[发明专利]CMOS图像传感器

说明书

技术领域

本发明属于半导体领域，特别是涉及一种CMOS图像传感器。

背景技术

CMOS图像传感器是一种使用CMOS制造工艺制造的、将图像的光学信号转换为电信号以供传输和处理的半导体器件。CMOS图像传感器一般由感光区域和信号处理电路构成。目前常见的CMOS图像传感器是有源像素型图像传感器(APS)。

现有CMOS图像传感器包括CMOS数模电路和像素单元电路阵列构成，根据一个所述像素单元电路所包括的晶体管的数目，现有CMOS图像传感器分为3T型结构和4T型结构、还可以有5T型结构。

如图1所示，为一种现有3T型结构的CMOS图像传感器的像素单元电路的等效电路结构图，包括：一个光电二极管10(Photo Diode，PD)，用于在曝光时进行光电转换，将接收到的光信号转换成电信号，所述光电二极管10包括P型区和N型区，所述P型区接地。

一个复位晶体管M1，用于在曝光前对所述光电二极管10进行复位，复位由复位信号Reset信号进行控制。在图1中，所述复位晶体管M1选用一个NMOS管，所述复位晶体管M1的源极和所述光电二极管10的N型区相连，所述复位晶体管M1的源极同时也为一感应节点N1又称为浮空扩散区(Floating Diffusion，FD)；所述复位晶体管M1的漏极接电源Vdd，所述电源Vdd为一正电源。当所述复位信号Reset为高电平时，所述复位晶体管M1导通并将所述光电二极管10的N型区连接到电源Vdd，在所述电源Vdd的作用下，使所述光电二极管10反偏并会清除所述光电二极管10的全部累积的电荷，实现复位。所述复位晶体管M1也可以由多个NMOS管串联形成、或由多个NMOS管并联形成，也可以用PMOS管代替所述NMOS管。

一个放大晶体管M2，也为一源极跟随器，用于将所述光电二极管10产生的电信号进行放大。在图1中，所述放大晶体管M2选用一NMOS管，所述放大晶体管M2的栅极接所述光电二极管10的N型区，所述放大晶体管M2的漏极接所述电源Vdd，所述放大晶体管M2的源极为放大信号的输出端。所述放大晶体管M2也可以由多个NMOS管串联形成、或由多个NMOS管并联形成。

一个行选择晶体管M3，用于将所述放大晶体管M2的源极输出的放大信号输出。在图1中，所述行选择晶体管M3选用一NMOS管，所述行选择晶体管M3的栅极接行选择信号Rs，所述行选择晶体管M3的源极接所述放大晶体管M2的源极，所述行选择晶体管M3的漏极为输出端。

如图2所示，为一种现有4T型结构的CMOS图像传感器的像素单元电路的等效电路结构图。相比于3T型结构，现有4T型结构的CMOS图像传感器的像素单元电路结构图增加了一个转移晶体管M4，所述转移晶体管M4用于将所述光电二极管10产生的电信号输入到所述感应节点N1。在图2中，所述转移晶体管M4选用一NMOS管，所述转移晶体管M4的栅极接转移信号TX，所述转移晶体管M4的源极接所述光电二极管10的N型区，所述转移晶体管M4的漏极接所述复位晶体管M1的源极即所述感应节点N1。

物质分为三类，气态、液态、固态，随着人们对物质状态认识的不断深入，发现物质除了上述三态外，还存在着离子态(plasmas)，非晶固态(amorplhous solids)，液晶态(liquid crystals)，超导态(superconductors)，中子态(neutron state)等。迄今已发现数十万种以上的液晶物质，其中，液晶物质的分类如下：

溶致液晶：将某些物质溶于另一物质时形成的液晶态，因此被成为溶致液晶。双亲分子多属溶致液晶，肥皂水是一种典型的溶致液晶。细胞膜是酯类分子构成的双层溶致液晶。溶致液晶广泛存在于自然界，特别是生物体内，它不仅广泛应用于人类生活的各个领域，而且在生物物理，生物化学和仿生学领域深受瞩目。很多生物体的构造，如大脑、神经、肌肉、血液等生命物质或生命的新陈代谢，知觉、信息传递等生命现象都与这种液晶有关。