[发明专利]一种CMOS像素传感器有效
申请号: | 202010693043.8 | 申请日: | 2020-07-17 |
公开(公告)号: | CN111769130B | 公开(公告)日: | 2021-10-08 |
发明(设计)人: | 张亮;王萌;董家宁;王安庆;李龙 | 申请(专利权)人: | 山东大学 |
主分类号: | H01L27/146 | 分类号: | H01L27/146;H04N5/374 |
代理公司: | 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 | 代理人: | 赵敏玲 |
地址: | 266237 *** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 cmos 像素 传感器 | ||
1.CMOS像素传感器,其特征在于,包括P型衬底、P型高阻外延层、第一N阱、第二N阱、P阱、深N阱和深P隔离层;
其中P型高阻外延层位于P型衬底上,深N阱位于P型高阻外延层中,第一N阱位于深N阱上,深P隔离层位于第一N阱中;P阱、第二N阱位于深P隔离层中;
其中,深N阱和P型高阻外延层形成P-N二极管;
深N阱上的第一N阱和第一N型有源区构成通路,通过金属线连接其他读出电路;所述其他读出电路包括校准测试电路、电荷灵敏放大器、整形器、比较器和事例驱动电路;
深P隔离层用来隔离深N阱内的器件,深P隔离层内的第二N阱和P型有源区用于制作PMOS晶体管,深P隔离层内的P阱和第二N型有源区用于制作NMOS管。
2.如权利要求1所述的CMOS像素传感器,其特征在于,P型高阻外延层电阻率大于1KΩ·cm。
3.如权利要求1所述的CMOS像素传感器,其特征在于,P-N二极管所在阳极区连接有反偏电压,用于加快电荷收集。
4.如权利要求1所述的CMOS像素传感器,其特征在于,还包括多个像素单元,多个像素单元构成一个像素阵列,每个像素单元内铺满深N阱,使整个像素单元作为一个二极管。
5.如权利要求1所述的CMOS像素传感器,其特征在于,每个像素单元包括依次连接的校准测试电路、电荷灵敏放大器、整形器、比较器和事例驱动电路。
6.如权利要求5所述的CMOS像素传感器,其特征在于,所述的校准测试电路由Cinj电容和外部触发信号组成,用于模拟外部电荷注入,标定像素内部电路性能。
7.如权利要求5所述的CMOS像素传感器,其特征在于,所述电荷灵敏放大器的增益约为1/Cf,定制MOM电容作为反馈电容,Cf为反馈电容值。
8.如权利要求5所述的CMOS像素传感器,其特征在于,所述的整形器采用CR-RC结构;所述的比较器采用两级结构,第一级完成差分放大功能,第二级完成正反馈比较功能。
9.如权利要求5所述的CMOS像素传感器,其特征在于,所述的事例驱动电路完成优先判断功能,如果某像素被粒子击中,事例驱动电路将判断信号传输至列端,完成优先触发。
10.如权利要求1所述的CMOS像素传感器,其特征在于,CMOS像素传感器还配置像素配置电路、时序逻辑、偏置电路、时钟电路和控制接口;所述的像素配置电路、时序逻辑、偏置电路、时钟电路均与像素阵列相连;所述的控制接口用来调节偏置参数以及使能信号;所述的像素配置电路用于像素内部电路性能标定;所述时序逻辑用于像素内部逻辑电路;所述偏置电路主要向像素单元电路提供静态工作点;所述时钟电路主要向数据处理模块提供高速时钟。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L27-00 由在一个共用衬底内或其上形成的多个半导体或其他固态组件组成的器件
H01L27-01 .只包括有在一公共绝缘衬底上形成的无源薄膜或厚膜元件的器件
H01L27-02 .包括有专门适用于整流、振荡、放大或切换的半导体组件并且至少有一个电位跃变势垒或者表面势垒的;包括至少有一个跃变势垒或者表面势垒的无源集成电路单元的
H01L27-14 . 包括有对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射或者微粒子辐射并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的,或适用于通过这样的辐射控制电能的半导体组件的
H01L27-15 .包括专门适用于光发射并且包括至少有一个电位跃变势垒或者表面势垒的半导体组件
H01L27-16 .包括含有或不含有不同材料结点的热电元件的;包括有热磁组件的