[实用新型]无图像拖尾的CMOS图像传感器像素结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种图像传感器领域，特别涉及一种无图像拖尾的CMOS图像传感器像素结构。

背景技术

图像传感器已经被广泛地应用于数码相机、移动手机、医疗器械、汽车和其他应用场合。特别是制造CMOS(互补型金属氧化物半导体)图像传感器和CCD(电荷耦合型器件)图像传感器技术的快速发展，使人们对图像传感器的输出图像品质有了更高的要求。

现有技术的图像传感器像素结构，以图1所示为例。图1中，包括置于半导体基体中的光电二极管101，Pin型P+层102，电荷传输晶体管103，漂浮有源区104；其中Vtx为电荷传输晶体管103的栅极端，d为光电二极管101外伸Pin型P+层102的距离，漂浮有源区104为N+型。现有技术中的像素结构，在转移光电二极管101中电荷至漂浮有源区104中时的势阱示意图，如图2所示；其中，201为光电二极管101的势阱区，204为漂浮有源区104的势阱区，电荷传输晶体管103处于开启状态；图2所示，图a和图b示出了现有技术的像素两种势阱关系示意图，图a中的202为光电二极管101的势阱区201与电荷传输晶体管103沟道之间的势垒，图b中的203为光电二极管101的势阱区201与电荷传输晶体管103沟道之间的势谷。图1所示，光电二极管101外伸Pin型P+层102的距离d小于0时，其势阱关系如图2中图a所示，产生势垒202；光电二极管101外伸Pin型P+层102的距离d大于0时，其势阱关系如图2中图b所示，产生势谷203。图2所示的图a和图b两种势阱关系中的势垒202和势谷203都会引起图像传感器的图像拖尾现象，如图2中图a所示的势阱区201区残留了部分电荷无法转移至势阱区204中，而图b所示的势谷区203中残留了部分电荷无法转移至势阱区204中,进而引起图像拖尾问题。图像传感器，在实际生产工艺时，由于机台控制精度有限，像素阵列中的像素单元很容易产生势垒或势谷势阱区，所引起的图像拖尾问题使图像传感器采集暗光图像模糊不清或有偏色问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高效的、消除图像拖尾的无图像拖尾的CMOS图像传感器像素结构。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的无图像拖尾的CMOS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、电荷传输晶体管、漂浮有源区，还包括第一P型离子区、第二P型离子区、N型离子区；

所述第一P型离子区和N型离子区位于所述电荷传输晶体管的沟道区，两者相互接触，并且所述第一P型离子区在靠近所述光电二极管的一侧与光电二极管上部的Pin型P+层接触，所述N型离子区在靠近所述漂浮有源区的一侧与漂浮有源区的N+区接触；

所述第二P型离子区位于所述N型离子区和漂浮有源区的底部；

所述光电二极管在电荷传输晶体管沟道处的边界为所述第一P型离子区与所述N型离子区的接触处。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型提供的无图像拖尾的CMOS图像传感器像素结构，由于像素结构中设置了第一P型离子区、第二P型离子区、N型离子区，并且配合像素中的电荷传输晶体管栅极控制方法，进行光电电荷转移操作时，电荷传输晶体管沟道与光电二极管之间无势垒和势谷问题，因此采用本实用新型像素的图像传感器不会产生图像拖尾现象。

附图说明

图1为现有技术的图像传感器像素结构切面示意图。

图2为现有技术的图像传感器像素的势阱关系示意图。

图3为本实用新型实施例的图像传感器像素结构切面示意图。

图4为本实用新型实施例的图像传感器像素工作时，电荷传输晶体管栅极端置为0V时的势阱示意图。

图5为本实用新型实施例的图像传感器像素工作时，光电二极管曝光时的势阱示意图。

图6为本实用新型实施例的图像传感器像素工作时，电荷传输晶体管在转移光电二极管中电荷至漂浮有源区中时的势阱示意图。

图7为本实用新型实施例的图像传感器像素工作时，电荷传输晶体管在转移光电二极管中电荷至漂浮有源区中完毕后的势阱示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

本实用新型的无图像拖尾的CMOS图像传感器像素结构，其较佳的具体实施方式是：

包括置于半导体基体中的光电二极管、电荷传输晶体管、漂浮有源区，还包括第一P型离子区、第二P型离子区、N型离子区；