[发明专利]一种图像传感器像素结构及其操作方法

权利要求书

1.一种图像传感器像素结构，包括置于半导体基体中的光电二极管、复位晶体管、源跟随晶体管、选择晶体管、漂浮有源区，其特征在于，还包括第一电荷传输晶体管和第二电荷传输晶体管，所述第一电荷传输晶体管与第二电荷传输晶体管之间设有电容；

所述第一电荷传输晶体管的源极与所述光电二极管相连，其漏极与所述电容和第二电荷传输晶体管的源极相连，所述第二电荷传输晶体管的漏极与所述漂浮有源区相连。

2.根据权利要求1所述的图像传感器像素结构，其特征在于，所述电容是金属-绝缘层-金属结构的电容或晶体管器件电容。

3.根据权利要求2所述的图像传感器像素结构，其特征在于，所述金属-绝缘层-金属结构的电容的一端与所述第一电荷传输晶体管的漏极相连，另一端外接电势；

所述晶体管器件电容的源漏极与所述第一电荷传输晶体管的漏极相连，其栅极外接电势。

4.根据权利要求3所述的图像传感器像素结构，其特征在于，所述金属-绝缘层-金属结构的电容的外接电势大于等于0V；所述晶体管器件电容的外接电势大于等于-0.7V。

5.根据权利要求4所述的图像传感器像素结构，其特征在于，所述电容的电容值大于等于1fF。

6.一种权利要求1至5任一项所述的图像传感器像素结构的操作方法，其特征在于，包括步骤：

a、复位光电二极管操作，开启复位晶体管，第一电荷传输晶体管和第二电荷传输晶体管，将光电二极管中的电荷清除完毕后，关闭复位晶体管，第一电荷传输晶体管和第二电荷传输晶体管，光电二极管开始积分；

b、第一次光电电荷转移操作，第二电荷传输晶体管处于关闭状态，光电二极管积分时长为t1时，开启第一电荷传输晶体管，将光电二极管中的光电电荷转移至电容完毕后，关闭第一电荷传输晶体管；

c、第二次光电电荷转移操作，第二电荷传输晶体管处于关闭状态，光电二极管积分时长距第一次光电电荷转移操作t2时，开启第一电荷传输晶体管，将光电二极管中的光电电荷转移至电容完毕后，关闭第一电荷传输晶体管；

d、第N次光电电荷转移操作，第二电荷传输晶体管处于关闭状态，光电二极管积分时长距第N-1次光电电荷转移操作tn时，开启第一电荷传输晶体管，将光电二极管中的光电电荷转移至电容完毕后，关闭第一电荷传输晶体管；

e、复位电势信号读取操作，光电二极管积分周期结束后，第一电荷传输晶体管和第二电荷传输晶体管处于关闭状态，开启复位晶体管，漂浮有源区复位完毕后，关闭复位晶体管，然后开启选择晶体管，复位电势信号经由列位线被后续电路读取并保存；

f、光电电势信号读取操作，复位电势信号读取操作完毕后，复位晶体管处于关闭状态，第一电荷传输晶体管处于关闭状态，开启第二电荷传输晶体管和选择晶体管，将储存在电容中的光电电荷转移至漂浮有源区完毕后，关闭第二电荷传输晶体管，光电电势信号经由列位线被后续电路读取并保存。

7.根据权利要求6所述的图像传感器像素结构的操作方法，其特征在于，所述光电电荷转移操作的次数N值大于等于2，所述积分时间t1、t2、...、tn之和等于光电二极管积分周期。