[发明专利]一种CMOS像素传感器有效

专利信息
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
【权利要求书】:

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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