在于四个PD和TG共享公共部件。

这些设计在TG和FD之间产生了耦合电容，所述耦合电容产生了与每个TG到公共FD的电容中的失配相关的固定模式噪声。例如，如果图1中的像素中从TG1到FD的电容(C_TG1-FD)不同于TG2到FD的电容(C_TG2-FD)，那么在读出期间会存在与前述电容的失配相关联的行相关的奇偶或模2的固定模式噪声。

在如图2所示的4-共享像素中也注意到类似的影响。电容(C_TG1-FD)、(C_TG2-FD)、(C_TG3-FD)和(C_TG4-FD)中的失配导致行相关的模4的固定模式噪声。由于固定模式噪声在空间上是高度相关的，所以很容易在低电平检测到并且会降低图像质量。TG-FD电容包括与像素内的互连相关联的寄生电容和TG叠加(overlap)电容。

本发明通过对共享的放大器像素的TG_I到FD所产生的匹配电容进行详细的规划和设计来消除固定模式噪声。这可以通过但不限于相同的TG配线布局以及在每个像素内相对于FD结和互连使用相同水平的互连来完成。可以使用版图后提取工具(post layout extractiontool)和其他集成电路电容建模工具来设计所要求的匹配度。在一些情况下，这可能要求有目的地向一个或多个TG_i-FD区域添加寄生电容，以产生匹配的TG-FD耦合电容。

发明内容

本发明旨在克服上述问题中的一个或多个。简要综述，根据本发明的一个方面，本发明在于一种制造图像传感器的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供多个像素，每个像素都具有光电探测器；(b)提供在所述多个光电探测器之间共享的放大器；(c)提供与每个光电探测器相关联的传输门；(d)提供在所述多个光电探测器之间共享的电荷到电压转换区；(e)确定每个传输门与电荷到电压转换区之间的电容；以及(f)通过改变一个或多个像素内的物理结构来把电容修改成基本上相同。

参考附图，根据下面的优选实施例的详细描述和随附的权利要求将会更加清楚地理解本发明的这些以及其他方面、目的、特征和优势。

本发明的有益效果

本发明的优势在于：通过对共享的放大器像素的TG_I到FD所产生的匹配电容进行详细的规划和设计来消除固定模式噪声。这可以通过但不限于相同的TG配线布局以及在每个像素内相对于FD结和互连使用相同级别的互连来完成。可以使用版图后提取工具和其他集成电路电容建模工具来设计所要求的匹配度。在一些情况下，这要求有目的地向一个或多个TG_i-FD区域添加寄生电容，以产生匹配的TG-FD耦合电容。

附图说明

图1是现有技术的共享放大器的两个像素的示意图；

图2是现有技术的共享放大器的四个像素的示意图；

图3是共享放大器的两个像素的本发明的示意图；

图4是共享放大器的四个像素的本发明的示意图；以及

图5是用于说明普通消费者所习惯的典型商业实施例的数字照相机的图示。

具体实施方式