[发明专利]改良黑电平校准的图像传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像传感器，尤其涉及一种改良黑电平校准的图像传感器。

背景技术

图像传感器像素阵列中，一般包含感光像素阵列和遮光像素阵列两部分。感光像素阵列用来感知并采集图像信息，而遮光像素阵列所采集到的信息用做图像信息处理中的基准信息校准；也就是说，真实的图像信息等于感光像素采集的信息减去遮光像素采集的信息，遮光像素也称为黑电平校准像素，此方法在业内称为黑电平校准操作。为了保证黑电平校准的准确性，黑电平校准像素不能受到来自外界光线和来自半导体基体中电荷的干扰，一般在遮光像素上面使用高层金属遮光以避免光射入到黑电平校准像素中；而半导体基体中的电荷，是由于感光像素光电二极管饱和而光电电荷溢出产生的，此部分溢出电荷会通过基体传递到黑电平校准像素中，进而黑电平校准像素会采集到这部分电荷信号，所以黑电平校准像素采集的信息并不是真正的无光基准信号，因此影响了图像传感器的黑电平校准的质量。

现有技术中的图像传感器，以采用CMOS图像传感器像素为例，如图1所示。图1中，101为光电二极管，102为P型阱，103为漂浮有源区，104为电荷传输晶体管，105为复位晶体管，106为源跟随晶体管，107为选择晶体管，STI为浅槽隔离区，Vdd为电源电压。采用图1所示像素单元排列成的像素阵列的切面示意图如图2所示，为了叙述更加清晰，图2中未示出复位晶体管、源跟随晶体管和选择晶体管。图2中，感光像素区域的像素用来感知外界光线信息，遮光像素区域使用金属200遮光，遮光像素区域的像素作为黑电平校准像素以实现图像传感器黑电平校准操作；图2中，201和202为感光像素区域的光电二极管，203～206为黑电平校准像素的光电二极管，207为P型阱区，208为像素中的电荷传输晶体管；其中，所有像素的光电二极管都置于半导体基体中，并且使用P型区207相互隔离；在像素曝光期间，208处于关闭状态。

图2所示现有技术的图像传感器像素阵列，感光像素区域的像素受到强光照射，201和202光电二极管饱和，并且过多的光电电荷溢出到半导体基体中，溢出的电荷会在半导体基体中移动，在像素之间相互串扰；感光像素中溢出的电荷最先移动到203光电二极管附近，由于203区电势较高，半导体基体中的溢出电荷被203收集，203饱和后，基体中的电荷会继续移动到204附近而被吸取，若204饱和，基体中的电荷会继续移到205，依次类推。由此可见，在强光环境下，黑电平校准像素采集的信号受到了半导体基体中的溢出电荷影响，光线越强影响越大，黑电平像素采集的不是真实的无光信号,所以降低了图像传感器黑电平校准的准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种能提升图像传感器黑电平校准的准确性、提高图像传感器所采集到的图像质量的改良黑电平校准的图像传感器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的改良黑电平校准的图像传感器，包含感光像素阵列和遮光像素阵列，所述遮光像素阵列中包含抽取半导体基体中溢出电荷的像素和黑电平校准像素，所述抽取半导体基体中溢出电荷的像素位于所述感光像素阵列与所述黑电平校准像素之间，将所述感光像素阵列与所述黑电平校准像素隔离开。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的改良黑电平校准的图像传感器，由于遮光像素阵列中包含抽取半导体基体中溢出电荷的像素和黑电平校准像素，抽取半导体基体中溢出电荷的像素位于感光像素阵列与黑电平校准像素之间，将感光像素阵列与黑电平校准像素隔离开，黑电平校准像素所采集的是真实的无光信号，能够避免黑电平像素受到半导体基体中溢出的电荷的干扰，进而提升了图像传感器黑电平校准的准确性，提高图像传感器所采集到的图像质量。

附图说明

图1是现有技术中的图像传感器像素单元示意图；

图2是现有技术中的图像传感器像素阵列的切面示意图；

图3是本发明实施例提供的改良黑电平校准的图像传感器的像素阵列平面示意图；

图4是本发明实施例提供的改良黑电平校准的图像传感器的像素单元电路示意图；

图5是本发明实施例提供的改良黑电平校准的图像传感器的像素阵列切面示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的改良黑电平校准的图像传感器，其较佳的具体实施方式是：