[发明专利]叠层互补金属氧化物半导体图像传感器及图像处理方法

权利要求书

1.一种叠层互补金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，所述叠层互补金属氧化物半导体图像传感器包括：

交替排布的两种叠层像素单元，所述两种叠层像素单元包括三种尺寸的光电二极管PD柱，其中，所述两种叠层像素单元中的每一种叠层像素单元分别排布两层PD柱，所述两层光电二极管PD柱包括两种尺寸的PD柱、且所述两层PD柱中每一层PD柱尺寸相同，所述两种叠层像素单元利用所述三种尺寸的PD柱分别吸收RGB三色光，并将所述RGB三色光对应的光信号转换成RGB三色光对应的电信号；

与所述两种叠层像素单元的输出端连接的CMOS像素读出电路，所述每一层PD柱与一个CMOS像素读出电路连接，所述CMOS像素读出电路用于放大所述电信号，并读出所述电信号。

2.根据权利要求1所述的叠层互补金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，所述叠层互补金属氧化物半导体图像传感器还包括：与所述每一种叠层像素单元的输入端连接的滤色片；

所述滤色片，用于基于所述滤色片的颜色信息对光源的成像光信号进行过滤，得到RGB组合光；

所述每一种叠层像素单元，具体用于利用所述两种尺寸的PD柱，从所述RGB组合光中依次吸收两种RGB单色光。

3.根据权利要求2所述的叠层互补金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，所述颜色信息由所述每一种叠层像素单元吸收的所述两种RGB单色光决定。

4.根据权利要求1所述的叠层互补金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，所述两层PD柱中的每一层PD柱与所述一个CMOS像素读出电路通过转移门连接电路连接。

5.根据权利要求1或4所述的叠层互补金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，

所述两层PD柱中距离光源最近的第一PD柱层包括一组PD柱；

所述两层PD柱中的第二PD柱层包括第一转移门连接电路和一组PD柱，所述第一转移门连接电路为所述第一PD柱层对应的转移门连接电路，所述第二PD柱层为所述两层PD柱中除所述第一PD柱层外的PD柱层。

6.根据权利要求5所述的叠层互补金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，所述每一层PD柱中的相邻两个PD柱之间距离为预设距离，所述第一PD柱层中PD柱的个数由所述叠层像素单元的大小和所述预设距离确定，所述第二PD柱层中PD柱的个数由所述第一转移门连接电路的尺寸、所述叠层像素单元的大小和所述预设距离确定。

7.根据权利要求1所述的叠层互补金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，所述每一层PD柱包括一个n区，所述电信号集中到所述每一层PD柱的n区。

8.根据权利要求1所述的叠层互补金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，所述每一层PD柱用于吸收RGB单色光，所述每一层PD柱的尺寸由所述RGB单色光确定。

9.根据权利要求1所述的叠层互补金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，所述PD柱的形状包括圆柱形和正多边形。

10.根据权利要求4所述的叠层互补金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，所述一个CMOS像素读出电路包括：与所述转移门连接电路连接的转移晶体管、与所述转移晶体管连接的读出区和与所述读出区连接的放大管；

所述转移晶体管，用于将所述电信号从所述PD柱中转移至读出区，以从所述读出区读取所述电信号；

所述放大管，用于将所述读出区的电信号放大。

11.根据权利要求10所述的叠层互补金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，所述CMOS像素读出电路还包括：与所述读出区和所述放大管连接的复位晶体管；

所述读出区，还用于读出所述复位晶体管中的复位电平；

所述放大管，还用于对所述复位电平进行放大。